Technologies du Génie Électrique

Technologies du Génie Électrique
TECHNOLOGIE DE L’ELECTRONIQUE INDUSTRIELLE (243.06)
OPTION : ÉLECTRODINAMIQUE
Principe des micros-ordinateurs
243-834-92
Travail de recherche # 1
CPU Itanium de Intel
Par : Patrick
Remis à Mr.
St-Onge
Mario Michaud
10 septembre 2002
Table des matières
Pages
1- Introduction……………………………………………………………3
2- Développement
2.1 - Fréquences disponibles…………………………………….4
2.2 - Architecture………………………………………………4 à 5
2.3 - Adressage…………………………………………………….6
2.4 - Compatibilité………………………………………………….6
2.5 - Chipset………………………………………………………..7
2.6 - Type de mémoire…………………………………………….7
2.7 - Mémoire cache……………………………………………….8
2.8 - Bande passante des entrées et des sorties……………….8
2.9 - Bus principal………………………………………………8 à 9
2.10 - Évaluation des performances selon intel………...…9 à 10
2.11 - Évaluation des performances selon des
indépendants……………………………………………...………..11 à 13
2.12 - Analyse……………………………………………………...13
3- Conclusion………………………………………………………..……14
4- Bibliographie…………………………………………………………..15
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INTRODUCTION :
Depuis le début du siècle, l’homme découvre sans cesse de nouvelles
technologies et ne cesse de les améliorer constamment dans le but d’obtenir les
meilleures performances possibles et même la perfection. Une de ces nouvelles
technologie est certainement l’arrivée des ordinateurs ainsi que des microordinateurs. L’arrivée des micro-ordinateur sur le marché à révolutionné la façon
dont les gens d’aujourd’hui travaillent ainsi que leur mode de vie. De nos jours
presque tout le monde est en contact avec cette technologie qu’est l’informatique
qui évolue à un rythme presque effrayant. Plusieurs compagnies se font la lutte
dans laquelle le but est de sortir la machine la plus performante tout en gardant
un bon rapport qualité prix. Intel est une de ces compagnie qui ne cesse à
chaque jour de faire évoluer les performances recherchés. Elle a d’ailleurs sortie
un nouveau processeur le Intel Itanium qui vas sans doute connaître un succès
attendu en matière de performances. Le processeur Intel Itanium conjugue
pérennisation de l'investissement, performances, évolutivité et continuité de
service. Il est le précurseur d'une ligne de puces fondées sur la nouvelle
architecture du même nom qui fait bénéficier l'informatique stratégique des
atouts de la standardisation, c'est-à-dire souplesse, étendue du choix et excellent
rapport qualité/prix, toutes les qualités qui font défaut aux solutions propriétaires.
Le nouveau processeur Intel Itanium fait bénéficier les applications techniques et
stratégiques les plus lourdes des performances et des économies d'envergure
propres à l'Architecture Intel. Il applique plusieurs perfectionnements qui
procurent des performances et des débits de pointe aux applications actuelles. Il
dote également les plates-formes pour serveurs et stations de travail haut de
gamme d'une réserve de puissance qui leur permettra de répondre aux futurs
impératifs de performances induits par l'augmentation des charges de travail.
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Développement :
( Processeur intel itanium )
Fréquences disponibles :
Le nouveau CPU Itanium de Intel dispose de deux vitesse. La
première étant de 733Mhz et la seconde de 800Mhz. Même s’il on ne
dispose pas vraiment de haute vitesse il est quand même à noter
qu’il est plus rapide et plus performant que ses rival et ceci est dû à
son architecture unique qui sera étudiée plus loin dans ce document.
Il faut quand même remarquer que le CPU Itanium de Intel est le
premier d’une nouvelle génération de processeur. Le premier étant
déjà sur le marché que le deuxième de cette génération est déjà prêt
à être sorti c’est à dire l’Itanium 2. Ce dernier possède une étonnante
caractéristique : sur le serveur Itanium 2, on peut retrouver de 2 à 4
processeur par board ce qui contribue encore à augmenter la vitesse
de ce dernier.
