Personīgais dators ir ļoti sarežģīta un daudzveidīga lieta, bet katrā sistēmas vienībā mēs atradīsim visu darbību un procesu centru - mikroprocesoru. Kas ir datoru procesors un par to, kas tas joprojām ir nepieciešams?

Iespējams, daudzi būs priecīgi, mācoties, ko veido personālā datora mikroprocesors. Tas gandrīz pilnībā sastāv no parastajiem akmeņiem, akmeņiem.

Jā, tas ir tik ... Procesors ietver tādas vielas kā, piemēram, silīcijs ir tāds pats materiāls, no kura smiltis un granīta ieži veido.

Hoff procesors

Pirmais mikroprocesors personālajam datoram tika izgudrots gandrīz pusgadsimtu atpakaļ - 1970. gadā Maršijas Edward Hoff un viņa inženieru komanda no Intel.

Pirmais Hoff procesors strādāja biežāk tikai 750 kHz.

Protams, datora procesora galvenās īpašības nav salīdzināmas ar iepriekš minētajiem cipariem, pašreizējiem "akmeņiem" vairākiem tūkstošiem reižu spēcīgākiem saviem senčiem un pirms tam ir labāk iepazīties ar uzdevumiem, ko viņš nolemj.

Daudzi cilvēki uzskata, ka procesori var "domāt". Mums ir nekavējoties jāsaka, ka nav ne patiesības akcijas. Jebkurš super jaudīgs personālais datoru procesors sastāv no daudziem tranzistoriem - savdabīgu slēdži, kas veic vienu vienotu funkciju - izlaidiet signālu tālāk vai pārtraukt. Izvēle ir atkarīga no signāla sprieguma.

Ja jūs skatāties uz to, no otras puses, var redzēt, no kura mikroprocesoru veido, un tas sastāv no reģistrācijas - informācijas apstrādes šūnas.

Attiecībā uz saiti "akmens" ar pārējo personālo datoru ierīcēm tiek izmantots īpašs ātrgaitas ceļš, ko sauc par "autobusu". Uz tā ar zibens ātrumu, mazi elektromagnētiskie signāli "Fly". Tas ir datorizētāja vai klēpjdatora darbības princips.

Mikroprocesoru ierīce

Kā datoru procesors? Jebkurā mikroprocesorā jūs varat izcelt 3 komponentus:

1. Procesora kodols (šeit notiek nulšu un vienību sadalījums);
2. Kešatmiņa ir neliela informācija, kas atrodas tieši procesora iekšienē;
3. Koprocesors ir īpašs smadzeņu centrs jebkura procesora, kurā notiek visvairāk sarežģītas darbības. Tas darbojas arī ar multivides failiem.

Datoru procesora ķēde vienkāršotā versijā ir šāda:

Viens no galvenajiem mikroprocesora rādītājiem ir pulksteņa frekvence. Tas parāda, cik daudz pulksteņu "akmens" ir sekundē. Datoru procesora jauda ir atkarīga no iepriekš minēto rādītāju kopuma.

Jāatzīmē, ka dažkārt raķešu un satelītu darba uzsākšanu vadīja mikroprocesori ar pulksteņa frekvenci tūkstošiem reižu mazāk nekā viens ar "kolēģi" šodien. Un viena tranzistora lielums ir 22Nm, tranzistoru starpslidene ir tikai 1 nm. Atsaucei, 1 nm ir 5 atomu biezums!

Tagad jūs zināt, kā datoru procesors ir sakārtots, un daži panākumi sasniedza zinātniekus, kas strādā pie personālo datoru ražošanas uzņēmumiem.

Personal Computer sastāv no dažādiem komponentiem, kas savienoti vienota sistēma. Mijiedarbība un kontrole starp tiem tiek veikta sakarā ar centrālo procesoru, veic lomu PC elektronisko smadzeņu. Bez tam jebkura tehnika, vai tā ir klēpjdators, planšetdators vai sistēmas bloks - dzelzs kaudze. Apskatīsim vairāk sīkāk, kā darbojas datora centrālais procesors un kāda ir tās struktūra.

Pirms pāriet uz CPU galveno īpašību izskatīšanu, ir nepieciešams noskaidrot, kādi tas notiek. Centrālie procesori vai CPU, kā tos sauc par ārzemēm, un tie ir sadalīti šādos kritērijos.

Jauda:

• Ir vāji, viena pamata modeļi, kuru ražošana tiek pārtraukta, un to var iegādāties tikai pēc ilgiem meklējumiem;
• Vidējie un jaudīgi modeļi, kuriem ir no 2 līdz 16 serdeņiem;

Saskaņā ar pieteikuma metodi:

1. Spēļu spēles;
2. Serveris;
3. Budžets;

Uzņēmuma ražotājs:

• Centrālais procesors OT. intel uzņēmumi;
• CPU no AMD;

Piezīme! Papildus Intel un Amjeed CPU ir produkti, kas ražoti zem citu uzņēmumu zīmoliem, bet tie ir maz pieprasījuši, veidojot nelielu daļu no kopējā preču daudzuma datoru dzelzs tirgū.

Daudzi lietotāji kļūdaini uzskata, ka Intel produkti atšķiras no AMD tikai ar nosaukumu, bet tas ir tālu no tā. Katra centrālā procesora struktūra, kas ražota šo uzņēmumu preču zīmē, ir ievērojami atšķiras no konkurentiem. Pateicoties tam, viņiem ir savas priekšrocības un trūkumi. Piemēram, Intel produkti ir apveltīti ar šādām pozitīvām īpašībām, kas gūst labumu no AMD centrālajiem procesoriem, kas atšķir savus centrālos procesorus:

1. Lielākā daļa komponentu produktu ražotāju PC pielāgo savus produktus saskaņā ar CPU standartiem no Intel;
2. Darbības laikā patērē mazāk enerģijas, samazinot sistēmas slodzi;
3. Rādīt lielāku ātrumu, strādājot ar vienu programmu;
4. Labākā izvēle spēļu veidošanai sistēmas blokiem;

Produktiem no AMD ir arī vairākas īpašības, kas ļauj viņiem aktīvi konkurēt datora dzelzs tirgū:

• Atšķirībā no Intel ražošanas CPU centrālajiem procesoriem no AMD ir funkcija overclocking, palielinot sākotnējo jaudu līdz 20%;
• Labākā vērtība par preču cenu un kvalitāti;
• Grafiskais kodolsiegultās CPU, ir lieliskas iespējas nekā Intel, ļaujot jums strādāt ātrāk ar video;

Centrālā procesora apraksts

Tātad, ar CPU veidiem un to atšķirīgajām iezīmēm, mēs sapratām, ir pienācis laiks pāriet uz produkta aprakstu un izdomāt, kas tas ir. Par vienkāršību izpratni, tas lauzt to vairākiem punktiem, uzsverot to galvenās iezīmes Produkti:

1. CPU piešķiršana;
2. Tās struktūra;
3. Pamata īpašības;

Ar savu palīdzību mēs sapratīsim, kā procesors darbosies un kā tas ir sakārtots.

