Osobni računar je vrlo složena i višestruka stvar, ali u svakoj sistemskoj jedinici pronaći ćemo središte svih operacija i procesa - mikroprocesora. Koji je računarski procesor i za ono što je još potrebno?

Vjerovatno će mnogi biti oduševljeni, učenje koje se sastoji mikroprocesor osobnog računara. To se gotovo u potpunosti sastoji od običnih kamenja, stijena.

Da, ovo je tako ... Procesor uključuje tvari poput, na primjer, silicijum su isti materijal iz kojeg se sastoje pješčani i granitni stijeni.

Hoff procesor

Prvi mikroprocesor za lični računar izmišljen je prije pola godine - 1970. godine maršjski Edward Hoff i njegov tim inženjera iz Intela.

Prvi procesor HOFF-a radio je na frekvenciji od samo 750 kHz.

Glavne karakteristike računarskog procesora danas nisu uporedive sa gornjom cifrom, trenutnom "kamenjem" nekoliko hiljada puta snažnijih od svog pretka i prije, bolje je upoznati se sa zadacima koji odlučuje.

Mnogi ljudi vjeruju da procesori mogu "misliti". Moramo odmah reći da nema ni akcija istine. Svaki super moćan osobni računar procesor sastoji se od pluralnosti tranzistora - osebujni prekidači koji obavljaju jednu jedinstvenu funkciju - preskočite signal dalje ili zaustavite. Odabir ovisi o naponu signala.

Ako ga pogledate s druge strane, može se vidjeti iz koje se sastoji mikroprocesor, a sastoji se od registracije - ćelija za preradu informacija.

Za vezu "kamen" s ostatkom osobnih računarskih uređaja koristi se posebna brzina nazvana "Bus". Na njemu sa brzinom munje, sitni elektromagnetski signali "Fly". Ovo je princip rada računarskog procesora ili laptopa.

Mikroprocesorski uređaj

Kako je računarski procesor? U bilo kojem mikroprocesoru možete istaknuti 3 komponente:

1. Jezgra procesora (ovdje se pojavljuje podjela nula i jedinica);
2. Keš memorija je mala informacija koja se vozi direktno unutar procesora;
3. Koprocesor je poseban mozak centar bilo kojeg procesora u kojem se pojavljuje najsloženije operacije. Radi i sa multimedijskim datotekama.

Kompjuterski krug procesora u pojednošćenoj verziji je sljedeći:

Jedan od glavnih pokazatelja mikroprocesora je frekvencija sata. Pokazuje koliko satova "kamena" počini u sekundi. Moć računarskog procesora ovisi o ukupnosti gore navedenih pokazatelja.

Treba napomenuti da su nekad pokretanje raketa i rada satelita vodio mikroprocesori sa frekvencijom sata hiljadama puta manjim od onog sa "kolegom" danas. A veličina jednog tranzistora je 22nm, međulačni tranzistori je samo 1 nm. Za referencu, 1 nm je debljina 5 atoma!

Sada znate kako je raspoređen računarski procesor i neki uspjeh postigao je naučnike koji rade na ličnim proizvodima za proizvodnju računara.

Osobni računar sastoji se od raznih komponenti povezanih u jedinstveni sistem. Interakcija i kontrola između njih provodi se zbog centralnog procesora, izvodi ulogu PC-a elektronskog mozga. Bez njega bilo koja tehnika, bilo da je to laptop, tablet ili sistemski blok - hrpa željeza. Pogledajmo više detaljnije kako radi centralni procesor računara i koja je njegova struktura.

Prije nego što se prebacite na razmatranje ključnih karakteristika CPU-a, potrebno je shvatiti koje se događa. Centralni procesori ili CPU, kao što su zvani u inostranstvu, a podijeljeni su u sljedeće kriterije.

Snaga:

• Postoje slabi, jednojezgreni modeli, čija je proizvodnja zaustavljena i može se kupiti tek nakon dugih pretraga;
• Srednji i moćni modeli koji imaju od 2 do 16 jezgara;

Prema načinu primjene:

1. Igranje;
2. Server;
3. Budžet;

Od strane kompanije Proizvođač:

• Centralni procesor OT. intel kompanije;
• CPU iz AMD-a;

Bilješka! Pored Intela i AMJEED CPU-a, postoje proizvodi proizvedeni u okviru brendova drugih kompanija, ali malo su u potražnji, čineći mali dio ukupne količine robe na tržištu računala.

Mnogi korisnici pogrešno vjeruju da se Intelovi proizvodi razlikuju od AMD-a samo titulom, ali to je daleko od toga. Struktura svakog centralnog procesora proizvedenog pod zaštitnim znakom ovih kompanija značajno se razlikuje od konkurenata. Zahvaljujući tome, posjeduju svoje prednosti i nedostatke. Na primjer, Intelovi proizvodi se obdaru sljedećim pozitivnim karakteristikama koje imaju koristi od AMD centralnih procesora koji razlikuju svoje centralne procesore:

1. Većina proizvođača komponentnih proizvoda za računare prilagođavaju svoje proizvode pod CPU standardima iz Intela;
2. Tokom rada konzumirajte manje energije, smanjujući opterećenje u sistemu;
3. Pokazuju veću brzinu pri radu sa jednim programom;
4. Najbolji izbor za igre izgradnje sistemskih blokova;

Proizvodi iz AMD-a imaju i niz karakteristika koje im omogućuju aktivno takmičenje u tržištu računala:

• Za razliku od CPU proizvode Intela, centralni procesori iz AMD-a imaju funkciju overklokiranja, povećavajući početnu snagu do 20%;
• Najbolja vrijednost za cijenu i kvalitet robe;
• Grafički jezgroUgrađeni u CPU, imaju velike mogućnosti od Intela, omogućujući vam da brže radite s videom;

Opis centralnog procesora

Dakle, s vrstama CPU-a i njihovim karakterističnim funkcijama smo se shvatili, vrijeme je da se preselite na opis proizvoda i shvatite šta je to. Za jednostavnost razumijevanja, razbiće ga za nekoliko točaka, ističući ga ključne karakteristike Proizvodi:

1. Dodjela CPU-a;
2. Njegova struktura;
3. Osnovne karakteristike;

Uz njihovu pomoć ćemo shvatiti kako procesor radi i kako je dogovoreno.

