Finalizat: Meshcheryakov DS
Verificat: Zhukova MS.
Unitatea centrală de procesare (CPU sau protsessovoe unitate centrală - CPU; .. Engl centralprocessingunit, abreviat - CPU, literalmente - unitate centrală de procesare) - cip mașină interpret instrucțiunile (cod de program), partea principală a hardware-ului de calculator sau un controler logic programabil. Uneori este numit un microprocesor sau pur și simplu un procesor. Pe argou computerizat se numește "procent" sau "piatră".
Istoria dezvoltării tehnologiei pentru producerea procesoarelor corespunde pe deplin istoriei dezvoltării tehnologiei de producție a elementului de bază.
Prima etapă care a afectat perioada de la anii patruzeci până la sfârșitul anilor cincizeci a fost crearea de procesoare care utilizează relee electromecanice, miezuri de ferită (dispozitive de memorie) și lămpi cu vid. Acestea au fost instalate în conectori speciali pe modulele asamblate în rafturi. Un număr mare de astfel de rafturi, conectate de conductori, în ansamblu reprezintă un procesor. O caracteristică distinctivă a fost fiabilitatea scăzută, viteza redusă și disiparea înaltă a căldurii.
A doua etapă, de la mijlocul anilor cincizeci până la mijlocul anilor șaizeci, a fost introducerea de tranzistori. Tranzistorii erau deja montați pe panouri, care sunt aproape de cele moderne, instalate în rafturi. Ca și înainte, în medie, procesorul a constat din mai multe astfel de suporturi. Creșterea vitezei, sporirea fiabilității, reducerea consumului de energie.
A treia etapă, care a avut loc la mijlocul anilor șaizeci, a fost utilizarea microcircuitelor. microcircuit Utilizată inițial grad scăzut de integrare care conține tranzistor și simplu de asamblare rezistor, apoi în dezvoltarea tehnologiei de proces au fost utilizate cip implementarea unor elemente de design de circuit digital (primele chei elementare și elemente logice, și apoi elementele mai complexe - registre elementare, contoare, vipere), mai târziu au apărut microcipuri care conțin blocuri funcționale ale procesorului - un dispozitiv cu microprogram, o unitate logică aritmetică, registre, dispozitive de lucru cu date și linii de comandă.
Al patrulea pas a fost crearea unui microprocesor, în care într-un singur cip fizic au fost aranjate toate elementele de bază și unitățile de procesor. compania Intel în 1971 a creat primul 4-biți microprocesor din lume 4004, pentru a fi utilizate în calculatoare. Treptat, aproape toate procesoarele au început să fie produse sub formă de microprocesoare. Cu excepția unui lungă perioadă de timp a rămas singura procesoare editie limitata, hardware-ul optimizat pentru sarcini speciale (cum ar fi supercalculatoare sau procesoare pentru a rezolva o serie de obiective militare), sau procesoare, care sunt supuse unor cerințe speciale în ceea ce privește fiabilitatea, viteza și protecția împotriva impulsuri electromagnetice și radiații ionizante. Treptat, odată cu reducerea costurilor și răspândirea tehnologiei moderne, aceste procesoare sunt, de asemenea, încep să fie făcute în formatul microprocesorului.
În același timp, microprocesoarele sunt în curs de dezvoltare, luând ca bază modelul de calcul al stivei.
# prelevare (citire) a comenzilor executabile;
# Introduceți (citiți) datele;
# ieșire (scriere) de date în memorie sau la dispozitive de intrare / ieșire;
# procesarea datelor (operanzi), inclusiv operațiunile aritmetice pe ele;
# manipularea întreruperilor și modul de acces direct;
Ce este un procesor cu o durere în jumătate cunoaște mulți oameni, dar cum să înțeleagă documentația tehnică pentru el. Ceea ce este în prețul cifrelor fără sens și al altor întrebări similare nu este stăpânul fiecăruia. Da, și uneori experții în domeniul calculatoarelor nu reprezintă întotdeauna în mod clar ceea ce semnifică cuvântul "count", de exemplu.