Mērķis

Jebkura CPU galvenais uzdevums ir skaitļošanas procesu izpilde, ar kuru ierīces tiek pārraidītas izpildei nepieciešamo komandu kopai. Komandas atrodas PC RAM un CPU lasīt no turienes tieši. Attiecīgi, jo augstāka ir apstrādātāja skaitļošanas jauda, \u200b\u200bjo lielāka sistēma ir visa sistēma.

Struktūra

Jebkuras centrālās apstrādes vispārējā struktūra sastāv no šādiem blokiem:

1. Saskarnes bloks;
2. Darbības bloks;

Saskarnes bloks satur šādus komponentus:

• Adrešu reģistri;
• Atmiņas reģistri, kuros tiek glabāti nosūtīto komandu kodi, kuru izpilde ir plānota tuvākajā nākotnē;
• Veido vadības ierīces - ar tās palīdzības kontroles komandām tiek veidotas, kuras vēlāk veic CPU;
• Kontroles shēmas, kas atbild par ostu un sistēmas riepu darbību;

Darbības vienība ietver:

1. Mikroprocesoru atmiņa. Sastāv no: segmenta reģistriem, parakstiem reģistri, reģistri vispārīgs mērķis un reģistrē komandu skaitu;
2. Aritmētiskā loģiskā ierīce. Ar to informācija tiek interpretēta loģisku vai aritmētisku darbību kopumā;

Piezīme! Operatīvā ierīce un saskarnes bloks darbojas paralēlā režīmā, bet saskarnes daļa ir viens solis priekšā, ierakstot komandu reģistra bloku, kas vēlāk veic darbspējas daļa.

Sistēmas autobuss kalpo, lai pārraidītu signālus no centrālā procesora uz citām ierīces komponentiem. Ar katru jauno paaudzi procesora struktūra nedaudz mainās, un jaunākie notikumi ir ļoti atšķirīgi no pirmajiem procesoriem, ko izmanto datortehnoloģiju veidošanā.

Raksturojums

Jebkura centrālā procesora īpašībām ir liela ietekme uz ātrumu kā atsevišķi elementi Sistēmas un visas sarežģītās ierīces kopumā. Starp galvenajām īpašībām, kas ietekmē veiktspējas parametrus, ir atšķirt:

• Pulksteņa frekvence; Lai apstrādātu vienu datorā nosūtīto datu fragmentu, ir nepieciešams viens laika cikls. No šejienes no tā izriet, ka lielāks pulksteņa frekvence iegādāto CPU, jo ātrāk ierīce apstrādā lielus informācijas elementus. Pulksteņa frekvenci mēra Megahertzā. Viens megahertz ir līdzvērtīgs 1 miljonam pulksteņiem sekundē. Vecajiem modeļiem bija neliela frekvence, jo no kura darba ātrums palika daudz vēlams. Mūsdienu modeļiem ir lieliski pulksteņa frekvenču rādītāji, kas ļauj ātri apstrādāt un veikt sarežģītākās komandu komplektus.
• Izkraušana; Informācija, kas paredzēta CPU apstrādei nokrīt, izmantojot ārējās riepas. Datu apjoms ir atkarīgs no tā, kāda datu apjoms tiek nosūtīts laikā. Tas ietekmē ātrumu. Vecie modeļi bija 16 izlādes, un modernām ir 32 vai 64 izlādes. 64. izplūdes sistēma Šodien tiek uzskatīts, ka tiek izstrādāti vismodernākie un zem tā. programmatūras produkti un ierīces.
• Kešatmiņa - atmiņa; Izmanto, lai palielinātu ierīces darbību datorā, izveidojot bufera zonu, kas uzglabāja kopiju pēdējo datu apstrādāto datu kopu. Tas ļauj ātri veikt līdzīgu darbību, ja nepieciešams, neizmantojot laiku, lai pārsūdzētu koplietojamā atmiņa Personālais dators.
• Ligzda; Ierīces stiprināšana uz mātesplati. Dažādas pārstrādātāju paaudzes, piemēram, mātesplates ir savas atbalstītās ligzdas. Tas būtu jāņem vērā, pērkot. Dažādiem ražotājiem ir ligzdas atšķiras arī viena no otras.
• Iekšējās frekvences koeficients; Procesors un mātesplate darbojas dažādās frekvencēs un sinhronizēt viens otru, ir frekvenču reizinātājs. Pamats vai atsauce tiek uzskatīta par mātesplates darba frekvenci, kas reizināts ar CPU personīgo koeficientu.

No sānu īpašībām, kas tieši saistītas ar ražošanas tehnoloģijām, izceļot siltuma izkliedi un ekspluatācijas laikā patērēto enerģijas skaitu. Jaudīgas ierīces piešķir daudz siltuma un pieprasīt lielāku enerģijas barību darbības laikā. Par viņu pilnu darbu, tiek izmantotas papildu dzesēšanas sistēmas.

Tagad ir pilns ar informāciju internetā par procesoru tēmu, jūs varat atrast ķekars rakstus par to, kā tas darbojas, kur reģistri, taktās, pārtraukumi utt galvenokārt tiek minēti ... bet persona nav pazīstama Ar visiem šiem terminiem un koncepcijām ir diezgan grūti pietiekami grūti. Fly "Lai izprastu izpratnes procesu, un jums ir jāsāk ar nelielu - proti, no elementārās izpratnes kā procesors ir sakārtots, un no kuriem lielākās daļas tas sastāv.

Tātad, kas būs mikroprocesora iekšpusē, ja jūs izjaukt:

digital 1 ir apzīmēts metāla virsma (Cover) mikroprocesors, kas kalpo, lai noņemtu siltumu un aizsargātu pret mehāniskie bojājumi Kas ir aiz šī vāka (es ēdu paša procesora iekšienē).

2. rindā - pats kristāls atrodas uz faktu, kas ir vissvarīgākais un dārgs mikroprocesora daļas ražošanā. Tas ir pateicoties šim kristālam, ka visi aprēķini (un tas ir procesora galvenā funkcija) un to, kas ir grūtāk nekā perfekts - jo jaudīgāks procesors tiek iegūts un dārgāks. Kristāls ir izgatavots no silīcija. Faktiski, ražošanas process ir ļoti sarežģīts un satur desmitiem soļu, vairāk šajā videoklipā:

3. attēls - īpašs textolite substrāts, kurai ir pievienotas visas pārējās procesora daļas, un tā arī spēlē kontakta vietnes lomu - ir tās otrā pusē liels skaits Zelta "punkti" ir kontakti (attēlā ir maz redzams). Pateicoties kontakta vietnei (substrāta), tiek nodrošināta cieša mijiedarbība ar kristālu, tieši vismaz kaut kādā veidā ietekmē kristālu nav iespējams.

Vāks (1) ir piestiprināts pie substrāta (3), izmantojot augstu temperatūras izturīgu līmi. Nav gaisa spraugas starp kristāla (2) un vāku, tās vietu aizņem siltuma paste, kad tā iesaldē no tā, izrādās "tilts" starp procesora kristālu un vāku, kas nodrošina ļoti Laba siltuma aizplūde.

