PO informatica Door: Ivo reumkens en Dion Legierse. Inleverdatum

PO informatica
Door: Ivo reumkens en Dion Legierse.
Inleverdatum: 18-12-2013
Onderwerp: processors.
Website: http://www.turksepizza.dx.am
Inhoud
-
Inleiding
Werking
Intel
AMD
Mobiel
Koelers
Overclocking
Nieuwe ontwikkelingen
Inleiding
Het PO
Voor informatica hebben we een PO moeten maken. De opdracht was een
onderwerp te kiezen wat te maken heeft met computers, en daaromheen een
website te bouwen.We hebben processors gekozen, omdat we zelf vaak met
computers bezig zijn. Zo doen we computers repareren, bouwen en ontwerpen. Wat
bij die activiteiten (vooral het bouwen) altijd belangrijk is is de keuze van processors.
De processor is altijd een moeilijke keuze bij computers en die keuze hangt ook van
veel factoren af. Vooral wat je met die computer wil doen is het een belangrijke
factor, als je een game pc bouwt dan hoeft het geen hele dure te zijn, maar bij
bijvoorbeeld het goed renderen van videos in een bewerkings programma heb je
toch al snel een sterkere nodig.
We vonden processors ook een interesant onderwerp, want het is het meest
complexe onderdeel van de pc. De ontwikkelingen bij processors zijn vaak ook zeer
interesant, zo worden er steeds meer cores toegevoegd en worden ze steeds sneller
en beter.
Het proces van werken
We begonnen met het op papier tekenen van hoe we de website eruit wouden laten
zien. Dit zijn we toen gaan uitwerken, en gaan uitbreiden. De tekening op papier was
eigenlijk heel simpel, een balk bovenin, een balk onderin en de inhoud die
erdoorheen scrollde. Alles wat nu voor de rest op de website staat, hebben we
tijdens het ontwerpen bedacht en toegevogd.
Als u de website in Internet Explorer 9 of lager, of een andere verouderde browser,
heeft bekeken heeft u waarschijnlijk al gezien dat het er niet correct uit ziet. Dat
komt omdat deze website sterk leunt op het gebruik van CSS3, en dat ondersteunen
die browsers nog niet. We hebben wel veel tijd gestoken in het werkend proberen te
krijgen ervan met behulp van Modernizr, ongeveer 2 uur, maar helaas zonder
resultaat. Wat deze tool doet is via Javascript CSS functionaliteit toevoegen. Hiervoor
moet je echter de CSS helemaal aanpassen, en het werkt niet als je stylesheet extern
staat. Om deze reden is het ons niet gelukt dit te implementeren.
We wouden echter wel iets van een melding voor Internet Explorer gebruikers,
daarom ziet iedereen die IE9 of lager gebruikt als eerste slide een groot IE logo met
daar doorheen een grote streep.
Werking
De processor wordt vaak gezien als de hersens van de pc, het verwerkt data die hij
binnen krijgt en doet daar wat mee. De processor krijgt deze commandos van de
RAM. De RAM kun je zien als het hart van een mens, alleen inplaats van bloed pompt
de RAM info rond. Zo geeft de RAM dus instructies aan de processor en vise versa.
Hieronder kun je een versimpelde tekening zien van het proces
Intel
algemeen
Intel is een van de twee grootste processor fabrikanten. Intel maakt processors die
vaak lang meegaan en van hoge kwaliteit zijn. Intel is ook wel de duurdere van de
twee, met processors die vaak duurder zijn dan AMD die ongeveer hetzelfde kunnen.
Intel is wel actiever op het gebied van innovatie in de processor wereld, vooral
omdat Intel een processor gefocused bedrijf is.
geschiedenis
Intel is opgericht in 1968 door Robert Noyce en Gordon Moore. De CEO van het
bedrijf was Andrew Grove, hij was ceo tot eind jaren 90. Momenteel is Grove nog wel
voorzitter van de raad van bestuur. Eerst wilden Robert Noyce en Gordon Moore het
bedrijf ‘Moore Noyce’ noemen, maar omdat ze het niet echt vonden klinken besloten
ze die niet te pakken. Hierna noemde ze het bedrijf integrated electronics oftewel
afgekort, Intel.
