Çfarë është një procesor, njësi përpunuese qendrore, CPU? Procesori dhe komponentët e tij.

Ndoshta, kur zgjidhni një kompjuter dhe studioni karakteristikat e tij, keni vënë re se një artikulli të tillë si procesori i jepet një rëndësi e madhe. Pse ai, dhe jo modeli, furnizimi me energji elektrike, apo? Po, këta janë gjithashtu komponentë të rëndësishëm të sistemit dhe shumë varet edhe nga zgjedhja e saktë e tyre, por karakteristikat e CPU-së ndikojnë drejtpërdrejt dhe në një masë më të madhe në shpejtësinë dhe performancën e PC-së. Le të shohim kuptimin e kësaj pajisjeje në një kompjuter.

Le të fillojmë duke hequr procesorin nga njësia e sistemit. Si rezultat, kompjuteri nuk do të funksionojë. Tani e kuptoni se çfarë roli luan ai? Por le ta studiojmë çështjen në më shumë detaje dhe të zbulojmë se çfarë është një procesor kompjuteri.

Çfarë është një procesor kompjuteri

E gjithë çështja është se njësia qendrore e përpunimit (emri i saj i plotë) është, siç thonë ata, zemra e vërtetë dhe në të njëjtën kohë truri i kompjuterit. Ndërkohë që është duke punuar, të gjithë komponentët e tjerë të njësisë së sistemit dhe pajisjet periferike të lidhura me të janë gjithashtu duke punuar. Ai është përgjegjës për përpunimin e rrjedhave të ndryshme të të dhënave dhe gjithashtu rregullon funksionimin e pjesëve të sistemit.

Një përkufizim më teknik mund të gjendet në Wikipedia:

CPU - një njësi elektronike ose qark i integruar (mikroprocesor) që ekzekuton udhëzimet e makinës (kodi i programit), pjesa kryesore e harduerit të një kompjuteri ose një kontrolluesi logjik të programueshëm.

Në jetë, CPU duket si një tabelë e vogël katrore me madhësinë e një kutie shkrepse, disa milimetra e trashë, pjesa e sipërme e së cilës zakonisht mbulohet me një mbulesë metalike (në versionet e desktopit), dhe pjesa e poshtme përmban shumë kontakte. Në fakt, për të mos u sharë, shikoni fotot e mëposhtme:

Pa një komandë të lëshuar nga procesori, nuk mund të kryhet edhe një operacion kaq i thjeshtë si shtimi i dy numrave ose regjistrimi i një megabajti informacioni. E gjithë kjo kërkon qasje të menjëhershme në CPU. Sa i përket detyrave më komplekse, të tilla si nisja e një loje ose përpunimi i videos.

Vlen të shtohet fjalët e mësipërme që procesorët mund të kryejnë gjithashtu funksionet e një karte video. Fakti është se në çipat modern ka një vend për një kontrollues video, i cili kryen të gjitha funksionet e nevojshme për të dhe përdor kujtesën video. Nuk duhet të mendoni se bërthamat grafike të integruara janë të afta të konkurrojnë me të paktën kartat video të klasës së mesme; ky është më shumë një opsion për makinat e zyrës ku nuk nevojiten grafika të fuqishme, por ato ende mund të trajtojnë diçka të dobët. Avantazhi kryesor i grafikës së integruar është çmimi - nuk keni nevojë të blini një kartë video të veçantë, dhe kjo është një kursim i konsiderueshëm.

Si funksionon procesori

Në paragrafin e mëparshëm u shpjegua se çfarë është procesori dhe për çfarë nevojitet. Është koha për të parë se si funksionon.

Aktiviteti i CPU-së mund të përfaqësohet nga sekuenca e ngjarjeve të mëposhtme:

• Nga RAM, ku është ngarkuar një program i caktuar (për shembull, një redaktues teksti), njësia e kontrollit të procesorit nxjerr informacionin e nevojshëm, si dhe një grup komandash që duhet të ekzekutohen. E gjithë kjo dërgohet në memorie buferike (cache) CPU;
• Informacioni që del nga memoria cache ndahet në dy lloje: udhëzimet dhe kuptimet , të cilat dërgohen në regjistra (këto janë qeliza të memories në procesor). Të parët shkojnë te regjistrat e komandave, dhe të dytat te regjistrat e të dhënave;
• Përpunon informacionin nga regjistrat njësi logjike aritmetike (pjesa e CPU-së që kryen transformime aritmetike dhe logjike të të dhënave hyrëse), e cila lexon informacionin prej tyre dhe më pas ekzekuton komandat e nevojshme në numrat që rezultojnë;
• Rezultatet që rezultojnë ndahen në përfunduar Dhe e papërfunduar , shkoni te regjistrat, nga ku grupi i parë dërgohet në cache të CPU;
• Le ta fillojmë këtë pikë me faktin se ekzistojnë dy nivele kryesore të cache: sipërme Dhe më të ulëta . Komandat e fundit të marra dhe të dhënat e nevojshme për të kryer llogaritjet shkojnë në cache të nivelit të sipërm dhe ato të papërdorura dërgohen në cache të nivelit të ulët. Ky proces shkon si më poshtë - i gjithë informacioni shkon nga niveli i tretë i cache-it në të dytin, dhe më pas kalon në të parën, me të dhëna që aktualisht nuk nevojiten dhe dërgohen në nivelin më të ulët, gjithçka është e kundërta;
• Në fund të ciklit llogaritës, rezultati përfundimtar do të shkruhet në RAM-in e sistemit për të liruar hapësirën e memories së CPU-së për operacione të reja. Por mund të ndodhë që memoria buferike të jetë plot, atëherë të dhënat e papërdorura do të shkojnë në RAM, ose në nivelin më të ulët të cache-it.

Hapat hap pas hapi të veprimeve të mësipërme janë rrjedha e funksionimit të procesorit dhe përgjigja e pyetjes - si funksionon procesori.

Llojet e përpunuesve dhe prodhuesit kryesorë të tyre

Ka shumë lloje të procesorëve, nga një bërthama e dobët deri tek ajo me shumë bërthama të fuqishme. Nga lojërat dhe puna tek mesatarja në të gjitha aspektet. Por, ekzistojnë dy kampe kryesore të CPU - AMD dhe Intel i famshëm. Këto janë dy kompani që prodhojnë mikroprocesorët më të kërkuar dhe më të njohur në treg. Dallimi kryesor midis produkteve AMD dhe Intel nuk është numri i bërthamave, por arkitektura - struktura e brendshme. Secili nga konkurrentët ofron strukturën e vet të brendshme, llojin e vet të procesorit, i cili është rrënjësisht i ndryshëm nga konkurrenti i tij.

Produktet e secilës anë kanë të mirat dhe të këqijat e veta, ndaj ju sugjeroj t'i shikoni shkurtimisht nga afër.

