CPU(Central Processing Unit) – gitnang processor, ang pangunahing chip sa isang computer, ang "utak" nito. Naglalaman ng register file, control unit, memory management unit (MMU), arithmetic logic unit (ALU), at iba pang block.

Ang mas mabilis na pagpapatakbo ng CPU, mas mabilis na tumatakbo ang buong PC. Ang CPU ay binubuo ng mga espesyal na cell na tinatawag na registers; Ang mga pangunahing katangian ng mga sentral na processor ay bilis at kapasidad. Ang bilis ay tumutukoy sa bilang ng mga cycle na ginagawa ng processor bawat segundo. Ang parameter na ito ay sinusukat sa megahertz (MHz), 1 MHz = 1,000,000 cycle bawat segundo. Ang bit depth ay isang parameter na mahalaga para sa mga computer device gaya ng mga panloob na rehistro, input/output data bus, at memory address bus.

Mayroong isang malawak na iba't ibang mga processor na magagamit ngayon, at sila ay patuloy na pinapabuti. Nasa ibaba ang mga pangunahing uri ng naturang mga CPU.

Mga processor ng CISC

Complex Instruction Set Computing - mga kalkulasyon na may kumplikadong set ng mga tagubilin. Ang arkitektura ng processor batay sa isang kumplikadong set ng pagtuturo. Ang mga karaniwang kinatawan ng CISC ay ang Intel x86 microprocessor family (bagaman sa loob ng maraming taon ang mga processor na ito ay naging CISC lamang sa mga tuntunin ng external na sistema ng pagtuturo).

Mga processor ng RISC

Pinababang Instruction Set Computing (teknolohiya) - mga kalkulasyon na may pinababang hanay ng mga tagubilin. Isang arkitektura ng processor batay sa isang pinababang set ng pagtuturo. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga fixed-length na mga tagubilin, isang malaking bilang ng mga rehistro, mga pagpapatakbo ng register-to-register, at ang kawalan ng hindi direktang pagtugon. Ang konsepto ng RISC ay binuo ni John Cocke ng IBM Research, at ang pangalan ay nilikha ni David Patterson. Ang pinakakaraniwang pagpapatupad ng arkitektura na ito ay kinakatawan ng mga processor ng serye ng PowerPC, kabilang ang G3, G4 at G5. Ang isang medyo kilalang pagpapatupad ng arkitektura na ito ay ang mga processor ng MIPS at Alpha series.

Mga processor ng MISC

Minimum Instruction Set Computing - mga kalkulasyon na may pinakamababang hanay ng mga tagubilin. Ang karagdagang pag-unlad ng mga ideya ng koponan ni Chuck Moore, na naniniwala na ang prinsipyo ng pagiging simple, ang orihinal para sa mga processor ng RISC, ay masyadong mabilis na nawala sa background. Sa init ng pakikibaka para sa pinakamataas na pagganap, nahuli at nalampasan ng RISC ang maraming mga processor ng CISC sa pagiging kumplikado. Ang arkitektura ng MISC ay batay sa isang stack-based na modelo ng computing na may limitadong bilang ng mga tagubilin (humigit-kumulang 20–30 mga tagubilin).

Mga multi-core na processor

Naglalaman ang mga ito ng ilang mga core ng processor sa isang pakete (sa isa o higit pang mga chip). Ang mga processor na idinisenyo upang magpatakbo ng isang kopya ng operating system sa maraming mga core ay isang lubos na pinagsama-samang pagpapatupad ng Multiprocessor system. Sa ngayon, malawak na magagamit ang mga processor na may dalawang core, partikular ang Intel Core 2 Duo batay sa Conroe core at ang Athlon64X2 batay sa K8 microarchitecture.

Noong Nobyembre 2006, inilabas ang unang four-core Intel Core 2 Quad processor batay sa Kentsfield core, na isang pagpupulong ng dalawang Conroe crystal sa isang pakete. Kasama sa mga dual-core na processor ang mga konsepto tulad ng pagkakaroon ng lohikal at pisikal na mga core: halimbawa, ang dual-core na Intel Core Duo processor ay binubuo ng isang pisikal na core, na kung saan ay nahahati sa dalawang lohikal. Ang Intel Core 2 Duo processor ay binubuo ng dalawang pisikal na core, na makabuluhang nakakaapekto sa bilis nito.

Noong Setyembre 10, 2007, ang katutubong (sa anyo ng isang solong chip) na mga four-core processor para sa mga server ng AMD Quad-Core Opteron ay inilabas para ibenta, na may pangalang AMD Opteron Barc elona sa panahon ng pag-unlad. Noong Nobyembre 19, 2007, ipinagbili ang AMD Quad-Core Phenom quad-core processor para sa mga home computer. Ang mga processor na ito ay nagpapatupad ng bagong K8L (K10) microarchitecture. Noong Setyembre 27, 2006, ipinakita ng Intel ang isang prototype ng isang 80-core processor. Ipinapalagay na ang mass production ng naturang mga processor ay magiging posible nang hindi mas maaga kaysa sa paglipat sa isang 32-nanometer na teknolohiya ng proseso, na dapat mangyari sa 2010. Sa kasalukuyan, karaniwan ang mga processor na ginawa gamit ang 28 at 22 nanometer na proseso.