Crystal ir savienots ar substrātu, izmantojot lodēšanas un hermētiķu, substrātu kontakti ir savienoti ar kristāla kontaktiem. Šajā attēlā tas ir skaidri parādīts kā Crystal kontaktpersonu savienošana ar substrāta kontaktiem, izmantojot ļoti plānas vadu (fotoattēla 170x palielināšanā):

Kopumā dažādu ražotāju pārstrādātāja ierīce un pat viena ražotāja modeļi var ievērojami atšķirties. bet shematiska shēma Darbs paliek tāds pats - ikvienam ir kontakta substrāts, kristāls (vai vairāki, kas atrodas vienā gadījumā) un metāla segumu siltuma noņemšanai.

Tā, piemēram, kontakta substrāts izskatās kā intel procesors Pentium 4 (procesors kļūs pārāks):

Kontaktu forma un to atrašanās vietas struktūra ir atkarīga no datora procesora un datora kuģa (kontaktligzdām jāsakrīt). Piemēram, attēlā tieši virs kontaktiem no procesora bez "tapām", jo tapas ir tieši mātesplates ligzdā.

Un cita situācija ir, ja "PINS" kontaktus tieši no kontakta substrāta. Šī funkcija ir raksturīga galvenokārt AMD procesoriem:

Kā minēts iepriekš, ierīce dažādi modeļi Viena ražotāja pārstrādātāji var atšķirties, pirms ASV ir spilgts piemērs - četrkodolu procesors Intel Core 2 Quad, kas būtībā ir 2 divkodolu kodols 2 Duo līnijas procesors, kas apvienots vienā gadījumā:

Svarīgs! Kristālu skaits procesorā un procesoru kodolu skaits nav tas pats.

Mūsdienu Intel procesoru modeļos uzreiz ir piemēroti 2 kristāli (mikroshēmas). Otrā mikroshēma ir procesora grafikas kodols, būtībā spēlē video kartes procesorā iebūvēto lomu, pat ja sistēmā nav video kartes, grafiskais kodols uzņems video kartes lomu un diezgan spēcīgu ( Dažos procesoru modeļos grafisko serdeņu skaitļošanas jauda ļauj jums spēlēt mūsdienīgas spēles vidēja grafikas iestatījumos).

Tas ir viss centrālās mikroprocesora ierīceĪsumā, protams.

Procesors ir galvenā daļa no jebkuras datora ierīces. Taču daudziem lietotājiem ir ļoti vāja ideja par to, ko procesors ir datorā un kāda tā darbojas. Lai gan B. mūsdienu pasaule Tā ir svarīga informācija, zinot, ko var izvairīties no daudziem nopietniem nepareiziem priekšstatiem. Ja vēlaties uzzināt vairāk par mikroshēmu, kas nodrošina datora veiktspēju, jūs pārsūdzējāt adresi. No šī raksta jūs uzzināsiet, ko pārstrādātājs ir nepieciešams un kā tas ietekmē visu ierīces darbību.

Kas ir centrālais procesors

Iebildums Šis gadījumsTas ir centrālais procesors. Galu galā, ir citi, piemēram, video procesors.

Centrālais procesors ir galvenā datora daļa, kas ir elektroniska vienība vai integrēta ķēde. Tā veic mašīnu instrukcijas vai programmas kodu, un ir pamats aparatūras ierīcei.

Runājot vieglāk, tas ir datora sirds un smadzenes. Tas ir pateicoties viņam, ka viss pārējais darbojas, tas apstrādā datu plūsmas un kontrolē visu daļu darbu kopējā sistēma.

Ja jūs fiziski aplūkojat procesoru, tas ir neliels plāns kvadrātveida plāksne. Tam ir nelieli izmēri un top pārklāti ar metāla vāku.

Apakšējā daļa mikroshēma aizņem kontaktus, caur kuriem mikroshēmojums un mijiedarbojas ar pārējo sistēmu. Atverot datora sistēmas vienības vāku, jūs varat viegli atrast procesoru, ja tas tiek slēgts ar dzesēšanas sistēmu.

Līdz šim CPU nedos atbilstošu komandu, dators nevarēs īstenot pat vienkāršāko darbību, piemēram, salocītus divus numurus. Lai ko jūs vēlaties, lai īstenotu datorā, jebkura darbība nozīmē pārsūdzēt procesoru. Tas ir iemesls, kāpēc viņš ir tik svarīgs komponents datorā.

Mūsdienu centrālie procesori spēj ne tikai tikt galā ar saviem galvenajiem uzdevumiem, bet arī var daļēji aizstāt video karti. Jaunas mikroshēmas tiek ražotas ar atsevišķi izraudzītu vietu, lai veiktu video kontroliera funkcijas.

Šis video kontrolieris veic visus nepieciešamos nepieciešamos pasākumus, kas nepieciešami no video kartes. Kā video atmiņa tiek izmantota RAM. Bet tas nav nepieciešams, lai būtu kļūdaini, ka spēcīgs moderns procesors var pilnībā nomainīt video karti.

Pat vidusšķira Video kartes atstāj procesora video kontrolieri tālu atpaliek. Tātad, datora versija bez video kartes ir piemērota, izņemot biroja ierīces, kas nenozīmē nevienu sarežģīti uzdevumisaistīti ar grafiku.

Šādos gadījumos ir iespējams saglabāt. Galu galā, jūs varat vienkārši mikroshēmas procesoru ar labu video kontrolieri un neiztērēt naudu video kartē.

Kā darbojas procesors

Šķiet, ka šāds procesors ir sakārtojis. Bet kā tas darbojas? Tas ir garš un sarežģīts process, bet, ja jūs to izdomājat, viss ir pietiekami viegli. Centrālā procesora darbības principu var apsvērt posmos.

Pirmkārt, programma tiek ielādēta RAM, no kurienes ir izstrādāta visa nepieciešamā informācija un obligātu komandu kopums, lai veiktu procesora vadības ierīci. Tad visi šie dati iet uz bufera atmiņu, tā saukto procesoru kešatmiņu.

No bufera iznāk informāciju, kas ir sadalīta divos veidos: instrukcijas un vērtības. Un tie un tie ir reģistri. Reģistri ir atmiņas šūnas, kas iebūvētas mikroshēmās. Viņiem ir arī divi veidi, atkarībā no informācijas veida, ko viņi saņem: komandu reģistri un datu reģistri.

Viens no CPU komponentiem ir aritmētiska loģiskā ierīce. Tā nodarbojas ar informācijas transformāciju veikšanu, izmantojot aritmētiskos un loģiskos aprēķinus.

Šeit ir norādīti dati no reģistriem. Pēc tam aritmētiskā loģiskā ierīce nolasa saņemtos datus un izpilda komandas, kas ir nepieciešamas skaitļu apstrādei beigās.

Šeit mēs atkal gaidām sadalījumu. Galīgie rezultāti ir sadalīti gatavā un nepabeigta. Viņi dodas atpakaļ uz reģistriem un gatavo reģistrāciju bufera atmiņā.