Intel starte met het maken van werkgeheugen, maar sloeg later over op het maken
van de complexere microprocessors. De vreemde verandering in het bedrijf noemt
Andrew Grove in zijn boek ‘Only The Paranoid Survive’.
Intel is de maker van de eerste microporcessor, genaamd de intel 4004-processor en
in 1981 maakte intel in samenwerking met IBM de eerste personal computer. Deze
computer bevatte de intel 8086/8088-processor.
Intel heeft ook velen ontwikkelingen gemaakt op het gebied van hardware
waaronder, de PCI-bus, de universal serial bus (USB) en de architectuur van
multicore server processors.
Intels processors
Intel heeft vele soorten processors gemaakt, waarvan de bekenste pentium en core
processors. De pentium processor serie was een single core processor serie.
Tegenwoordig worden ze minder gebruikt, omdat single core processors in personal
computers overbodig beginnen te worden en zelfs in telefoons. De core serie is de
meest bekende serie van processors op het moment. De core serie is een multicore
processor serie, de processors in deze serie hebben van 2 cores tot 12 cores. Intel is
zelfs bezig met een processor met 72 cores.
De core serie bestaat weer uit generaties en iedere generatie is anders. Het begon
bij de eerste generatie dat waren multicore processor, daarna kwam de tweede
generatie dit was een verbetering van de eerste. Intel werkt met een tick tock
systeem, wat een heel simpel idee is maar wel effectief. Voor iedere tick wordt de
architectuur van de vorige processor verkleint zodat er meer van op een processor
past en bij elke tock wordt een nieuwe architectuur ontworpen. Bij de eerste
generatie waren zowel tick en tock toegepast. De tweede generatie was een tock, de
derde weer een tick en de vierde generatie is ook weer een tick en een tock.
AMD
algemeen
AMD staat eigenlijk voor Advanced Micro Devices. En je zou het misschien niet
verwachtten, maar AMD startte ooit als partner van Intel. Het begon allemaal in 1969
als een klein bedrijf dat veel productiewerk voor andere processorfabrikanten deed.
Het x86-tijdperk begon voor AMD tegelijk met de introductie van de IBM-PC. IBM
eiste destijds van Intel als voorwaarde voor het gebruik van de 8088 dat er een
tweede leverancier voor deze processor zou komen. Intel benaderde hiervoor haar
toenmalige partner AMD, en deed er een technologieruil mee. AMD kreeg hiermee de
beschikking over de ontwerpen van Intel-processoren en werd hierdoor de tweede
leverancier van x86-processoren.
Dubbel merk
Deze processoren werden toen onder twee merken verkocht, met Intel als ontwerper
en AMD als fabrikant. Een voorbeeld hiervan zie je hiernaast. Concurrentie was er
alleen door verschil in fabricagetechnieken, beide fabrikanten maakten tenslotte
exact dezelfde processor en de fabricagetechniek bepaalde verder de maximale
snelheid. Dit ging enkele jaren goed totdat over het gebruik van de 80386-processor
een hevige strijd ontstond. Na een lange juridische strijd besliste een
arbitragecommissie in 1995 in het voordeel van AMD. Sinds deze strijd geeft AMD
processors uit die enkel onder zijn eigen naam staan. Op dat moment had AMD de
fabricagetechnieken de 80486 dusdanig goed onder de knie dat het processoren op
een hogere snelheid kon verkopen dan Intel; een Intel 80486 liep op 33 MHz, exact
dezelfde processor van AMD op 40 MHz. Zo kun je gelijk zien hoe veel sneller de
processors van nu zijn.
Op zichzelf
De beslissing van de arbitragecommissie in 1995 had echter een belangrijk gevolg.