Ang mga CPU at GPU ay halos magkatulad; Ngunit ano nga ba ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang mahalagang sangkap na ito ng anumang computer sa bahay?

Sa artikulong ito susubukan naming ipaliwanag sa napakasimple at madaling paraan kung ano ang pagkakaiba sa pagitan ng isang CPU at isang GPU. Ngunit kailangan muna nating tingnan ang dalawang processor na ito nang hiwalay.

Ang CPU (Central Processing Unit o Central Processing Unit) ay madalas na tinatawag na "utak" ng computer. Sa loob ng gitnang processor mayroong halos isang milyong transistors, sa tulong kung saan ang iba't ibang mga kalkulasyon ay ginaganap. Ang mga home computer ay karaniwang may mga processor na mayroong 1 hanggang 4 na core na may clock speed na humigit-kumulang 1 GHz hanggang 4 GHz.

Malakas ang processor dahil kaya nitong gawin ang lahat. Ang isang computer ay may kakayahang magsagawa ng isang gawain dahil ang processor ay may kakayahang gawin ang gawaing iyon. Nagawa ito ng mga programmer salamat sa malawak na set ng pagtuturo at malalaking listahan ng mga function na ibinahagi sa mga modernong central processing unit.

Ano ang GPU?

Ang GPU (Graphics Processing Unit o Graphics Processing Unit) ay isang espesyal na uri ng microprocessor na na-optimize para sa napakaspesipikong computing at graphics display. Ang isang GPU ay tumatakbo sa isang mas mababang bilis ng orasan kaysa sa isang CPU, ngunit may higit pang mga core ng pagproseso.

Maaari mo ring sabihin na ang GPU ay isang espesyal na CPU na ginawa para sa isang partikular na layunin - pag-render ng video. Sa panahon ng pag-render, ang GPU ay nagsasagawa ng mga simpleng kalkulasyon sa matematika nang maraming beses. Ang GPU ay may libu-libong mga core na tatakbo nang sabay-sabay. Bagama't ang bawat GPU core ay mas mabagal kaysa sa CPU core, ito ay mas mahusay pa rin sa pagsasagawa ng mga simpleng kalkulasyon sa matematika na kailangan upang magpakita ng mga graphics. Ang napakalaking parallelism na ito ang dahilan kung bakit ang GPU ay may kakayahang mag-render ng kumplikadong 3D graphics na kinakailangan ng mga modernong laro.

Pagkakaiba sa pagitan ng CPU at GPU

Ang GPU ay maaari lamang gumawa ng isang maliit na bahagi ng mga bagay na magagawa ng isang CPU, ngunit ginagawa nito ito sa hindi kapani-paniwalang bilis. Gagamit ang GPU ng daan-daang core para magsagawa ng mga agarang kalkulasyon sa libu-libong pixel habang nagre-render ng mga kumplikadong 3D graphics. Ngunit upang makamit ang mataas na bilis, ang GPU ay dapat magsagawa ng mga monotonous na operasyon.

Kunin, halimbawa, ang Nvidia GTX 1080. Ang video card na ito ay may 2560 shader core. Salamat sa mga core na ito, ang Nvidia GTX 1080 ay maaaring magsagawa ng 2,560 na mga tagubilin o operasyon sa isang ikot ng orasan. Kung gusto mong gawing 1% na mas maliwanag ang larawan, kakayanin ito ng GPU nang hindi nahihirapan. Ngunit ang quad-core Intel Core i5 central processor ay maaari lamang magsagawa ng 4 na tagubilin sa isang ikot ng orasan.

Gayunpaman, ang mga CPU ay mas nababaluktot kaysa sa mga GPU. Ang mga central processing unit ay may mas malaking set ng pagtuturo upang makagawa sila ng mas malawak na hanay ng mga function. Ang mga CPU ay nagpapatakbo din sa mas mataas na pinakamataas na bilis ng orasan at may kakayahang kontrolin ang input at output ng mga bahagi ng computer. Halimbawa, ang central processing unit ay maaaring isama sa virtual memory, na kinakailangan upang magpatakbo ng modernong operating system. Ito mismo ang hindi magagawa ng GPU.

GPU Computing

Kahit na ang mga GPU ay idinisenyo para sa pag-render, ang mga ito ay may kakayahang higit pa. Ang pagpoproseso ng graphics ay isang uri lamang ng paulit-ulit na parallel computing. Ang iba pang mga gawain, tulad ng pagmimina ng Bitcoin at pag-crack ng password, ay umaasa sa parehong mga uri ng napakalaking set ng data at simpleng mga kalkulasyon sa matematika. Ito ang dahilan kung bakit ang ilang mga gumagamit ay gumagamit ng mga video card para sa mga hindi graphical na operasyon. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na GPU Computation o GPU computing.