Architecture :
L’itanium est doté d’une architecture EPIC : ( explicity
parallel instruction computing ). Donc ce qui reviens à dire pour
simplifier les choses que le processeur travaille en parallèle : Lorsque
le processeur a à traiter certains mots ou informations, au lieu de les
traiter un à la fois en série, il les traite en parallèle tous en même
temps ce qui contribue à améliorer sa vitesse comme le schémas de
la page suivante le démontre. Un autre bon exemple reviens à dire
que supposons que le processeur a une tâche B ou E à exécuter
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selon si une autre instruction A est vraie ou fausse. Le processeur,
au lieu de parier sur une ou l’autre des instructions, il vas les envoyer
toutes 2 sur le BUS de données et lorsque l’instruction A sortira, par
exemple vraie, le processeur exécutera l’instruction B et supprimera
l’instruction E. Advenant la fausseté de l’instruction A, le processeur
de départirais alors de l’instruction B.
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Adressage :
Le processeur est doté d’un adressage de 64 Bits sur la
bande passante comparativement aux autres processeurs
présentement sur le marché qui eux sont encore sur 32Bits.Ce qui
veut donc dire que le processeur peut travailler avec de plus grands
numéros(nombres) et l'exactitude est plus grande qu’avec des
processeurs de 32 Bits. Deuxièmement, le bus d'adresse peut être
étendu à 64 bits ce qui signifie que l'architecture IA-64 peut adresser
un maximum de 18 Exabyte de mémoire. La vitesse d’exécution d'un
processeur IA-64 dépend énormément de son compilateur. C'est un
inconvénient parce qu'un compilateur est très complexe au
programme, il doit prendre une énorme quantité de facteurs en
considération pour analyser le code source et produire les paquets
d'instruction. Les constructeurs d’un tel compilateur doivent connaître
l'architecture des processeurs à l'envers. Les compilateurs pour IA-64
ont nécessité dans le développement du processeur presque tant
d’énergie et d’efforts que l'architecture elle-même, mais malgré tout
les effort, ils ne seront pas optimaux quand ils seront sorti. Au moyen
des optimisations et de nouvelles idées pour des compilateurs plus
chic, les performance des processeurs IA-64 seront capables
d'augmenter considérablement au cours des années.
Compatibilité :
Le CPU Itanium est compatible avec les systèmes
d’exploitation HP-UX, Linux, ainsi que les versions de Windows 95
et suivantes
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Commentaire : Premièrement
et deuxièment c'est la même chose
Chipset :
Le processeur Itanium est compatible avec le chipset
460GX de intel spécialement conçu pour ce dernier.
Type de mémoire :
Le processeur Itanium est compatible avec un type de mémoire
PC100. Ce type de mémoire est de type SDRAM ( synchronous
DRAM ) il y a synchronisation des signaux entrées/sorties avec
l'horloge du système ce qui accélère les échanges. Elle se
synchronise avec la fréquence de la carte mère. Les transferts se
font sur un seul cycle et non deux Son cycle de fonctionnement est
de 5.2.2.2 et sa vitesse de 100MHz. Donc, son bus de données doit
obligatoirement fonctionner à 100MHz ou plus.
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Mémoire cache :
Le nouveau processeur Itanium de Intel est maintenant doté de
trois niveaux de mémoire cache ou mémoire tampon. Le premier
niveau de cette dernière possède une mémoire capable de stoquer
32 Mo d’informations. Le deuxième niveau de mémoire cache peut
quant à lui garder 96 Mo d’informations. Comparativement aux autres
processeurs, le Itanium possède une cache de niveau 3 pouvant
stoquer 2 ou 4 Mo ce qui contribue à améliorer les performances du
processeur. La particularité de cette mémoire cache est qu’elle est se
divise en quatre mémoire SRAM de 1 Mo chacun pour celle avec
quatre Mo de mémoire ou deux mémoire de 1 Mo pour celle de 2
Mo. Il est également à noter que les 4 ou 2 mémoires sont reliées
entre elles par leur propre système de bus
Bande passante des entrées et sorties :
La bande passante des entrées et sorties de l’itanium est de
type PCI et elle fonctionne à 66 MHz. Comme la plupart des autres
processeurs présentement sur le marché, l’itanium n’offre pas
d’amélioration au point de vue vitesse sur le bus des entrées et
sorties. Il faudra donc attendre encore pour la venu des bus d’entrées
et sorties avec des meilleures performances.
