24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000...
Transcript of 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000...
24.04.2002
1
���������������
Jürgen Ruf
Institut für Informatik
JR - RA - SS02 Einleitung 1/2
�� �����������
❚ ������ �
❙ ���� ����
❙ �� ��� ���
❙ ������������
❘ ��������� �� � ���������
❘ ����������� �� ������� ���
❙ ������ ��������������� �����������! ��
24.04.2002
2
JR - RA - SS02 Einleitung 1/3
��� ��� ���
❚ ���������� �� ���� �� ��� ������� � ���� ������ ���� ��� ������������������
❚ ���������� ������ �� ���� ����
❚ �������� �� ��
❚ ��� � � ��� �� !�������
❚ "�� ����� ������ ��
❙ ������������� �� ������ �������� ��� �� ������
❘ ���������������������������� ������������� �!
❙ ������ ������� � ���� ���� �� !" ������
❘ �����"� #���� ��
❘ $����������
JR - RA - SS02 Einleitung 1/4
������ ����
❚ ������������ ������� ��� ������ � ���� ������������
❚ ������������� ������������ ������� ������� �� �������
❚ ���������! "������� "������ #���� ! "������
24.04.2002
3
JR - RA - SS02 Einleitung 1/5
�������
❚ �� ��������������� ���� �� �������� ���
��� ������� 1997
❚ ����������� ������ ���� �� ����� �� ���
1996
❚ � !����"��� # �� ��� ���� ��
�������� ��� $% � &�� ���'� 1999
❚ ������ ���� �� ����� �� �� ���
�������� ���� 1998
JR - RA - SS02 Einleitung 1/6
��� ��� ���������� ����
❚ $������
❚ %&������'���
24.04.2002
4
JR - RA - SS02 Einleitung 1/7
�������
❚ (��� $������ ��� ��� ����������
������)���� *��+� )�� ��������������������� ��� ,���- .,����/
JR - RA - SS02 Einleitung 1/8
���������
❚ (�) ����*"#�� ���� ������������ �$ �$�� ���� �� ��$����� ���
���������$ �� � $%$��� �$ $��� �% ��� ���!������ &'(�����) *����+) *����$) $���� *���,- ����� ./0�1
❚ „interne“"#�� $���% �� �������� ������������ �$ ��� $���% �� �����!��������� ��� ��������������� �� ���������$ ��
�������� $%$���$ &'�����) $���� *���,- ����� ./0�1
24.04.2002
5
JR - RA - SS02 Einleitung 1/9
��� ��� ������
❚ ��� �������
❙ +�� ��� ��,���� �� ��� ���
����� �� %- .�//����� !������ ����
�� ���
JR - RA - SS02 Einleitung 1/10
����� � � � ��������������������������������
❚ (0�1����������-
❚ ����� 2��� 3����������� $������
012%3%0 4�� 40� 42
01%- &56��
❚ #������ !
24.04.2002
6
JR - RA - SS02 Einleitung 1/11
������ ������
❚ &�������� ���������� 4���+����
�5������� $����������
❚ $������������ ��� �����'��
❚ 6���'����������� 7�� ���
8��������������9
❚ ,�22���������:���� 7 ���� 19309
JR - RA - SS02 Einleitung 1/12
������ ������
❚ ;����������� &����������
❙ !���� $����'� *�� ���� �"/� 5�"���7
❙ #������ $����'� 8��"����� �9������
���"�/������ :���; �� �/�; �������
#���/ ����
❚ ��+�� &������������ 7������)� ����9
❚ &��)���'%<��3���� 74���� ����9
24.04.2002
7
JR - RA - SS02 Einleitung 1/14
�� ������ �� �������
❚ �������� 7����9� ���'�� ���
*����������
❚ ��� =����� ���������� �����������
�������� ����� <��3�����:����� 7����9
❚ ���� 7���9� ������ 7��>��9���'���������� ,�����������
24.04.2002
8
JR - RA - SS02 Einleitung 1/15
� !�"
❚ 30 Tonnen, 3m hoch, 24m breit
❚ 18 000 Elektronenröhren
❚ Multiplikationszeit: 3ms