AMD kreeg tot 2009 rechten om x86-processoren te maken, maar Intel zou niet
langer verplicht zijn toekomstige ontwerpen met AMD te delen. AMD moest dus
eigen processoren gaan ontwerpen.
In de tussentijd heef AMD zelf veel processors gemaakt. Lange tijd heeft het ook
voorgelopen op Intel. De eerste processor die het uitbracht was de K5. Deze moest
met Intels Pentium gaan concurreren. De K stond voor Kryptoniet, het metaal
waarmee Superman machteloos wordt. Met Superman doelde ze dan weer op Intel.
Door ontwikkel- en productieproblemen kwam de K5 echter laat op de markt,
waardoor hij geen grote impact meer had.
De opvolger van de K5, de K6 was dan wel weer beter als Intels variant. Toen AMD
echter de Athlon uitbracht had Intel weer de betere processor. Intel liep toen een
tijdje voor, mede omdat het veel eerder als AMD DDR2 ondersteunde. DDR2
betekende snellere communicatie met het RAM geheugen, en dus ook een sneller
werkende processor.
Ook in de tijd van quad-cores had Intel de overhand. Hun processors waren net iets
sneller en bovendien had AMD een vervelende bug in de processor zitten die alleen
kon worden verholpen door sterke prestatie verminderende maatregelen te treffen.
Nu nog steeds maakt Intel de snellere processors. Daar staat echter wel tegenover
dat de processors van AMD ongeveer 35% goedkoper zijn, wat natuurlijk ook niet
onbelangrijk is.
ATI
AMD meldde op 24 juli 2006 te zullen fuseren met ATI Technologies. Hiervoor
betaalde AMD 4,3 miljard dollar, en daarbij nog 58 miljoen van zijn aandelen voor
een totaal van 5,4 miljard dollar. Deze fusie werd afgerond op 25 oktober 2006. ATI
is nu onderdeel van AMD. Sinds die tijd verkoopt AMD dus ook videokaarten, en AMD
bied gpu’s aan, processors met daarin een videochip ingebouwd. Op die manier heb
je geen losse videokaart meer nodig. Processors die dit hebben zijn te herkennen
door de 'Radeon' sticker erop.
Mobiele processors
Ook in telefoons zijn processoren het hart van het toestel, ze zijn alleen een stuk
kleiner.Veel mensen weten wel dat een single core het traagst is, daarna en dual
core en een quad core super snel is, maar dan stopt het bij de meeste mensen wel.
Maar wat zijn eigenlijk de verschillen tussen Tegra, Snapdragon, Hummingbird,
OMAP en Qualcomm om maar wat termen te noemen die je vaak vooorbij ziet
komen. Qualcomm is bijvoorbeeld een processorfabrikant, zijn Snapdragon, OMAP
modellen van verschillende fabrikanten en Krait is een processortype. Om het
allemaal duidelijk proberen te maken zetten we hier de geschiedenis en de
verschillen van de verschillende processoren op een rij.
De ARM processor
De eerste ARM processor zag in 1985 het licht onder de naam ‘Acorn RISC Machine’
en deze was ontworpen door het Engelse Acorn Computers. Oorspronkelijk werd de
CPU ontworpen voor gebruik in desktop PC’s. Het uitgangspunt van het ontwerp is
‘eenvoud is sneller’. Door de eenvoudige opzet van de processor is hij energiezuinig,
maar doet gaat niet ten koste van de rekenkracht.
Inmiddels heet ook het bedrijf ARM en dit bedrijf heeft inmiddels ook processoren
met multi-core mogelijkheden op de markt gebracht, ‘Cortex’ genaamd. Multi-core
processoren zijn een verzameling van meerdere kleine processoren. Hierdoor kan
een multi-core processor meerdere processen tegelijk berekenen en uitvoeren. Dit
komt de snelheid van de processor ten goede.