Naudas procesors sastāv no diviem galvenajiem līmeņiem: augšējā un zemākā. Jaunākās komandas un dati tiek nosūtīti uz augšējo kešatmiņu, un tie, kas netiek izmantoti, dodieties uz leju.

Tas nozīmē, ka visa informācija trešajā līmenī tiek pārvietota uz otru, no kuras, savukārt, dati iet uz pirmo. Un nevajadzīgi dati par pretējo tiek nosūtīts zemākajam līmenim.

Pēc skaitļošanas cikla beigām tā rezultāti tiek ierakstīti vēlreiz datora RAM. Tas notiek tā, ka Centrālā procesora kešatmiņa tiek atbrīvota un ir pieejama jaunām operācijām.

Bet dažreiz ir situācijas, kad bufera atmiņa izrādās pilnībā pabeigta, un nav vietas jaunām operācijām. Šādā gadījumā dati, kas pašlaik pašlaik netiek izmantoti, ir operatīvā atmiņā vai zemākajā procesora atmiņā.

Pārstrādātāju veidi

Izpratnot ar CPU darba principu, bija pienācis laiks salīdzināt dažāda veida dažāda veida. Daudzi procesoru veidi. Ir gan vāji viena kodolu modeļi un spēcīgas ierīces ar vairākiem kodoliem. Ir tie, kas ir paredzēti tikai biroja darbiem, un ir tādi, kas ir nepieciešami vismodernākajām spēlēm.

Šobrīd ir divi galvenie procesoru veidotāji - tas ir AMD un Intel. Tas ir tie, kas ražo visatbilstošāko un pieprasījuma mikroshēmas. Ir jāsaprot, ka atšķirība starp šo divu uzņēmumu mikroshēmām nav serdeņu vai vispārējā veiktspējas skaits, bet arhitektūrā.

Tas nozīmē, ka šo divu uzņēmumu produkti tiek būvēti atbilstoši dažādiem principiem. Un katram veidotājam ir savs unikālais procesora veids, kam ir atšķirīga konkurenta struktūra.

Jāatzīmē, ka abām iespējām ir viņu stiprās un vājās puses. Piemēram, Intel atšķiras ar tādiem plusi :

• Mazāk enerģijas izmaksas;
• Lielākā daļa dzelzs radītāju ir vērsti uz mijiedarbību ar Intel procesoriem;
• Veiktspējas spēlēs iepriekš;
• Intel ir vieglāk mijiedarboties ar datora RAM;
• Darbības, kas īstenotas ar tikai vienu programmu, tiek veiktas ātrāk uz Intel.

Tajā pašā laikā ir arī viņu mīnusi :

• Kā likums, izmaksas intel mikroshēmojumi dārgāks nekā analogais AMD;
• Strādājot ar vairākām smagām programmām, produktivitāte samazinās;
• Grafiskie kodoli ir vājāki par konkurentu.

AMD atšķiras šādi priekšrocības:

• Daudz izdevīgāka cena un kvalitātes attiecība;
• Spēj nodrošināt visu sistēmas uzticamu darbību;
• Ir iespēja izkliedēt procesoru, palielinot tās spēku par 10-20%;
• Jaudīgākas integrētās grafikas serdeņi.

Tomēr AMD ir zemāka par šādiem parametriem:

• Mijiedarbība ar RAM notiek sliktāk;
• Vairāk elektroenerģijas tiek tērēta procesora darbam;
• Darba biežums otrajā un trešajā līmenī bufera atmiņa zemāk;
• Zemāk esošajā spēlē.

Lai gan to plusi un mīnusi uzņēmumi turpina ražot labākie procesori. Jūs varat izvēlēties, kurš ir vēlams jums. Galu galā, ir neiespējami teikt, ka viens uzņēmums ir labāks par citu.

Galvenās īpašības

Tātad, mēs jau esam sapratuši, ka viens no galvenajiem raksturlielumiem procesora ir tās attīstītājs. Bet ir vairāki parametri, kuriem iegādājoties vēl lielāku uzmanību.

Netiks nebūt tālu no zīmola, un norādiet, ka ir dažādas mikroshēmas sērijas. Katrs ražotājs uzsāk savus noteikumus dažādās cenu kategorijās, kas izveidotas dažādiem uzdevumiem. Vēl viens blakus esamais parametrs ir CPU arhitektūra. Patiesībā tas ir viņa iekšējie orgāni, uz kuriem ir atkarīgs no visa mikroshēmas darbs.

Nav acīmredzamākais, bet ļoti svarīgs parametrs ir ligzda. Fakts ir tāds, ka uz paša procesora kontaktligzdai jāsakrīt ar attiecīgo ligzdu uz mātesplates.

Pretējā gadījumā jūs nevarēsiet apvienot šos divus galvenos jebkura datora komponentus. Tātad, montējot sistēmas vienību, jums ir nepieciešams iegādāties mātesplati, un meklēt mikroshēmojumu zem tā, vai otrādi.

Tagad ir pienācis laiks izdomāt, kuri procesora raksturlielumi ietekmē tā veiktspēju. Nav šaubu, galvenais ir pulksteņa frekvence. Tas ir darbības apjoms, ko var veikt noteiktā laika vienībā.

Šo rādītāju mēra Megahertzā. Tātad, ko dara mikroshēmas pulksteņa frekvence? Tā kā tas norāda uz operāciju skaitu uz noteiktu laiku, nav grūti uzminēt, ka ierīces darbības ātrums ir atkarīgs no tā.

Vēl viens svarīgs rādītājs ir bufera atmiņas apjoms. Kā minēts iepriekš, tas notiek augšā un apakšā. Tas ietekmē arī procesora darbību.

CPU var būt viens vai vairāki kodoli. Multi-Core modeļi ir dārgāki. Bet ko ietekmē kodolu skaits? Šī īpašība nosaka ierīces jaudu. Jo vairāk kodolu, jo jaudīgāka ierīce.

Izeja

Centrālais procesors spēlē ne tikai vienu no vissvarīgākajiem, bet pat var teikt galveno lomu datorā. No tā ir, ka visas ierīces veiktspēja būs atkarīga no tā, kā arī uzdevumus, kuriem tas ir iespējams to izmantot.

Bet tas nenozīmē, ka ir nepieciešams iegādāties visjaudīgāko procesoru vidējam datoram. Paņemiet optimālo modeli, kas atbilst jūsu prasībām.