Të mirat e procesorëve Intel:

• Ka konsum më të ulët të energjisë;
• Zhvilluesit janë më të fokusuar në Intel sesa në AMD;
• Performancë më e mirë e lojërave;
• Lidhja ndërmjet procesorëve Intel dhe RAM-it zbatohet më mirë se ajo e AMD;
• Operacionet e kryera brenda kornizës së vetëm një programi (për shembull, zbërthimi) shkojnë më mirë, AMD po luan në këtë drejtim.

Disavantazhet e procesorëve Intel:

• Disavantazhi më i madh është çmimi. CPU-ja nga një prodhues i caktuar është shpesh një rend i madhësisë më i lartë se ai i konkurrentit të tyre kryesor;
• Performanca zvogëlohet kur përdorni dy ose më shumë programe "të rënda";
• Bërthamat grafike të integruara janë inferiore ndaj AMD;

Përparësitë e procesorëve AMD:

• Plus më i madh i Intel është minusi më i madh - çmimi. Ju mund të blini një procesor të mirë të rangut të mesëm nga AMD, i cili do të trajtojë lojëra moderne me një 4, dhe ndoshta edhe 5, ndërsa do të kushtojë shumë më pak se një procesor me performancë të ngjashme nga një konkurrent;
• Raporti adekuat i cilësisë dhe çmimit;
• Sigurimi i funksionimit me cilësi të lartë të sistemit;
• Aftësia për të mbingarkuar procesorin, duke rritur kështu fuqinë e tij me 10-20%;
• Bërthamat grafike të integruara janë më të larta se Intel.

Disavantazhet e procesorëve AMD:

• Procesorët nga AMD ndërveprojnë më keq me RAM;
• Konsumi i energjisë është më i lartë se Intel;
• Kujtesa buferike në nivelin e dytë dhe të tretë funksionon me një frekuencë më të ulët;
• Performanca e lojërave mbetet prapa konkurrentëve;

Por, pavarësisht avantazheve dhe disavantazheve të mësipërme, secila prej kompanive vazhdon të zhvillohet, procesorët e tyre bëhen më të fuqishëm me çdo gjeneratë dhe gabimet e linjës së mëparshme merren parasysh dhe korrigjohen.

Karakteristikat kryesore të procesorëve

Ne shikuam se çfarë është një procesor kompjuteri dhe si funksionon. Pasi të jeni njohur me dy llojet e tyre kryesore, është koha t'i kushtoni vëmendje karakteristikave të tyre.

Pra, së pari, le t'i rendisim ato: marka, seria, arkitektura, mbështetja për një prizë specifike, shpejtësia e orës së procesorit, cache, numri i bërthamave, konsumi i energjisë dhe shpërndarja e nxehtësisë, grafika e integruar. Tani le ta shohim me shpjegime:

• Marka – kush e prodhon procesorin: AMD ose Intel. Kjo zgjedhje përcakton jo vetëm çmimin e blerjes dhe performancën, siç mund të supozohet nga seksioni i mëparshëm, por edhe zgjedhjen e komponentëve të tjerë të PC-së, në veçanti të pllakës amë. Meqenëse procesorët nga AMD dhe Intel kanë dizajne dhe arkitektura të ndryshme, nuk do të jetë e mundur të instaloni një të dytë në një prizë (fole për instalimin e një procesori në motherboard) të krijuar për një lloj procesori;
• Seritë - të dy konkurrentët i ndajnë produktet e tyre në shumë lloje dhe nëntipe. (AMD - Ryzen, FX, Intel- i5, i7);
• Arkitektura e procesorit është në fakt organet e brendshme të CPU; çdo lloj procesori ka një arkitekturë individuale. Nga ana tjetër, një specie mund të ndahet në disa nënspecie;
• Mbështetja për një prizë specifike është një karakteristikë shumë e rëndësishme e një procesori, pasi vetë priza është një "fole" në motherboard për lidhjen e një procesori, dhe çdo lloj procesori kërkon një fole përkatëse. Në fakt kjo u përmend më lart. Ju ose duhet të dini saktësisht se cila prizë ndodhet në motherboard tuaj dhe të zgjidhni një procesor për të, ose anasjelltas (që është më e sakta);
• Shpejtësia e orës është një nga treguesit e rëndësishëm të performancës së CPU-së. Le t'i përgjigjemi pyetjes se cila është shpejtësia e orës së procesorit. Përgjigja do të jetë e thjeshtë për këtë term të frikshëm - vëllimi i operacioneve të kryera për njësi të kohës, i matur në megahertz (MHz);
• Cache është memorie e instaluar direkt në procesor, e quajtur edhe memorie buffer, dhe ka dy nivele - të sipërme dhe të poshtme. I pari merr informacion aktiv, i dyti merr informacion që nuk përdoret aktualisht. Procesi i marrjes së informacionit shkon nga niveli i tretë në të dytin dhe më pas në të parën; informacioni i panevojshëm kalon në anën tjetër;
• Numri i bërthamave - një CPU mund të ketë nga një në disa. Në varësi të numrit, procesori do të quhet dual-core, quad-core, etj. Prandaj, fuqia do të varet nga numri i tyre;
• Konsumi i energjisë dhe shpërndarja e nxehtësisë. Gjithçka është e thjeshtë këtu - sa më i lartë të "ha" energji procesori, aq më shumë nxehtësi do të gjenerojë; kushtojini vëmendje kësaj pike për të zgjedhur ftohësin e duhur dhe furnizimin me energji elektrike.
• Grafika e integruar – Zhvillimet e para të tilla të AMD u shfaqën në 2006, Intel që nga viti 2010. Të parët tregojnë rezultate më të mira se konkurrentët e tyre. Por ende, asnjëri prej tyre nuk ka arritur ende të arrijë kartat video kryesore.

konkluzionet

Siç e kuptoni tashmë, procesori qendror i kompjuterit luan një rol jetik në sistem. Në artikullin e sotëm, ne shpjeguam se çfarë është një procesor kompjuteri, çfarë është frekuenca e procesorit, çfarë janë dhe për çfarë nevojiten. Sa ndryshojnë disa CPU nga të tjerët, çfarë lloje të procesorëve ekzistojnë. Ne folëm për të mirat dhe të këqijat e produkteve të dy fushatave konkurruese. Por me cilat karakteristika do të instalohet procesori në njësinë tuaj të sistemit varet nga ju që të vendosni.

Pothuajse të gjithë e dinë se në një kompjuter, elementi kryesor midis të gjithë komponentëve "hardware" është procesori qendror. Por rrethi i njerëzve që kuptojnë se si funksionon një procesor është shumë i kufizuar. Shumica e përdoruesve nuk e kanë idenë për këtë. Dhe edhe kur sistemi papritmas fillon të ngadalësohet, shumë besojnë se është procesori që nuk funksionon mirë dhe nuk u kushtojnë rëndësi faktorëve të tjerë. Për të kuptuar plotësisht situatën, le të shohim disa aspekte të funksionimit të CPU.

Çfarë është një njësi përpunimi qendror?

Nga se përbëhet procesori?