Het unieke aan ARM is dat het bedrijf de processoren alleen ontwerpt en niet
produceert. ARM ontwikkelt de techniek achter de processor en verkoopt deze
techniek vervolgens door aan producenten. Die producenten kunnen aanpassingen
doen aan het ontwerp of de processor combineren met andere technieken en zo een
‘system on a chip’ (SoC) ontwikkelen. Deze nieuwe chip mogen ze vervolgens hun
eigen naam geven. Dat verklaart de grote verscheidenheid aan processornamen die
momenteel op de markt voorhanden zijn. Een hoop van die verschillende
processoren zijn onder de motorkap gebaseerd op de ARM technologie.
A4 en Hummingbird
Bedrijven die op basis van de ARM technologie (zie het kader hiernaast) hun eigen
processor ontwikkelden zijn Apple, Samsung. Apple ontwikkelde de eigen A4
processor en Samsung de Hummingbird processor. Deze twee processoren zijn
praktisch broertjes van elkaar, omdat ze door hetzelfde team doorontwikkeld zijn.
Beide processoren combineren een ARM kern met een grafische processor en een
aantal telefoon-specifieke functies in één processor.
Met de introductie van de iPad twee, kondigde Apple ook de opvolger van de A4 aan,
de A5. Dit is in principe een dubbel kerns A4 processor. Het combineert dus twee
ARM kernen tot één processor. Ondertussen is er met de iPhone 5C ook al de A6 is
gebruik genomen. Dit is een 64 bits processor die daarom nog sneller en zuiniger is.
Snapdragon
De Snapdragon processor van Qualcomm is eveneens gebaseerd op een Cortex A8
ARM processor, maar maakt nog geen gebruik van de multi-core mogelijkheden. Hij
is aangevuld met een GPU en meerdere telefoon-specifieke functies, zoals een GSM
chip.
De chip is naar verluid flink aangepast door Qualcomm en zou beter zijn in het
verwerken van multimedia, in vergelijking tot de oorspronkelijke ARM technologie.
De Snapdragon processor is veel gebruikt in Android telefoons, zoals de Google
Nexus One.
Tegra
De bekendste ARM gebaseerde processor van dit moment is waarschijnlijk NVIDIA’s
Tegra 2 processor. Deze processor wordt momenteel veel toegepast in tablets. De
grafische prestaties van de Tegra 2 zouden beter zijn dan die van de concurrentie.
NVIDIA heeft de ARM A9 processor gecombineerd met een GeForce grafische
processor. Het is de eerste dual-core processor die breed wordt toegepast op de
tabletmarkt. De chip is in staat Full HD 1080P videobeelden uit te sturen. NVIDIA
heeft ook al de Tegra 3, de Tegra 4 en de Tegra 4i processoren uitgebracht. Deze
beschikken allen over vier kernen, en nog een extra vijfde kern. Deze werkt echter
alleen op de achtergrond om energie te sparen en hij wordt niet door de telefoon
herkend.
Atom
Atom processoren zijn eveneens ontwikkeld voor mobiele apparaten. Een Atom
processor is een ‘echte’ processor en dus geen ‘system on a chip’. Het is een
doorontwikkeling van de x86 processor en daardoor gemakkelijk in staat desktop
software uit te voeren. Hij is daarmee erg geschikt voor Windows tablets. De oudere
technieken zorgen er echter ook voor dat hij minder efficient is en dus minder
energiezuinig dan ARM processoren.
OMAP
OMAP is de ARM processor van Texas Instruments. Deze chip is veel gebruikt door
Motorola in haar mobiele apparaten. De Motorola Droid Android telefoon is uitgerust
met een OMAP processor, waarbij een ARM kern gecombineerd werd met een
PowerVR grafische processor. Dit is dus een processor met daarin al een videochip.
Welke processor is nou het beste?
Dat is moeilijk te zeggen. Er zijn zoveel versies beschikbaar en die hebben op hun
beurt allemaal verschillende specialiteiten. De kracht van het toestel wordt niet alleen
bepaald door de gebruikte processor, maar ook door de gekozen hoeveelheid cache,
geheugen, geheugentype en grafische processor.