Mga konklusyon

Sa artikulong ito inihambing namin ang CPU at GPU. Sa tingin ko, naging malinaw sa lahat na ang mga GPU at CPU ay may magkatulad na layunin, ngunit na-optimize para sa iba't ibang mga kalkulasyon. Isulat ang iyong opinyon sa mga komento, susubukan kong sagutin.

Ang central processing unit (CPU) ay ang bahagi ng computer na responsable para sa pagbibigay-kahulugan at pagpapatupad ng karamihan sa mga command mula sa iba pang computer hardware at software.

Gumagamit ang lahat ng device ng processor, kabilang ang mga desktop, laptop, tablet, smartphone... maging ang iyong flat screen TV.

Ang Intel at AMD ay ang dalawang pinakasikat na tagagawa ng mga processor para sa mga desktop, laptop at server, habang ang Apple, NVIDIA at Qualcomm ay mga pangunahing tagagawa ng mga smartphone at tablet.

Maaari kang makakita ng maraming iba't ibang pangalan na ginamit upang ilarawan ang isang processor, kabilang ang processor, computer processor, microprocessor, central processing unit, at ang "utak ng computer."

Ang mga computer monitor o hard drive ay minsan ay napakamali na tinutukoy bilang mga CPU, ngunit ang mga piraso ng hardware na ito ay nagsisilbing ganap na magkakaibang mga layunin at sa anumang paraan ay hindi katulad ng sa isang CPU.

Ano ang hitsura ng processor at saan ito matatagpuan?

Ang isang modernong processor ay karaniwang maliit at boxy, na may maraming maikli, bilugan na metal connector sa ilalim. Ang ilang mga mas lumang processor ay may mga pin sa halip na mga metal connector.

Direktang kumokonekta ang CPU sa isang "socket" ng processor (o minsan sa isang slot) sa motherboard. Ang CPU ay ipinasok sa socket na ang pin ay nakaharap pababa, at ang isang maliit na pingga ay nakakatulong na protektahan ang CPU.

Matapos tumakbo kahit sa maikling panahon, ang mga modernong processor ay maaaring maging napakainit. Upang makatulong na mawala ang init na ito, halos palaging kailangan mong direktang maglagay ng heatsink at fan sa processor. Ang mga ito ay karaniwang kasama sa pagbili ng processor.

Available din ang mga mas advanced na opsyon sa pagpapalamig, kabilang ang mga water cooling kit at phase changer.

Tulad ng nabanggit sa itaas, hindi lahat ng mga processor ay may mga pin sa kanilang mga ilalim na gilid, ngunit ang mga may mga pin na madaling baluktot. Maging mas maingat sa paghawak, lalo na kapag nag-i-install sa motherboard.

dalas ng CPU

Ang bilis ng orasan ng isang processor ay ang bilang ng mga tagubilin na maaari nitong iproseso sa anumang naibigay na segundo, na sinusukat sa gigahertz (GHz).

Halimbawa, ang processor ay may clock speed na 1 Hz kung kaya nitong iproseso ang bawat bahagi ng isang pagtuturo bawat segundo. Isinasaalang-alang ito sa isang mas totoong halimbawa sa mundo: ang isang 3.0 GHz na processor ay maaaring magproseso ng 3 bilyong mga tagubilin sa bawat segundo.

Mga core ng processor

Ang ilang mga device ay may single-core na processor, habang ang iba ay maaaring may dual-core (o quad-core, atbp.) Tulad ng maaaring mukhang, ang pagkakaroon ng dalawang processing unit na tumatakbo nang magkatabi ay nangangahulugan na ang CPU ay maaaring sabay na pamahalaan ang dalawa mga tagubilin sa bawat segundo ng kapansin-pansing pagtaas ng produktibo.

Maaaring i-virtualize ng ilang processor ang dalawang core para sa bawat available na pisikal na core, na kilala bilang Hyper-Threading. Ang virtualization ay nangangahulugan na ang isang processor na may apat na core ay maaaring gumana na parang mayroon itong walo, at ang mga karagdagang virtual processor na core ay tinatawag na hiwalay na mga thread. Ang mga pisikal na core, gayunpaman, ay gumaganap nang mas mahusay kaysa sa mga virtual na core.

Sa resolution ng CPU, maaaring gamitin ng ilang application ang tinatawag na multi-threading. Kung ang isang thread ay nauunawaan bilang isang proseso ng computer, ang paggamit ng maraming mga thread sa isang gitnang core ay nangangahulugan na ang mga karagdagang tagubilin ay maaaring maunawaan at maproseso nang sabay-sabay. Maaaring gamitin ng ilang software ang feature na ito sa maraming core ng processor, ibig sabihin, marami pang mga tagubilin ang maaaring iproseso nang sabay-sabay.

Halimbawa: Intel Core i3 vs i5 vs i7

Para sa mas tiyak na halimbawa kung paano mas mabilis ang ilang processor kaysa sa iba, tingnan natin kung paano idinisenyo ng Intel ang mga processor nito.