Nëse flasim për mënyrën se si funksionon një procesor Intel ose konkurrenti i tij AMD, duhet të shikoni se si janë krijuar këto çipa. Mikroprocesori i parë (nga rruga, ishte nga Intel, modeli 4040) u shfaq në 1971. Mund të kryente vetëm veprimet më të thjeshta të mbledhjes dhe zbritjes me përpunim të vetëm 4 bit informacioni, pra kishte një arkitekturë 4-bitësh.

Përpunuesit modernë, si të parëlindurit, bazohen në transistorë dhe janë shumë më të shpejtë. Ato janë bërë me anë të fotolitografisë nga një numër i caktuar vaferash individuale silikoni që përbëjnë një kristal të vetëm në të cilin janë ngulitur transistorët. Qarku krijohet në një përshpejtues të veçantë duke përdorur jone të përshpejtuar të borit. Në strukturën e brendshme të procesorëve, përbërësit kryesorë janë bërthamat, autobusët dhe grimcat funksionale të quajtura rishikime.

Karakteristikat kryesore

Ashtu si çdo pajisje tjetër, procesori karakterizohet nga disa parametra, të cilët nuk mund të injorohen kur i përgjigjemi pyetjes se si funksionon procesori. Para së gjithash kjo:

• Numri i bërthamave;
• numri i fijeve;
• madhësia e cache (memoria e brendshme);
• frekuenca e orës;
• shpejtësia e gomave.

Tani për tani, le të përqendrohemi në frekuencën e orës. Nuk është më kot që procesori quhet zemra e kompjuterit. Ashtu si zemra, ajo funksionon në modalitetin e pulsimit me një numër të caktuar rrahjesh në sekondë. Frekuenca e orës matet në MHz ose GHz. Sa më i lartë të jetë, aq më shumë operacione mund të kryejë pajisja.

Në çfarë frekuence funksionon procesori, mund të zbuloni nga karakteristikat e tij të deklaruara ose të shikoni informacionin në Por gjatë përpunimit të komandave, frekuenca mund të ndryshojë, dhe gjatë mbingarkesës (mbibllokimit) mund të rritet në kufij ekstremë. Kështu, vlera e deklaruar është vetëm një tregues mesatar.

Numri i bërthamave është një tregues që përcakton numrin e qendrave të përpunimit të procesorit (të mos ngatërrohet me fijet - numri i bërthamave dhe fijeve mund të mos jetë i njëjtë). Për shkak të kësaj shpërndarjeje, është e mundur të ridrejtohen operacionet në bërthama të tjera, duke rritur kështu performancën e përgjithshme.

Si funksionon një procesor: përpunimi i komandave

Tani pak për strukturën e komandave të ekzekutueshme. Nëse shikoni se si funksionon një procesor, duhet të kuptoni qartë se çdo komandë ka dy komponentë - një operacional dhe një operand.

Pjesa operative specifikon se çfarë duhet të bëjë sistemi kompjuterik në këtë moment; operandi specifikon se çfarë duhet të punojë procesori. Për më tepër, bërthama e procesorit mund të përmbajë dy qendra llogaritëse (kontejnerë, threads), të cilat ndajnë ekzekutimin e një komande në disa faza:

• prodhimi;
• deshifrimi;
• ekzekutimi i komandës;
• duke hyrë në kujtesën e vetë procesorit
• duke ruajtur rezultatin.

Sot, caching i veçantë përdoret në formën e përdorimit të dy niveleve të memories cache, e cila shmang përgjimin nga dy ose më shumë komanda për të hyrë në një nga blloqet e memories.

Në bazë të llojit të përpunimit të komandave, procesorët ndahen në linearë (ekzekutimi i komandave sipas radhës së shkrimit), ciklik dhe degëzimi (ekzekutimi i instruksioneve pas përpunimit të kushteve të degës).

Operacionet e kryera

Ndër funksionet kryesore që i janë caktuar procesorit, për sa i përket komandave ose udhëzimeve të ekzekutuara, dallohen tre detyra kryesore:

• veprime matematikore të bazuara në një pajisje aritmetike-logjike;
• lëvizja e të dhënave (informacioneve) nga një lloj memorie në tjetrin;
• marrjen e një vendimi për ekzekutimin e një komande, dhe mbi bazën e tij, zgjedhjen për të kaluar në ekzekutimin e grupeve të tjera të komandave.

Ndërveprimi me memorien (ROM dhe RAM)

Në këtë proces, komponentët që duhen shënuar janë autobusi dhe kanali lexim-shkrim, të cilët janë të lidhur me pajisjet e ruajtjes. ROM përmban një grup konstant bajtesh. Së pari, autobusi i adresave kërkon një bajt specifik nga ROM-i, pastaj e transferon atë në autobusin e të dhënave, pas së cilës kanali i leximit ndryshon gjendjen e tij dhe ROM-i siguron bajtin e kërkuar.

Por procesorët jo vetëm që mund të lexojnë të dhëna nga RAM, por edhe t'i shkruajnë ato. Në këtë rast, përdoret kanali i regjistrimit. Por, nëse e shikoni, në përgjithësi, kompjuterët modernë, thjesht teorikisht, mund të bënin fare pa RAM, pasi mikrokontrolluesit modernë janë në gjendje të vendosin bajtët e nevojshëm të të dhënave drejtpërdrejt në kujtesën e vetë çipit të procesorit. Por nuk ka asnjë mënyrë për të bërë pa ROM.

Ndër të tjera, sistemi fillon nga mënyra e testimit të harduerit (komandat BIOS), dhe vetëm atëherë kontrolli transferohet në sistemin operativ të ngarkimit.

Si të kontrolloni nëse procesori po funksionon?

Tani le të shohim disa aspekte të kontrollit të performancës së procesorit. Duhet të kuptohet qartë se nëse procesori nuk do të funksiononte, kompjuteri nuk do të mund të fillonte fare të ngarkohej.

Është një çështje tjetër kur duhet të shikoni treguesin e përdorimit të aftësive të procesorit në një moment të caktuar. Kjo mund të bëhet nga standardi "Task Manager" (përballë çdo procesi tregohet se sa përqind e ngarkesës së procesorit ofron). Për të përcaktuar vizualisht këtë parametër, mund të përdorni skedën e performancës, ku ndryshimet gjurmohen në kohë reale. Parametrat e avancuar mund të shihen duke përdorur programe speciale, për shembull, CPU-Z.

Përveç kësaj, mund të përdorni bërthama të shumta procesori duke përdorur (msconfig) dhe parametra shtesë të nisjes.

Probleme të mundshme

Në fund, disa fjalë për problemet. Shumë përdorues shpesh pyesin, pse procesori funksionon, por monitori nuk ndizet? Kjo situatë nuk ka të bëjë fare me procesorin qendror. Fakti është se kur ndizni çdo kompjuter, së pari testohet përshtatësi grafik, dhe vetëm atëherë gjithçka tjetër. Ndoshta problemi qëndron pikërisht në procesorin e çipit grafik (të gjithë përshpejtuesit modernë të videos kanë procesorët e tyre grafik).

