Hvordan fungerer prosessoren?

I dag har nesten hvert hus en datamaskin. Uten ham er det vanskelig å forestille seg dagens liv. Søk etter nødvendig informasjon, se nyheter og vær, kjøp og salg av varer, se på filmer og programmer - alt dette kan gjøres uten å forlate hjemmet og uten spesiell innsats. Bare trenger å slå på datamaskinen og gå online.

Men få mennesker tenker på hva det består avdatamaskin, som du så raskt kan få all nødvendig informasjon. En av hovedkomponentene i datamaskinen er prosessoren. Forstå hvordan prosessoren fungerer, du kan tydeliggjøre for deg mange nye ting.

Hva er en prosessor

Den sentrale prosessoren, eller som den kalles innDatavitenskapens verden - CPU er hovedkomponenten til hvilken som helst datamaskin, det er hans hjerte og hjerne. Det er prosessoren som utfører alle kommandoene som er oppgitt av brukeren, behandler all informasjon og kontrollerer andre enheter på datamaskinen.

I dag produserer hovedprosessorener Intel og Advanced Micro Devices (AMD), som i lang tid vært på markedet av informasjonsteknologi og uttrykte seg bare med den beste hånden. Naturligvis er det andre produsenter, men til nivået på disse gigantiske selskapene er de fortsatt veldig langt unna. Det er interessant at Intel og AMD stadig kjemper for ledelsen i produktoren av prosessorer, som vekselvis vinner første posisjoner i utgivelsen av nye modeller. Merkelig nok er det denne kampen som gir impuls til den konstante kvalitative utviklingen av dette området av informasjonsteknologi.

utseende

Begynn å inspisere enhetens prosessoren datamaskin er nødvendig med utseende. Ved første øyekast er det bare en metallkasse, på baksiden av det er det et lite brett om 5x5 cm i størrelse og forskjellige kontakter, hvor prosessoren er festet til hovedkortet. I midten av prosessoren er millioner, og noen ganger til og med milliarder forskjellige transistorer, som utfører det grunnleggende arbeidet.

Hva er prosessoren laget av?

Prosessoren består i hovedsak av sand ogmer presist, silisium, som i jordskorpen bare er 30%. Prosessor for dannelse av prosessorer er ganske komplisert, krever spesielle utstyrs- og materialkostnader. Kort sagt, ordningen med produksjonsprosessorer ligner på samme måte teknologien for utskrift av bilder - når den er produsert ved hjelp av fotolithografiteknologi. I rollen som fotografering er det de "pannekaker" - fremtidige prosessorer, noe som sterkt akselerert ved hjelp av en spesiell kjøre bor-ioner skape en miniatyr struktur med flere transistorer. Og jo tynnere den teknologiske prosessen, jo mer kraft og fart på denne strukturen. Hvert år dimensjonene av disse strukturelle elementene er mindre og i løpet av kort tid, forskere anslår at de kan nå bare ca 15 nm.

Videre er denne halvlederstrukturerte delen plassert på brettet, og ledninger er festet for å feste prosessoren til hovedkortet - prosessoren er klar!

Du kan fjerne dekselet og se på det interne arrangementet til prosessoren, men det er fare for skade på de fineste detaljene til prosessoren, noe som kan føre til at den ikke fungerer.

bestanddeler av

Over tid, enheten og driften av prosessorenkvalitativt endring. Reduserer og størrelsen på prosessorer. I dag brukes nesten samme prinsipper for byggprosessorer som tidligere, bare størrelsen på komponentene har endret seg.

Inne i prosessorenheten er også veldiginteressant. Den består av en felles arkitektur - alt som inkluderer brettet, kjernene (datamaskinens hastighet avhenger av arbeidet), dekkene (de monteringene som kobler til hovedkortet) og revisjonene (partikler som er mindre enn kjernen, men også veldig viktig og funksjonell).

Datamaskinens ytelsesindikatorer

Svaret fra datamaskinen til de angitte kommandoene kanavhengig av flere indikatorer: Antall kjerner, antall tråder (kanskje ikke sammenfallende med antall kjerner), størrelsen på cachen - prosessorens interne minne, klokkfrekvensen, dekkets hastighet, samt prosessens faktiske produksjonsprosess.

Operasjonsprinsipp

Etter å ha studert enheten i detalj, kan du nå vurdere prinsippen til prosessoren. Datamaskinen starter sitt arbeid etter å ha mottatt en bestemt kommando fra brukeren.

Men svært få mennesker vet at et lag består av to deler - operativ og operand:

• Operativdelen av kommandoen viser hva datamaskinen må utføre,
• Den andre delen av kommandoen gir prosessoren operand - noe prosessoren skal jobbe med.

Noen prosessorer kan inneholde totransportør, dvs. databehandlingsenheter. Hver og en dividerer kommando gitt av brukeren maskinen på flere trinn: generering, dekoding (dvs. dekryptering kommando), utføring kommandoen i seg selv, for å hukommelses prosessor og lagring av de oppnådde resultater. Alle disse stadiene er gjort på kortest mulig tid. Når rørledningen går, tildeles hvert trinn en klokke syklus med samme frekvens, slik at hver prosessor i prosessoren tildeles fem sykluser.

Cacheminnet til hvilken som helst prosessor økerdets drift. I dag er det vanlig å bruke to cache-minne, fordi Bruken av en resulterte i konflikter i utførelsen av kommandoer. Dette skyldes det faktum at ofte to lag forsøkte å ta informasjon fra ett hurtigminne. Separat caching eliminerer helt forekomsten av slike situasjoner og tillater at to lag utføres samtidig.

Forstå hvordan prosessoren på en datamaskin fungerer, er det verdt å vurdere at prosessorene er forskjellige: lineær, syklisk og forgrening.

• Linjære prosessorer kjører kommandoer avhengig av rekkefølgen av deres skriving i RAM.
• Sykliske og forgreningsprosessorer utfører kommandoer avhengig av resultatene av testavgreningsforhold.

Det er også viktig å vite hvordan prosessorbussen fungerer. De er to, en, den raske bussen fungerer med cache-minnet på andre nivå, den andre bussen (tregere) er designet for å jobbe med utveksling av informasjon med andre enheter.