Tulad ng malamang na pinaghihinalaan ng kanilang pangalan, ang Intel Core i7 chips ay gumaganap nang mas mahusay kaysa sa i5 chips, na gumaganap nang mas mahusay kaysa sa i3 chips. Kung bakit ang isa ay mas mahusay o mas masahol kaysa sa iba ay medyo mas kumplikado, ngunit medyo madaling maunawaan.

Ang mga processor ng Intel Core i3 ay mga dual-core na processor, habang ang i5 at i7 chips ay mga quad-core na processor.

Ang Turbo Boost ay isang feature ng i5 at i7 chips na nagbibigay-daan sa processor na pataasin ang bilis ng orasan nito lampas sa base speed nito, gaya ng 3.0 GHz hanggang 3.5 GHz, kapag kinakailangan. Ang Intel Core i3 chips ay walang ganitong kakayahan. Ang mga modelo ng processor na nagtatapos sa "K" ay maaaring ma-overclocked, ibig sabihin, ang sobrang bilis ng orasan ay maaaring pilitin at gamitin sa lahat ng oras.

Ang Hyper-Threading, tulad ng nabanggit kanina, ay nagbibigay-daan para sa dalawang thread na maproseso sa bawat CPU core. Nangangahulugan ito na ang mga processor ng i3 na may suporta sa Hyper-Threading ay sumusuporta lamang sa apat na magkasabay na mga thread (dahil ang mga ito ay mga dual-core na processor). Hindi sinusuportahan ng mga processor ng Intel Core i5 ang Hyper-Threading Technology, na nangangahulugang maaari din nilang hawakan ang apat na thread nang sabay-sabay. Gayunpaman, sinusuportahan ng mga processor ng i7 ang teknolohiyang ito, at samakatuwid (pagiging quad-core) ay maaaring humawak ng 8 thread nang sabay-sabay.

Dahil sa mga limitasyon ng kuryente na likas sa mga device na hindi palaging pinapagana (mga pinapagana ng baterya gaya ng mga smartphone, tablet, atbp.), iba ang kanilang mga processor, i3, i5 o i7 man ang mga ito sa mga desktop . Dahil kailangan nilang makahanap ng balanse sa pagitan ng pagganap at pagkonsumo ng enerhiya.

Karagdagang impormasyon tungkol sa mga processor

Ang bilis ng orasan o ang bilang lamang ng mga core ng CPU ang tanging salik na tumutukoy kung ang isang CPU ay "mas mahusay" kaysa sa isa pa. Madalas itong nakadepende sa uri ng software na tumatakbo sa computer, sa madaling salita, ang mga application na gagamit ng processor.

Ang isang processor ay maaaring may mababang clock speed ngunit ito ay isang quad-core processor, habang ang isa ay may mataas na clock speed ngunit ito ay isang dual-core processor lamang. Ang pagpapasya kung aling processor ang higit na mataas sa isa pang muli ay ganap na nakasalalay sa kung para saan ginagamit ang processor.

Halimbawa, ang isang CPU-intensive na video editing program na pinakamahusay na gumagana sa maraming mga core ng processor ay gaganap nang mas mahusay sa isang low-clocked na multi-core na processor kaysa sa isang high-clocked na single-core na processor. Hindi lahat ng software, laro, atbp. ay maaaring gumamit ng higit sa isa o dalawang core, na ginagawang napakawalang silbi ng mas madaling ma-access na mga core ng CPU.

Ang isa pang bahagi ng processor ay ang cache. Ang cache ng CPU ay parang isang pansamantalang lokasyon para sa karaniwang ginagamit na data. Sa halip na tumawag ng random access memory (RAM) para sa mga item na ito, tinutukoy ng CPU kung anong data ang malamang na patuloy na gagamitin, ipinapalagay na gusto mong ipagpatuloy ang paggamit nito, at iimbak ito sa cache. Ang cache ay mas mabilis kaysa sa paggamit ng RAM dahil ito ay isang pisikal na bahagi ng processor; mas maraming cache ng mas maraming espasyo upang mag-imbak ng naturang impormasyon.

Kung ang iyong computer ay maaaring magpatakbo ng isang 32-bit o 64-bit na operating system ay depende sa laki ng mga bloke ng data na maaaring hawakan ng processor. Ang memorya ay muling ina-access at sa mas malaking dami gamit ang 64-bit na processor kaysa sa isang 32-bit na processor, kaya ang 64-bit na partikular na operating system at mga application ay hindi maaaring tumakbo sa isang 32-bit na processor.

Maaari mong makita ang mga detalye ng computer processor, pati na rin ang iba pang impormasyon ng hardware, kasama ang karamihan sa mga libreng tool sa impormasyon ng system.

Sinusuportahan lamang ng bawat motherboard ang isang tiyak na hanay ng mga uri ng processor, kaya palaging suriin sa iyong tagagawa ng motherboard bago bumili. Sa pamamagitan ng paraan, ang mga processor ay hindi palaging perpekto.