Svrha

Glavni zadatak bilo kojeg CPU-a je izvršenje računarskih procesa pomoću kojih se uređaji prenose na skup naredbi potrebnih za izvršenje. Naredbe se nalaze u PC RAM-u, a CPU se direktno pročita. U skladu s tim, veća je računalna snaga procesora, veća sustav ima cijeli sustav.

Struktura

Opća struktura bilo koje centralne prerade sastoji se od sljedećih blokova:

1. Blok sučelja;
2. Operativni blok;

Blok sučelja sadrži sljedeće komponente:

• Registri adresa;
• Memonijski registri u kojima se pohranjuju kodeksi prenosnih naredbi, čiji je izvršenje planira u bliskoj budućnosti;
• Kontrolni uređaji formiraju se naredbe za kontrolu pomoći, koje kasnije obavlja CPU;
• Kontrolni krugovi odgovorni za rad portova i sistemskih guma;

Operativna jedinica uključuje:

1. Mikroprocesorska memorija. Sastoji se od: segmentnih registara, registarskih znakova, registara opća svrha i registriraju brojanje broja timova;
2. Aritmetički logički uređaj. S njom se informacije tumače u skup logičnih ili aritmetičkih operacija;

Bilješka! Operativna jedinica i blok sučelja rade u paralelnom režimu, ali sučelje je jedan korak ispred, snimajući blok naredbenog registra, koji se kasnije izvode u radnom dijelu.

Sistemski autobus služi za prenošenje signala iz središnjeg procesora na druge komponente uređaja. Sa svakom novom generacijom, struktura procesora malo se mijenja i najnoviji razvoj događaja vrlo se razlikuju od prvih procesora koji se koriste u zoru formiranja računarske tehnologije.

Karakteristike

Karakteristike bilo kojeg centralnog procesora imaju veliki utjecaj na brzinu kao pojedinačni elementi Sistemi i svi složeni uređaji u cjelini. Među glavnim karakteristikama koje utječu na parametre performansi se razlikuju:

• Frekvencija sata; Za obradu jedne fragmente prenesenih u PC-u, potreban je jedan vremenski ciklus. Odavde slijedi da je veća frekvencija sata kupljenog CPU-a, brže, uređaj radi na obradi velikih nizova informacija. Frekvencija sata se mjeri u megahertom. Jedan megahertz ekvivalentan je milion satova u sekundi. Stari modeli imali su malu frekvenciju, zbog čega je brzina rada ostavila mnogo za željenu. Moderni modeli imaju velike pokazatelje frekvencije sata, omogućujući vam da brzo obrađujete i izvršite najsloženije skupove naredbi.
• Pražnjenje; Informacije namijenjene za obradu CPU-a spadaju u to kroz vanjske gume. Količina podataka ovisi o tome koji se iznos podataka prenosi odjednom. To utiče na brzinu. Stari modeli bili su 16 pražnjenja, a moderan ima 32 ili 64 pražnjenje. 64. sistem za pražnjenje Danas se smatra najnaprednijim i pod njim se razvija. softverski proizvodi i uređaji.
• Predmemorija - memorija; Koristi se za povećanje rada uređaja u računaru, kreiranjem međuspremnika pohranjenih kopija posljednjeg niza podataka obrađenih od strane procesora. To omogućava brzo izvršavanje slične operacije ako je potrebno, bez provođenja vremena za privlačenje zajednička memorija PC.
• Utičnica; Pričvrstite uređaj na matičnu ploču. Različite generacije procesora, poput matične ploče imaju svoje potporne utičnice. Treba razmotriti prilikom kupovine. Različite proizvođače imaju utičnice također se razlikuju jedna od druge.
• Faktor interne frekvencije; Procesor i matična ploča djeluju na različitim frekvencijama i za sinhronizuju jedni druge postoji frekvencijski multiplikator. Baza ili referenca smatra se radnom frekvencijom matične ploče koja se pomnožena sa ličnim koeficijentom CPU-a.

Iz bočnih karakteristika, direktno povezane sa proizvodnim tehnologijom, ističu se rasipanje topline i broj potrošenog energije tokom rada. Snažni uređaji raspoređuju puno topline i zahtijevaju veću energetsku hranu tokom rada. Za njihov puni rad koriste se pomoćni sustavi za hlađenje.

Sada je prepun informacija na internetu na temi prerađivača, možete pronaći gomilu članaka o tome kako funkcioniše, gdje se registriraju, taktovi, prekida itd. Uglavnom se nazivaju ... ali, osoba nije poznata Sa svim tim uvjetima i konceptima je dovoljno teško. Letjeti "da biste shvatili proces razumijevanja i morate započeti s malom - naime iz osnovnog razumijevanja kako je procesor uređen i iz kojih se sastoji veći dijelovi.

Dakle, šta će biti unutar mikroprocesora, ako se rastavljate:

digital 1 je označen metalna površina (pokrov) mikroprocesor, služeći za uklanjanje topline i zaštita od mehanička oštećenja Što stoji iza ovog poklopca (jedem unutar samog procesora).

Na broju 2 - Sam kristal nalazi se na činjenici da je najvažnija i skuplja i skuplja u proizvodnji dijela mikroprocesora. Zahvaljujući ovom kristalu da se svi proračuni pojavljuju (i to je glavna funkcija procesora) i ono što je teže nego savršeno - snažniji se procesor dobiva i skuplja. Kristal je napravljen od silikona. U stvari, proces proizvodnje je vrlo složen i sadrži desetine koraka, više u ovom videu:

Slika 3 - Posebna teksturna podloška kojoj su priloženi svi ostali dijelovi procesora, a također igra ulogu kontakt stranice - postoje na njezinu obrnutu stranu veliki broj Zlatne "bodove" su kontakti (na slici ima malo vidljivih). Zahvaljujući web lokaciji za kontakt (supstrat), osigurano je bliska interakcija s kristalom, za izravno barem nekako utjecaj na kristal nije moguć.

Poklopac (1) pričvršćen je na supstrat (3) upotrebom ljepila otpornog na visoke temperature. Ne postoji zračni jaz između kristala (2) i poklopca, njegovo mjesto zauzima termalna pasta, kada se smrznuta iz njega ispada "most" između kristala procesora i poklopca, što osigurava vrlo Dobar toplotni odliv.