Por duke përdorur shembullin e funksionimit të trupit të njeriut, duhet të kuptoni se në rast të arrestit kardiak, i gjithë trupi vdes. E njëjta gjë me kompjuterët. Procesori nuk funksionon - i gjithë sistemi kompjuterik "vdes".

Në ditët e sotme, procesorët luajnë një rol të veçantë vetëm në reklama, ata po përpiqen të bindin me të gjitha mundësitë që procesori në një kompjuter është komponenti vendimtar, veçanërisht nga një prodhues si Intel. Shtrohet pyetja: çfarë është një procesor modern dhe çfarë është një procesor në përgjithësi?

Për një kohë të gjatë, ose për të qenë më të saktë, deri në vitet '90, ishte procesori që përcaktoi performancën e një kompjuteri. Procesori përcaktoi gjithçka, por sot kjo nuk është plotësisht e vërtetë.

Jo gjithçka përcaktohet nga procesori qendror, dhe procesorët nga Intel nuk janë gjithmonë të preferueshëm se ata të AMD. Kohët e fundit, roli i komponentëve të tjerë të kompjuterit është rritur dukshëm, dhe në shtëpi, procesorët rrallë bëhen pengesë, por ashtu si komponentët e tjerë të kompjuterit ata kanë nevojë për konsideratë shtesë, sepse asnjë kompjuter i vetëm nuk mund të ekzistojë pa të. Vetë procesorët nuk janë më domeni i disa llojeve të kompjuterëve, pasi shumëllojshmëria e kompjuterëve është bërë më e madhe.

Procesori (Njësia Qendrore e Përpunimit)është një çip shumë kompleks që përpunon kodin e makinës dhe është përgjegjës për kryerjen e operacioneve të ndryshme dhe kontrollin e pajisjeve periferike të kompjuterit.

Për të përcaktuar shkurtimisht një procesor qendror, miratohet shkurtesa "CPU", si dhe CPU shumë e zakonshme - Njësia Qendrore e Përpunimit, e cila përkthehet si një njësi përpunimi qendror.

Përdorimi i mikroprocesorëve

Një pajisje e tillë si procesori është e integruar pothuajse në çdo pajisje elektronike, e lëre më pajisje të tilla si një televizor dhe video player, madje edhe në lodra, dhe vetë telefonat inteligjentë janë tashmë kompjuterë, megjithëse ndryshojnë në dizajn.

Disa bërthama CPU mund të kryejnë detyra krejtësisht të ndryshme në mënyrë të pavarur nga njëra-tjetra. Nëse kompjuteri kryen vetëm një detyrë, atëherë ekzekutimi i tij përshpejtohet për shkak të paralelizimit të operacioneve tipike. Produktiviteti mund të bëhet mjaft i dallueshëm.

Faktori i shumëzuesit të brendshëm të frekuencës

Sinjalet mund të qarkullojnë brenda kristalit të procesorit me një frekuencë të lartë, megjithëse procesorët ende nuk mund të trajtojnë komponentët e jashtëm të kompjuterit me të njëjtën frekuencë. Në këtë drejtim, frekuenca në të cilën motherboard funksionon vetëm, dhe frekuenca e procesorit në një tjetër, është më e lartë.

Frekuenca që procesori merr nga pllaka amë mund të quhet referencë; ai, nga ana tjetër, e shumëzon atë me një koeficient të brendshëm, i cili rezulton në një frekuencë të brendshme, të quajtur shumëzues i brendshëm.

Aftësitë e koeficientit të shumëzuesit të brendshëm të frekuencës përdoren shumë shpesh nga mbibllokuesit për të çliruar potencialin e mbingarkesës së procesorit.

Cache e procesorit

Procesori merr të dhëna për punën e mëvonshme nga RAM, por brenda çipave të procesorit sinjalet përpunohen me një frekuencë shumë të lartë, dhe thirrjet në vetë modulet RAM bëhen me një frekuencë disa herë më të ulët.

Një koeficient i lartë i shumëzuesit të frekuencës së brendshme bëhet më efektiv kur i gjithë informacioni ndodhet brenda tij, në krahasim, për shembull, sesa në RAM, domethënë nga jashtë.

Procesori ka pak qeliza për përpunimin e të dhënave, të quajtura regjistra, zakonisht nuk ruan pothuajse asgjë në to, dhe për të përshpejtuar funksionimin e procesorit dhe sistemit kompjuterik me të, u integrua teknologjia e memorizimit.

Një cache mund të quhet një grup i vogël qelizash memorie, të cilat nga ana tjetër veprojnë si një tampon. Kur ndodh një lexim nga memoria e përbashkët, një kopje shfaqet në memorien e CPU-së. Kjo është e nevojshme në mënyrë që nëse keni nevojë për të njëjtat të dhëna, qasja në to është menjëherë në dorë, domethënë në një tampon, i cili rrit performancën.

Memoria cache në procesorët aktual ka një formë piramidale:

1. Memoria cache e nivelit 1 është më e vogla në vëllim, por në të njëjtën kohë më e shpejta në shpejtësi dhe është pjesë e çipit të procesorit. Prodhuar duke përdorur të njëjtat teknologji si regjistrat e procesorëve, është shumë i shtrenjtë, por ia vlen shpejtësia dhe besueshmëria e tij. Edhe pse matet në qindra kilobajt, që është shumë i vogël, ai luan një rol të madh në performancë.
2. Memoria e memories së nivelit 2, ashtu si cache e nivelit 1, ndodhet në çipin e procesorit dhe funksionon në frekuencën e bërthamës së tij. Në procesorët modernë, të dhënat maten nga qindra kilobajt në disa megabajt.
3. Memoria cache e nivelit 3 është më e ngadaltë se nivelet e mëparshme të këtij lloji të memories, por është më e shpejtë se RAM, e cila është e rëndësishme dhe matet në dhjetëra megabajt.

Madhësitë e cache-it të nivelit 1 dhe të nivelit 2 ndikojnë si në performancën ashtu edhe në koston e procesorit. Niveli i tretë i memories cache është një lloj bonusi në funksionimin e një kompjuteri, por asnjë nga prodhuesit e mikroprocesorëve nuk nxiton ta neglizhojë atë. Memoria cache e nivelit 4 ekziston dhe shpërblehet vetëm në sistemet multiprocesorike, prandaj nuk mund të gjendet në një kompjuter të rregullt.

Priza e instalimit të procesorit (Socket)

Duke kuptuar që teknologjitë moderne nuk janë aq të avancuara sa procesori të jetë në gjendje të marrë informacion në distancë, ai duhet të jetë gjithmonë i bashkangjitur, i bashkangjitur në motherboard, i instaluar në të dhe ndërvepron me të. Ky vend montimi quhet Socket dhe është i përshtatshëm vetëm për një lloj ose familje të caktuar procesorësh, të cilët janë gjithashtu të ndryshëm për prodhues të ndryshëm.

