Centralny procesor - cała głowa

Działanie dowolnego komputera jest zapewniane przez jedenMałe urządzenie (układ), które nazywa się procesorem centralnym. Podłoże krzemu osadza się na nim warstwy zawierające elementy strukturalne z: jednostki arytmetyczno-logicznej (przetwarzania danych), urządzenie sterujące (w celu ustalenia kolejności wykonywania poleceń) rejestry (do przechowywania danych), wewnętrzna pamięć podręczna (dla przyspieszenia wymianie z eksploatacji pamięć), wewnętrzną magistralę (do przesyłania informacji między funkcyjnymi częściami procesora), itp.

Centralny procesor, a raczej jego zegarczęstotliwość, określa prędkość całego systemu. Częstotliwość zegara zapewnia synchronizację, tj. spójność działań poszczególnych bloków wewnątrz procesora i poza nim. W nowoczesnych procesorach do komputerów osobistych ta cecha jest jednostką gigaherca (GHz), co oznacza, że ​​jest w stanie wykonać kilka miliardów elementarnych operacji w ciągu jednej sekundy. Ponadto główne cechy procesora to głębia bitowa, ilość wewnętrznej pamięci podręcznej, liczba rdzeni i gniazdo.

Aby zapewnić określoną wydajnośćkomputer w pierwszej kolejności, musisz wybrać odpowiedni procesor. Rozważmy to urządzenie bardziej szczegółowo. Typy procesorów różnią się architekturą wewnętrzną, na przykład alokują potoki i superskalarne procesory. Pierwsze zwiększa produktywność dzieląc proces wykonywania poleceń na oddzielne etapy, podczas gdy procesor jednocześnie przetwarza kilka poleceń na różnych etapach jednocześnie. Im więcej etapów na przenośniku, tym wyższa jest częstotliwość zegara i odpowiednio wydajność. Ale tylko w rozsądnych granicach.

Procesory superskalarne używające kilkurdzenie obliczeniowe mogą zrównoważyć wykonanie programu, ale wymaga to oprogramowania, które umożliwi podział kodu na osobne wątki, które mogą działać równolegle. W tym przypadku obecność na przykład dwóch rdzeni wewnątrz procesora nie gwarantuje podwojenia wydajności, ponieważ nie każdy program może podzielić się na dwa równoważne strumienie, nie wspominając o czterech lub ośmiu wątkach.

Procesor nazywa się tak, ponieważto główne urządzenie komputerowe, ale nie jedyne. Ponadto w systemie znajdują się kontrolery różnych urządzeń i interfejsów, a także procesory do przetwarzania wideo, audio itp.

Początkowo komputer został wymyślony i stworzonytylko jako urządzenie do obliczeń, więc centralny procesor był "odpowiedzialny" za wszystkie procesy w systemie: wprowadzanie informacji, przetwarzanie (przekształcenia matematyczne), wyprowadzanie informacji. Teraz użytkownicy są coraz bardziej dostrojeni do innych rodzajów informacji, takich jak tekst, grafika, wideo, dźwięk. Dlatego centralny procesor stopniowo zatracił całkowicie wpływową strefę wpływów, które do niego należały, i współodpowiedzialność za inne urządzenia komputerowe.