Jūs lasāt šīs līnijas no viedtālruņa, planšetdatora vai datora. Jebkura no šīm ierīcēm ir balstīta uz mikroprocesoru. Mikroprocesors ir jebkuras datora ierīces "sirds". Ir daudz veidu mikroprocesori, bet tie visi atrisina tos pašus uzdevumus. Šodien mēs runāsim par to, kā procesors darbosies un kādus uzdevumus veic. No pirmā acu uzmetiena tas viss šķiet acīmredzams. Bet ļoti daudzi lietotāji būtu ieinteresēti padziļināt savas zināšanas par svarīgāko komponentu, nodrošinot datora veiktspēju. Mēs uzzinām par to, kā tehnoloģija, pamatojoties uz vienkāršu digitālo loģiku ļauj datoram ne tikai atrisināt matemātiskos uzdevumus, bet arī būt izklaides centru. Tāpat kā divi cipari - vienība un nulle - tiek pārveidotas par krāsainām spēlēm un filmām? Daudzi ir vairākkārt jautājuši šo jautājumu, un būs priecīgi saņemt atbildi. Galu galā, pat pie sirds nesen, mēs aMD procesors Jaguar, kurā atrodas jaunākās spēļu konsoles, ir tā pati senā loģika.

Angļu valodas literatūrā mikroprocesoru bieži sauc par CPU (centrālā procesora moduļa). Šāda nosaukuma iemesls ir tas, ka mūsdienu procesors ir viena mikroshēma. Pirmais mikroprocesors cilvēces vēsturē izveidoja korporācija tālajā 1971. gadā.

Intel loma mikroprocesoru nozares vēsturē

Tas ir par Intel 4004 modeli. Tas nebija spēcīgs un varētu veikt tikai papildus un atņemšanas darbības. Tajā pašā laikā viņš varētu apstrādāt tikai četrus informācijas bitus (tas ir, tas bija 4 bitu). Bet viņa laikā viņa izskats kļuva par nozīmīgu notikumu. Galu galā, viss procesors iederas vienā mikroshēmā. Pirms Intel 4004 parādīšanās datori balstījās uz visu mikroshēmu vai diskrētu komponentu (tranzistoru) kopumu. Mikroprocesors 4004 nosaka pamatu vienam no pirmajiem portatīvajiem kalkulatoriem.

Pirmais mājas datoru mikroprocesors 1974. gadā ir kļuvis par Intel 8080. Visa 8 bitu datora skaitļošanas jauda tika ievietota vienā mikroshēmā. Taču Intel 8088 procesora paziņojums bija patiesi svarīgs. Tas parādījās 1979. gadā, un kopš 1981. gada sāka izmantot pirmajā masā personālie datori IBM PC.

Pēc tam pārstrādātāji sāka attīstīt un pārvērst spēku. Ikviens, kurš ir nedaudz pazīstams ar mikroprocesoru nozares vēsturi, atceras, ka 80286 nomainīja 8088. Tad ieradās 80386 pagriezieni, kam sekoja 80486. Tad bija vairākas pentium paaudzes: Pentium, Pentium II, III un Pentium 4. Visi šī intelovska procesori, kuru pamatā ir bāzes struktūra 8088. Viņiem bija savietojamība. Tas nozīmē, ka Pentium 4 varētu apstrādāt jebkuru koda fragmentu par 8088, bet vai tas bija ātrums pieauga par pieciem tūkstošiem reižu. Kopš tā laika, ne tik daudzus gadus ir pagājuši, bet viņiem izdevās mainīt vēl dažas paaudzes mikroprocesoru.

Kopš 2004. gada Intel ir sācis piedāvāt vairāku kodolu procesorus. To tranzistoru skaits, ko viņi izmantoja miljoniem. Bet pat tagad procesors ir pakļauts vispārīgi noteikumikas tika izveidoti agrīnām mikroshēmām. Tabula atspoguļo Intel mikroprocesoru vēsturi līdz 2004. gadam (ieskaitot). Mēs sniegsim dažus paskaidrojumus par to, kādi rādītāji ir atspoguļoti tajā ir:

• Nosaukums. Procesora modelis
• Datums (datums). Gads, kurā procesors pirmo reizi tika ieviests. Daudzi procesori tika atkārtoti vairākas reizes, katru reizi, kad palielinājās pulksteņa frekvence. Tādējādi nākamo mikroshēmu modifikāciju var atkārtoti paziņot pat dažus gadus pēc tam, kad pirmā versija parādījās tirgū
• Tranzistori (tranzistoru skaits). Tranzistoru skaits mikroshēmā. Jūs varat redzēt, ka šis rādītājs ir nepārtraukti palielinājies
• Mikroni (platums mikronos). Viens mikroni ir vienāds ar vienu miljonu skaitītāju. Šī rādītāja lielumu nosaka finest stieples biezums mikroshēmā. Salīdzinājumam, cilvēka matu biezums ir 100 mikroni
• Pulksteņa ātrums (pulksteņa frekvence). Maksimālais procesora ātrums
• Datu platums. "Aritmētiskā un loģiskā procesora ierīces" bituness "(ALU, ALU). 8-bitu ALU var atskaitīt, atskaitīt, reizināt un veikt citas darbības, kas pārsniedz divus 8 bitu numurus. 32 bitu ALU var strādāt ar 32 bitu numuriem. Lai reizes divi 32 bitu numuri, astoņu bitu ALU, jums ir jāizpilda četri norādījumi. 32 bitu ALU tiks galā ar šo uzdevumu par vienu instrukciju. Daudzos (bet ne visās) platuma gadījumos Ārējā riepa Dati sakrīt ar Allu "Bažām". 8088 procesoram bija 16 bitu alu, bet 8 bitu autobuss. Par vēlu Pentiums, situācija tika raksturota, kad riepa jau 64 bitu, un Alu joprojām saglabājās 32 bitu
• MIPS (miljoniem instrukciju sekundē). Ļauj aptuveni novērtēt procesora darbību. Mūsdienu mikroprocesori veic tik daudz dažādu uzdevumu, ka šis rādītājs zaudēja sākotnējo vērtību, un to var izmantot galvenokārt, lai apkopotu skaitļošanas jaudu vairākiem procesoriem (šajā tabulā)

Ir tiešs savienojums starp pulksteņa frekvenci, kā arī tranzistoru skaitu un procesora veikto darbību skaitu vienā sekundē. Piemēram, 8088 procesora pulksteņa frekvence sasniedza 5 MHz, un produktivitāti: tikai 0,33 miljoni operāciju sekundē. Tas ir, viena instrukcijas izpilde nepieciešama aptuveni 15 procesoru pulksteņi. 2004. gadā pārstrādātāji jau varēja izpildīt divus norādījumus par vienu sitienu. Šis uzlabojums tika nodrošināts, palielinot procesoru skaitu mikroshēmā.

Mikroshēmu sauc arī par integrētu mikroshēmu (vai vienkārši mikroshēmu). Visbiežāk tas ir maza un plāna silīcija plāksne, kas ir "iespiests" tranzistori. Mikroshēma, kura puse sasniedz divarpus centimetrus, var saturēt desmitiem miljonu tranzistoru. Vienkāršākie procesori var būt kvadrāti ar pusi tikai daži milimetri. Un šis izmērs ir pietiekams vairākiem tūkstošiem tranzistoru.

Mikroprocesoru loģika

Lai saprastu, kā darbojas mikroprocesors, loģika, kurā tas ir balstīts, kā arī iepazīties ar montētāja valodu. Tā ir mikroprocesora dzimtā valoda.