Ang processor ay, walang duda, ang pangunahing bahagi ng anumang computer. Ito ang maliit na piraso ng silicon, ilang sampu-sampung milimetro ang laki, na nagsasagawa ng lahat ng kumplikadong gawain na itinakda mo para sa iyong computer. Dito tumatakbo ang operating system, pati na rin ang lahat ng mga programa. Ngunit paano gumagana ang lahat? Susubukan naming suriin ang tanong na ito sa aming artikulo ngayon.

Pinamamahalaan ng processor ang data sa iyong computer at nagpapatupad ng milyun-milyong mga tagubilin bawat segundo. At sa word processor, ang ibig kong sabihin ay kung ano talaga ang ibig sabihin nito - isang maliit na chip na gawa sa silicon na aktwal na gumaganap ng lahat ng mga operasyon sa computer. Bago tayo magpatuloy sa kung paano gumagana ang isang processor, kailangan muna nating isaalang-alang nang detalyado kung ano ito at kung ano ang binubuo nito.

Una, tingnan natin kung ano ang processor. CPU o central processing unit (central processing unit) - na isang microcircuit na may malaking bilang ng mga transistor, na ginawa sa isang silikon na kristal. Ang unang processor sa mundo ay binuo ng Intel noong 1971. Nagsimula ang lahat sa Intel 4004. Maaari lamang itong magsagawa ng mga pagpapatakbo ng computational at maaari lamang magproseso ng 4 na byte ng data. Ang susunod na modelo ay lumabas noong 1974 - Intel 8080 at maaari nang magproseso ng 8 piraso ng impormasyon. Sumunod ay 80286, 80386, 80486. Mula sa mga processor na ito nakuha ng arkitektura ang pangalan nito.

Ang bilis ng orasan ng 8088 processor ay 5 MHz, at ang bilang ng mga operasyon sa bawat segundo ay 330,000 lamang, na mas mababa kaysa sa mga modernong processor. Ang mga modernong device ay may mga frequency na hanggang 10 GHz at ilang milyong operasyon kada segundo.

Hindi namin isasaalang-alang ang mga transistor; lilipat kami sa isang mas mataas na antas. Ang bawat processor ay binubuo ng mga sumusunod na sangkap:

• Core- lahat ng pagpoproseso ng impormasyon at pagpapatakbo ng matematika ay isinasagawa dito;
• Command decoder- ang bahaging ito ay kabilang sa core, pinapalitan nito ang mga utos ng software sa isang hanay ng mga signal na isasagawa ng mga core transistors;
• Cache- isang lugar ng napakabilis na memorya, isang maliit na dami, kung saan nakaimbak ang data na nabasa mula sa RAM;
• Nagrerehistro- ang mga ito ay napakabilis na mga cell ng memorya kung saan nakaimbak ang kasalukuyang naprosesong data. May iilan lamang sa kanila at mayroon silang limitadong sukat - 8, 16 o 32 bits ang kapasidad ng bit ng processor ay nakasalalay dito;
• Coprocessor- isang hiwalay na core na na-optimize lamang para sa pagsasagawa ng ilang partikular na operasyon, halimbawa, pagpoproseso ng video o pag-encrypt ng data;
• Address ng bus- para sa komunikasyon sa lahat ng mga device na konektado sa motherboard, maaaring magkaroon ng lapad na 8, 16 o 32 bits;
• Data bus- para sa komunikasyon sa RAM. Gamit ito, ang processor ay maaaring magsulat ng data sa memorya o basahin ito mula doon. Ang memory bus ay maaaring 8, 16 o 32 bits, ito ang dami ng data na maaaring ilipat sa isang pagkakataon;
• Pag-synchronize ng bus- nagpapahintulot sa iyo na kontrolin ang dalas ng processor at mga ikot ng pagpapatakbo;
• I-restart ang bus- upang i-reset ang estado ng processor;

Ang pangunahing bahagi ay maaaring ituring na core o arithmetic computing device, pati na rin ang mga rehistro ng processor. Ang lahat ng iba pa ay tumutulong sa dalawang sangkap na ito na gumana. Tingnan natin kung ano ang mga rehistro at kung ano ang kanilang layunin.

• Nagrerehistro A, B, C- dinisenyo upang mag-imbak ng data sa panahon ng pagproseso, oo, mayroon lamang tatlo sa kanila, ngunit ito ay sapat na;
• EIP- naglalaman ng address ng susunod na pagtuturo ng programa sa RAM;
• ESP- address ng data sa RAM;
• Z- naglalaman ng resulta ng huling operasyon ng paghahambing;

Siyempre, ang mga ito ay hindi lahat ng mga rehistro ng memorya, ngunit ito ang pinakamahalaga at pinaka ginagamit ng processor sa panahon ng pagpapatupad ng programa. Well, ngayon na alam mo kung ano ang binubuo ng processor, maaari mong tingnan kung paano ito gumagana.

Paano gumagana ang isang computer processor?

