Modernaj procesoroj havas la formon de malgranda rektangulo, kiu estas prezentita en formo de plato de silicio. La plato mem estas protektita per speciala kazo el plasto aŭ ceramiko. Ĉiuj ĉefaj cirkvitoj estas protektataj, dank 'al ili plenumiĝas la kompleta laboro de la CPU. Se ĉio estas ege simpla kun la aspekto, do pri la cirkvito mem kaj kiel la procesoro estas aranĝita? Ni rigardu ĝin pli detale.
Kiel funkcias la komputila procesoro
La CPU enhavas malgrandan nombron da diversaj elementoj. Ĉiu el ili elfaras sian propran agon; datumoj kaj kontrolo estas translokigitaj. Ordinaraj uzantoj kutimas distingi procesorojn per sia horloĝrapideco, kaŝmemoro kaj kernoj. Sed ĉi tio ne estas ĉio, kio provizas fidindan kaj rapidan funkciadon. Ĝi valoras pagi specialan atenton al ĉiu ero.
Arkitekturo
La interna dezajno de la CPU ofte diferencas unu de la alia, ĉiu familio havas sian propran aron da propraĵoj kaj funkcioj - tio nomiĝas ĝia arkitekturo. Ekzemplon de la dezajno de la procesoro vi povas vidi en la suba bildo.
Sed multaj kutimas signifi iomete malsaman signifon per procesora arkitekturo. Se ni konsideras ĝin el la vidpunkto de programado, tiam ĝi estas determinita de sia kapablo ekzekuti certan aron da kodoj. Se vi aĉetas modernan CPU, tiam plej probable ĝi rilatas al la x86-arkitekturo.
Vidu ankaŭ: Determinante la procesan kapaciton
Kernoj
La ĉefa parto de la CPU estas nomata la kerno, ĝi enhavas ĉiujn necesajn blokojn kaj ankaŭ la logikaj kaj aritmetikaj taskoj estas plenumitaj. Se vi rigardas la figuron sube, vi povas konstati, kiel aspektas ĉiu funkcia bloko de la kerno:
- Instrukcioj elportu modulon. Ĉi tie instrukcioj estas agnoskitaj ĉe la adreso indikita en la instrukciilo. La nombro de samtempa legado de ordonoj rekte dependas de la nombro de malĉifritaj unuoj instalitaj, kio helpas ŝarĝi ĉiun horloĝan ciklon kun la plej granda nombro de instrukcioj.
- Filio prognozisto respondeca pri la optimuma funkciado de la instrukcia unuo. Ĝi determinas la sinsekvon de plenumeblaj komandoj ŝargante la kernan dukto.
- Modulo pri malkodado. Ĉi tiu parto de la kerno respondecas pri difino de iuj procezoj por plenumi taskojn. La malkodiĝa tasko mem estas tre komplika pro la ŝanĝiĝema grando de la instrukcio. En la plej novaj procesoroj, ekzistas pluraj tiaj unuoj en unu kerno.
- Datumaj Samplaj Moduloj. Ili prenas informojn de RAM aŭ kaŝmemoro. Ili efektivigas precize la specimenojn de datumoj, kiuj estas necesaj ĉi-momente por la plenumo de la instrukcio.
- Kontrola unuo. La nomo mem jam parolas pri la graveco de ĉi tiu ero. En la kerno, ĝi estas la plej grava elemento, ĉar ĝi distribuas energion inter ĉiuj blokoj, helpante kompletigi ĉiun agadon ĝustatempe.
- Modulo por konservado de rezultoj. Desegnita por skribado post prilaborado de instrukcioj en RAM. La konservita adreso estas indikita en la kuranta tasko.
- Elemento de laboro kun ĉesigoj. La CPU kapablas plenumi plurajn taskojn samtempe danke al la interrompa funkcio, tio permesas al ĝi ĉesigi la progreson de unu programo, ŝanĝante al alia instrukcio.
- Registroj Provizoraj rezultoj de instrukcioj konserviĝas ĉi tie; ĉi tiu ero povas esti nomata malgranda rapida RAM. Ofte ĝia volumo ne superas plurajn centojn da bajtoj.
- Teamokonstruisto Ĝi stokas la adreson de la komando, kiu partoprenos en la sekva procesiga ciklo.
Sistemo-buso
Sur la sistemo buso CPU konektitaj aparatoj, kiuj estas parto de la komputilo. Nur li estas rekte konektita al ĝi, la ceteraj elementoj estas konektitaj per diversaj kontroliloj. En la buso mem estas multaj signalaj linioj per kiuj transdoniĝas informoj. Ĉiu linio havas sian propran protokolon, kiu disponigas komunikadon per regiloj kun aliaj konektitaj komputilaj komponentoj. La buso havas sian propran frekvencon respektive ju pli alta ĝi estas, des pli rapide estas la interŝanĝo de informoj inter la konektantaj elementoj de la sistemo.
Memoro de kaŝmemoro
CPU-rapideco dependas de sia kapablo elekti komandojn kaj datumojn de memoro kiel eble plej rapide. Pro la kaŝmemoro, la ekzekuta tempo estas reduktita pro la fakto, ke ĝi ludas la rolon de provizora bufro, kiu provizas tujan translokadon de CPU-datumoj al RAM aŭ inverse.
La ĉefa trajto de la kaŝmemoro estas ĝia nivelo-diferenco. Se ĝi estas alta, tiam la memoro estas pli malrapida kaj pli volumena. La memoro de la unua nivelo estas konsiderata la plej rapida kaj plej malgranda. La principo pri funkciado de ĉi tiu elemento estas tre simpla - la CPU legas datumojn de RAM kaj enmetas ĝin en la kaŝmemoron ĉe ajna nivelo, dum viŝado de la informoj alireblas de longe. Se la procesoro bezonas ĉi tiujn informojn denove, ĝi ricevos ĝin pli rapide danke al la provizora bufro.
Socket
Pro tio, ke la procesoro havas propran konektilon (socket aŭ fendon), vi povas facile anstataŭigi ĝin en kazo de rompo aŭ ĝisdatigo de la komputilo. Sen prizono, la CPU simple estus vendita en la plako patrino, komplikante postajn riparojn aŭ anstataŭaĵojn. Ĝi valoras atenti - ĉiu socket estas desegnita ekskluzive por instali certajn procesorojn.
Ofte uzantoj neatenteme aĉetas nekongruan procesoron kaj patrinaron, kio kaŭzas pliajn problemojn.
Legu ankaŭ:
Elekto de procesoro por la komputilo
Elektu plakon por via komputilo
Video-kerno
Danke al la enkonduko de video-kerno en la procesoro, ĝi funkcias kiel video-karto. Kompreneble ĝi ne povas esti komparata kun ĝia potenco, sed se vi aĉetas CPU por simplaj taskoj, vi povas tute sen grafika karto. Plej bone, la integra video-kerno montras sin en malmultekostaj tekkomputiloj kaj malmultekostaj labortablaj komputiloj.
En ĉi tiu artikolo, ni ekzamenis detale en kio konsistas la procesoro, parolis pri la rolo de ĉiu elemento, ĝia graveco kaj dependeco de aliaj elementoj. Ni esperas, ke ĉi tiu informo estis utila, kaj vi lernis ion novan kaj interesan por vi mem el la mondo de CPU.