Mikroprocesors spēj veikt īpašu komplektu mašīnu instrukcijas (komandas). Šīs komandu darbības procesors veic trīs galvenos uzdevumus:

• Ar jūsu aritmētiskās loģiskās ierīces palīdzību procesors veic matemātiskas darbības: pievienošana, atņemšana, reizināšana un sadalīšana. Mūsdienu mikroprocesori pilnībā atbalsta peldošās punktu operācijas (ar īpašu aritmētisko procesoru peldošām punktu operācijām)
• Mikroprocesors var pārvietot datus no viena veida atmiņas citā
• Mikroprocesoram ir iespēja pieņemt lēmumu un, pamatojoties uz viņa pieņemto lēmumu, "lēkt pār", tas ir, pārejot uz jaunu komandu kopu izpildi

Mikroprocesors satur:

• Adreses autobuss (adrešu autobuss). Šīs riepas platums var būt 8, 16 vai 32 biti. Tas ir iesaistīts, nosūtot adresi atmiņā
• Datu autobuss (datu kopne): 8, 16, 32 vai 64 bitu platums. Šī riepa var nosūtīt datus atmiņā vai saņemt tos no atmiņas. Kad viņi runā par procesora "biothe", mēs runājam par datu autobusa platumu
• Rd (lasīt, lasīt) un wr (rakstīt, ierakstīt) kanālus, nodrošinot atmiņas mijiedarbību
• Pulksteņa līnija (sinhronizācijas riepa), nodrošinot procesora ciklu
• Atjaunot līniju (izdzēst riepu, atiestatīt autobusu), atiestatīt vērtību komandu skaitītāju un restartējot instrukciju izpildi

Tā kā informācija ir diezgan sarežģīta, mēs turpināsim no tā, ka abu riepu platums -, kā arī adrese un datu kopne ir tikai 8 biti. Un īsi apsveriet šī salīdzinoši vienkāršā mikroprocesora sastāvdaļas:

• Reģistri A, B un C ir loģiskas mikroshēmas, ko izmanto starppatēriņa datu glabāšanai.
• Adrese Flatch (adreses aizbīdņi) skapīši A, B un C
• Komandas mērītājs ir loģiskā mikroshēma (fiksators), kas spēj augt vērtību uz vienu vienību vienā posmā (ja viņi saņēma atbilstošo komandu) un atiestatīt vērtību (ievērojot atbilstošo komandu)
• Alu (aritmētisko-loģisko ierīci) var veikt starp pievienošanas, atņemšanas, reizināšanas un sadalīšanas darbības, vai darbojas kā parasto papildinātāju 8 bitu skaitu
• Testa reģistrs (testa reģistrs) ir īpaša aizbīdņa, kas saglabā visu salīdzināšanas darbību rezultātus, ko ražo Allu. Parasti ALU salīdzina divus numurus un nosaka, vai tie ir vienādi vai viens no tiem vairāk nekā otrs. Pārbaudes reģistrs arī spēj uzglabāt malkas pēdējās darbības pārsūtīšanu. Tas saglabā šīs vērtības sprūda shēmā. Nākotnē šīs vērtības var izmantot, atšifrējot komandas lēmumu pieņemšanai
• Seši bloki diagrammā ir atzīmēti kā "3-valsts". Tie ir šķirošanas buferi. Daudzus izejas avotus var savienot ar vadu, bet veida buferis ļauj tikai vienu no tiem (vienā reizē), lai pārraidītu vērtību: "0" vai "1". Tādējādi šķirošanas buferis var izlaist vērtības vai pārklāšanos no izejas avota, spēja pārsūtīt datus
• Instrukcijas reģistrs un instrukciju dekodētājs (instrukciju dekodētājs) tur visus kontroles komponentus

Diagramma nerāda komandu dekodētāju vadības līnijas, kuras var izteikt šādus "pasūtījumus":

• "Reģistrēt veikt vērtību nāk pašlaik no datu riepas "
• "Reģistrēties B ņemiet vērtību pašlaik no datu autobusu"
• "Reģistrēties C veikt vērtību ievadīšana brīdī no aritmētiskās un loģiskās ierīces"
• "Komandu skaitītāja reģistrs, lai pieņemtu vērtību pašlaik no datu kopnes"
• "Adreses reģistrs, lai ņemtu vērtību, ievadot pašreizējos datus"
• "Reģistrēties komandu pieņemt vērtību, kas radusies no datu kopnes"
• "Komandu skaitītājs, lai palielinātu vērtību [uz vienību]"
• "Tikšanās skaitītāji reset"
• "Aktivizējiet vienu no sešiem šķirošanas buferiem" (sešas atsevišķas vadības līnijas)
• "Ziņot par aritmētisko un loģisko ierīci, kuru operācija to izpildīs"
• "Pārbaudes reģistrs veikt testa bitus no ALU"
• "Aktivizēt RD (Lasīt kanālu)"
• "Aktivizēt WR (ierakstu kanālu)"

Komandu dekoderi saņem datu bitus no testa reģistra, sinhronizācijas kanāla, kā arī no komandu reģistra. Ja jūs vienkāršotu instrukcijas dekodera uzdevumu aprakstu, tad mēs varam teikt, ka šis modulis "stāsta" procesoru, kas ir jādara brīdī.

Atmiņas mikroprocesors

Iepazīstināšana ar datora atmiņu un viņas hierarhiju labāk izprastu šīs sadaļas saturu.

Mēs rakstījām iepriekš, mēs rakstījām par riepām (adresi un datiem), kā arī par lasīšanas kanāliem (RD) un ierakstiem (WR). Šīs riepas un kanāli ir savienoti ar atmiņu: darbojas (RAM, RAM) un pastāvīga atmiņas ierīce (ROM, ROM). Mūsu piemērā tiek ņemts vērā mikroprocesors, katra no riepu platums ir 8 biti. Tas nozīmē, ka tā spēj pildīt 256 baitu (divi līdz astotajam pakāpei) adresēšanā. Vienā brīdī tā var nolasīt no atmiņas vai ieraksta 8 datu biti tajā. Pieņemsim, ka šim vienkāršajam mikroprocesoram ir 128 baiti ROM (sākot no adreses 0) vai 128 baitiem brīvpiekļuves atmiņa (Sākot ar adresi 128).

Pastāvīgā atmiņas modulis satur konkrētu iepriekš uzstādīto pastāvīgo iestatīto baitu. Adreses riepa pieprasa zināmu baitu uz ROM, kas būtu jāmaksā uz datu autobusu. Kad lasīšanas kanāls (RD) maina savu valsti, ROM modulis nodrošina pieprasīto datu kopnes baitu. Tas ir, šajā gadījumā ir iespējams tikai lasīt datus.

No RAM, procesors var ne tikai izlasīt informāciju, tas spēj rakstīt datus tajā. Atkarībā no tā, vai lasīšana vai ieraksts tiek veikts, signāls ir vai nu caur lasīšanas kanālu (RD) vai, izmantojot ierakstīšanas kanālu (WR). Diemžēl RAM ir atkarīgs no enerģijas. Izslēdzot strāvu, tā zaudē visus tajā ievietotos datus. Šā iemesla dēļ datoram ir nepieciešama nepastāvīga konstanta atmiņas ierīce.