Çfarë është një procesor: arkitektura dhe procesi teknologjik

Arkitektura e procesorit është struktura e tij e brendshme; rregullimi i ndryshëm i elementeve përcakton gjithashtu karakteristikat e tij. Arkitektura në vetvete është e natyrshme për një familje të tërë procesorësh dhe ndryshimet e bëra që synojnë përmirësime ose rregullime të gabimeve quhen stepping.

Procesi teknologjik përcakton madhësinë e përbërësve të vetë procesorit dhe matet në nanometra (nm), dhe madhësitë më të vogla të transistorëve përcaktojnë madhësinë më të vogël të vetë procesorit, gjë që synon zhvillimin e CPU-ve të ardhshme.

Konsumi i energjisë dhe shpërndarja e nxehtësisë

Vetë konsumi i energjisë varet drejtpërdrejt nga teknologjia e përdorur për prodhimin e përpunuesve. Madhësitë më të vogla dhe frekuencat më të larta janë drejtpërdrejt proporcionale me konsumin e energjisë dhe shpërndarjen e nxehtësisë.

Për të zvogëluar konsumin e energjisë dhe shpërndarjen e nxehtësisë, përdoret një sistem automatik i kursimit të energjisë për rregullimin e ngarkesës në procesor, përkatësisht, në mungesë të ndonjë nevoje për performancë. Kompjuterët me performancë të lartë duhet të kenë një sistem të mirë ftohës të procesorit.

Për të përmbledhur materialin në artikull - përgjigjja e pyetjes se çfarë është një procesor:

Procesorët e sotëm kanë aftësinë për të punuar me shumë kanale me RAM; shfaqen udhëzime të reja, të cilat nga ana tjetër, falë të cilave rritet niveli i tij funksional. Aftësia për të përpunuar grafikën me vetë procesorin redukton koston e vetë procesorëve dhe, falë tyre, asambletë e kompjuterëve të zyrës dhe shtëpisë. Bërthamat virtuale shfaqen për një shpërndarje më praktike të performancës, teknologjitë zhvillohen dhe bashkë me to kompjuteri dhe komponenti i tij si procesori qendror.

CPU

Intel 80486DX2 në paketën PGA qeramike.

Priza Intel Celeron 400 370 në një kuti plastike PPGA, pamja e poshtme.

Priza Intel Celeron 400 370 në një kuti plastike PPGA, pamje nga lart.

Priza Intel Celeron 1100 370 në kasë FC-PGA2, pamja e poshtme.

Priza Intel Celeron 1100 370 në kasë FC-PGA2, pamje nga lart.

CPU (CPU; CPU- Anglisht Njësia Qendrore përpunimit, fjalë për fjalë - pajisje kompjuterike qendrore) - ekzekutues i udhëzimeve të makinës, pjesë e harduerit të kompjuterit ose kontrollues logjik i programueshëm, përgjegjës për kryerjen e operacioneve të specifikuara nga programet.

CPU-të moderne, të implementuara në formën e mikroqarqeve (çipave) të veçantë që zbatojnë të gjitha tiparet e natyrshme në këtë lloj pajisjeje, quhen mikroprocesorë. Që nga mesi i viteve 1980, këto të fundit kanë zëvendësuar praktikisht llojet e tjera të CPU-ve, si rezultat i të cilave termi është perceptuar gjithnjë e më shpesh si një sinonim i zakonshëm për fjalën "mikroprocesor". Megjithatë, kjo nuk është e vërtetë: njësitë qendrore të përpunimit të disa superkompjuterëve edhe sot janë grupe komplekse të qarqeve të integruara në shkallë të gjerë (LSI) dhe qarqeve të integruara në shkallë shumë të madhe (VLSI).

Fillimisht termi Njësia Qendrore përpunimit përshkroi një klasë të specializuar të makinave logjike të dizajnuara për të ekzekutuar programe kompjuterike komplekse. Për shkak të korrespondencës mjaft të ngushtë të këtij qëllimi me funksionet e procesorëve kompjuterikë që ekzistonin në atë kohë, ai u transferua natyrshëm në vetë kompjuterët. Përdorimi i termit dhe shkurtimi i tij në lidhje me sistemet kompjuterike filloi në vitet 1960. Dizajni, arkitektura dhe zbatimi i procesorëve kanë ndryshuar disa herë që atëherë, por funksionet e tyre kryesore të ekzekutueshme mbeten të njëjta si më parë.

CPU-të e hershme u krijuan si komponentë unikë për sistemet kompjuterike unike, madje të një lloji. Më vonë, prodhuesit e kompjuterave kaluan nga metoda e shtrenjtë e zhvillimit të procesorëve të krijuar për të ekzekutuar një ose disa programe shumë të specializuara në prodhimin masiv të klasave tipike të pajisjeve të procesorit me shumë qëllime. Tendenca drejt standardizimit të komponentëve kompjuterikë u ngrit gjatë epokës së zhvillimit të shpejtë të elementeve gjysmëpërçues, mainframe-ve dhe minikompjuterëve, dhe me ardhjen e qarqeve të integruara u bë edhe më popullor. Krijimi i mikroqarqeve bëri të mundur rritjen e mëtejshme të kompleksitetit të CPU-ve duke reduktuar njëkohësisht madhësinë e tyre fizike. Standardizimi dhe miniaturizimi i procesorëve ka çuar në depërtimin e thellë të pajisjeve dixhitale të bazuara në to në jetën e përditshme të njeriut. Procesorët modernë mund të gjenden jo vetëm në pajisjet e teknologjisë së lartë si kompjuterët, por edhe në makina, kalkulatorë, telefona celularë, madje edhe në lodra për fëmijë. Më së shpeshti ato përfaqësohen nga mikrokontrolluesit, ku përveç pajisjes llogaritëse, në çip ndodhen edhe komponentë shtesë (ndërfaqe, porta hyrëse/dalëse, kohëmatës etj.). Aftësitë moderne kompjuterike të një mikrokontrollues janë të krahasueshme me procesorët e kompjuterëve personalë të dhjetë viteve më parë, dhe më shpesh madje tejkalojnë ndjeshëm performancën e tyre.

Arkitektura Von Neumann

Shumica e procesorëve modernë të kompjuterëve personalë bazohen në përgjithësi në disa versione të procesit të përpunimit sekuencial ciklik të shpikur nga John von Neumann.

D. von Neumann doli me një skemë për ndërtimin e një kompjuteri në 1946.

Hapat më të rëndësishëm në këtë proces janë përshkruar më poshtë. Arkitektura të ndryshme dhe ekipe të ndryshme mund të kërkojnë hapa shtesë. Për shembull, udhëzimet aritmetike mund të kërkojnë aksese shtesë në memorie që lexojnë operandët dhe shkruajnë rezultatet. Një tipar dallues i arkitekturës von Neumann është se instruksionet dhe të dhënat ruhen në të njëjtën memorie.