Bus principal :
Même si le processeur est capable de fonctionner à 800 MHz il
faut noter que le pipeline ( bus ) dans lequel circule le flot
d’informations dans la carte mère ne fonctionne pas à la même
vitesse. En effet, à mesure que l’on s’éloigne du processeur, la
vitesse de circulation des informations diminue. C’est pourquoi la
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vitesse du bus principal n’est que de 266 MHz comparativement aux
800 MHz du processeur. Cette même vitesse sera encore une fois
diminuée lors de la circulation des informations dans le bus de
données et ainsi de suite.
Évaluation de performances :
Selon Intel :
Les systèmes Itanium sont conçus pour fournir la puissance de
calcul exceptionnelle dans les domaines principaux de la sécurité, du
traitement transactionnel, de l'ingénierie assistée par ordinateur, et du
calcul technique à rendement élevé. En effet, intel estime que son
processeur itanium sera capable d’exécuter près de six fois plus de
transactions à la seconde que d’autres processeurs récemment sorti
comme le démontre le tableau ci dessous :
Cependant, il est à noter que cette comparaison est faite par rapport
à deux autres processeurs de 400 et 450 MHz. On peut donc
conclure que la comparaison n’est pas tout à faite valable.
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L’autre comparaison frappante que fait Intel par rapport à son
processeur Itanium est la vitesse de calcul en virgule flottante. En
effet, Intel estime que son processeur est capable d’exécuter près du
double de calculs en virgule flottante que ses concurants :
Donc, d’après ces quelques tableaux et descriptions, intel semble
prouver que son nouveau processeur est le plus rapide. Cependant il
est intéressant de remarquer qu’intel ne fait que ses comparaisons
par rapport à ses produits au lieu de les faire avec les produits de la
concurrence. C’est pourquoi il est préférable d’évaluer les
performances du processeur selon un autre point de vue pour ensuite
en faire le point.
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Selon une analyse indépendante :
Une autre analyse du processeur itanium révèle des failles dont
intel ne vante pas les mérite et que les autres ont tendance à
exagérer mais qui sont quand même exposables pour une meilleure
analyse des performances du processeur;
Une évaluation de performances a été réalisée grâce à un petit
programme d’échecs qui consiste à faire faire des MIPS ( millions
d’instructions à la seconde ) au processeur pour ensuite en comparer
les résultats avec ses rival. Voici les résultats :
On se rend donc compte que l’architecture EPIC étant supposée
d’être capable de surpasser les performances d’une carte avec une
architecture 32 Bits n’a pas fait le travail. La comparaison est d’autant
plus frappante lorsqu’on se rend compte que l’itanium ne surpasse
même pas le pentium 100 MHz et que le P4 1.5 GHz est environ 20
fois plus vite. Un autre test à été effectué sur le processeur et il s’agit
d’un test de CPU sur à peu près tout ses aspects et les résultats sont
encore une fois de plus frappants :
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On se rend compte une fois de plus que l’itanium n’est pas aussi vite
qu’on pourrais le croire
Analyse :
Après ces quelques comparaisons, on se rend vite compte qu’il
y a une grande différence entre les performances attendues pas intel
et celles testés par des indépendants. Il faut cependant noter que
d’un côté on vante les mérites du processeur et de l’autre côté on
tente de le descendre. Le vrai test du processeur se fera plus en
détails par les consommateurs qui en donneront les commentaires
lors de leurs utilisations futures. Il faut également noter que le
processeur itanium en est qu’a sa première lignée et que son
architecture unique fait en sorte que son incompatibilité avec
différents logiciels ,déjà conçu pour un autre type d’architecture, peut
en affecter les performances. Il faudra donc attendre les
améliorations futures ainsi que l’évolution des nouveaux marchés
avant de réellement en faire un portrait de comparaison.
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Conclusion :
Finalement, il faut admettre que le premier processeur 64
Bits a été fait pour prouver que c'est possible et y développer le
logiciel. L'Itanium est pas plus qu'un premier essai. L'introduction de
la nouvelle architecture EPIC de 64 Bits est sans un doute le projet
d'Intel le plus grand et le plus long jamais réalisé et l'Itanium est juste
un premier début pour ce qui nous attend. Donc, l'architecture IA-64
est prometteuse à cause des caractéristiques EPIC révolutionnaires
qui nous permettront de construire des ordinateurs plus grands et
plus puissants dans l'avenir.
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Commentaire : Très
intéressant comme travail
Bibliographie
1 – www.intel.com
2 – www.amgitweb.com
3 – www.tweakers.net
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