Kristal je povezan sa supstratom pomoću lemljenja i zaptivača, kontakti supstrata povezani su na kristalne kontakte. Na ovoj se cifru jasno prikazuje kao povezivanje kontakata kristala sa kontaktima supstrata koristeći vrlo tanko ožičenje (u fotografiji 170x povećanja):

Općenito, procesorski uređaj različitih proizvođača, pa čak i modela jednog proizvođača može uvelike varirati. ali shema sheme Rad ostaje isti - svi imaju kontakt podlogu, kristal (ili nekoliko, smješten u jednom slučaju) i metalnom poklopcu za uklanjanje topline.

Dakle, na primjer, liči na kontakt podloga intel procesor Pentium 4 (procesor će se prebaciti):

Oblik kontakata i strukturu njihove lokacije ovisi o procesoru i računarskoj ploči računara (utičnice se moraju podudarati). Na primjer, na slici neposredno iznad kontakata iz procesora bez "igle", jer su igle direktno u utičnici matične ploče.

A druga situacija je gdje "igle" kontaktiraju se direktno iz kontaktnog supstrata. Ova je funkcija karakteristična uglavnom za AMD procesore:

Kao što je gore spomenuto, uređaj različiti modeli Procesori jednog proizvođača mogu se razlikovati, prije nego što smo SAD svijetli primjer - četverojezgreni procesor Intel Core 2 quad, koji je u osnovi 2 dual-core Core 2 Duo linijski procesor, kombiniran u jednom slučaju:

Bitan! Broj kristala unutar procesora i broj procesorskih jezgra nije isti.

U modernim modelima Intelovih procesora, dva kristala (čip) odgovaraju odjednom. Drugi čip je grafička jezgra procesora, u suštini igra ulogu ugrađenu u procesor video kartice, čak i ako u sustavu nema video kartice, grafička jezgra će preuzeti ulogu video kartice i prilično moćnog ( U nekim modelima procesora, računarska snaga grafičkih jezgara omogućava vam da igrate moderne igre na postavkama srednje grafike).

To je sve uređaj centralnog mikroprocesoraUkratko naravno.

Procesor je glavni dio bilo kojeg računarskog uređaja. Ali mnogi korisnici imaju vrlo slabu predstavu o tome šta je procesor u računaru i koja funkcija izvodi. Iako B. moderni svijet Ovo su važne informacije, znajući koje se mogu izbjeći mnogo ozbiljnih zabluda. Ako želite saznati više o čipu koji pruža performanse vašeg računara, apelirali ste na adresu. Iz ovog člana naučit ćete koji je potreban procesor i kako utječe na performanse cijelog uređaja.

Šta je centralni procesor

U ovaj slučajOvo je centralni procesor. Uostalom, na primjer, postoje i drugi procesor.

Centralni procesor je glavni dio računara, koji je elektronička jedinica ili integrirani krug. Izvodi upute za strojeve ili program programa i osnova je hardverskog uređaja.

Lakše govoreći, ovo je srce i mozak računara. Zahvaljujući mu da sve ostalo radi, obrađuje tokove podataka i kontrolira rad svih dijelova zajednički sistem.

Ako fizički pogledate procesor, predstavlja malu tanku kvadratnu ploču. Ima male veličine i gornje prekrivene metalnim poklopcem.

Donji dio čipa zauzima kontakte putem kojih čipset i djeluje s ostatkom sustava. Otvaranje poklopca sistemske jedinice vašeg računara, lako možete pronaći procesor ako je samo zatvoren od strane rashladnog sustava.

Do sada, CPU neće dati odgovarajuću naredbu, računar neće moći implementirati ni najjednostavniji rad, na primjer, savijen dva broja. Što god želite da implementirate na računaru, bilo koja radnja podrazumijeva žalbu procesoru. Zato je tako važna komponenta računara.

Moderni centralni procesori sposobni su ne samo da se nose sa svojim glavnim zadacima, već mogu djelomično zamijeniti video karticu. Novi čipovi se proizvode sa zasebno određenim mjestom za obavljanje funkcija video kontrolera.

Ovaj video regulator vrši sve osnovne potrebne korake koji su potrebni sa video kartice. Kao video memorija koristi se RAM-a. Ali nije potrebno pomračiti da moćan moderni procesor može u potpunosti zamijeniti video karticu.

Čak i srednja klasa Video kartice ostavljaju procesor video kontroler daleko iza. Dakle, verzija računara bez video kartice pogodna je osim uredskih uređaja koji ne podrazumijevaju nikakve složeni zadacivezan za grafiku.

U takvim je slučajevima zaista moguće uštedjeti. Uostalom, možete jednostavno čipše procesor s dobrim video kontrolerom i ne trošite novac na video kartici.

Kako procesor radi

Čini se da je takav procesor razvrstao. Ali kako to radi? To je dug i složen proces, ali ako to shvatite, sve je dovoljno lako. Načelo rada središnjeg procesora može se uzeti u obzir u fazama.

Prvo se program učitava u RAM-u, odakle su crtane sve potrebne informacije i skup obaveznih naredbi za obavljanje upravljačke jedinice procesora. Tada svi ovi podaci prelaze u međuspremnik memorije, takozvana predmemorija procesora.

Iz pufera izlaze informacije koje su podijeljene u dvije vrste: upute i vrijednosti. I oni i oni spadaju u registre. Registri su memorijske ćelije ugrađene u čipset. Oni također imaju dvije vrste, ovisno o vrsti informacija koje primaju: naredbene registre i registre podataka.

Jedna od komponenti CPU-a je aritmetički logički uređaj. Bavi se obavljanjem transformacija informacija koristeći aritmetičke i logičke proračune.

Ovdje su podaci iz registara. Nakon toga, aritmetički logički uređaj čita primljene podatke i izvršava naredbe koje su potrebne za obradu brojeva na kraju.

Ovdje se opet čekamo na rascjep. Konačni rezultati podijeljeni su na gotove i nedovršene. Vraćaju se u registre, a gotovi upis u pufer memoriju.

Gotovinski procesor sastoji se od dva glavna razina: gornja i donja. Posljednje naredbe i podaci šalju se u gornju predmemoriju, a oni koji se ne koriste, idu na dno.