Fazat e ciklit të ekzekutimit:

1. Procesori vendos numrin e ruajtur në regjistrin e numëruesit të programit në autobusin e adresave dhe lëshon një komandë leximi në memorie;
2. Numri i caktuar është një adresë për memorie; memoria, pasi ka marrë adresën dhe komandën e leximit, vendos përmbajtjen e ruajtur në këtë adresë në autobusin e të dhënave dhe raporton gatishmërinë;
3. Procesori merr një numër nga autobusi i të dhënave, e interpreton atë si një komandë (instruksion makine) nga sistemi i tij i instruksionit dhe e ekzekuton atë;
4. Nëse instruksioni i fundit nuk është një instruksion i degës, procesori rrit me një (duke supozuar se gjatësia e secilit instruksion është një) numrin e ruajtur në numëruesin e programit; si rezultat, adresa e komandës tjetër formohet atje;
5. Hapi 1 kryhet përsëri.

Ky lak ekzekutohet pa ndryshim dhe quhet procesi(pra emri i pajisjes).

Gjatë procesit, procesori lexon një sekuencë udhëzimesh që gjenden në memorie dhe i ekzekuton ato. Kjo sekuencë komandash quhet program dhe paraqet algoritmin për funksionimin e dobishëm të procesorit. Rendi i leximit të komandave ndryshon nëse procesori lexon një komandë kërcimi - atëherë adresa e komandës tjetër mund të jetë e ndryshme. Një shembull tjetër i ndryshimit të procesit do të ishte kur merret një komandë ndalimi ose kalon në modalitetin e ndërprerjes së harduerit.

Komandat e CPU-së janë niveli më i ulët i kontrollit të kompjuterit, kështu që ekzekutimi i çdo komande është i pashmangshëm dhe i pakushtëzuar. Nuk bëhet asnjë kontroll për të siguruar që veprimet e kryera janë të pranueshme; në veçanti, humbja e mundshme e të dhënave të vlefshme nuk kontrollohet. Në mënyrë që kompjuteri të kryejë vetëm veprime të vlefshme, komandat duhet të organizohen siç duhet në programin e kërkuar.

Shpejtësia e kalimit nga një fazë e ciklit në tjetrën përcaktohet nga gjeneratori i orës. Gjeneratori i orës prodhon impulse që shërbejnë si ritëm për procesorin qendror. Frekuenca e impulseve të orës quhet frekuencë e orës.

Arkitektura e tubacioneve

Arkitektura e tubacionit ( tubacionet) u fut në procesorin qendror për të përmirësuar performancën. Në mënyrë tipike, për të ekzekutuar secilën komandë, është e nevojshme të kryhen një numër i caktuar operacionesh të ngjashme, për shembull: marrja e një komande nga RAM, dekodimi i komandës, adresimi i operandit në RAM, marrja e operandit nga RAM, ekzekutimi i komandës, shkrimi rezultati në RAM. Secili prej këtyre operacioneve shoqërohet me një fazë të transportuesit. Për shembull, një tubacion mikroprocesor MIPS-I përmban katër faza:

• marrja dhe deshifrimi i udhëzimeve (Fetch)
• adresimi dhe marrja e një operandi nga RAM (qasja në kujtesë)
• kryerja e veprimeve aritmetike
• ruajtja e rezultatit të operacionit (Dyqani)

Pas lirimit k Faza e saj e transportuesit, ajo menjëherë fillon të punojë në komandën tjetër. Nëse supozojmë se çdo fazë e transportuesit shpenzon një njësi të kohës në punën e saj, atëherë ekzekutimi i një komande në një transportues të gjatësisë n do të ndërmarrë hapa n njësitë e kohës, megjithatë, në rastin më optimist, rezultati i ekzekutimit të çdo komande të radhës do të merret pas çdo njësie kohe.

Në të vërtetë, në mungesë të një tubacioni, ekzekutimi i komandës do të marrë n njësitë e kohës (pasi komanda duhet ende të merret, deshifrohet, etj. për t'u ekzekutuar) dhe për t'u ekzekutuar m komandat do të kenë nevojë për njësi të kohës; kur përdorni një tubacion (në rastin më optimist) për të ekzekutuar m gjithçka që ju nevojitet janë komandat n + m njësitë e kohës.

Faktorët që ulin efikasitetin e transportuesit:

1. kohëzgjatja e ndërprerjes së tubacionit kur disa faza nuk përdoren (për shembull, adresimi dhe marrja e një operandi nga RAM nuk është e nevojshme nëse instruksioni funksionon në regjistra);
2. prisni: nëse komanda tjetër përdor rezultatin e asaj të mëparshme, atëherë kjo e fundit nuk mund të fillojë të ekzekutohet përpara se të ekzekutohet e para (kjo kapërcehet duke përdorur ekzekutimin jashtë rendit);
3. pastrimi i tubacionit kur një komandë dege e godet atë (ky problem mund të zgjidhet duke përdorur parashikimin e degës).

Disa procesorë modernë kanë më shumë se 30 faza në tubacion, gjë që rrit performancën e procesorit, por çon në shumë ndërprerje (për shembull, në rast të një gabimi në parashikimin e një dege të kushtëzuar.)

Arkitektura superskalare

Aftësia për të ekzekutuar udhëzime të shumta të makinës në një cikël procesori. Ardhja e kësaj teknologjie ka çuar në një rritje të konsiderueshme të produktivitetit.

x86 (edhe pse për shumë vite këta procesorë kanë qenë CISC vetëm për sa i përket sistemit të udhëzimeve të jashtme).

John Cocke nga.

Procesorët me dy bërthama përfshijnë koncepte të tilla si prania e bërthamave logjike dhe fizike: për shembull, një procesor me dy bërthama Intel Core Duo përbëhet nga një bërthamë fizike, e cila nga ana tjetër ndahet në dy bërthama logjike. Procesori Intel Core 2 Quad përbëhet nga katër bërthama fizike, gjë që ndikon ndjeshëm në shpejtësinë e tij.

Për momentin, procesorët me dy dhe katër bërthama janë gjerësisht të disponueshëm, veçanërisht Intel Core 2 Duo në bërthamën Conroe 65 nm (më vonë në bërthamën Wolfdale 45 nm) dhe Athlon64X2 bazuar në mikroarkitekturën K8. Në nëntor 2006, u lëshua procesori i parë me katër bërthama Intel Core 2 Quad i bazuar në bërthamën Kentsfield, i cili është një asamble e dy kristaleve Conroe në një paketë. Pasardhësi i këtij procesori ishte Intel Core 2 Quad në bërthamën Yorkfield (45 nm), arkitektonikisht i ngjashëm me Kentsfield, por me një madhësi më të madhe cache dhe frekuenca operative.

AMD ka ndjekur rrugën e vet, duke prodhuar procesorë me katër bërthama si një çip të vetëm (ndryshe nga Intel, procesorët e të cilit në fakt janë duke ngjitur së bashku dy çipa me dy bërthama). Përkundër gjithë progresivitetit të kësaj qasjeje, "quad-core" i parë i kompanisë, i quajtur AMD Phenom X4, nuk ishte shumë i suksesshëm. Vonesa e tij pas procesorëve konkurrues bashkëkohorë varionte nga 5 në 30 përqind ose më shumë, në varësi të modelit dhe detyrave specifike.

