24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000...

19
24.04.2002 1 JR - RA - SS02 Einleitung 1/2

Transcript of 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000...

Page 1: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

1

���������������

Jürgen Ruf

Institut für Informatik

JR - RA - SS02 Einleitung 1/2

�� �����������

❚ ������ �

❙ ���� ����

❙ �� ��� ���

❙ ������������

❘ ��������� �� � ���������

❘ ����������� �� ������� ���

❙ ������ ��������������� �����������! ��

Page 2: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

2

JR - RA - SS02 Einleitung 1/3

��� ��� ���

❚ ���������� �� ���� �� ��� ������� � ���� ������ ���� ��� ������������������

❚ ���������� ������ �� ���� ����

❚ �������� �� ��

❚ ��� � � ��� �� !�������

❚ "�� ����� ������ ��

❙ ������������� �� ������ �������� ��� �� ������

❘ ���������������������������� ������������� �!

❙ ������ ������� � ���� ���� �� !" ������

❘ �����"� #���� ��

❘ $����������

JR - RA - SS02 Einleitung 1/4

������ ����

❚ ������������ ������� ��� ������ � ���� ������������

❚ ������������� ������������ ������� ������� �� �������

❚ ���������! "������� "������ #���� ! "������

Page 3: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

3

JR - RA - SS02 Einleitung 1/5

�������

❚ �� ��������������� ���� �� �������� ���

��� ������� 1997

❚ ����������� ������ ���� �� ����� �� ���

1996

❚ � !����"��� # �� ��� ���� ��

�������� ��� $% � &�� ���'� 1999

❚ ������ ���� �� ����� �� �� ���

�������� ���� 1998

JR - RA - SS02 Einleitung 1/6

��� ��� ���������� ����

❚ $������

❚ %&������'���

Page 4: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

4

JR - RA - SS02 Einleitung 1/7

�������

❚ (��� $������ ��� ��� ����������

������)���� *��+� )�� ��������������������� ��� ,���- .,����/

JR - RA - SS02 Einleitung 1/8

���������

❚ (�) ����*"#�� ���� ������������ �$ �$�� ���� �� ��$����� ���

���������$ �� � $%$��� �$ $��� �% ��� ���!������ &'(�����) *����+) *����$) $���� *���,- ����� ./0�1

❚ „interne“"#�� $���% �� �������� ������������ �$ ��� $���% �� �����!��������� ��� ��������������� �� ���������$ ��

�������� $%$���$ &'�����) $���� *���,- ����� ./0�1

Page 5: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

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��

❚ #������ !

Page 6: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

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

Page 7: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

7

JR - RA - SS02 Einleitung 1/14

�� ������ �� �������

❚ �������� 7����9� ���'�� ���

*����������

❚ ��� =����� ���������� �����������

�������� ����� <��3�����:����� 7����9

❚ ���� 7���9� ������ 7��>��9���'���������� ,�����������

Page 8: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

8

JR - RA - SS02 Einleitung 1/15

� !�"

❚ 30 Tonnen, 3m hoch, 24m breit

❚ 18 000 Elektronenröhren

❚ Multiplikationszeit: 3ms

Page 9: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

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

Page 10: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

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 ,����

Page 11: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

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

Page 12: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

12

JR - RA - SS02 Einleitung 1/23

(����� !!

❚ 7.5 Millionen Transistoren

❚ Chip: 1.2 cm Kantenlänge

❚ 450 MHz

Page 13: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

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

Page 14: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

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)

Page 15: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

15

JR - RA - SS02 Einleitung 1/29

�� ��� ��� -���.�/�0

JR - RA - SS02 Einleitung 1/30

����$

❚ kein Gesetz,

sondern Voraussage,was technologisch möglich

Page 16: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

16

JR - RA - SS02 Einleitung 1/31

1�� ���2

❚ Mars Pathfinder Mission

❚ Challenger

❚ ...

❚ �� ���� ���

Page 17: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

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 !!

Page 18: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

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

Page 19: 24.04 file24.04.2002 14 * + , JR - RA - SS02 Einleitung 1/28 - ./ 0 1 10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000 100000000 Zahl der Transistoren Intel 4004 (1971)

24.04.2002

19

JR - RA - SS02 Einleitung 1/37

❚ ��� ��� �� � ��� �����������

❚ �� ����������