To jest, sve informacije na trećem nivou premještene su na drugi iz kojeg, zauzvrat, podaci idu prvom. I nepotrebni podaci o suprotnosti šalju se na niži nivo.

Nakon završetka ciklusa računanja, njegovi rezultati se ponovo bilježe u RAM računar. To se događa tako da je predmemorija središnjeg procesora objavljen i dostupan je za nove operacije.

Ali ponekad postoje situacije kada se ispostavi da se pufer memorija bude u potpunosti dovršena, a ne postoji mjesto za nove operacije. U ovom slučaju, podaci koji se trenutno trenutno ne koriste su u operativnoj memoriji ili donje memorije procesora.

Vrste procesora

Razumijevši se principom rada CPU-a, bilo je vrijeme za usporedbu različitih vrsta različitih vrsta. Mnoge vrste procesora. Postoje i slabi jednokrevetni modeli i moćni uređaji sa višestrukim jezgarom. Postoje onih koji su namijenjeni isključivo za uredski rad, a postoje takve ono što je potrebno za najmodernije igre.

Trenutno postoje dva glavna kreatora procesora - ovo je AMD i Intel. Oni koji proizvode najrelevantnije i u potražnji čipovima. Trebalo bi shvatiti da razlika između čipova ove dvije kompanije nije broj jezgra ili ukupnih performansi, već u arhitekturi.

To jest, proizvodi ove dvije kompanije izgrađeni su prema različitim principima. A svaki tvorac ima svoju jedinstvenu vrstu procesora, ima drugu strukturu konkurenta.

Treba napomenuti da obje mogućnosti imaju svoje snage i slabosti. Na primjer, Intel se odlikuje takvim plusees :

• Manje troškova energije;
• Većina željeza kreatora fokusirana je na interakciju s Intelovim procesorima;
• U gore navedenim igrama izvedbe;
• Intel je lakše komunicirati s računalnim RAM-om;
• Operacije implementirane sa samo jednim programom vrše se brže na Intelu.

Istovremeno, postoje i njihovi minusi :

• U pravilu, troškovi intel čipseti skuplje od analognog AMD-a;
• Pri radu sa više teških programa, proračun pada;
• Grafičke jezgre su slabiji od konkurenta.

AMD se razlikuju u sljedećem prednosti:

• Mnogo povoljniji omjer cijene i kvalitete;
• U stanju osigurati pouzdan rad cijelog sustava;
• Postoji prilika za rastjerjeti procesor, povećavajući svoju moć za 10-20%;
• Snažniji integrirani grafički jezgra.

Međutim, AMD je inferiorniji od sljedećih parametara:

• Interakcija s RAM-om događa se još gora;
• Više električne energije provodi se na radu procesora;
• Učestalost rada u drugom i trećem nivou pufer memorija ispod;
• U igri u nastavku.

Iako su njihovi prednosti i nedostaci, kompanije i dalje proizvode najbolji procesori. Možete odabrati koji vam je poželjni za vas. Uostalom, nemoguće je definitivno reći da je jedna firma bolja od druge.

Glavne karakteristike

Dakle, već smo shvatili da je jedna od glavnih karakteristika procesora njegov programer. Ali postoji niz parametara na koje trebate platiti još više pažnje prilikom kupovine.

Nemojmo daleko od strane marke i spominjemo da postoje različita serija čipova. Svaki proizvođač pokreće svoja pravila u različitim kategorijama cijena kreiranih za različite zadatke. Drugi susjedni parametar je CPU arhitektura. U stvari, njegovi su interni organi, na kojima ovisi sav rad čipa.

Nije najočitiji, ali vrlo važan parametar je utičnica. Činjenica je da se na samom procesuru utičnica mora podudarati sa odgovarajućim gnijezdom na matičnoj ploči.

U suprotnom, nećete moći kombinirati ove dvije glavne komponente bilo kojeg računara. Dakle, prilikom sastavljanja sistemske jedinice trebate kupiti matičnu ploču i potražiti čipset ispod njega ili obrnuto.

Sada je vrijeme da shvatite koje karakteristike procesora utječu na njegove performanse. Nema sumnje, glavna je frekvencija sata. Ovo je obim operacija koji se mogu izvesti u određenoj vremenskoj jedinici.

Ovaj se indikator mjeri u Megahertz. Pa šta utječe na taktu čipa? Budući da ukazuje na broj operacija određeno vrijeme, nije teško pogoditi da brzina rada uređaja ovisi o tome.

Drugi važan indikator je jačinu memorije međuspremnika. Kao što je već spomenuto, događa se vrh i dno. Također utječe na performanse procesora.

CPU može biti jedna ili više jezgara. Multi-core modeli su skuplji. Ali što utiče na broj nukleija? Ova karakteristika određuje snagu uređaja. Što više jezgra, to je moćniji uređaj.

Izlaz

Centralni procesor igra ne samo jedno od najvažnijih, ali čak ni jedan može reći glavnu ulogu u računaru. Od njega je iz njega da će izvedba čitavog uređaja ovisiti o tome, kao i zadacima za koje je moguće koristiti.

Ali to ne znači da je potrebno kupiti najmoćniji procesor za srednje računalo. Pokupite optimalni model koji će ispuniti vaše potrebe.

Pročitali ste ove redove sa vašeg pametnog telefona, tableta ili računara. Bilo koji od ovih uređaja zasnovan je na mikroprocesoru. Mikroprocesor je "srce" bilo kojeg računarskog uređaja. Postoji mnogo vrsta mikroprocesora, ali svi rješavaju iste zadatke. Danas ćemo razgovarati o tome kako procesor radi i koji zadaci izvodi. Na prvi pogled, sve ovo izgleda očigledno. Ali vrlo mnogo korisnika bi bilo zainteresirano da produbljuju svoje znanje o najvažnijoj komponenti, pružajući računarske performanse. Saznajemo o tome kako tehnologija zasnovana na jednostavnoj digitalnoj logici omogućava vašem računaru ne samo da riješi matematičke zadatke, već i kao zabavni centar. Kao dvije znamenke - jedinica i nula - pretvorene su u živopisne igre i filmove? Mnogi su više puta postavljali ovo pitanje i rado će dobiti odgovor. Uostalom, čak i kod srca nedavno mi aMD procesor Jaguar, na kojem su zasnovana najnovija igara, ista je drevna logika.

