Os procesadores modernos teñen a forma dun pequeno rectángulo, que se presenta en forma de placa de silicio. A propia placa está protexida por unha carcasa especial feita de plástico ou cerámica. Todos os esquemas principais están baixo protección, grazas a eles realízase o traballo completo da CPU. Se a aparencia é moi sinxela, entón o propio circuíto e como funciona o procesador? Imos separalo.
Como funciona un procesador de ordenador?
A composición da CPU inclúe un pequeno número de elementos diferentes. Cada un deles realiza a súa acción, a transferencia e control de datos prodúcese. Os usuarios comúns están afeitos distinguir os procesadores pola súa frecuencia de reloxo, a cantidade de memoria caché e os núcleos. Pero isto non é todo o que garante un traballo fiable e rápido. Vale a pena prestar especial atención a cada compoñente.
Arquitectura
O deseño interno da CPU é a miúdo diferente entre si, cada familia ten o seu propio conxunto de propiedades e funcións. Isto chámase arquitectura. Un exemplo do deseño do procesador que podes ver na imaxe seguinte.
Pero moitos son usados para implicar un significado lixeiramente diferente pola arquitectura do procesador. Se o consideramos desde o punto de vista da programación, entón está determinado pola súa capacidade para executar un determinado conxunto de códigos. Se compras unha CPU moderna, probablemente pertence á arquitectura x86.
Vexa tamén: Determine a capacidade dos díxitos do procesador
Núcleos
A parte principal da CPU chámase núcleo, contén todos os bloques necesarios, así como tarefas lóxicas e aritméticas. Se ves a figura seguinte, podes ver como se parece a cada bloque funcional de núcleo:
- Instrucións de mostra do módulo. Aquí o recoñecemento das instrucións leva a cabo o enderezo que se indica no mostrador de comandos. O número de lecturas simultáneas de comandos depende directamente do número de bloques de descifrado instalados, o que axuda a cargar cada ciclo de traballo co maior número de instrucións.
- Predictor de conversión é responsable do funcionamento óptimo do bloque de selección de instrucións. Determina a secuencia de comandos executables, cargando o gasoduto do núcleo.
- Módulo de descodificación Esta parte do núcleo é responsable de definir algúns procesos para realizar tarefas. A tarefa de descodificación en si é moi complicada debido ao tamaño inconstante da instrución. Nos procesadores máis recentes destas unidades hai varios nun único núcleo.
- Módulos de mostraxe de datos. Toman información de RAM ou caché. Realizan exactamente a mostraxe de datos, que é necesaria neste momento para a execución da instrución.
- Unidade de control O propio nome fala sobre a importancia deste compoñente. No núcleo, é o elemento máis importante, xa que produce distribución de enerxía entre todos os bloques, axudando a realizar cada acción a tempo.
- O módulo garda os resultados. Deseñado para a gravación despois do final do proceso de instrucións na RAM. O enderezo de gardado especifícase na tarefa de execución.
- O elemento de operación de interrupción. A CPU é capaz de realizar varias tarefas á vez grazas á función de interrupción, isto permítelle deter o funcionamento dun programa pasando a outra instrución.
- Rexistros. Aquí almacénanse os resultados temporais das instrucións; este compoñente pode chamarse unha pequena memoria de acceso aleatorio rápido. Moitas veces o seu volume non excede uns centos de bytes.
- Contador de comandos Almacena a dirección do comando que estará implicado no seguinte ciclo de procesador.
Bus de sistema
No bus do sistema a CPU conecta o dispositivo incluído no PC. Só el está directamente conectado a el, os outros elementos están conectados a través de varios controladores. No propio autobús hai unha infinidade de liñas de sinal a través das que se transmite información. Cada liña ten o seu propio protocolo, que proporciona comunicación cos controladores cos outros compoñentes conectados do ordenador. O bus ten a súa propia frecuencia, respectivamente, canto máis alto é, máis rápido será o intercambio de información entre os elementos de conexión do sistema.
Memoria caché
A velocidade da CPU depende da súa capacidade para seleccionar rapidamente os comandos e os datos da memoria. Debido á memoria caché, o tempo de funcionamento redúcese debido a que xoga o papel dun búfer temporal que proporciona a transferencia instantánea de datos da CPU á RAM ou viceversa.
A principal característica dun caché é a súa diferenza de nivel. Se é alto, entón a memoria é máis lenta e máis voluminosa. O máis rápido e pequeno é a memoria do primeiro nivel. O principio de funcionamento deste elemento é moi sinxelo: a CPU le a datos da RAM e coloca o no caché de calquera nivel, ao eliminar a información á que se accedeu durante moito tempo. Se o procesador necesita esta información de novo, o recibirá máis rápido debido a un buffer temporal.
Socket (conector)
Debido ao feito de que o procesador ten o seu propio conector (socket ou slot), pode substituílo facilmente por un avaría ou actualizar o seu ordenador. Sen unha toma de corrente, a CPU só sería soldada á placa basee, o que dificulta a reparación ou a substitución. Vale a pena prestar atención: cada conector está deseñado exclusivamente para instalar determinados procesadores.
Moitas veces, os usuarios comproban inadecuadamente un procesador e unha placa base incompatibles, o que causa problemas adicionais.
Vexa tamén:
Elixir un procesador para o ordenador
Elixir unha placa base para un ordenador
Núcleo de vídeo
Grazas á introdución do núcleo de vídeo no procesador, funciona como unha tarxeta de vídeo. Por suposto, non se compara coa súa potencia, pero si compras unha CPU para realizar tarefas sinxelas, entón podes prescindir dunha tarxeta gráfica. O mellor de todo é que o núcleo de vídeo integrado móstrase en portátiles de baixo custo e ordenadores de escritorio de baixo custo.
Neste artigo, describimos en detalle o que consiste o procesador, falamos do papel de cada elemento, da súa importancia e dependencia doutros elementos. Agardamos que esta información sexa útil e aprendiches algo novo e interesante para ti no mundo da CPU.