De toekomst van de mobiele processor
Binnenkort zullen waarschijnlijk al mobieltjes met octa-core processoren op de markt
komen, deze hebben dus 8 kernen waardoor ze nog sneller en zuiniger worden.
Ook zit in de iPhone 5S al een 64-bitsprocessor, dit zullen we ook steeds meer gaan
zien. De telefoon kan daardoor meer RAM-geheugen aanspreken, waardoor alles
sneller zal gaan en je nog beter kunt multitasken. Ook worden de prossescoren er
zuiniger van.
Aangezien je met je telefoon zo lang mogelijk wilt doen, zullen de proseccors ook
zuiniger gaan worden. Dit gebeurt nu al langzaamaan. Voor de rest zal het de
'normale' proseccore achternagaan, en hoe dat waarschijnlijk gaat lopen kunt u
elders in ons verslag lezen.
Koeling
Één van de belangrijkste aspecten bij processors is de koeling. Processors zijn in de
loop der jaren veel veranderd, waarbij er meer in éé processor wordt gedaan. Omdat
er meer in gaat betekent dat dat ze ook steeds warmer worden. Oververhitting is
niet alleen een probleem, omdat het de processor sloopt als hij te warm wordt, maar
ook omdat het processors trager maakt.
Eerst werd dit opgelost door een aluminium hitte geleider er op te plaatsen, maar
tegenwoordig is dit niet meer genoeg. Tegenwoordig worden er ook ventilators op
geplaats die de hitte weer wegblazen. Naast de aluminium geleider en ventilator is er
nog één ding nodig en dat is nog een geleider tussen de processor en de aluminium
geleider. Dit noemt men koelings pasta, omdat het een soort klei/vloeistof is die de
hitte beter naar de aluminium geleider overbrengt.
Voor de meeste mensen werkte de ventilator optie het best voor koeling, maar voor
sommige activiteiten is dat zelfs niet goed genoeg. Die mensen kiezen dan meestal
voor een water gekoeld systeem, dit is de beste optie voor de meeste koeiling en
vaak niet te duur in vergelijking met sommige high-end ventilator koelers. De goede
koeling is niet het enige voordeel, het is vaak ook stiller.
De meeste mensen die een computer kunnen betalen die waterkoeling nodig heeft
doen dit ook niet zonder glitter en glam. PC’s met waterkoeling hebben vaak veel
lichtjes en gekleurde koelvloeistof een water gekoelde pc ziet er daarom ook vaak zo
uit:
Overclocking
Wat is overcloking/overklokken
Overclocking is een manier een wat extra kracht te halen uit je processor.
Overclocking is ook precies wat de naam zegt je verhoogd de standaard kloksnelheid
van de processor. Wat het doet is vrij simpel, elke processor heeft een bepaalde
snelheid waarop hij werkt en als je de kloksnelheid verhoogt gaat hij sneller werken.
De gevaren van overclocking
Dit klinkt mischien heel leuk en aardig, want het is een gratis manier om je processor
sneller te maken. Maar als je het onverantwoordelijk doet kunnen er al snel dingen
fout gaan. Bij overclocking is een snellere processor niet de enige bijkomstigheid. De
processor produceert meer warmte en zonder goede koeling kan dit serieuze schade
aan je processor richten. Ook als je overclockt vervalt de garantie van je processor.
Dus het is niet slim als je hem net gekocht hebt en hem overclockt, want als hij
daarna stuk gaat kun je er niet mee terug naar de fabrikant.
Underclocking
Naast overclocken bestaat er ook underclocken. Het is ongeveer het zelfde als
overclocken, maar inplaats van dat je hem sneller maakt maak je hem langzamer. Nu
is de vraag zijn hier voordelen aan, het antwoord is ja. De processor produceert
minder hitten en verbruikt ook minder energie, wat handig is als je computer
bijvoorbeeld 24 uur per dag aan staat.