U literaturi na engleskom jeziku, mikroprocesor se često naziva CPU (centralna prerađivačka jedinica, [singl] od strane centralnog procesorskog modula). Razlog takvog imena leži u činjenici da je moderni procesor jedan čip. Prvi mikroprocesor u istoriji čovječanstva stvorio je korporacija u dalekom 1971. godini.

Uloga Intela u historiji industrije mikroprocesora

Radi se o modelu Intel 4004. Nije bilo moćno i moglo bi obavljati samo postupke dodavanja i oduzimanja. Istovremeno, mogao bi se nositi sa samo četiri bita informacija (to je da je bilo 4-bitno). Ali za njegovo vrijeme njegov je izgled postao značajan događaj. Napokon, cijeli procesor se uklapa u jedan čip. Prije pojave Intel 4004, računari su bili zasnovani na cijelom skupu čipova ili diskretnih komponenti (tranzistora). Mikroprocesor 4004 položio je osnovu jednog od prvih prenosnih kalkulatora.

Prvi mikroprocesor za kućne računare postao je Intel 8080 1974. Cijela računarska snaga 8-bitnog računara postavljena je u jedan čip. Ali najava procesora Intel 8088 bila je zaista važna. Pojavila se 1979. godine i od 1981. godine počeo se koristiti u prvoj misi lični računari IBM PC.

Zatim su procesori počeli razvijati i okrenuti moć. Svi koji su malo upoznati sa istorijom mikroprocesorskih industrije, pamti da je 80286 došao za zamjenu 8088. Tada su stigli 80386 okreta, a zatim 80486. tada je bilo nekoliko generacija Pentiuma: Pentium, Pentium II, III i Pentium 4. Sav ovaj Intelovsky procesori zasnovani na osnovnoj strukturi 8088. Imali su kompatibilnost unazad. To znači da bi Pentium 4 mogao obraditi bilo kakav fragment koda za 8088, ali je li to učinio brzinom porastao oko pet hiljada puta. Od tada nije prošlo toliko godina, ali su uspjeli mijenjati nekoliko generacija mikroprocesora.

Od 2004. godine Intel je počeo ponuditi više jezgrenih procesora. Broj tranzistora koji se koriste u njima povećan je milionima. Ali čak je i sada procesor podložan opća pravilakoji su stvoreni za rane čipove. Tabela odražava povijest Intel mikroprocesora do 2004. (inclusive). Obaveštavat ćemo neka objašnjenja za ono što su pokazatelji reflektirani u njemu:

• Ime. Model procesora
• Datum (datum). Godina u kojoj je procesor prvi put predstavljen. Mnogi procesori su se ponavljali više puta, svaki put kada se povećala njihova frekvencija sata. Dakle, sljedeća izmjena čipa mogla bi se ponovo objaviti čak i nekoliko godina nakon što se na tržištu pojavila prva verzija
• Tranzistori (broj tranzistora). Broj tranzistora u čipu. Možete vidjeti da se ovaj pokazatelj neprestano povećao
• Mikroni (širina u mikronama). Jedan mikron je jednak milion metra. Veličina ovog pokazatelja određuje se debljinom najfinije žice u čipu. Za usporedbu, debljina ljudske kose je 100 mikrona
• Brzina sata (frekvencija sata). Maksimalna brzina procesora
• Širina podataka. "Bijetnost" aritmetičkog i logičkog procesora (ALU, ALU). 8-bitni ALU se može odbiti, odbiti, množenje i obavljanje drugih radnji preko dva 8-bitna broja. 32-bitni ALU može raditi sa 32-bitnim brojevima. Da biste savijali dva 32-bitna brojeva, osam-bitni ALU, morate izvršiti četiri upute. 32-bitni Alu će se nositi sa ovim zadatkom za jednu pouku. U mnogim (ali ne u svim) slučajevima širine vanjska guma Podaci se podudaraju sa "bitencijom" Allu. Procesor 8088 posjedovao je 16-bitni ALU, ali 8-bitni autobus. Za kasne pentijume, situacija je karakterizirana kada je guma već 64-bitna, a ALU je i dalje ostao 32-bitan
• MIPS (milioni upute u sekundi). Omogućuje vam otprilike procjenu performansi procesora. Moderni mikroprocesori izvode toliko različitih zadataka da je ovaj pokazatelj izgubio svoju izvornu vrijednost i može se koristiti uglavnom za komponuju računarsku snagu nekoliko procesora (u ovoj tablici)

Postoji direktna veza između frekvencije sata, kao i broja tranzistora i broj operacija koje je procesor obavio u jednoj sekundi. Na primjer, frekvencija sata 8088 procesora dostigla je 5 MHz, a produktivnost: samo 0,33 miliona operacija u sekundi. To jest, izvršenje jedne upute potrebno je oko 15 procesorskih satova. 2004. godine procesori bi već mogli ispuniti dva uputstva za jedan ritam. Ovo poboljšanje osiguralo je povećanje broja procesora u čipu.

Čip se naziva i integrirani mikrocircuit (ili jednostavno čip). Najčešće je to mala i tanka silikonska ploča koja su "otisnuti" tranzistori. Čip čija strana doseže dva i pol centimetara, može sadržavati desetine miliona tranzistora. Najjednostavniji procesori mogu biti trgovi sa strane samo nekoliko milimetara. A ova veličina je dovoljna za nekoliko hiljada tranzistora.

Mikroprocesorska logika

Da biste shvatili kako se mikroprocesor djeluje, logika na kojoj se zasniva, a također se upoznaju sa jezikom sastavljača. Ovo je maternji jezik mikroprocesora.