Për momentin (TM1-2 2009), të dyja kompanitë kanë përditësuar linjat e tyre të procesorëve me katër bërthama. Intel prezantoi familjen Core i7, e përbërë nga tre modele që funksionojnë në frekuenca të ndryshme. Pikat kryesore të këtij procesori janë përdorimi i një kontrolluesi memorie me tre kanale (tipi DDR-3) dhe teknologjia e emulimit me tetë bërthama (e dobishme për disa detyra specifike). Për më tepër, falë optimizimit të përgjithshëm të arkitekturës, ishte e mundur të përmirësohej ndjeshëm performanca e procesorit në shumë lloje detyrash. Ana e dobët e platformës që përdor Core i7 është kostoja e saj e tepërt, pasi instalimi i këtij procesori kërkon një motherboard të shtrenjtë në chipset Intel-X58 dhe një grup memorie DDR3 me tre kanale, i cili aktualisht është gjithashtu i shtrenjtë.

AMD, nga ana tjetër, prezantoi një linjë të procesorëve Phenom II X4. Gjatë zhvillimit të tij, kompania mori parasysh gabimet e saj: vëllimi i cache-it u rrit (qartësisht i pamjaftueshëm për Phenom-in e parë), dhe prodhimi i procesorit u transferua në një teknologji të procesit 45 nm, e cila bëri të mundur uljen e gjenerimit të nxehtësisë dhe rrisin ndjeshëm frekuencat e funksionimit. Në përgjithësi, AMD Phenom II X4 është në të njëjtin nivel me procesorët e gjeneratës së mëparshme Intel (bërthamë Yorkfield) në performancë dhe është mjaft dukshëm prapa Intel Core i7. Megjithatë, duke marrë parasysh koston e moderuar të platformës së bazuar në këtë procesor, perspektivat e saj në treg duken shumë më premtuese se ato të paraardhësit të saj.

Caching

Caching është përdorimi i memories shtesë me shpejtësi të lartë (memoria cache) për të ruajtur kopjet e blloqeve të informacionit nga memoria kryesore (RAM), probabiliteti i të cilit do të arrihet në të ardhmen e afërt është i lartë.

Ka memorie të nivelit 1, 2 dhe 3. Memoria e memories së nivelit të parë ka vonesën më të ulët (kohën e hyrjes), por është e vogël në madhësi; përveç kësaj, memoriet e nivelit të parë shpesh bëhen me shumë porta. Kështu, procesorët AMD K8 ishin në gjendje të kryenin shkrim 64-bit + lexim 64-bit ose dy lexime 64-bit për orë, AMD K8L mund të kryente dy lexime ose shkrime 128-bitësh në çdo kombinim, procesorët Intel Core 2 mund të prodhonin 128- bit shkrim + 128-bit lexim për rrahje. Memoria e fshehtë e nivelit 2 zakonisht ka vonesa dukshëm më të larta të aksesit, por ato mund të bëhen shumë më të mëdha. Cache e nivelit 3 është më e madhja në madhësi dhe mjaft e ngadaltë, por është ende shumë më e shpejtë se RAM.

Arkitektura paralele

Arkitektura von Neumann ka disavantazhin se është sekuenciale. Pavarësisht se sa e madhe duhet të përpunohet një masë e të dhënave, çdo bajt i saj do të duhet të kalojë përmes procesorit qendror, edhe nëse i njëjti operacion duhet të kryhet në të gjithë bajt. Ky efekt quhet ngushtica von Neumann.

Për të kapërcyer këtë pengesë, thirrën arkitekturat e procesorit paralele. Procesorët paralelë përdoren në superkompjuterë.

Opsionet e mundshme për arkitekturën paralele mund të jenë (sipas klasifikimit të Flynn):

Teknologjia e prodhimit të procesorit

Historia e zhvillimit të procesorit

Mikroprocesori i parë i disponueshëm në treg ishte Intel 4004 4-bitësh. Ai u pasua nga Intel 8080 8-bit dhe 8086 16-bit, të cilët hodhën themelet për arkitekturën e të gjithë procesorëve modernë të desktopit. Por për shkak të përhapjes së moduleve të memories 8-bit, u lëshua 8088, një klon i 8086 me një autobus memorie 8-bit. Më pas erdhi modifikimi i tij 80186. Procesori 80286 prezantoi një modalitet të mbrojtur me adresim 24-bit, i cili lejonte përdorimin e deri në 16 MB memorie. Procesori Intel 80386 u shfaq në 1985 dhe prezantoi modalitetin e përmirësuar të mbrojtur, adresimin 32-bit, duke lejuar përdorimin e deri në 4 GB RAM dhe mbështetjen për një mekanizëm memorie virtuale. Kjo linjë procesorësh është ndërtuar mbi një model llogaritës regjistri.

Paralelisht, po zhvillohen mikroprocesorë që marrin si bazë modelin e llogaritjes së stakut.

Teknologji moderne e prodhimit

Në kompjuterët modernë, procesorët janë krijuar si një modul kompakt (rreth 5x5x0,3 cm në madhësi) që futet në një prizë ZIF. Shumica e procesorëve modernë zbatohen në formën e një çipi të vetëm gjysmëpërçues që përmban miliona, dhe së fundmi edhe miliarda transistorë. Në kompjuterët e parë, procesorët ishin njësi të mëdha, ndonjëherë duke zënë kabinete të tëra dhe madje edhe dhoma, dhe ishin bërë nga një numër i madh përbërësish individualë.

Në fillim të viteve 1970, përparimet në teknologjinë LSI dhe VLSI (qark i integruar në shkallë të gjerë dhe shumë të gjerë) bënë të mundur vendosjen e të gjithë komponentëve të nevojshëm të CPU në një pajisje gjysmëpërçuese të vetme. U shfaqën të ashtuquajturit mikroprocesorë. Tani fjalët mikroprocesor dhe procesor janë bërë praktikisht sinonime, por atëherë nuk ishte kështu, sepse kompjuterët konvencionalë (të mëdhenj) dhe mikroprocesorë bashkëjetuan në mënyrë paqësore për të paktën 10-15 vjet të tjerë, dhe vetëm në fillim të viteve '80 mikroprocesorët zëvendësuan vëllezërit e tyre më të mëdhenj. . Duhet thënë se kalimi te mikroprocesorët më vonë bëri të mundur krijimin e kompjuterëve personalë, të cilët tashmë kanë depërtuar pothuajse në çdo shtëpi.

Procesorët kuantikë

Përpunuesit, funksionimi i të cilëve bazohet tërësisht në efektet kuantike. Aktualisht, po punohet për krijimin e versioneve të punës të përpunuesve kuantikë.