Ang compute core ng CPU ay maaari lamang magsagawa ng matematika, paghahambing, at paglipat ng data sa pagitan ng mga cell at RAM, ngunit sapat na ito upang hayaan kang maglaro, manood ng mga pelikula, mag-browse sa web, at higit pa.

Sa katunayan, ang anumang programa ay binubuo ng mga sumusunod na tagubilin: ilipat, idagdag, i-multiply, hatiin, pagkakaiba at pumunta sa pagtuturo kung ang kundisyon ng paghahambing ay natutugunan. Siyempre, hindi lahat ng mga utos na ito ay pinagsasama-sama ang mga nakalista na o pinapasimple ang kanilang paggamit.

Ang lahat ng paggalaw ng data ay isinasagawa gamit ang pagtuturo ng paglipat (mov), ang pagtuturo na ito ay naglilipat ng data sa pagitan ng mga cell ng rehistro, sa pagitan ng mga rehistro at RAM, sa pagitan ng memorya at ng hard disk. Mayroong mga espesyal na tagubilin para sa mga pagpapatakbo ng aritmetika. At ang mga tagubilin sa pagtalon ay kinakailangan upang matupad ang mga kondisyon, halimbawa, suriin ang halaga ng rehistro A at kung hindi ito zero, pagkatapos ay pumunta sa pagtuturo sa nais na address. Maaari ka ring lumikha ng mga loop gamit ang mga tagubilin sa pagtalon.

Napakahusay ng lahat, ngunit paano nakikipag-ugnayan ang lahat ng mga sangkap na ito sa isa't isa? At paano naiintindihan ng mga transistor ang mga tagubilin? Ang operasyon ng buong processor ay kinokontrol ng isang decoder ng pagtuturo. Ginagawa nito ang bawat bahagi na gawin kung ano ang dapat nitong gawin. Tingnan natin kung ano ang mangyayari kapag kailangan nating magsagawa ng isang programa.

Sa unang yugto, nilo-load ng decoder ang address ng unang pagtuturo ng programa sa memorya sa rehistro ng susunod na pagtuturo EIP, para dito pinapagana nito ang read channel at binubuksan ang latch transistor upang maglagay ng data sa rehistro ng EIP.

Sa pangalawang cycle ng orasan, binago ng decoder ng pagtuturo ang utos sa isang hanay ng mga signal para sa mga transistor ng core ng computing, na isinasagawa ito at isulat ang resulta sa isa sa mga rehistro, halimbawa, C.

Sa ikatlong cycle, ang decoder ay nagdaragdag ng address ng susunod na pagtuturo ng isa upang ito ay tumuturo sa susunod na pagtuturo sa memorya. Susunod, ang decoder ay nagpapatuloy sa paglo-load ng susunod na utos at iba pa hanggang sa katapusan ng programa.

Ang bawat pagtuturo ay naka-encode na ng isang sequence ng mga transistors, at na-convert sa mga signal, nagiging sanhi ito ng mga pisikal na pagbabago sa processor, halimbawa, pagbabago ng posisyon ng isang aldaba na nagpapahintulot sa data na maisulat sa isang memory cell, at iba pa. Ang iba't ibang mga utos ay nangangailangan ng iba't ibang bilang ng mga cycle ng orasan upang maipatupad, halimbawa, ang isang utos ay maaaring mangailangan ng 5 mga cycle ng orasan, at isa pa, mas kumplikadong isa, hanggang sa 20. Ngunit ang lahat ng ito ay nakasalalay pa rin sa bilang ng mga transistor sa mismong processor.

Well, lahat ng ito ay malinaw, ngunit ang lahat ng ito ay gagana lamang kung ang isang programa ay tumatakbo, at kung mayroong ilan sa kanila at lahat sa parehong oras. Maaari naming ipagpalagay na ang processor ay may ilang mga core, at pagkatapos ay ang bawat core ay nagpapatakbo ng isang hiwalay na programa. Ngunit hindi, sa katunayan walang ganoong mga paghihigpit.

Isang programa lamang ang maaaring isagawa sa isang pagkakataon. Ang lahat ng oras ng processor ay nahahati sa lahat ng tumatakbong mga programa, ang bawat programa ay nagsasagawa ng ilang mga cycle ng orasan, pagkatapos ay ang processor ay inilipat sa isa pang programa, at ang lahat ng mga nilalaman ng mga rehistro ay naka-imbak sa RAM. Kapag bumalik ang kontrol sa program na ito, ang mga dating na-save na halaga ay na-load sa mga rehistro.

Mga konklusyon

Iyon lang, sa artikulong ito ay tiningnan namin kung paano gumagana ang isang processor ng computer, kung ano ang isang processor at kung ano ang binubuo nito. Maaaring ito ay medyo kumplikado, ngunit pinananatili namin itong simple. Umaasa ako na mayroon ka na ngayong mas mahusay na pag-unawa sa kung paano gumagana ang napakakomplikadong device na ito.