Să aruncăm o privire asupra principalelor caracteristici ale procesorului. Având în vedere faptul că atunci când alegeți un computer, totul este important - vom dezasambla, dacă este posibil, toate
1.Taktovaya frecvență - tact putem numi în mod condiționat o operațiune. Unitatea de măsură este MHz și GHz (megahertz și gigahertz). 1 MHz - înseamnă că procesorul poate efectua 1 milion de operații pe secundă. Avem un procesor de 3.16 GHz pe computerul de acasă - prin urmare, acesta poate efectua 3 miliarde 166 milioane operațiuni pe secundă.
2. O altă caracteristică principală a procesorului este capacitatea de bit. Acum, din ce în ce mai multe procesoare sunt 64 de biți. În general, adâncimea de biți înseamnă cât de multă RAM se poate maximiza în calculatorul dvs. În principiu, acum pentru un computer de acasă sunt destul de suficiente 4 GB de RAM și, prin urmare, un procesor pe 32 de biți. Dacă nu aveți un server la domiciliu, atunci nu căutați un pic mai mare.
3. Cache-ul procesorului este un parametru destul de important. Cu cât este mai mult, cu atât mai multe date sunt stocate într-o memorie specială, ceea ce accelerează procesorul. Memoria cache a procesorului conține date care pot fi necesare în viitorul foarte apropiat. Deci nu sunt confundate în nivelurile cache - amintiți-vă o proprietate: primul nivel de cache este cel mai rapid, dar cel mai mic, al doilea - mai lent, dar mai mult și memoria cache de al treilea nivel este cel mai lent și cea mai mare (dacă există)
4. Procesul tehnic (tehnologie, uneori, scris) - nu este caracteristica principală a procesorului pentru un om obișnuit pe stradă, dar noi trebuie să fim conștienți de ea, pentru a înțelege articolele absconse de pe site-uri de calculator. Cu cât procesul este mai mic, cu atât mai mult spun, cu atât mai bine. De fapt, aceasta este zona cristalului de pe procesor. Cu cât cristalele sunt mai mici, cu atât mai mult se pot potrivi, astfel crește viteza ceasului. Da, și pe un cristal mai mic aveți nevoie de mai puțină tensiune, astfel că disiparea căldurii scade, astfel încât din nou puteți crește frecvența ceasului. Acest lanț este dat ca un exemplu, că ați înțelege cum este interconectat totul. Aceste procese din lista de prețuri nu pot fi scrise, dar în recenzii se menționează aproape întotdeauna.
5.Socket - acest parametru este necesar pentru standardizarea tuturor procesoarelor pe conectorii de conectare la placa de bază. De exemplu, Socket LGA775 - dacă întâlniți o astfel de caracteristică pe placa de bază, atunci numai procesoarele cu etichetă LGA775 Socket și niciun altul nu se vor potrivi. De asemenea, funcționează regula inversă.
3) multi-secțiune
În funcție de numărul de circuite integrate mari dintr-un set de microprocesoare, microprocesoarele sunt secționate cu un singur cip, multi-cristal și multi-cip.
Microprocesoarele cu un singur chip sunt obținute prin implementarea întregului hardware al procesorului sub forma unui singur LSI sau VLSI (un circuit integrat ultra-mare). Pe măsură ce crește gradul de integrare a elementelor în cristal și numărul de știfturi ale carcasei, se îmbunătățesc parametrii microprocesoarelor cu un singur chip. Cu toate acestea, capacitățile microprocesoarelor cu un singur chip sunt limitate de resursele hardware ale cristalului și ale carcasei. Pentru a obține un microprocesor multi-chip, este necesar să-i împărțim structura logică în părți complete din punct de vedere funcțional și să le implementăm sub forma unui LSI. Completitudinea funcțională a unui microprocesor multi-chip LSI înseamnă că piesele sale îndeplinesc funcții predefinite și pot funcționa autonom.
microprocesoare multicip secționate sunt obținute atunci când sunt implementate ca parte LSI (secțiune) a structurii logice a procesorului în partiționarea funcțională a avioanelor sale verticale. Pentru a construi microprocesoare pe mai multe biți, cu includerea în paralel a secțiunilor LSI, acestea adaugă "andocare".