Mikroprocesorët rusë

Zhvillimi i mikroprocesorëve në Rusi kryhet nga MCST CJSC. Ai zhvilloi dhe vuri në prodhim mikroprocesorë universal RISC me standarde projektimi 130 dhe 350 nm. Zhvillimi i gjeneratës së re të procesorit superscalar Elbrus ka përfunduar. Konsumatorët kryesorë të mikroprocesorëve rusë janë ndërmarrjet komplekse ushtarako-industriale.

Historia e zhvillimit

Projekte të tjera kombëtare

Kinë

Shiko gjithashtu

Shënime

Lidhjet

• Procesorë vendas me shumë bërthama "Multikor", RISC+DSP, për kompleksin ushtarako-industrial
• Qeveria zeroi detyrimet për përpunuesit 18/09/2007
• Intel prezantoi një procesor me 80 bërthama Ferra.ru, 12 shkurt 2007

Ata i njohin shumë mirë komponentët bazë të një kompjuteri, por pak njerëz e kuptojnë se nga përbëhet procesori. Ndërkohë, kjo është pajisja kryesore e sistemit, e cila kryen veprime aritmetike dhe logjike. Funksioni kryesor i procesorit është të marrë informacion, ta përpunojë atë dhe të japë rezultatin përfundimtar. Duket e thjeshtë, por në realitet ky proces është kompleks.

Nga se përbëhet procesori?

CPU është një vafer miniaturë drejtkëndëshe prej silikoni që përmban miliona transistorë (gjysmëpërçues). Ata zbatojnë të gjitha funksionet që kryen procesori.

Pothuajse të gjithë procesorët modernë përbëhen nga komponentët e mëposhtëm:

1. Disa bërthama (rrallë 2, zakonisht 4 ose 8) që kryejnë të gjitha funksionet. Në thelb, thelbi është një procesor i veçantë në miniaturë. Disa bërthama të integruara në çipin kryesor punojnë në detyra paralelisht, gjë që përshpejton procesin e përpunimit të të dhënave. Sidoqoftë, më shumë bërthama nuk do të thotë gjithmonë performancë më e shpejtë e çipit.
2. Disa nivele të memories cache (2 ose 3), për shkak të të cilave koha e ndërveprimit midis RAM dhe procesorit zvogëlohet. Nëse informacioni është në cache, atëherë koha e hyrjes minimizohet. Rrjedhimisht, sa më e madhe të jetë madhësia e cache-it, aq më shumë informacion do të përshtatet dhe aq më i shpejtë do të jetë vetë procesori.
3. RAM dhe kontrolluesi i autobusit të sistemit.
4. Regjistrat janë qeliza memorie ku ruhen të dhënat e përpunuara. Ata gjithmonë kanë një madhësi të kufizuar (8, 16 ose 32 bit).
5. Bashkëprocesor. Një bërthamë e veçantë që është krijuar për të kryer një lloj operacioni specifik. Më shpesh, bërthama grafike (karta video) vepron si një bashkëprocesor.
6. Autobusi i adresave që lidh çipin me të gjitha pajisjet e lidhura me motherboard.
7. Autobusi i të dhënave - për lidhjen e procesorit me RAM. Në thelb, një autobus është një grup përcjellësish përmes të cilëve transmetohet ose merret një sinjal elektrik. Dhe sa më shumë përçues të ketë, aq më mirë.
8. Autobusi i sinkronizimit - ju lejon të kontrolloni ciklet e orës dhe frekuencën e procesorit.
9. Rinis autobusin - rivendos gjendjen e çipit.

Të gjithë këta elementë marrin pjesë në punë. Sidoqoftë, më e rëndësishmja midis tyre, natyrisht, është thelbi. Të gjithë komponentët e tjerë të specifikuar vetëm e ndihmojnë atë të kryejë detyrën e tij kryesore. Tani që e kuptoni se nga është bërë një procesor, mund t'i hidhni një vështrim më të afërt përbërësit kryesor të tij.



Bërthamat

Kur flasim për atë nga përbëhet një procesor qendror, para së gjithash duhet të përmendim bërthamat, pasi ato janë pjesët kryesore të tij. Bërthamat përfshijnë blloqe funksioni që kryejnë operacione aritmetike ose logjike. Në veçanti, mund të theksojmë:

1. Bllok për marrjen, dekodimin dhe ekzekutimin e udhëzimeve.
2. Blloko për ruajtjen e rezultateve.
3. Blloku i numëruesit të programit etj.

Siç e kuptoni, secila prej tyre kryen një detyrë specifike. Për shembull, njësia e marrjes së instruksioneve i lexon ato në adresën e specifikuar në numëruesin e programit. Nga ana tjetër, blloqet e dekodimit përcaktojnë se çfarë saktësisht duhet të bëjë procesori. Së bashku, puna e të gjitha këtyre blloqeve bën të mundur arritjen e detyrës së specifikuar nga përdoruesi.

Detyra kryesore

Vini re se bërthamat mund të kryejnë vetëm llogaritje matematikore dhe operacione krahasimi, si dhe të lëvizin të dhënat midis qelizave RAM. Megjithatë, kjo është e mjaftueshme që përdoruesit të luajnë lojëra në kompjuter, të shikojnë filma dhe të shfletojnë ueb.



Në thelb, çdo program kompjuterik përbëhet nga komanda të thjeshta: shtoni, shumëzoni, lëvizni, ndani, shkoni te udhëzimet kur plotësohet një kusht. Sigurisht, këto janë vetëm komanda primitive, por kombinimi i tyre së bashku ju lejon të krijoni një funksion kompleks.

Regjistrat

Nga çfarë tjetër përbëhet një procesor, përveç bërthamave? Regjistrat janë komponenti i dytë i rëndësishëm i tij. Siç e dini tashmë, këto janë qeliza të memories së shpejtë ku ndodhen të dhënat që përpunohen. Ato janë të ndryshme:

1. A, B, C - përdoret për të ruajtur informacionin gjatë përpunimit. Janë vetëm tre prej tyre, por mjafton.
2. EIP - ky regjistër ruan adresën e udhëzimit të ardhshëm në radhë.
3. ESP është adresa e të dhënave në RAM.
4. Z - këtu është rezultati i operacionit të fundit të krahasimit.

Procesori nuk është i kufizuar në këto regjistra. Ka të tjera, por ato të përmendura më lart janë më të rëndësishmet - janë ato që përdoren më shpesh nga çipi për të përpunuar të dhënat gjatë ekzekutimit të një programi të caktuar.



konkluzioni

Tani e dini se nga përbëhet procesori dhe cilat janë modulet kryesore të tij. Kjo përbërje e çipave nuk është konstante, pasi ato përmirësohen gradualisht, shtohen module të reja dhe përmirësohen të vjetrat. Sidoqoftë, sot ajo nga e cila përbëhet procesori, qëllimi dhe funksionaliteti i tij janë saktësisht siç përshkruhet më sipër.

Përbërja dhe parimi i përafërt i funksionimit të sistemeve të procesorit të përshkruar më sipër janë thjeshtuar në minimum. Në fakt, i gjithë procesi është më i ndërlikuar, por për ta kuptuar atë duhet të merrni arsimin e duhur.