Turklāt teorētiski dators var darīt bez RAM. Daudzi mikrokontrolleri ļauj ievietot nepieciešamos datu baitus tieši procesora mikroshēmā. Bet bez rom ir neiespējami to darīt. Personālajiem datoriem ROM sauc par pamata ievades un izejas sistēmu (BSVB, BIOS, pamata ievades / izejas sistēma). Mikroprocesors sākas ar izpildi komandu, ko viņš atrodas BIOS.

BIOS komandas veic datoru aparatūras testēšanu, un pēc tam tās vēršas pie hoody disks Un izvēlēties boot sektoru. Šī sāknēšanas sektors ir atsevišķa neliela programma, ko BIOS vispirms nolasa no diska un pēc tam vietas RAM. Pēc tam mikroprocesors sāk izpildīt komandas, kas atrodas sāknēšanas sektorā. Boot sektora programma ziņo mikroprocesoru par to, kuri dati (paredzēti nākamajam procesora izpildei), būtu jāpārvieto no cietais disks RAM. Tādā veidā tiek ielādēts operētājsistēmas procesors.

Mikroprocesoru instrukcijas

Pat vienkāršākais mikroprocesors spēj apstrādāt pietiekami lielu instrukciju kopumu. Instrukciju kopums ir sava veida veidne. Katrai no šīm instrukciju komandām, kas lejupielādētas reģistrā, ir sava vērtība. Cilvēki nav viegli atcerēties bitu secību, tāpēc katra instrukcija tiek raksturota kā īss vārds, katrs no tiem atspoguļo konkrētu komandu. Šie vārdi sastāv no procesora montāžas valodas. Montētājs tulko šos vārdus bināro kodu instrumentam.

Mēs sniedzam sarakstu ar montāžas valodas vārdiem nosacītu vienkāršam procesoram, ko mēs uzskatām par piemēru mūsu stāstījumu:

• LOADA MEM - lejupielādēt (slodze) Reģistrējieties no kāda atmiņas adreses
• Loadb mem - lejupielādēt (slodze) Reģistrēties B no dažas atmiņas adreses
• CONB CON - lejupielādējiet nemainīgu vērtību B
• SaveB Mem - Saglabāt (Saglabāt) Reģistrācijas vērtība B atmiņā ar konkrētu adresi
• Savec Mem - Saglabāt (Saglabāt) C Reģistrācijas vērtība atmiņā noteiktā adresē
• Pievienot - salocītas (pievienot) Reģistru A un B. darbības rezultāts Saglabāt Reģistrēties C
• Sub-atskaitījums (atņemšanas) reģistra vērtību b no reģistra vērtībām A. darbības rezultāts, lai saglabātu reģistrā C
• MUL - Reizināt (reizināt) Reģistru A un B. Rezultāts Saglabāt Reģistrā C
• DIV - dalīts (sadalīt) Reģistra vērtība A uz reģistra vērtību B. Reģistrācijas rezultāts, lai saglabātu C reģistrā
• COM - salīdzināt (salīdzināt) Reģistru Reģistru vērtības A un B. Rezultāts pārskaitīt testa reģistrā
• Lēkt adr - lēkt pāri (lēkt) uz norādīto adresi
• JEQ adr - ja vienāds stāvoklis ir apmierināts ar divu reģistru vērtībām, pārlēkt (lēkt) uz norādīto adresi
• Jneq adr - ja netiek veikta divu reģistru vērtību vienlīdzības nosacījums, pārlēkt (lēkt) uz norādīto adresi
• JG adr - ja vērtība ir lielāka, pārlēkt (lēkt) uz norādīto adresi
• JGE adr - ja vērtība ir lielāka par vai vienādu, lēkt pāri (lēkt) uz norādīto adresi
• Jl adr - ja vērtība ir mazāka, pārlēkt (lēkt) uz norādīto adresi
• JLE adr - ja vērtība ir mazāka vai vienāda ar, pāriet (lēkt) uz norādīto adresi
• STOP - STOP (STOP) izpilde

Angļu valodas vārdi, kas apzīmē iekavās veiktās darbības, nav pieejamas. Tāpēc mēs varam redzēt, ka montētājs valoda (tāpat kā daudzas citas programmēšanas valodas) ir balstīta uz angļu valodu, tas ir, par parastajiem līdzekļiem komunikācijas tiem cilvēkiem, kuri izveidoja digitālās tehnoloģijas.

Mikroprocesors strādā pie piemēru faktoru aprēķinu

Apsveriet mikroprocesora darbu konkrētā vienkāršās programmas izpildes piemērā, kas aprēķina faktoru no numura "5". Pirmkārt, es atrisināšu šo uzdevumu "piezīmjdatorā":

factorional no 5 \u003d 5! \u003d 5 * 4 * 3 * 2 * 1 \u003d 120

Programmēšanas valodā C, šis koda fragments, kas veic šo aprēķinu, izskatīsies šādi:

A \u003d 1; f \u003d 1; kamēr (a

Kad šī programma pabeidz savu darbu, mainīgais f būs faktoru vērtība no pieciem.

C kompilators tiek tulkots (tas ir, tas pārveido šo kodu montāžas valodas instrukciju kopumā. Apskatītajā procesorā RAM sākas ar adresi 128, un pastāvīga atmiņa (kas satur montāžas valodu) sākas ar adresi 0. Līdz ar to valodā Šis procesors Šī programma izskatīsies šādi:

// Pieņemsim, ka 128 // pieņemsim, ka F 1290 CONSB1 / / A \u003d 1; 1 SAVERB 1282 CONB 1 // F \u003d 1; 3 SAVERSB 1294 LOADA 128 // Ja a\u003e 5 Pārlēkt uz 175 CONB 56 COM7 JG 178 LOADA 129 // F \u003d F * A; 9 LOADB 12810 MUL11 SAVEC 12912 LOADA 128 // A \u003d A + 1; 13 CONN 114 ADD15 Savec 12816 Jump 4 // cilpas Atpakaļ uz iF17 Stop

Tagad rodas šāds jautājums: kā visas šīs komandas izskatās pastāvīgā atmiņā? Katram no šiem norādījumiem jābūt pārstāvētiem kā binārie numuri. Lai vienkāršotu materiāla izpratni, pieņemsim, ka katrai no izskatāmā procesora montāžas valodas komandām ir unikāls numurs:

• LOADA - 1.
• Loadb - 2.
• CONS - 3.
• Saveb - 4.
• Savec mem - 5
• Pievienot - 6.
• Sub - 7.
• Mul - 8.
• Div - 9.
• Com - 10.
• Lēkt adr - 11
• JEQ ADR - 12
• Jneq adr - 13
• JG adr - 14
• JGE adr - 15
• JL adr - 16
• JLE adr - 17
• Stop - 18.