Mikroprocesor je sposoban izvesti određeni skup uputstava za strojeve (naredbe). Operanje ovih naredbi, procesor izvodi tri glavna zadatka:

• Uz pomoć vašeg aritmetičkog logičkog uređaja procesor izvodi matematičke radnje: dodavanje, oduzimanje, množenje i podjela. Moderni mikroprocesori u potpunosti podržavaju operacije plutajuće točke (sa posebnim aritmetičkim procesorom za operacije plutajuće točke)
• Mikroprocesor može premjestiti podatke iz jedne vrste memorije u drugom
• Mikroprocesor ima sposobnost donošenja odluke i na osnovu odluke koju je donijela "skok preko", odnosno prelazeći u izvršenje novog skupa naredbi

Mikroprocesor sadrži:

• Adresa Autobus (Adresa Autobus). Širina ove gume može biti 8, 16 ili 32 bita. Bavi se slanjem adrese u memoriju
• Podatkovni autobus (sabirnica podataka): 8, 16, 32 ili 64 bita širina. Ova guma može poslati podatke u memoriju ili ih primiti iz memorije. Kada razgovaraju o "biote" procesoru, govorimo o širini podatkovnog autobusa
• RD (čitanje, čitanje) i WR (Pisanje, snimanje) kanali, osiguravajući interakciju memorije
• Linija sata (guma za sinhroniziranje pulsa), pružanje procesorski ciklus
• Resetirajte liniju (brisanje guma, resetirajte autobus), resetiranje vrijednosti naredbenog mjerača i ponovno pokretanje izvršenja uputstava

Budući da su informacije prilično složene, nastavit ćemo iz činjenice da je širina obje gume - i adresa i autobusa samo 8 bita. I ukratko razmotrite komponente ovog relativno jednostavnog mikroprocesora:

• Registri A, B i C su logični čipovi koji se koriste za srednje pohranu podataka.
• Adresa zasuna (adresa adresa) ormarići A, B i C
• Metar tima je logički mikrocircuit (zasun) Može rasti vrijednost po jedinici u jednom koraku (ako su primili odgovarajuću naredbu) i resetiraju vrijednost (podložno primitku odgovarajuće naredbe)
• ALU (aritmetički-logički uređaj) može se izvesti između 8-bitnih brojeva djelovanja dodataka, oduzimanja, množenja i odjeljenja ili djela kao konvencionalnog adder-a
• Registar testa (Registar testa) je poseban zasun koji pohranjuje rezultate usporedbe operacija koje proizvode Allu. Obično ALU uspoređuje dva broja i određuje jesu li jednake ili jedan od njih više od drugog. Registar testa također je u mogućnosti pohraniti prijenosno mjesto potonjeg djelovanja Adder-a. Ove vrijednosti pohranjuje u shemu okidača. Ubuduće se ove vrijednosti mogu koristiti dešifriranjem timova za donošenje odluka
• Šest blokova na dijagramu označeno je kao "3-stanje". Ovo su sortiranje pufera. Mnogi izlazni izvori mogu se povezati sa žicom, ali sortiranje pufera omogućava samo jedan od njih (odjednom) za prenos vrijednosti: "0" ili "1". Dakle, međuspremnik za sortiranje može preskočiti vrijednosti ili preklapati izlazni izvor mogućnost prenošenja podataka
• Registar instrukcija i dekoder uputstva (dekoder upute) drži sve gore navedene komponente pod kontrolom

Dijagram ne prikazuje kontrolne vodove naredbenog dekodera, koje se mogu izraziti u obliku sledećih "narudžbi":

• "Registrirajte se da dođete vrijednost trenutno iz gume podataka "
• "Registrirajte se b uzeti vrijednost trenutno iz podataka"
• "Registrirajte se C da biste ušli u trenutni ulazak u aritmetički i logički uređaj"
• "Registar naredbi metra za prihvaćanje vrijednosti koja je trenutno iz podataka s podacima"
• "Adresa Registracija za preuzimanje vrijednosti unosa trenutnih podataka"
• "Registar naredbi da se prihvati vrijednost nastale iz podataka"
• "Merač naredbe za povećanje vrijednosti [po jedinici]"
• "Metri za sastanke za resetiranje"
• "Aktivirajte jedan od šest tampona sortiranja" (šest zasebnih kontrolnih linija)
• "Prijavite aritmetički i logički uređaj, koja operacija to izvodi"
• "Testni registar uzima testne bitove od alu"
• "Aktivirajte RD (Pročitajte kanal)"
• "Aktivirajte WR (Snimi kanal)"

Komandni dekoder primaju bitove podataka iz testnog registra, sinhronizacijski kanal, kao i iz naredbenog registra. Ako pojednostavite opis zadataka dekodera s uputama, onda možemo reći da ovaj modul "govori" procesor koji trenutno treba učiniti.

Memorija mikroprocesora

Upoznavanje sa računarskom memorijom i njenom hijerarhijom bolje će razumjeti sadržaj ovog odjeljka.

Napisali smo gore, napisali smo o gumama (adresa i podaci), kao i o čitanju kanala (RD) i zapisima (WR). Ove gume i kanali povezani su sa memorijom: operativni (RAM, RAM) i stalni uređaj za pohranu (ROM, ROM). U našem primjeru razmatra se mikroprocesor, širina svake gume od čije je 8 bita. To znači da je u stanju izvršiti adresu od 256 bajta (dva do osmog stepena). U jednom trenutku može čitati iz memorije ili zapisa 8 bitova podataka u njemu. Pretpostavimo da ovaj jednostavan mikroprocesor ima 128 bajta ROM-a (počevši od adrese 0) ili 128 bajtova ram memorija (Počevši od adrese 128).

Stalni memorijski modul sadrži specifičnu prethodno instalirani stalni postavljeni bajt. Adresna guma zahtijeva određeni bajt u ROM-u, koji bi trebao biti prebačen u podatkovni autobus. Kad se CAIT kanal (RD) promijeni svoj stav, ROM modul pruža traženi bajt autobusa podataka. To je u ovom slučaju moguće samo čitati podatke.

Iz RAM-a procesor ne može pročitati samo podatke, može pisati podatke u njega. Ovisno o tome da li se provodi čitanje ili snimanje, signal dolazi ili putem CANAL kanala (RD) ili putem kanala snimanja (WR). Nažalost, RAM ovisi o energiji. Kad isključite snagu, gubi sve podatke koji su stavljeni u njega. Iz tog razloga, računar je potreban ne-isparljivi konstantni uređaj za pohranu.