Overklokken kan zo
Je kan een processor overclocken op meerdere manieren. De makkelijkste is de BIOS
van je moederbord en daar de clock snelheid te verhogen. Helaas ondersteunen niet
alle moederborden deze functie. Een andere manier is door je processor te pushen
tot zijn max voor een lange tijd, maar hier kun je snel permanente schade oplopen.
Nieuwe ontwikkelingen/toekomst
Blijvende ontwikkelingen.
Waar altijd aan gewerkt wordt is de archintectuur kleiner/beter te maken van
processors en er voor zorgen dat ze niet te warm worden. Er zijn echter meer
ontwikkelingen bezig op het gebied van processors, zo is google bezig met het
intwerpen van zijn eigen server processors te ontwerpen.
APUs
Een niet zo nieuwe ontwikkelingen is de apu, wat eigenlijk een processor met
ingebouwde graphische mogelijkheden is. Dit lijkt mischien niet heel belangrijk, maar
dit betekent voor particulieren dat ze geen videokaart hoeven te kopen bij hun
systeem om beeld te kunnen krijgen.
Knight’s landing
Ook de uitbreiding van het aantal cores dat op een processor past wordt steeds aan
gewerkt zo is intel bezig met een 72 core processor. Deze processor is niet een
processor die in de processor-socket van je moederbord gaat, maar het is eerder een
moederbord zelf. Het krijgt ddr4 werkgeheugen 8 of 16gb dram en een bandsnelheid
van 500gb per seconde. De processor zal volgens intel in 2015 komen zodra ze de
14nm processors project klaar is.
Kwantum computing/processing
Een ontwikkeling waar al sinds 1981 aangewerkt wordt is de kwamtum computer.
Een kwantum computer werkt anders als een gewone (binaire) computer. Een
kwamtum computer heeft ook een andere processor die niet werkt met éénen en
nullen, maar met kwamtum deeltjes (foton of elektron). Kwamtum processors
werken ook op een andere manier dan binaire processor, het voorbeeld dat het
meeste word gebreukt om het verschil uit te leggen is als volgt:
“er zijn 10 deuren en achter één deur ligt een appel. Beide computers worden op
gedragen om de appel te vinden. De binaire computer zal elke deur één voor één
afgaan tot hij de appel heeft, de kwamtum computer zal echter alle deuren tegelijk
openen de appel pakken.”
Zoals je kan zien zijn kwamtum computers/processors erg effeciënt en hier kunnen
criminelen gebreuk van maken door snel bank rekenen te hacken/ontcijferen. Toch
heeft de kwamtum technologie ook zijn voordelen zo kunnen banken ook beter
rekeningen beveiligen en data die normaal lang duurt om te analyseren kan snel
worden onderzocht, of er kan zelfs data worden verwerkt die een binaire
computer/processor nooit zou kunnen verwerken. Hierdoor zou er volgens men een
grote wetenschappelijke revolutie kunnen ontstaan.
Dit idee bestaat al lang maar het eerste werkende prototype wordt pas over 6 jaar
verwacht, dat momenteel door de universiteit delft wordt ontwikkeld.
Bronnen:
http://www.youtube.com/watch?v=cNN_tTXABUA
http://tweakers.net/categorie/46/processors/producten/
http://nl.wikipedia.org/wiki/Intel
http://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Tick-Tock
http://www.youtube.com/watch?v=QvuTXIX-yZM
http://www.youtube.com/watch?v=Ers_CmL0eI0
http://nl.wikipedia.org/wiki/Kwantumcomputer
http://nl.wikipedia.org/wiki/Advanced_Micro_Devices
http://www.tabletguide.nl/8890/wat-zijn-de-verschillen-tussen-deverschillende-mobiele-processoren/
http://www.gsmacties.nl/info/system-on-a-chip-soc/processor/
http://nl.wikipedia.org/wiki/Qualcomm
http://www.qualcomm.com/snapdragon