Архитектура микропроцессора семейства Intel и AMD. Обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем

1.

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ВЫСШИЙ КОЛЛЕДЖ ПГТУ «ПОЛИТЕХНИК»
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Информатика»
на тему: «Архитектура микропроцессора семейства Intel и AMD»
Выполнил: обучающийся группы ОИБ-11
специальности 10.02.05 Обеспечение информационной
безопасности автоматизированных систем
Ачикян Даниил Давытович
Научный руководитель: преподаватель Логинова Л.И.
Йошкар-Ола, 2024

2.

Цель
проекта
Изучить архитектурные особенности
микропроцессоров семейств Intel и
AMD, выявить их сходства и
различия, а также оценить их влияние
на производительность и
энергоэффективность
вычислительных систем.

3.

Провести сравнительный анализ
архитектур микропроцессоров Intel и
AMD
Определить ключевые архитектурные
инновации и особенности, которые
влияют на производительность и
энергоэффективность процессоров обеих
компаний.
Исследовать влияние архитектурных
решений на приложения и сценарии
использования
Задачи

4.

Актуальность
В современных вычислительных
системах архитектура
микропроцессоров играет ключевую
роль, определяя производительность,
энергоэффективность и возможности
компьютеров и серверов. Семейства
микропроцессоров Intel и AMD
занимают ведущие позиции на рынке,
предлагая решения для различных
сегментов, от персональных
компьютеров до серверов и датацентров. Исследование архитектур
этих микропроцессоров актуально,
так как позволяет понять современные
тенденции в разработке процессоров,
их преимущества и недостатки, а
также перспективы развития в
условиях быстро меняющихся
технологических требований и
конкуренции.

5.

Гипотеза
Микропроцессоры семейства Intel и
AMD
имеют
значительные
архитектурные различия, которые
оказывают существенное влияние на
их
производительность
и
энергоэффективность. Эти различия
обусловлены разными подходами к
архитектурному
дизайну
и
инновациям, что позволяет каждой
компании занимать уникальные ниши
на рынке вычислительных систем.

6.

Объект исследования:
Микропроцессоры семейства
Intel и AMD.
Предмет исследования:
Архитектурные особенности и их влияние
на производительность и
энергоэффективность микропроцессоров
Intel и AMD.

7.

Методы исследования
Анализ литературы и документации
Сравнительный анализ
Исследование научных статей, технической
документации и обзоров, связанных с
архитектурой микропроцессоров Intel и
AMD.
Сравнение архитектурных характеристик
и производительности различных
поколений процессоров Intel и AMD.

8.

Контроллер
памяти
Элементы
архитектуры
управляет доступом к
оперативной памяти и
координирует обмен
данными между
процессором и
памятью.
Ядра
процессора
Блок
предсказания
переходов
Основные
исполнительные
единицы, отвечающие
за выполнение
инструкций.
ускоряет выполнение
инструкций,
предсказывая
вероятные
направления переходов
в программе
Кэш-память
Быстрая память для
временного хранения
данных и инструкций,
что минимизирует
задержки при
обращении к основной
памяти.
Интерфейсы
ввода-вывода
обеспечивают связь
процессора с
периферийными
устройствами и
другими
компонентами
системы.

9.

Intel Core
Запущенная в 2006 году архитектура Core принесла
значительные улучшения в производительность и
энергоэффективность. В дальнейшем серии i3, i5, i7 и i9
стали основой для настольных и мобильных систем.
Intel Xeon
Запущенная в 2006 году архитектура Core принесла
значительные улучшения в производительность и
энергоэффективность. В дальнейшем серии i3, i5, i7 и i9
стали основой для настольных и мобильных систем.
Поколения intel
Intel Atom
Малопотребляющие процессоры для встраиваемых
систем и мобильных устройств.

10.

AMD Athlon
Выпущенная в конце 1990-х годов серия процессоров
Athlon предложила конкурентоспособные решения для
настольных компьютеров.
AMD Opteron
Серия серверных процессоров, представившая
архитектуру x86-64 и поддерживающая
многопроцессорные конфигурации.
AMD Ryzen
Современная линейка процессоров для настольных
систем, известных своей многопоточностью и
производительностью на ватт.
AMD EPYC
Процессоры для серверов, обеспечивающие высокую
производительность и масштабируемость для центров
обработки данных.
Поколения AMD

11.

Архитектурные решения
Настольные системы
Серверы и дата-центры
Специализированные
вычислительные системы

12.

Сравнительный анализ
архитектур
Характеристики
Intel Core i7-11700K
AMD Ryzen 7 5800X
Архитектура
Cypress Cove
Zen 3
8 ядер, 16 потоков
8 ядер, 16 потоков
Тактовая частота
3.6 ГГц - 5.0 ГГц
3.8 ГГц - 4.7 ГГц
Кэш-память
16 МБ L3 кэша
32 МБ L3 кэша.
TDP
125 Вт
105 Вт.
Количество ядер и
потоков
Simultaneous
Технологии
Hyper-Threading, Turbo Multithreading (SMT),
Boost, SpeedStep
Precision Boost,
Cool’n’Quiet.

13.

Результаты
тестирования
Тест
Intel Core i7-11700K
AMD Ryzen 7 5800X
Однопоточный тест
1575 очков
1610 очков
Многопоточный тест
14100 очков
15300 очков
Однопоточный тест
1750 очков
1800 очков
Многопоточный тест
9400 очков
10500 очков
10700 очков
11200 очков
Cinebench R23
Geekbench 5
3DMark Time Spy
CPU Score
Энергоэффективность
(AIDA64)
Среднее энергопотребление 160 Вт
140 Вт
под нагрузкой
Энергоэффективность
88.12 продуктивных
109.29 продуктивных
операций на ватт
операций на ватт

14.

Вывод
Таким образом, архитектурные
различия между процессорами Intel и
AMD существенно влияют на их
характеристики, позволяя каждой
компании занимать уникальные
ниши на рынке и предлагать
решения для различных
потребностей пользователей.

15.

Спасибо за внимание

16.

Список использованной
литературы
1.
Бражникова, Е. В. Архитектура процессоров и микропроцессоров: учебное пособие / Е. В. Бражникова, Ю. М.
Скрябин. — Москва : РТУ МИРЭА, 2023. — 178 с.
2.
Организация центрального процессора: учебное пособие / О. М. Брехов, З. Г. , К. А. , К. А. . — Москва : МАИ, 2021.
— 123 с.
3.
Бражникова, Е. В. Архитектура процессоров и микропроцессоров: методические указания / Е. В. Бражникова. —
Москва : РТУ МИРЭА, 2021. — 36 с.
4.
Эсетов, Ф. Э. Архитектура компьютера : учебное пособие / Ф. Э. Эсетов. — Махачкала : ДГПУ, 2021. — 84 с.
5.
Лопушанский, В. А. Информатика и компьютер : учебное пособие / В. А. Лопушанский. — Воронеж : ВГУИТ, 2020. —
132 с.