Štaviše, teoretski, računar može bez rama. Mnogi mikrokontroleri omogućavaju vam da postavite potrebne bajtove podataka izravno u čip procesora. Ali bez roma nemoguće je učiniti. U ličnim računarima ROM se naziva osnovnim ulaznim i izlaznim sistemom (BSVB, BIOS, osnovni ulaz / izlazni sistem). Mikroprocesor započinje s izvršavanjem naredbi koje su ga pronašli u BIOS-u.

BIOS naredbe obavljaju testiranje hardvera računara, a zatim se okreću hOODY DISK I odaberite sektor za pokretanje. Ovaj sektor za pokretanje je zaseban mali program koji BIOS prvi put čita s diska, a zatim mjesta u RAM-u. Nakon toga, mikroprocesor počinje izvršavati naredbe koje se nalaze u sektoru pokretanja. Program sektora za pokretanje izvještava o mikroprocesoru o kojim se podacima (namijenjeni naknadnom izvršavanju procesora) trebaju dodatno premjestiti tvrdi disk u RAM-u. Ovako se učitava procesor operativnog sistema.

Upute za mikroprocesor

Čak je i najjednostavniji mikroprocesor u stanju da se bavi dovoljno velikim setom uputa. Skup uputa je vrsta predloška. Svaki od ovih timova s \u200b\u200buputama preuzeti u registar ima svoju vrijednost. Ljudi se ne mogu lako sjetiti slijeda bitova, tako da je svaka uputstva opisana kao kratka riječ, od kojih svaka odražava određenu naredbu. Ove riječi sadrže jezik sa sklopovača procesora. Asembler prevodi ove riječi na instrument binarnih kodova.

Dajemo popis riječi-naredbi montažeranog jezika za uvjetno jednostavan procesor koji smatramo primjer našem pripoviješću:

• Registrirajte se (učitajte) Registrirajte se sa neke memorijske adrese
• LOADB MEM - Preuzmite (opterećenje) Registrirajte se B sa neke memorijske adrese
• Conb Con - Preuzmite stalnu vrijednost za registraciju b
• SAVEB MEM - Spremi (Spremi) Vrijednost B u memoriji na određenoj adresi
• Savec MEM - Spremi (Spremi) Vrijednost C registra u memoriji na određenoj adresi
• Dodavanje - preklopljene (Dodaj) Vrijednosti registara A i B. Rezultat akcije Sačuvanje u Registar C
• Pod-odustajanje (oduzme) Registrirajte vrijednost B iz vrijednosti registra A. Rezultat akcije za uštedu u registru C
• MUL - pomnožite (pomnožite) vrijednosti registara A i B. Rezultat akcije Sačuvajte u Registar C
• Div - podijeljen (podjela) vrijednost registra A vrijednost registra B. Rezultat akcije za uštedu u C registru
• COM - Uporedite (uporedite) Vrijednosti registra registara A i B. Rezultat za prijenos u testni registar
• Jump Addr - Skočite preko (skok) na navedenu adresu
• JeQ adr - Ako je jednako stanje zadovoljeno vrijednostima dva registra, preskočite (skok) na navedenu adresu
• JNEQ Addr - Ako se stanje jednakosti vrijednosti dva registra ne izvrši, preskočite (skok) na navedenu adresu
• JG addr - ako je vrijednost veća, preskočite (skok) na navedenu adresu
• JGE adr - ako je vrijednost veća od ili jednaka, preskočite (skok) na navedenu adresu
• JL Addr - ako je vrijednost manja, preskočite (skok) na navedenu adresu
• Jle adr - ako je vrijednost manja ili jednaka, preskočite (skok) na navedenu adresu
• Zaustavite - zaustavite (zaustavite) izvršenje

Hrvatski riječi koje označavaju radnje izvedene u zagradama nisu dostupne. Tako da možemo vidjeti da se asklopnik (kao i mnogi drugi programski jezici) zasnovan na engleskom jeziku, odnosno na uobičajeno sredstvo komunikacije onih ljudi koji su stvorili digitalne tehnologije.

Mikroprocesorski rad na primjeru faktorijalnog obračuna

Razmislite o radu mikroprocesora na određenom primeru izvršenja jednostavnog programa koji izračunava faktor iz broja "5". Prvo ću riješiti ovaj zadatak "u bilježnici":

faktorijat od 5 \u003d 5! \u003d 5 * 4 * 3 * 2 * 1 \u003d 120

Na programskom jeziku C, ovaj fragment koda koji obavlja ovaj izračun izgledat će ovako:

A \u003d 1; f \u003d 1; dok (a

Kada ovaj program dovrši svoj rad, varijabla F će sadržavati faktorijalnu vrijednost od pet.

Compiler C prevodi se (to jest, prevodi ovaj kôd u skup uputstva za jezike montaže. U razmatranju procesora, RAM započinje putem adrese 128, a stalna memorija (koja sadrži jezik sastavljanje) započinje putem adrese 0. Posljedično, na jeziku ovaj procesor Ovaj će program izgledati ovako:

// pretpostavimo da je na 128 // pretpostavi da je F na 1290 Conb 1 // a \u003d 1; 1 saveb 1282 Conb 1 // F \u003d 1; 3 saveb 1294 loadra 128 // Ako je A\u003e 5 Skoči na 175 Conb 56 COM7 JG 178 LOADA 129 // F * A; 9 LOADB 12810 MUL11 SAVEC 12912 LOADMA 128 // A \u003d A + 1; 13 CONB 114 Add15 Savec 12816 Skočite 4 // Povratak na IF17 Zaustavite

Sada se pojavljuje sljedeće pitanje: kako sve ove naredbe izgledaju u trajnoj memoriji? Svaka od ovih uputa treba biti zastupljena kao binarni brojevi. Da bi se pojednostavio razumijevanje materijala, pretpostavimo da svaka naredba assembler jezika procesora ima jedinstveni broj:

• LOADMA - 1.
• Loadb - 2.
• Conb - 3.
• SAVEB - 4.
• Savec MEM - 5
• Dodaj - 6.
• Sub - 7.
• MUL - 8.
• Div - 9.
• COM - 10.
• Jump Addr - 11
• Jeq Addr - 12
• JNEQ Addr - 13
• JG Addr - 14
• JGE addr - 15
• JL addr - 16
• Jle adr - 17
• STOP - 18.