Upang tapusin ang video tungkol sa kasaysayan ng mga processor:

Isang mahalagang tanong mula sa mga gumagamit, na ipinagpaliban ko hanggang sa ibang pagkakataon, ano ang processor sa isang computer? Ang central processing unit (CPU) ay ang pinakamahalagang bahagi ng hardware ng anumang computer, na responsable para sa pagsasagawa ng mga kinakailangang operasyon ng arithmetic na tinukoy ng mga programa, pag-coordinate ng gawain ng lahat, nang walang pagbubukod.

Siyempre, ang processor ay ang puso ng bawat computer. Ito ay ang processor na nagsasagawa ng mga tagubilin ng software na ginagamit sa isang personal na computer, nagpoproseso ng isang set ng data at nagsasagawa ng mga kumplikadong pagpapatakbo ng computational. Ang mga pangunahing katangian ng processor ay: pagganap, bilis ng orasan, pagkonsumo ng kuryente, arkitektura at cache.

Kaya, naiintindihan namin kung ano ang isang processor, ngunit anong mga uri ang naroroon at bakit kailangan ang isang processor sa isang computer? Pag-usapan natin ang lahat sa pagkakasunud-sunod. Ito ay kilala na ang mga processor ay single-core at multi-core. Ang multi-core processor ay isang central processing unit na naglalaman ng dalawa (o higit pang) computing core na matatagpuan sa isang maliit na processor chip o sa isang karaniwang package. Ang isang karaniwang processor ay may isang core lamang. Ang panahon ng mga single-core processors ay unti-unting nagiging isang bagay ng nakaraan. Sa mga tuntunin ng kanilang mga katangian, sa pangkalahatan ay mas mababa ang mga ito sa mga multi-core na processor.

Halimbawa, ang dalas ng orasan ng isang average na dual-core processor ay madalas na mas mababa kaysa sa dalas ng isang mahusay na single-core processor, ngunit dahil sa paghahati ng mga gawain sa "parehong mga ulo", ang pagkakaiba sa mga resulta ay nagiging hindi gaanong mahalaga. Ang isang dual-core Core 2 Duo processor na may clock frequency na 1.7 GHz ay ​​madaling madaig ang single-core na Celeron na may clock frequency na 2.8 GHz, dahil ang pagganap ay nakasalalay hindi lamang sa dalas, kundi pati na rin sa bilang ng mga core, cache at iba pa. mga kadahilanan.

Sa ngayon, ang merkado ng computer sa mundo ay pinangungunahan ng dalawang pinakamalaking tagagawa ng processor - Intel Corporation (ang bahagi nito ngayon ay halos 84%) at AMD (mga 10%). Kung titingnan mo ang kasaysayan ng pag-unlad ng mga sentral na processor, makakakita ka ng maraming mga kagiliw-giliw na bagay. Mula nang dumating ang mga unang desktop computer, ang pangunahing paraan upang mapabuti ang pagganap ay ang sistematikong pagtaas ng bilis ng orasan.

Ito ay napakalinaw at lohikal. Gayunpaman, may limitasyon ang lahat at ang dalas ay hindi maaaring tumaas nang walang katiyakan. Sa kasamaang palad, sa pagtaas ng dalas, ang pagbuo ng init ay nagsisimulang tumaas nang hindi linear, sa huli ay umaabot sa mga kritikal na mataas na halaga. Sa ngayon, kahit na ang paggamit ng mas banayad na mga teknikal na proseso sa paglikha ng mga transistor ay hindi nakatulong sa paglutas ng problemang ito.

Mayroon bang paraan sa napakahirap na sitwasyong ito? Sa lalong madaling panahon ang isang solusyon ay natagpuan sa paggamit ng ilang mga core sa isang kristal. Napagpasyahan na gamitin ang opsyon na "2 sa 1" na processor. Ang hitsura sa merkado ng mga computer na may tulad na mga processor ay nagdulot ng maraming mga kontrobersya. Kailangan mo ba ng mga multi-core na processor? Paano sila mas mahusay kaysa sa maginoo na single-core processor? Baka gusto lang kumita ng dagdag na kita ang mga manufacturing company? Ngayon ay may kumpiyansa tayong masasagot: kailangan ang mga multi-core na processor, sila ang hinaharap. Sa mga darating na dekada, imposibleng isipin ang pag-unlad sa industriyang ito nang walang paggamit ng mga multi-core na processor.

Mga multi-core na processor, para saan ang mga ito? Ang paggamit ng naturang mga processor ay maihahambing sa paggamit ng ilang magkakahiwalay na processor para sa isang computer. Ang mga core ay matatagpuan sa parehong chip; Kapag gumagamit ng umiiral na software na orihinal na nilikha upang gumana sa isang core, ang pagpipiliang ito ay nagbibigay ng isang makabuluhang kalamangan. Magagawa mong patakbuhin ang dalawa (o higit pa) na mga gawaing masinsinang mapagkukunan nang sabay-sabay nang walang kaunting kakulangan sa ginhawa. Gayunpaman, ang pagpapabilis ng isang proseso ay halos imposibleng gawain para sa mga sistemang ito. Bilang resulta, nakakakuha kami ng halos parehong single-core processor na may maliit na plus sa anyo ng kakayahang magpatakbo ng ilang mga programa nang sabay-sabay.