24.04.2002
9
JR - RA - SS02 Einleitung 1/17
❚ ;���� ����� 7? "9�(6 ���; ���� �� � 9��/� ���;� �����"� �+� ���� ��� *
❚ #�3��� "��������(���� ��� �� �� �� ��� 9����
�� ���� ��� 0 < ��� *
1943-50
JR - RA - SS02 Einleitung 1/18
��# ��� ������� ����$
❚ ��2����� ��� ;��������� 7����9 �����
������ ����'��: ��� �����
❚ �� 7����9� ������ $������ 21� '�2%
�+������� 4���'�
❚ Computergestützte Wahlprognose in USA(���)
❚ Erster Magnetspeicher (Forrester, ����),
zuvor Elektronenröhrenspeicher
24.04.2002
10
JR - RA - SS02 Einleitung 1/19
❚ �� ��� (����): in 15 Jahren 1500mal
verkauft
❚ Transistoren auf Silizium (Teal, ����)
❚ ����� (����): erster Transistor-
Computer der Bell Labs mit 800Transistoren
❚ Integrierte Schaltungen und MOS (metal
oxide semiconductors)
JR - RA - SS02 Einleitung 1/20
❚ ����� (DEC, ���): erster Minicomputer
mit kommerziellem Erfolg (20.000 Dollar)
❚ ����� ���� 7G�22� 19719� <��3� ���
4������������ �� ������������ ���������
❚ ����� 7$������� 19749� ���) �����"�'�����3����� 21� HIJ ,����
24.04.2002
11
JR - RA - SS02 Einleitung 1/21
❚ &�?< 21� ����� 7*���� &����� 19759
❚ #<� 21� ��� K"������'�L 719779� )F F
���� ��� �� �� !"�#$ ��!����
��%%� ��� ���
❚ ����<�� 719799� ����� '�2�+���������2���� 21� #<
❚ ? " #< 7����9
JR - RA - SS02 Einleitung 1/22
%&&'
❚ �=?&< �� ���3
❚ 63��3 M ��� $������ ��� ���� �� �I A
24.04.2002
12
JR - RA - SS02 Einleitung 1/23
(����� !!
❚ 7.5 Millionen Transistoren
❚ Chip: 1.2 cm Kantenlänge
❚ 450 MHz
24.04.2002
13
JR - RA - SS02 Einleitung 1/25
(����� )
❚ <��3�5>� E�J ���
❚ Zahl der Transistoren 42 Millionen
❚ Taktfrequenz 2 GHz
❚ Taktzyklen pro Instruktion 0.17
JR - RA - SS02 Einleitung 1/26
*����+ ��,
❚ Verdopplung der
Transistor-Dichte
alle 18 Monate
2����� 3����)
3����!�4���� 5�� 6����) ./7�8
24.04.2002
14
*����+ ��,
JR - RA - SS02 Einleitung 1/28
�� ��� ��� -���.�/�0
110
1001000
10000100000
100000010000000
100000000
Zahl der Transistoren
Intel 4004 (1971)Intel 8086 (1978)Intel 80286 (1980)Intel 80386 (1985)Intel 80486 ((1989)Pentium Pro (1993)Pentium II (1998)Pentium 4 (2001)
24.04.2002
15
JR - RA - SS02 Einleitung 1/29
�� ��� ��� -���.�/�0
JR - RA - SS02 Einleitung 1/30
����$
❚ kein Gesetz,
sondern Voraussage,was technologisch möglich
24.04.2002
16
JR - RA - SS02 Einleitung 1/31
1�� ���2
❚ Mars Pathfinder Mission
❚ Challenger
❚ ...
❚ �� ���� ���
24.04.2002
17
JR - RA - SS02 Einleitung 1/33
(����� 3��
❚ Fehler in FP-Unit
❚ Imageverlust
❚ 475 Millionen $
JR - RA - SS02 Einleitung 1/34
(����� 3��
x = 4195835
y = 3145727
) M D % 7D�:9P:
z = 256 !!
24.04.2002
18
JR - RA - SS02 Einleitung 1/35
4� ������
❚ ��� ���� �� ������� ��������� ���
���������� �� ���� �� ������
!�������������
JR - RA - SS02 Einleitung 1/36
4� ����51���#������ ���
����
��������
��������
��������
��������
���������������� ���������������� ���������������� ���������������� ����������������
ability to verifyability to designavailable silicon
design gap
verification gap
Mio G
atter
24.04.2002
19
JR - RA - SS02 Einleitung 1/37
❚ ��� ��� �� � ��� �����������
❚ �� ����������