// pretpostavimo da je na 128 // pretpostavi da na 129ADDR naredba / vrijednost0 3 // Conb 11 12 1284 3 // Conb 15 16 4 // SAVEB 1287 12810 3 / / Conb 511 512 10 // COM13 14 // JG 1714 3115 1 // Učitavanje 12916 12917 2 // LOADB 12818 12819 8 // MUL20 5 // SAVEC 12921 12922 1 // Učitavanje 12823 12824 3 // Conb 125 126 6 / / Add27 5 // Savec 12828 12829 11 // Jump 430 831 18 // Zaustavi

Kao što ste primijetili, sedam redaka koda u C jeziku pretvoreno je u 18 redaka na assempler jeziku. Uzeli su 32 bajta u romu.

Dekodiranje

Razgovor o dekodiranju morat će početi razmatranjem filoloških pitanja. Jao, ne svi uslovi računara Imaju nedvosmislenu poštivanje ruskog jezika. Prijevod terminologije često je bio spontano, pa se isti engleski pojam može prevesti na ruski po nekoliko opcija. Tako se dogodilo sa najvažnijem komponentom mikroprocesor logike "Dekoder upute". Specijalisti za računare nazivaju ga i dekoderom timova i upute za dekoder. Nijedno od ovih imena ne može se više nazvati ni manje "desno" nego drugo.

Komandni dekoder potreban je za prevođenje svakog strojnog koda u skup signala, što rezultira različitim komponentama mikroprocesora. Ako pojednostavljujete suštinu njegovih postupaka, može se reći da to ko koordinira "meko" i "željezo".

Razmotrite rad tima dekodera na primjeru uputstva dodavanja, obavljajući dodavanje dodavanja:

• Tokom prvog ciklusa procesora procesora procesora procesora, naredba se učitava. U ovoj fazi je potreban komandni dekoder: Aktivirajte tampon za sortiranje za brojilo naredbe; Aktivirajte kanal za čitanje (RD); Aktivirajte zasun odstupanja za sortiranje da biste prenijeli ulazne podatke u naredbeni registar
• Tijekom drugog ciklusa frekvencije satnog sata, naredba Dodaj dekodira. U ovoj fazi, aritmetički dodaci logičkog uređaja i prenosi vrijednost u C registru
• Tokom trećeg ciklusa procesora procesora procesora procesora, naredba povećava svoju vrijednost po jedinici (teoretski, ova akcija se presijeca sa trenutnim ciklusom)

Svaka naredba može biti zastupljena kao skup uzastopno obavljenih operacija, što u određenom redoslijedu manipuliraju mikroprocesorskim komponentama. To jest, programski uputstva dovode do sasvim fizičke promjene: Na primjer, mijenjajući položaj zasun. Neka uputstva mogu zahtijevati njihovo završetak dva ili tri procesorska ciklusa. Drugi može zahtijevati čak pet ili šest ciklusa.

Mikroprocesori: performanse i trendovi

Broj tranzistora u procesoru važan je faktor koji utječe na njegove performanse. Kao što je prethodno prikazano, u procesoru 8088, potrebno je 15 Clock frekvencijski ciklusi za provođenje jedne upute. I da bi obavljali jedan 16-bitni rad, uopće je bilo oko 80 ciklusa. Dakle, multiplikator ALU ovog procesora je dogovoren. Što više tranzistora i snažniji multiplikator Allu, većina vremena procesor ima vremena za jedan takt.

Mnoge tranzistore podržavaju tehnologiju transportera. Kao dio transportne arhitekture, događaju se djelomična uputstva za prekrivanje na jednoj drugoj. Uputstvo može zahtijevati od njegovog izvršenja svih istih pet ciklusa, ali ako procesor povremeno obrađuje pet naredbi (na različitim koracima cjelovitosti), zatim u prosjeku, potreban je jedan ciklus satova procesora za izvršavanje jedne upute.

U mnogim modernim procesorima, dekoder timovi nisu sami. I svaki od njih podržava transportivnost. To vam omogućuje da izvršite više upute za jedan sat procesora. Za provođenje ove tehnologije potreban je nevjerovatan skup tranzistora.

64-bitni procesori

Iako je masovna distribucija 64-bitnih procesora dobila prije samo nekoliko godina, oni postoje relativno davno: od 1992. godine. I Intel i AMD trenutno nude takve procesore. 64-bitni se može smatrati takvim procesorom koji ima 64-bitni aritmetički i logički uređaj (ALU), 64-bitni registri i 64-bitne gume.

Glavni razlog zašto procesori treba 64-bitni je da ova arhitektura proširuje adresni prostor. 32-bitni procesori mogu pristupiti samo dva ili četiri gigabajta RAM-a. Nakon što su ove brojke izgledale gigantske, ali prošli smo godinama i danas nikoga nikoga neće iznenaditi. Prije nekoliko godina sjećanje konvencionalni računar bio je 256 ili 512 megabajta. U tim danima, četverostruko ograničenje spriječilo je samo servere i mašine na kojima rade velike baze podataka.

Ali ispostavilo se vrlo brzo da čak i uobičajeni korisnici ponekad nedostaju ili dva ili čak četiri gigabajta RAM-a. 64-bitni procesori Ovaj dosadni restrikt ne tiče se. Adresni prostor koji im je danas na raspolaganju čini se beskrajnim: dva u bajti šezdeset četvrti stepen, odnosno nešto o milijardu gigabajta. U doglednoj budućnosti takva gigantska RAM-a nije predviđena.

64-bitni adresni autobus, kao i široke i velike brzine podataka odgovarajućih matičnih ploča, omogućavaju 64-bitnim računalima da povećaju brzinu unošenja i izlaže podataka u procesu interakcije s takvim uređajima kao hDD i video kartica. Ove nove mogućnosti značajno povećavaju performanse savremenih računalnih mašina.

Ali nisu svi korisnici pljuvali prednosti 64-bitne arhitekture. Prije svega potrebno je oni koji se bave uređivanjem videa i fotografija, a također radi sa raznim velikim slikama. 64-bitni računari cijene poznavatelje računarske igre. Ali ti korisnici koji jednostavno komuniciraju sa računarom društvene mreže i lutao na web prostorima da uredi tekstualne datoteke Nisu se vjerovatno ne osjećaju prednosti ovih procesora.

Na osnovu računara.howstuffworks.com.