// Pieņemsim, ka 128 // pieņemsim, ka F at 129Addr mašīna / Value0 3 // CONSC 11 12 4 // SAVERB 1283 1284 3 // CONSK 15 16 4 // SAVERB 1289 12810 3 / / CONS / / COM13 14/200110 1014 3115 1 // LOADA 12916 12917 2 // loadb 12818 12819 8 // MUL20 5 // SOCEC 12921 12922 1 // LOADA 12823 12824 3 // CONSC 125 126 6 / / ADD27 5 // Savec 12828 12829 11 // Jump 430 831 18 // apstāšanās

Kā jūs pamanījāt, septiņas rindas kodu C valodā tika pārveidotas par 18 līnijām montāžas valodā. Viņi paņēma 32 baitus rom.

Dekodēšana

Sarunai par dekodēšanu būs jāsāk, ņemot vērā filoloģiskos jautājumus. Diemžēl, ne visi datoru noteikumi Viņiem ir nepārprotama atbilstība krievu valodā. Terminoloģijas tulkojums bieži bija spontāni, un tāpēc to pašu angļu valodu var tulkot krievu ar vairākām iespējām. Tātad tas notika ar svarīgāko mikroprocesora loģikas "instrukcijas dekodētāja" sastāvdaļu. Datoru speciālisti to sauc par komandu un dekodera instrukciju dekodētāju. Nevienu no šiem nosaukumiem nevar saukt ne vairāk kā arī mazāk "tiesības" nekā citu.

Komandu dekodētājs ir nepieciešams, lai tulkotu katru mašīnas kodu signālu kopumā, kā rezultātā ir dažādi mikroprocesora komponenti. Ja jūs vienkāršosiet savu darbību būtību, var teikt, ka tas ir tas, kas koordinē "mīkstu" un "dzelzs".

Apsveriet komandas dekodētāju darbu uz pievienošanas instrukcijas piemēru, veicot papildinājumu:

• Procesora pulksteņa procesora pirmajā ciklā komanda ir ielādēta. Šajā posmā ir nepieciešams komandu dekodētājs: aktivizēt komandu skaitītāja šķirošanas buferi; Aktivizējiet lasīšanas kanālu (RD); Aktivizējiet šķirošanas bufera fiksatoru, lai nodotu ievades datus komandu reģistrā
• Procesora pulksteņa frekvences otrajā ciklā tiek dekodēta komanda. Šajā posmā aritmētiskās loģiskās ierīces papildinājumi un nosūta vērtību C reģistrā
• Procesora pulksteņa procesora trešajā ciklā komandu skaitītājs palielina tās vērtību uz vienu vienību (teorētiski, šī darbība šķērso pašreizējo ciklu)

Katru komandu var pārstāvēt kā secīgu veikto darbību komplektu, kas noteiktā kārtībā manipulē ar mikroprocesoru komponentiem. Tas ir, programmas instrukcijas noved pie diezgan fiziskas izmaiņas: Piemēram, aizbīdņa stāvokļa maiņa. Dažas instrukcijas var prasīt to pabeigt divus vai trīs procesoru ciklus. Vēl viens var prasīt pat piecus vai sešus ciklus.

Mikroprocesori: veiktspēja un tendences

Pārstrādātāju tranzistoru skaits ir svarīgs faktors, kas ietekmē tā sniegumu. Kā jau iepriekš parādīts, 8088 procesorā, 15 pulksteņu frekvenču cikliem bija nepieciešams, lai īstenotu vienu instrukciju. Un, lai veiktu vienu 16 bitu darbību, vispār bija apmēram 80 cikli. Tātad šī procesora alu reizinātājs tika organizēts. Jo vairāk tranzistoru un spēcīgāka daudzkārtēja Allu, visvairāk laika procesors ir laiks vienu tact.

Daudzi tranzistori atbalsta konveorizācijas tehnoloģiju. Kā daļu no konveijera arhitektūras, daļēji pārklājuma norādījumi veikti viens otram notiek. Instrukcija var pieprasīt tās izpildes visus tos pašus piecus ciklus, bet, ja procesors vienlaicīgi apstrādā piecas komandas (dažādos pilnīguma posmos), tad vidēji viens no procesora pulksteņa cikls ir nepieciešams, lai izpildītu vienu instrukciju.

Daudzos mūsdienu procesoros dekodera komandas nav vieni. Un katrs no tiem atbalsta konveijerialitāti. Tas ļauj veikt vairāk nekā vienu instrukciju vienam procesoru pulksteni. Lai īstenotu šo tehnoloģiju, ir nepieciešama neticami tranzistoru kopums.

64 bitu procesori

Lai gan 64 bitu procesoru masveida sadalījums saņēma tikai pirms dažiem gadiem, tie pastāv relatīvi sen: kopš 1992. gada. Gan Intel, gan AMD pašlaik piedāvā šādus procesorus. 64 bitu var uzskatīt par šādu procesoru, kuram ir 64 bitu aritmētiskā un loģiskā ierīce (ALU), 64 bitu reģistri un 64 bitu riepas.

Galvenais iemesls, kāpēc pārstrādātājiem ir nepieciešams 64 bitu, ir tas, ka šī arhitektūra paplašina adrešu telpu. 32 bitu procesori var piekļūt tikai diviem vai četriem gigabaitiem RAM. Kad šie skaitļi šķita gigantiski, bet mēs nokārtojām gadus, un šodien neviens nevienam nebūs pārsteigums. Pirms dažiem gadiem atmiņa parastais dators bija 256 vai 512 megabaiti. Šajās dienās četru skalu ierobežojums neļāva tikai serveriem un mašīnām, kurās darbojas lielas datu bāzes.

Bet tas izrādījās ļoti ātri, ka pat parastie lietotāji dažkārt trūkst divus vai pat četrus gigabaitus RAM. 64 bitu procesori Šis kaitinošais ierobežojums neattiecas. Šodien pieejamās adreses telpas šķiet bezgalīgas: divas sešdesmit ceturtā grādu baitos, tas ir, kaut kas par miljardu gigabaitu. Tuvākajā nākotnē šāds gigantisks RAM nav paredzēts.

64 bitu adrešu autobusu, kā arī plašas un ātrgaitas datu riepas atbilstošās mātesplates, ļauj 64 bitu datoriem, lai palielinātu ātrumu ievadot un izdrukāt datus mijiedarbības procesā ar šādām ierīcēm hdd un video karti. Šīs jaunās iespējas ievērojami palielina mūsdienu skaitļošanas mašīnu veiktspēju.

Bet ne visi lietotāji izspiedīs 64 bitu arhitektūras priekšrocības. Tas ir nepieciešams, pirmkārt, tie, kas nodarbojas ar video un fotogrāfiju rediģēšanu, kā arī strādā ar dažādiem lieliem attēliem. 64 bitu datori tiek novērtēti ar cienītājiem datorspēles. Bet tie lietotāji, kas vienkārši sazinās ar datoru sociālie tīkli un klīst uz web telpām jā redit teksta faili Šo procesoru priekšrocības nav iespējams vienkārši justies.

Pamatojoties uz computer.howstuuffworks.com.