Što je i čemu služi mikroprocesor ili procesor?

Također poznat kao CPU ili središnja procesna jedinica, mikroprocesor je kompletan računski motor koji se proizvodi na jednom silicijskom čipu. Poznato je i kao srce svakog normalnog računala, bilo da je to stolni stroj, poslužitelj ili laptop.

Želite li saznati više o tome? Ne propustite naš zanimljivi članak!

Sadržaj indeks

Što je mikroprocesor?

Zasigurno mikroprocesor koji koristite na računalu je Pentium, AMD Ryzen ili jedna od generacija Intel Core i3, i5, i7 ili i9. To su najpopularniji procesori… ali oni stvarno rade "približno isto" (to ostavljam u navodima, jer postoje tehnologije koje ih razlikuju) i na isti način.

Prvi mikroprocesor bio je Intel 4004, predstavljen 1971. Nije bio baš moćan, jer je sve što je mogao napraviti bilo zbrajanje i oduzimanje, i to je mogao raditi samo u 4 bita odjednom. Ali bilo je nevjerojatno da je sve bilo na čipu.

Mikroprocesor se obično smješta kroz određenu utičnicu na matičnoj ploči računala; kojem se dodaje, radi stabilnog i ispravnog rada, sustav hlađenja, koji uključuje hladnjak i ventilatore, koji su odgovorni za uklanjanje sve viška topline koju hladnjak apsorbira.

Između mikroprocesorske kapsule i hladnjaka obično se koristi termalna pasta kako bi se provodljivost topline učinila učinkovitijom. Osim toga, na tržištu postoje i druge modernije i učinkovitije metode, poput tekućeg hlađenja ili upotrebe plićevih stanica za veće hlađenje, mada se ove prakse koriste gotovo isključivo za overclocking.

Čemu služi mikroprocesor?

Mikroprocesor je komponenta koja izvodi upute i zadatke uključene u računalnu obradu i "motor" koji se pokreće kad uključite računalo. U računalnom sustavu mikroprocesor je središnja jedinica koja izvršava i upravlja logičkim uputama koje su mu prenesene.

Mikroprocesor dizajniran je za izvođenje tipičnih operacija poput zbrajanja, oduzimanja, dijeljenja, množenja, međuprocesne i komunikacijske veze uređaja, upravljanja ulazom, izlazom i još mnogo toga.

Sastoji se od integriranih krugova koji sadrže tisuće tranzistora, ovisno o snazi ​​opreme.

Mikroprocesori se općenito klasificiraju prema broju uputa koje mogu obrađivati ​​u određenom vremenu, frekvenciji takta izmjerenoj u megahercima i broju bitova koji se koriste u uputi.

Mikroprocesor je dizajniran za izvođenje aritmetičkih i logičkih operacija koje koriste područja zadržavanja malog broja koja se nazivaju registri.

Kad je vaše računalo uključeno, mikroprocesor prima prvu osnovnu upute za sustav ulaza / izlaza (BIOS) koja dolazi s računalom kao dio njegove memorije.

Nakon toga BIOS ili operativni sustav koji BIOS učitava u memoriju računala "pokreće" mikroprocesor, upućujući ga da to učini. Mikroprocesor prihvaća binarne podatke kao ulaz i osigurava izlaz nakon obrade, prema uputama pohranjenim u memoriji.

Što je čip?

Čip se također naziva integrirani krug. To je obično mali tanki komad silikona na koji su urezani tranzistori koji čine mikroprocesor.

Čip može biti velik poput inča na jednoj strani i može držati desetine milijuna tranzistora. Najjednostavniji procesori mogu se sastojati od nekoliko tisuća tranzistora urezanih na čipu veličine nekoliko kvadratnih milimetara.

Kako radi mikroprocesor?

Slika s wikipedije

Procesor je mozak računala koji se u osnovi sastoji od aritmetičke i logičke jedinice (ALU), upravljačke jedinice i matrice registra.

Kao što mu ime govori, ALU izvodi sve aritmetičke i logičke operacije na podacima primljenim iz memorije ili ulaznih uređaja.

Matrica registra sastoji se od niza registara kao što su akumulator (A), B, C, D, itd., Koji djeluju kao privremena mjesta memorije brzog pristupa za obradu podataka.

Sa svoje strane, upravljačka jedinica upravlja tijekom uputa i podataka kroz sustav.

U osnovi, mikroprocesor uzima ulaz sa spojenih uređaja, obrađuje ga prema uputama datim u memoriji i proizvodi izlaz.

Prednosti mikroprocesora

• Niski troškovi : mikroprocesori su dostupni po niskoj cijeni zahvaljujući tehnologiji integriranih krugova. Što smanjuje troškove računalnog sustava. Velika brzina : Mikroprocesorski čipovi mogu raditi vrlo velikom brzinom zahvaljujući tehnologiji koja se u njima koristi. U stanju je izvršiti milijune uputa u sekundi. Mala veličina : Zbog velike i vrlo velike integracijske tehnologije, proizvodi se mikroprocesor sa znatno smanjenom veličinom površine. To će smanjiti veličinu cijelog računalnog sustava. Svestrani : Mikroprocesori su vrlo svestrani, isti se čip može upotrijebiti za brojne aplikacije jednostavnom promjenom programa (upute pohranjene u memoriji). Mala potrošnja energije : Mikroprocesori se obično proizvode korištenjem komplementarne tehnologije poluvodiča metalnog oksida (CMOS), u kojoj MOSFET-ovi (tranzistori s efektom polja-metal-poluvodiča) djeluju u načinima zasićenja i prekida. Stoga je potrošnja energije vrlo mala.

PREPORUČUJEMO VAM Što je Vcore i kako to možete prilagoditi da smanji potrošnju procesora

• Manje stvaranja topline : U usporedbi s uređajima za vakuumske cijevi (termo-jonski ventil), poluvodički uređaji ne emitiraju toliko topline. Pouzdano : Mikroprocesori su vrlo pouzdani, a stopa otkaza puno je niža jer se koristi tehnologija poluvodiča. Prijenosni : Računalni uređaji ili sustavi napravljeni od mikroprocesora mogu se napraviti prenosivi zbog njihove male veličine i male potrošnje energije.

Uobičajeni izrazi koji se koriste u mikroprocesoru

Da biste razumjeli kako mikroprocesor radi, korisno je pogledati unutra i naučiti o logici koja se koristi za njegovo stvaranje. U tom ćete procesu također moći naučiti o materinjem jeziku mikroprocesora i mnogim stvarima koje inženjeri mogu učiniti kako bi povećali brzinu procesora.

Evo nekoliko uobičajenih izraza koji se koriste u području mikroprocesora:

Autobus

Sabirnica je skup vodiča koji su namijenjeni za prijenos podataka, adresa ili upravljanja informacijama na različite elemente mikroprocesora. Obično će mikroprocesor imati 3 vrste sabirnica: Data Bus, Control Bus i Address Bus. 8-bitni procesor koristiće 8-bitnu magistralu.

Set s uputama

Skup uputa je skupina naredbi koje mikroprocesor može razumjeti. Skup uputa je sučelje između hardvera i softvera. Uputa upućuje procesor da promijeni relevantne tranzistore kako bi obavio neku obradu podataka. Na primjer, dodajte A, B; koristi se za dodavanje dva broja pohranjenih u registrima A i B.

Dužina riječi

Duljina riječi je broj bitova na unutarnjoj sabirnici podataka procesora ili je broj bita koje procesor može obraditi odjednom.

Na primjer, 8-bitni procesor imat će 8-bitnu magistralu podataka, 8-bitne registre i obrađivat će 8 bita odjednom. Za izvođenje viših bitnih operacija (32 ili 16 bitnih) to ćete podijeliti u niz od 8 bitnih operacija.

Cache memory

Predmemorija je memorija sa slučajnim pristupom ugrađena u procesor. Na taj način procesor može pristupiti podacima u predmemorijskoj memoriji brže nego s uobičajenom RAM-om. Poznat i kao "CPU memory". Predmemorija služi za pohranjivanje podataka ili uputa na koje softver ili program često upućuje tijekom rada. To će povećati ukupnu brzinu operacije.

Učestalost takta

Mikroprocesori koriste satni signal za kontrolu brzine kojom se izvršavaju upute, sinkroniziraju ostale unutarnje komponente i kontroliraju prijenos podataka između njih. Stoga se brzina takta odnosi na brzinu kojom mikroprocesor izvršava upute. Općenito, mjeri se u hercima, a izražava se u megahercima (MHz), gigahercima (GHz) itd.

Klasifikacija mikroprocesora

Mikroprocesori se mogu klasificirati na sljedeći način:

Dužina riječi

Na temelju duljine riječi procesora možemo imati 8-bitne, 16-bitne, 32-bitne i 64-bitne procesore.

RISC - skraćeni skup uputstava

RISC je vrsta mikroprocesorske arhitekture koja koristi mali općenito visoko optimizirani skup uputa, a ne specijalizirani skup uputstava kako se nalaze u drugim komponentama.

PREPORUČUJEMO VAM kako provjeriti temperaturu procesora

RISC nudi visoke performanse u odnosu na svoju suprotnu CISC arhitekturu. U procesoru, izvršavanje svake upute zahtijeva poseban krug za učitavanje i obradu podataka. Stoga će, smanjujući upute, procesor koristiti jednostavne sklopove i brži rad.

Ti mikroprocesori imaju:

• Jednostavni skup upute Veći programi Sastoji se od velikog broja registara Jednostavan procesorski krug (mali broj tranzistora) Više korištenja RAM-a, upute za fiksnu duljinu Jednostavni načini adresiranja Obično postavite broj ciklusa takta za izvršavanje instrukcije

CISC - Složeni skup uputstava

CISC je mikroprocesorska arhitektura suprotstavljena RISC-u. To se radi kako bi se smanjio broj uputa po programu, zanemarujući broj ciklusa po instrukciji. Na taj se način složene upute pretvaraju izravno u hardver, što procesor čini složenijim i sporim za rad.

Ova je arhitektura dizajnirana za smanjenje troškova memorije, skraćivanje trajanja programa.

Ti mikroprocesori imaju:

• Kompleksni set uputstava Manji program Manje registara Složen procesorski krug (više tranzistora) Mala uporaba RAM-a Upute za promjenjivu duljinu Različiti načini adresiranja Promjenjivi broj ciklusa sata za svaku instrukciju

Posebni procesori

Postoje neki procesori koji su dizajnirani za obradu nekih određenih funkcija:

• DSP (Digital Signal Processors) Koprocesori: procesori koji se koriste u kombinaciji s glavnim procesorom (matematički koprocesor 8087 se koristi s 8086) U / I procesori Prijenositelj: mikroprocesor sa vlastitom lokalnom memorijom

Preporučujemo vam koji procesor odabrati za moje novo računalo?

Napokon, mikroprocesor je najvažnija jedinica u računalnom sustavu i odgovoran je za obradu jedinstvenog niza uputa i procesa, stoga je ključno analizirati koji su najbolji mikroprocesori danas kako biste napravili dobar izbor. Ovi detalji koje smo komentirali dio su procesora, ali osnovni su za razumijevanje kako radi procesor prije 20 - 30 godina. Trenutno postoji mnogo više značajki koje vas pozivamo da istražite. Što ste pomislili o našem članku? Radujemo se vašim komentarima!