Cum funcționează procesorul?

Astăzi aproape fiecare casă are un computer. Fără el, este dificil să ne imaginăm viața de astăzi. Căutați informațiile necesare, vizionați știrile și vremea, cumpărați și vânzați bunuri, vizionați filme și programe - toate acestea se pot face fără a părăsi acasă și fără eforturi deosebite. Trebuie doar să porniți calculatorul și să mergeți online.

Dar puțini oameni se gândesc la ce constacomputer, cu care puteți obține atât de rapid toate informațiile necesare. Una dintre componentele principale ale computerului este procesorul. Înțelegând cum funcționează procesorul, puteți clarifica pentru dvs. multe lucruri noi.

Ce este un procesor

Procesorul central, sau așa cum se numește ellumea științei informatice - CPU este componenta principală a oricărui computer, este inima și creierul său. Procesorul execută toate comenzile specificate de utilizator, procesează toate informațiile și controlează alte dispozitive ale computerului.

Astăzi, principalii producători de procesoaresunt companiile Intel și Advanced Micro Devices (AMD), care de mult timp există pe piața tehnologiilor informaționale și s-au arătat doar din partea cea mai bună. Firește, există și alți producători, dar la nivelul acestor companii gigantice sunt încă foarte departe. Este interesant faptul că Intel și AMD se luptă constant pentru conducerea în produsul procesoarelor, câștigând alternativ primele poziții în lansarea de noi modele. Destul de ciudat, această luptă dă un impuls dezvoltării calitative constante a acestui domeniu al tehnologiei informației.

apariție

Începeți să examinați procesorul dispozitivuluiun computer este necesar cu aspectul său. La prima vedere, este doar o cutie de metal de pe partea verso a care este o mica placa de măsurare cm aproximativ 5x5, și o varietate de contacte prin intermediul cărora procesorul este atașat la placa de bază. milioane de oameni sunt în mijlocul procesorului, și, uneori, chiar miliarde de tranzistori diferite, care operează munca.

De ce este fabricat procesorul?

Procesorul în sine constă în principal din nisip șimai precis, siliciu, care în crusta pământului este de numai 30%. Procesul de formare a procesoarelor este destul de complicat, necesită costuri speciale de echipamente și materiale. Pe scurt, schema procesoarelor de fabricație este oarecum similară cu cea a tehnologiei de imprimare a fotografiilor - atunci când este fabricată utilizând tehnologia fotolitografiei. În rolul fotografiei, aici sunt "clătite" - procesoare viitoare, pe care, cu ajutorul ionilor puternic acceși de bor pe un accelerator special, creează o structură miniaturizată cu o mulțime de tranzistori. Și mai subțire procesul tehnologic, cu atât mai multă putere și viteză a acestei structuri. În fiecare an, mărimea acestor elemente structurale este mai mică și în viitorul apropiat, potrivit previziunilor oamenilor de știință, ele pot ajunge la numai aproximativ 15 nm.

Mai mult, această parte structurată cu semiconductoare este plasată pe placă, iar firele sunt atașate pentru a atașa procesorul la placa de bază - procesorul este gata!

Puteți scoate capacul și să examineze structura internă a procesorului, dar există riscul de a deteriora detaliile fine care pot duce la eșecul său.

constituenți ai

În timp, dispozitivul și funcționarea procesoruluise schimbă calitativ. Diminuează și mărimea procesoarelor. Astăzi, practic se folosesc aceleași principii ale procesoarelor de construcție, ca și înainte, doar dimensiunea componentelor sa schimbat.

În interiorul unității procesorului este, de asemenea, foarteinteresant. Se compune dintr-o arhitectură comună - tot ceea ce include placa, nucleele (viteza calculatorului depinde de lucru), anvelopele (monturile care se conectează la placa de bază) și reviziile (particule mai mici decât nucleul, dar și foarte importante și funcționale).

Indicatori de performanță pentru calculatoare

Răspunsul computerului la comenzile specificate poatedepind de câțiva indicatori: numărul de fire, numărul de fire (poate să nu coincidă cu numărul de miezuri), dimensiunea memoriei cache - memoria internă a procesorului, frecvența ceasului, viteza anvelopei, precum și procesul de fabricație real al procesorului.

Principiul de funcționare

După ce ați studiat detaliat dispozitivul, puteți lua în considerare principiul procesorului. Computerul își începe activitatea după ce primește o comandă specifică de la utilizator.

Dar foarte puțini oameni știu că orice echipă este alcătuită din două părți - operaționale și operand:

• partea de operare a comenzii arată ce trebuie să efectueze computerul,
• Cea de-a doua parte a comenzii oferă operanților procesorului - ceva pe care trebuie să lucreze procesorul.

Unele procesoare pot conține douătransportor, adică unități de calcul. Fiecare împarte comanda dată de calculatorul utilizator în mai multe etape: generarea, decodificare (adică comanda decriptare), comanda de execuție în sine, la procesorul de acces la memorie și stocarea rezultatelor obținute. Toate aceste etape se fac în cel mai scurt timp posibil. La conducerea conductei, fiecare etapă are un ciclu de ceas cu aceeași frecvență, astfel încât executarea fiecărei comenzi în procesor este atribuită a cinci cicluri.

Cache memorie de orice procesor creșteoperabilitatea acestuia. Astăzi este obișnuit să se utilizeze două cache-memorie, deoarece Folosirea uneia dintre acestea a dus la conflicte în execuția comenzilor. Acest lucru se datorează faptului că deseori două echipe au încercat să preiau informații dintr-o memorie cache. Cache-ul separat elimină complet astfel de situații și permite desfășurarea simultană a două echipe.

Înțelegând cum funcționează procesorul unui computer, merită să luați în considerare faptul că procesoarele sunt diferite: liniare, ciclice și ramificații.

• Procesoarele liniare execută comenzi în funcție de ordinea de scriere a acestora în memoria RAM.
• Procesoarele ciclice și ramificate execută comenzi în funcție de rezultatele condițiilor ramurii de testare.

De asemenea, este important să știți cum funcționează busul procesorului. Ele sunt două, una, autobuzul rapid funcționează cu memoria cache de nivelul doi, iar al doilea (mai lent) este proiectat să lucreze la schimbul de informații cu alte dispozitive.