Paano ito mangyayari? Ang paraan sa labas ng malagkit na sitwasyong ito ay medyo halata - ang pagbuo ng isang bagong henerasyon ng software na may kakayahang gumamit ng ilang mga core nang sabay-sabay ay kinakailangan. Ito ay kinakailangan upang kahit papaano ay parallelize ang mga proseso. Sa katotohanan, ito ay naging medyo mahirap. Siyempre, ang ilang mga gawain ay maaaring medyo madaling iparallelize. Halimbawa, medyo madaling i-parallelize ang video at audio encoding.

Dito, ito ay batay sa isang hanay ng mga thread ng parehong uri nang naaayon, ang pag-aayos ng kanilang sabay-sabay na pagpapatupad ay isang medyo simpleng gawain. Ang pakinabang ng mga umiiral na multi-core processor sa paglutas ng mga problema sa coding sa mga "katulad" na single-core ay magiging proporsyonal sa bilang ng mga core na ito: kung mayroong dalawang core, pagkatapos ay dalawang beses nang mas mabilis, apat na core - apat na beses na mas mabilis, 6 na mga core – anim na beses na mas mabilis. Sa kasamaang palad, ang karamihan sa mahahalagang gawain ay mas mahirap iparallelize. Sa karamihan ng mga kaso, ang seryosong muling paggawa ng program code ay kinakailangan.

Ilang beses na, ang mga kinatawan ng medyo makapangyarihang mga kumpanya ng computer ay nakarinig ng mga masasayang pahayag tungkol sa matagumpay na pag-unlad ng mga orihinal na multi-core na mga processor ng bagong henerasyon, na may kakayahang independiyenteng hatiin ang isang thread sa isang grupo ng mga independiyenteng mga thread, ngunit, sa kasamaang-palad, wala sa sila ay nagpakita pa ng isang solong tulad na gumaganang sample.

Ang mga hakbang na ginawa ng mga kumpanya ng kompyuter tungo sa malawakang paggamit ng mga multi-core na processor ay napakalinaw at tapat. Ang pangunahing gawain ng mga kumpanyang ito ay pahusayin ang mga processor, lumikha ng mga bagong promising multi-core processor, at mapanatili ang isang pinag-isipang mabuti na patakaran sa pagpepresyo na naglalayong bawasan ang mga presyo (o pigilan ang kanilang paglago). Ngayon, sa gitnang bahagi ng dalawang nangungunang computer giants sa mundo (AMD at Intel), makikita mo ang napakalawak na uri ng dual-core at quad-core na mga processor.

Kung ninanais, makakahanap ka ng mas sopistikadong mga opsyon. Ang magandang balita ay ang mga developer ng modernong software mismo ay nagsisimulang gumawa ng mahalagang hakbang patungo sa pag-abot sa user. Maraming kamakailang laro ang nakakuha na ng suporta para sa dalawang core. Para sa pinakamakapangyarihan sa kanila, halos mahalaga na magkaroon ng hindi bababa sa isang dual-core na processor upang matiyak at mapanatili ang pinakamainam na pagganap.

Ang pagtingin sa mga counter ng pinakamahusay na mga tindahan ng computer at pag-aaral ng estado ng mga gawain sa assortment, maaari nating sabihin na ang pangkalahatang larawan ay hindi masama. Nagawa ng mga tagagawa ng mga multi-core processor na makamit ang napakataas na antas ng produksyon ng mga angkop na kristal. Ang kanilang patakaran sa pagpepresyo ay medyo makatwiran. Batay sa kasalukuyang mga presyo, makikita na, halimbawa, ang pagdodoble sa bilang ng mga core ng processor ay karaniwang hindi humahantong sa dobleng pagtaas sa presyo ng naturang processor para sa mamimili. Ito ay napaka-makatwiran at medyo lohikal. Bilang karagdagan, ito ay ganap na malinaw sa marami na kapag ang bilang ng mga core ng CPU ay nadoble, ang average na pagganap ay hindi tataas ng parehong halaga.

Gayunpaman, ito ay nagkakahalaga ng pagkilala na, sa kabila ng lahat ng mahirap na landas sa paglikha ng mas advanced na mga multi-core processors, wala talagang alternatibo dito sa malapit na nakikinita na hinaharap. Ang mga ordinaryong consumer na gustong makasabay sa mga panahon ay maaari lamang i-modernize ang kanilang computer sa isang napapanahong paraan, gamit ang mga bagong processor na may mas mataas na bilang ng mga built-in na core, kaya dinadala ang pangkalahatang pagganap sa mas mataas na antas. Ang iba't ibang single-core processor ay matagumpay pa ring ginagamit sa mga mobile phone, netbook at iba pang kagamitan.

Kung hindi mo alam kung saan ito, basahin ang artikulo: "". Isulat sa mga komento kung anong processor ang mayroon ka?