Clasificarea în funcție de scop
Microprocesoarele universale pot fi utilizate pentru a rezolva o mare varietate de sarcini diferite. În același timp, performanța lor efectivă depinde foarte puțin de specificul problemei sarcinilor care trebuie rezolvate. Specializarea MP, adică orientarea sa problematică spre performanța accelerată a anumitor funcții poate crește dramatic performanța eficientă în rezolvarea anumitor sarcini.
microprocesoare specializate suplimentare pot distinge diferite microcontrolere orientate secvențe complexe de operații logice, matematice MP destinate să îmbunătățească performanța atunci când efectuează aritmetică, de exemplu, metode de matrice pentru performanța lor, de prelucrare a datelor MP în diverse domenii de aplicații și altele. D. Cu ajutorul MP specializat, este posibilă rezolvarea eficientă a unor noi sarcini complexe de procesare paralelă a datelor. De exemplu, o convoluție permite procesarea mai complexă a semnalelor matematice decât metodele de corelare utilizate pe scară largă. Acestea din urmă reduc practic la compararea a numai două serii de date: semnalele de intrare transmise de forma de undă și cele de referință fixe și determinarea asemănării lor. Convoluția permite potrivirea în timp real pentru semnale de formă diferită prin compararea lor cu semnale de referință diferite, care, de exemplu, pot izola în mod eficient un semnal util împotriva unui fundal de zgomot.
Clasificarea prin natura organizării temporare a muncii
Microprocesoarele sincrone sunt microprocesoare în care începutul și sfârșitul operațiunilor sunt specificate de dispozitivul de comandă (timpul pentru efectuarea operațiilor în acest caz nu depinde de tipul comenzilor efectuate și de valorile operandului).
Microprocesoarele asincrone permit ca începutul fiecărei operații următoare să fie determinat de semnalul final al operațiunii anterioare. Pentru o utilizare mai eficientă a fiecărui dispozitiv al sistemului microprocesor, circuitele electronice sunt introduse în compoziția dispozitivelor de funcționare asincronă, care asigură funcționarea autonomă a dispozitivelor. După ce ați terminat lucrul la o anumită operație, dispozitivul generează un semnal de cerere, indicând disponibilitatea acestuia pentru următoarea operație. În acest caz, rolul distribuitorului natural de muncă preia memoria, care, în conformitate cu o prioritate predeterminată, îndeplinește cerințele celorlalte dispozitive pentru a le furniza informații de comandă și date.
Clasificarea după numărul de programe executate
În microprocesoare cu program unic, se execută un singur program. Trecerea la execuția unui alt program are loc după finalizarea programului curent.
În microprocesoarele cu mai multe sau mai multe programe, mai multe (de obicei câteva zeci de programe) sunt executate simultan. Organizarea funcționării multiprogramelor a sistemelor de control microprocesor permite controlul stării și controlului unui număr mare de surse sau receptoare de informații.
Principalii monopolisti pe piata procesoarelor sunt campaniile Intel si AMD.
Actiuni ale companiilor pe piata
Cel mai recent model al campaniei AMD este procesorul AMD Phenom II X6 cu 6 nuclee.
Ultimul model al campaniei Intel Corei7 Extreme.
perspective
În următorii 10-20 de ani, cel mai probabil, partea materială a procesatorilor se va schimba, având în vedere că procesul tehnologic va atinge limitele fizice ale producției. Poate că va fi:
1. Computere optice - în care, în loc de semnale electrice, sunt procesate fluxuri de lumină (fotoni, nu electroni).
2. Calculatoare cuantice, a căror activitate se bazează în întregime pe efecte cuantice. În prezent, este în curs de lucru pentru a crea versiuni de lucru ale procesoarelor cuantice.
3. Calculatoarele moleculare sunt sisteme informatice care utilizează capacitățile computaționale ale moleculelor (în principal cele organice). Calculatoarele moleculare folosesc ideea posibilităților de calcul pentru aranjarea atomilor în spațiu.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: