Menü
Bedava
giriş
ana  /  Programlar / İşlemciyi bilgisayarda ne yapar? İşlemci ve bileşenleri

İşlemciyi bilgisayarda ne yapar? İşlemci ve bileşenleri

İşlemcilerin tanımı ve atanması

Tanım 1.

İşlemci (CPU) - Aritmetik ve mantıksal işlemleri gerçekleştiren bilgisayarın ana bileşeni, belirtilen programBilgisayar işlemini yönetir ve tüm PC cihazlarının çalışmasını koordine eder.

İşlemci daha güçlü, PC'nin hızı ne kadar yüksek olur.

Yorum Yap

Merkezi işlemci genellikle basit bir işlemci, CPU (merkezi işlemci birimi) veya CPU (merkezi işlem birimi), daha az sıklıkla - kristal, taş, konak işlemcisi olarak adlandırılır.

Modern işlemciler mikroişlemcilerdir.

Mikroişlemci bir tür entegre devre vardır. - Birkaç kare milisetre ile kristalimsi silikon dikdörtgen şeklinden ince plaka, üzerinde milyarlarca transistör ve kanal olan şemalar, sinyalleri geçmek için yerleştirilir. Kristal plaka plastik veya seramik bir gövdeye yerleştirilir ve PC sistem kartına bağlanmak için altın kablolama ile bağlanır.

Şekil 1. Mikroişlemci Intel 4004 (1971)

Şekil 2. Mikroişlemci Intel Pentium IV (2001). Sol - Üstten Görünüm, Sağ - Alt Görünüm

CPU, programı otomatik olarak yürütmek için tasarlanmıştır.

İşlemci cihazı

CPU'nun ana bileşenleri şunlardır:

  • aritmetik mantıksal cihaz (Allu) temel matematiksel ve mantıksal işlemleri gerçekleştirir;
  • yönetici cihazı (Uyu), CPU bileşenlerinin çalışmasının ve diğer cihazlarla olan ilişkisinin bağlı olduğu;
  • veri lastikleri ve hedeflenen lastikler;
  • kayıtlarGeçici olarak mevcut komutu, kaynağı, ara ve bitiş verilerini geçici olarak depolar (Allu hesaplarının sonuçları);
  • sayaçlar Ekipler;
  • ön bellek Sık kullanılan verileri ve komutları saklar. Önbellek hafızasına yapılan itiraz, RAM'den çok daha hızlıdır, bu nedenle, daha fazlası, CPU'nun hızı ne kadar yüksek olur.

Şekil 3. Basitleştirilmiş işlemci diyagramı

İşlemci çalışmasının ilkeleri

CPU RAM'deki bir programı çalıştırıyor.

ALU veri alır ve belirtilen işlemi gerçekleştirir, sonucu serbest kayıtlardan birine kaydeder.

Geçerli komut özel bir komut kaydında. Geçerli komutla çalışırken, sözde komut sayacının değeri artar, bu da aşağıdaki komutu gösterir (yalnızca geçiş komutu istisna olabilir).

Komut, çalışmayı (yürütmek istediğiniz), kaynak verilerin hücrelerinin adreslerini ve sonucu kaydetmesinden oluşur. Komutta belirtilen adrese göre, verileri alır ve sıradan kayıtlara yerleştirilir (komut kaydına değil), sonuçta ortaya çıkan sonuç aynı zamanda kayıt defterine yerleştirilir ve yalnızca örnekte belirtilen adresine geçer. takım.

İşlemci özellikleri

Saat frekansı, CPU'nun çalıştığı sıklığı gösterir. 1 $ 'lık bir temas için, birkaç işlem yapılır. Frekans ne kadar yüksek olursa, PC'nin hızı o kadar yüksek olur. Modern işlemcilerin saat sıklığı Gigaberts (GHz) cinsinden ölçülür: 1 $ GHz \u003d saniyede 1 $ milyar dolarlık saatler.

CPU'nun performansını arttırmak için, her biri aslında ayrı bir işlemci olan birkaç çekirdek kullanmaya başladı. Daha fazla çekirdek, PC performansı ne kadar yüksek olur.

İşlemci, veri yolu, adresleri ve kontroller yoluyla diğer cihazlarla (örneğin, ROS RAM ile) ilişkilidir. CHINT Chins Phart 8 (çünkü baytlarla uğraşmak) ve farklı farklı modellerVe ayrıca veri otobüsü ve otobüs lastikleri için de farklı.

Veri yolu biti, 1 $ 'lık bir $ için iletilebilen (1 $' lık bir $) iletilebilecek bilgi miktarını (bayt cinsinden) gösterir. Maksimum RAM miktarı, CPU'nun çalışabileceği adres veriyolunun zamanına bağlıdır.

Sistem lastiğinin sıklığından, zamanın uzunluğu ile iletilen veri miktarı bağlıdır. Modern PC'ler için 1 $ için, birkaç bit aktarmak mümkündür. Lastiğin bant genişliği, ayrıca 1 $ için iletilebilecek bit sayısı ile çarpılan sistem veriyolunun sıklığına eşittir. Sistem lastiği frekansı 100 $ MHz ise ve 2 $ Bit $ 1 $ 1 $ için iletilirse, bant genişliği 200 $ Mbps.

Modern PC'lerin verimi saniyede gigabit (veya düzinelerce gigabit) hesaplanır. Bu gösterge ne kadar yüksek olursa o kadar iyidir. CPU'nun kapasitesi de önbellek hafızasını etkiler.

CPU'nun işlemi için veriler RAM'den geliyor, çünkü Bellek CPU'dan daha yavaştır, genellikle ayağa kalkabilir. Bunu CPU ve RAM arasında kaçınmak için, önbellek belleği, operasyonelden daha hızlı olanı yerleştirilir. Tampon gibi çalışır. RAM'den veri önbelleğe ve ardından CPU'ya gönderilir. CPU bunu aşağıdakileri gerektirdiğinde, eğer önbellekte varlığında ise, ondan alınır, aksi takdirde RAM'e bir erişim var. Program bir seri bir komutta bir diziden sonra yürütülürse, bir komut yürütürken, aşağıdaki komutlar RAM'den önbelleğe yüklenir. Bu, işi büyük ölçüde hızlandırır, çünkü CPU'yu beklemek azalır.

Not 1.

3 tür önbellek var:

  • 1 $-$-00 seviyesinin nakit hafızası en hızlı olanıdır, CPU'nun çekirdeğinde bulunur, bu nedenle küçük bir boyuta sahiptir (8-128 $ KB).
  • Nakit hafızası $ 2 $ -Do seviyesi CPU'dadır, ancak çekirdeğinde değil. RAM'den daha hızlı, ancak 1 $ -GO seviyesinin nakit hafızasından daha yavaştır. 128 $ KB'den birkaç MB'a kadar.
  • Nakit Hafızası $ 3 $ -Go seviyesi RAM'den daha hızlıdır, ancak 2 $ -GO seviyesinin nakit hafızasından daha yavaştır.

Sırasıyla CPU ve bilgisayarın hızı, bu hafızanın hacmine bağlıdır.

CPU yalnızca belirli bir RAM türünü koruyabilir: $ DDR $, $ DDR2 $ veya $ DDR3 $. Daha hızlı çalışır veri deposuCPU'nun performansı ne kadar yüksek olur.

Aşağıdaki özellik, CPU'nun takıldığı bir sokettir (konektör). CPU, belirli bir soket türü için tasarlanmışsa, daha sonra başka bir yere monte edilemez. Bu arada, anakartta CPU için sadece bir soket var ve işlemcinin türüne karşılık gelmelidir.

İşlemci Türleri

PC için CPU'yu üreten ana şirket Intel'dir. İlk PC işlemcisi 8086 dolarlık bir işlemci oldu. Bir sonraki model 80286 $, o zaman 80.0386 dolardı, zamanla 80 $ 'lık bir rakam atmaya başladı ve CPU üç rakam olarak adlandırmaya başladı: 286 $, 386 $, vb. İşlemcilerin üretimi genellikle X86 aile ailesi olarak adlandırılır. Diğer işlemci modelleri, örneğin, Alpha, Power PC ve diğer aileler üretilir. CPU üreticileri aynı zamanda AMD, Cyrix, IBM, Texas Instruments.

İşlemcinin adına, X2 $, X3 $, X4 $ 'lık sembolleriyle tanışmak mümkündür, bu da çekirdek sayısı anlamına gelir. Örneğin, Phenom $ X3 $ 8,600 $, $ x3 $ karakter, üç çekirdekli varlığını gösterir.

Böylece, ana CPU tipleri 8086 $, 80286 $, 80386 $, 80486 $, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III ve Pentium IV. Celeron, Pentium İşlemcisinin kesilmiş bir versiyonudur. Adınızdan sonra, CPU saat frekansı genellikle belirtilir. Örneğin, Celeron 450, Celeron CPU tipini ve saat frekansını - 450 $ MHz.

İşlemcinin, sistem lastik frekansının karşılık gelen işlemcisi ile anakart üzerine monte edilmelidir.

En son CPU modellerinde, genel koruma mekanizması uygulanır, yani. CPU, daha az elektriğin tüketildiği azaltılmış bir saat frekansına kadar kritik geçişin üstünde bir artışın üzerindeki CPU.

Tanım 2.

Bilgi işlem sisteminde birkaç paralel işlemci varsa, bu tür sistemler denir Çok işleme .

İşlemci, şüphesiz, herhangi bir bilgisayarın ana bileşenidir. Bu küçük bir silikon parçası, birkaç on milimetre boyutu, bilgisayarınızın önüne koyduğunuz tüm karmaşık görevleri yerine getirir. İşletim sistemi, tüm programların yanı sıra burada yapılır. Ama bütün bu nasıl çalışır? Bu soruyu şu anki makalemizde sökmeye çalışacağız.

İşlemci, bilgisayarınızdaki verileri yönetir ve saniyede milyonlarca talimatlar gerçekleştirir. Ve İşlemcinin Kelime İşlemcisi altında, tam olarak ne anlama geldiğine göre demek istiyorum - aslında bilgisayardaki tüm işlemleri gerçekleştiren küçük bir silikon çipi. Dikkate geçmeden önce, işlemcinin nasıl çalıştığını, önce ne olduğunu ve ne olduğunu düşünmelisiniz.

İlk önce, bir işlemci olana bakalım. CPU veya merkezi işlem birimi (merkezi işleme cihazı) - bir mikrofucu olan büyük sayı Silikon kristalinde yapılan transistörler. Dünyanın ilk işlemcisi, 1971'de Intel Corporation tarafından geliştirilmiştir. Hepsi Intel 4004 modeliyle başladı. Sadece hesaplama işlemlerini gerçekleştirebilir ve sadece 4 bayt veri işleyebilirdi. Bir sonraki model 1974'te çıktı - Intel 8080 ve 8 bit bilgiyi kaldırabilir. Sonra 80286, 80386, 80486 vardı. Bu işlemcilerden bir mimarinin adı oldu.

8088 işlemcisinin saat frekansı 5 MHz ve saniyede yapılan işlemlerin sayısı, modern işlemcilerden çok daha az olan sadece 330.000 idi. Modern cihazlar, saniyede 10 GHz'e kadar ve birkaç milyon operasyon frekansına sahiptir.

Transistörleri düşünmeyeceğiz, yukarıdaki seviyeye geçeceğiz. Her işlemci bu tür bileşenlerden oluşur:

  • Çekirdek - Tüm bilgilerin ve matematiksel işlemlerin işlenmesi burada yapılır, çekirdekler birkaç olabilir;
  • Decifranger ekipleri - Bu bileşen çekirdeği ifade eder, yazılım komutlarını çekirdek transistörleri gerçekleştirecek bir set sinyaline dönüştürür;
  • Önbellek - Ultra hızlı hafızanın alanı, RAM'den okunan verilerin depolandığı küçük bir hacim;
  • Kayıtlar - Bunlar, işlendiğinin şimdi depolandığı çok hızlı bellek hücreleridir. Sadece birkaçı var ve bunlardan sınırlı bir boyuta sahip - 8, 16 veya 32 bit, bu işlemcinin boşalmasına bağlıdır;
  • Kopya - Sadece video veya veri şifrelemesi gibi belirli işlemleri gerçekleştirmek için optimize edilmiş ayrı bir çekirdek;
  • Adres otobüsü - Anakart'a bağlı olan tüm ile cihazlar tarafından iletişim kurmak için, 8, 16 veya 32 bit genişliğe sahip olabilir;
  • Veri yolu - RAM ile iletişim kurmak için. Kullanımı, işlemci verileri belleğe kaydedebilir veya bunları oradan okuyabilir. Bellek veriyolu 8, 16 ve 32 bit olabilir, bu bir seferde iletilebilecek veri miktarıdır;
  • Lastik senkronizasyonu - işlemcinin ve iş saatinin sıklığını kontrol etmenizi sağlar;
  • Lastik yeniden başlatmak - İşlemcinin durumunu sıfırlamak için;

Ana bileşen, bir çekirdek veya bilgisayar aritmetik cihazı yanı sıra işlemci kayıtları olarak kabul edilebilir. Her şey bu iki bileşenle çalışmaya yardımcı olur. Kayıtların ne olduğunu ve varış noktalarının ne olduğuna bakalım.

  • Kayıtlar A, B, C - İşleme sırasında verilerin depolanması için tasarlanmış, evet, sadece üçü var, ancak bu yeterlidir;
  • EIP. - RAM'deki bir sonraki program talimatının adresini içerir;
  • Esp. - RAM'deki verilerin adresi;
  • Z. - Son karşılaştırma işleminin sonucunu içerir;

Tabii ki, bunlar tüm hafıza kayıtları değildir, ancak bunlar en önemlisidir ve tüm programların yürütülmesi sırasında işlemciyi kullanır. Şimdi, işlemcinin ne olduğunu bildiğiniz zaman, nasıl çalıştığını düşünebilirsiniz.

Bir bilgisayar işlemcisi nasıl çalışır?

İşlemcinin hesaplamalı çekirdeği, yalnızca matematiksel işlemler, karşılaştırma işlemlerini ve hücrelerle koç arasındadır, ancak bu yeterlidir, ancak bu yeterlidir, böylece oyun oynayabilir, film izleyebilir ve web sayfalarını ve çok daha fazlasını görüntüleyebilirsiniz.

Aslında, herhangi bir program bu tür komutlardan oluşur: Karşılaştırma koşulu gerçekleştirildiğinde, hareket ettirin, katlayın, çarpın, bölün, farklayın ve talimatlara devam edin. Tabii ki, bu, tüm takımlar değil, kendileri aralarında listelenen veya kullanımlarını basitleştiren diğerleri var.

Tüm veri hareketleri Hareket Talimatları (MOV) kullanılarak gerçekleştirilir, bu kılavuz, kayıtlar arasında kayıtlar ve hızlı bellek arasında, bellek ve sabit disk arasındaki verileri hareket ettirir. Aritmetik işlemler için özel talimatlar vardır. Ve geçiş talimatlarının koşulları gerçekleştirmek için gereklidir, örneğin, A kayıt işleminin değerini kontrol edin ve sıfır değilse, istenen adres için talimatlara geçin. Ayrıca, geçiş talimatlarını kullanarak, döngüler oluşturabilirsiniz.

Bütün bunlar çok iyidir, ancak tüm bu bileşenler birbirleriyle nasıl etkileşime girer? Ve transistörler talimatları nasıl anlar? Tüm işlemcinin çalışması, talimatlar kod çözücüsünü kontrol eder. Her bir bileşeni, sözde olduğunu yapmaya zorlar. Programı yürütmeniz gerektiğinde ne olduğuna bakalım.

İlk aşamada, şifre çözücüsü, programın ilk talimatının adresini bellekte bir sonraki EIP ifadesinin kaydına yükler, bunun için okuma kanalını etkinleştirir ve verileri EIP kaydına koymak için transistör mandalı açar.

İkinci saat döngüsünde, DecryCtorCtor talimatları, komutu, bilgisayar çekirdeğinin transistörleri için bir set sinyaline dönüştürür, bu da, örneğin, C., örneğin, birinin birinde sonuçlandırır.

Üçüncü döngüde, kod çözücü, birim başına bir sonraki komutun adresini arttırır, böylece bellekte aşağıdaki talimatları gösterir. Daha sonra, kod çözücü bir sonraki komutu indirmeye gider ve program tamamlanıncaya kadar.

Her bir komut zaten bir transistör dizisi tarafından kodlanmıştır ve sinyallere dönüştürülür, işlemcinin içindeki fiziksel değişikliklere neden olur, örneğin, mandalın konumunu değiştirir; bu, bellek hücresine veri yazmanıza izin verir. İcra için farklı takımlar Örneğin, bir komut için farklı saatlere ihtiyacınız var, bir komut için, 5 saate, 20'ye kadar daha karmaşık, ancak tüm bunlar, işlemcinin kendisinde de transistörlerin sayısına da bağlıdır.

Her şey bununla açık, ancak bu sadece bir program yapılırsa ve eğer bir kısmı ise aynı anda ve hepsi aynı anda çalışır. İşlemcinin birkaç çekirdeği olduğu varsayılabilir ve daha sonra her çekirdekten ayrı programlar yapıldığı varsayılabilir. Ancak hayır, aslında böyle bir kısıtlama yoktur.

Bir seferde sadece bir program yapılabilir. Tüm işlemci süresi herkes arasında bölünmüştür. Çalışan ProgramlarHer program birkaç saat yürütülür, ardından işlemci başka bir programa iletilir ve kayıtların tüm içeriği RAM'e kaydedilir. Kontrol bu programa geri döndüğünde, önceden kaydedilen değerler kayıtlara yüklenir.

sonuç

Hepsi bu makalede, bilgisayar işlemcisinin nasıl çalıştığına baktık, bir işlemci nedir ve ne oluştuk? Belki de biraz zor, ama biz sadece her şeye baktık. Umarım şimdi nasıl çalıştığını çok karmaşık bir cihazdır.

Videoyu İşlemci Oluşturma Tarihi Hakkında Tamamlamak İçin:

Günümüzde, işlemciler reklamcılıkta özel bir rol oynarlar, tüm güçlerini bilgisayardaki işlemci olduğuna ikna etmeye çalışırlar, özellikle de böyle bir üretici olarak Intel olarak bir üreticidir. Soru ortaya çıkıyor: Modern bir işlemci nedir ve aslında, işlemci nedir?

Uzun süredir ve daha doğru olmak, daha sonra 90'lara kadar, bilgisayarın performansı işlemciyi belirledi. İşlemci her şeyi tanımladı, ama bugün tam olarak değil.

Her şey merkezi işlemci tarafından belirlenmemiş ve Intel'den gelen işlemciler her zaman AMD'den daha tercih edilmez. Son zamanlarda, bilgisayarın diğer bileşenlerinin rolü yakın zamanda artmıştır ve ev işlemcilerinde nadiren en çok dar yerAncak, bilgisayarın diğer bileşenlerinin yanı sıra, hiçbir bilgi işlem makinesinin olmadığı gerçeğiyle ek bir değerlendirmeye ihtiyaç duyar. İşlemcilerin kendileri uzun süre birçok bilgisayar türünü kaybetmediler, çünkü bilgisayar çeşitliliği daha fazla hale geldi.

İşlemci (merkezi işlemci) - Bu, çeşitli işlemlerin gerçekleştirilmesinden ve bilgisayar çevre birimlerinin kontrolünden sorumlu olan çok karmaşık bir çip işleme makinesi kodudur.

Merkezi işlemcinin kısa bir belirlenmesi için, bir kısaltma, CPU ve ayrıca merkezi bir işlem cihazı olarak çevrilen CPU - merkezi işlem biriminin yanı sıra kabul edilir.

Mikroişlemcilerin kullanımı

Bu tür bir cihaz, bir işlemci olarak, bir TV ve video oynatıcı olarak, oyuncaklarda bile bu tür cihazlar hakkında konuşan herhangi bir elektronik teknolojiye entegre edilmektedir ve akıllı telefonların kendilerini farklı olmasına rağmen zaten bilgisayarlardır.

Çoklu çekirdekler merkezi işlemci Birbirinden bağımsız olarak tamamen farklı görevler yapılabilir. Bilgisayar yalnızca bir görev gerçekleştirirse, yürütmesi tipik işlemlerin paralelleştirilmesiyle hızlandırılır. Performans oldukça net bir özellik satın alabilir.

Frekans kızgın katsayısı

İşlemci kristalinin içinde dolaşım sinyalleri yüksek frekansta olabilir, ancak işlemciler bilgisayarın dış bileşenleri ile aynı frekansta erişilemiyor. Bu bağlamda, anakartın tek başına çalıştığı sıklık ve işlemcinin sıklığı farklı, daha yüksek.

İşlemcinin aldığı frekans anakart Destek olarak adlandırılabilir, sırayla, iç frekansın iç frekans olarak adlandırılan iç frekans olan iç katsayıya çoğalmasını sağlar.

İç Faktör Frekans Faktörü olasılığı, işlemcinin ivme potansiyelini serbest bırakmak için çok sıklıkla kullanılır.

Nakit Bellek İşlemcisi

Sonraki iş için veriler, işlemci RAM'den alır, ancak işlemci içindeki çip sinyallerinin içi çok yüksek bir frekansla işlenir ve RAM modüllerinin temyizleri, zamanlar daha az bir frekansla geçer.

İç frekans faktörünün yüksek katsayısı, tüm bilgiler içinde olduğunda, örneğin, örneğin RAM'den, yani dışa göre daha verimli hale gelir.

İşlemciye, veri işleme için bazı hücrelerde, kayıt denir, bunlarda, genellikle neredeyse hiçbir şey saklamaz, ancak işlemcinin çalışması olarak hızlandırmak, ve onunla bilgisayar sistemi Önbellekleme teknolojisi entegre edildi.

Cashem, tamponun rolünü gerçekleştiren küçük bir bellek hücresi kümesi olarak adlandırılabilir. Genel bellekten okurken, kopya bakır işlemci önbelleğinde görünür. Onlara aynı veri erişimine olan ihtiyaca sahip olması gerektiği, yani tamponda, hızı artıran tampon.

Mevcut işlemcilerindeki KESH belleği bir piramidal görüntüye sahiptir:

  1. 1. seviyenin Kesh Hafızası, hacimdeki en küçüğüdür, ancak aynı zamanda en hızlı hız, işlemci kristalinin bir parçasıdır. İşlemci kayıtları, çok pahalı olarak aynı teknolojilere göre yapılır, ancak hız ve güvenilirliğine mal olur. Yüzlerce kilobayt tarafından ölçülmesine rağmen, çok küçük, ancak hızda büyük bir rol oynar.
  2. 2. seviyenin KESH hafızası - 1. seviye ile aynı işlemci kristalinde bulunur ve çekirdeğinin frekansı ile çalışır. Modern işlemcilerde, yüzlerce kilobayttan birkaç megabayt için ölçülür.
  3. Bu tür bir hafızanın önceki seviyelerinin 3. seviyesi yavaş, ancak önemli olan ve düzinelerce megabayt ile ölçülen hızlı bir RAM'dir.

1. ve 2. Kesh ve 2 seviyelerinin boyutu hem performansı hem de işlemcinin maliyetini etkiler. Üçüncü önbellek hafızasının üçüncü seviyesi, bilgisayarda bir tür bonus, ancak mikroişlemcilerin üreticilerinden biri aceleyle ihmal etmek için değil. 4. düzeyde önbellek belleği, çok işlemcili sistemlerde kendisini Lisha'ya haklı çıkarır ve bu nedenle sıradan bir bilgisayarda bulamazız.

İşlemci Kurulum Bağlayıcısı (Soket)

Modern teknolojilerin o kadar gelişmiş olmadığını anlamak, işlemcinin mesafe hakkında bilgi alabileceği, anakart'a bağlı, içine takılı olmamalı, içine girmemeli ve bununla etkileşime girmemelidir. Burası Soket olarak adlandırılır ve yalnızca belirli bir tür veya işlemci ailesi için uygundur; farklı üreticiler Ayrıca farklı.

Bir işlemci nedir: mimarlık ve teknolojik süreç

İşlemci mimarisi onun iç organizasyonElementlerin farklı konumu, özelliklerini de belirler. Mimarinin kendisi bütün bir işlemci ailesinde doğaldır ve hataları iyileştirmeyi veya düzeltmeyi amaçlayan ve amaçlanan değişiklikler adımlar halindedir.

Teknolojik işlem, işlemcinin kendisinin bileşenlerinin boyutunu belirler ve nanometre (NM) cinsinden ölçülür ve transistörlerin daha küçük boyutları, gelecekteki CPU'ların geliştiği işlemcinin kendisinin daha küçük boyutunu belirler.

Enerji tüketimi ve ısı dağılımı

Enerji tüketiminin kendisi doğrudan, işlemcilerin üretildiği teknolojiye bağlıdır. Daha küçük boyutlar ve yükseltilmiş frekanslar doğrudan orantılı olarak güç tüketimi ve ısı dağılımına neden olur.

Güç tüketimini ve ısı dağılımını azaltmak için, işlemcinin üzerindeki yükü ayarlamak için enerji tasarruflu bir otomatik sistem sırasıyla, herhangi bir ihtiyacın performansında yokluğunda. Yüksek performanslı bilgisayarlar zorunludur İyi sistem Soğutma işlemcisi.

Makalenin materyalini toplama - sorunun cevabı işlemcinin şudur:

Günümüzün işlemcileri, RAM ile çok kanallı çalışma olasılığına sahiptir, yeni talimatlar, fonksiyonel seviyesinin arttığı sayesinde görünür. Grafikleri işlemcinin kendisi ile işleme koyma yeteneği, hem işlemcilerde hem de ofis ve ev bilgisayarlarının inşa edilmesi için onlar için maliyette bir düşüş sağlar. Sanal çekirdekler daha pratik bir performansın dağılımı, teknoloji uzmanları gelişir ve onlarla bir bilgisayar ve kendi bileşeni olarak merkezi bir işlemci olarak ortaya çıkar.

Artık internette işlemciler konusundaki bilgilerle dolu, kayıtların, inceliğlerin, kesintilerin, vb. Esas olarak attığı için bir sürü makale bulabilirsiniz. Ancak, bir kişi tanıdık değil Bütün bu şartlar ve kavramlar, yeterince zordur. Anlama sürecini anlamak için "uçun ve küçük bir anlayıştan küçük bir anlayıştan başlamanız gerekir. İşlemci nasıl düzenlenir ve hangi büyük parçalardan oluşur?.

Öyleyse, sökmeyi söküyorsanız, mikroişlemcinin içinde ne olacak:

Şekil 1, ısıyı gidermeye ve korunmaya hizmet eden mikroişlemcinin metal yüzeyi (kapak) ile gösterilir. mekanik hasar Bu kapağın arkasında (işlemcinin kendi içinde yerim).

2 numarada - Kristalin kendisi, mikroişlemcinin bir kısmının imalatında en önemli ve pahalı olduğu gerçeğinde bulunur. Bu kristal sayesinde, tüm hesaplamaların meydana geldiği (ve bu işlemcinin ana işlevidir) ve mükemmelden daha zor olanı - işlemci elde edilir ve daha pahalı hale gelir. Kristal silikondan yapılmıştır. Aslında, üretim süreci çok karmaşıktır ve bu videoda daha fazlası, düzinelerce adım içerir:

Şekil 3 - İşlemcinin diğer tüm bölümlerinin takıldığı özel bir textolite substratı ve ayrıca iletişim sitesinin rolünü oynar - arka taraf Çok sayıda altın "puan" var - bunlar temas (şekilde çok az görünür var). Teşekkürler İletişim (Substrat), kristal ile yakın etkileşim sağlanır, çünkü doğrudan en azından bir şekilde kristalin mümkün olmadığını etkiler.

Kapak (1), yüksek sıcaklığa dayanıklı yapışkan kullanımı ile alt tabakaya (3) tutturulmuştur. Kristal (2) ile kapak arasında hava boşluğu yoktur, yeri termal macun tarafından işgal edilir, ondan dondurulduğunda, işlemcinin kristali ile kapağın kristali ile kapak arasındaki "köprüyü" ortaya çıkarır. iyi ısı çıkışı.

Kristal, lehimleme ve sızdırmazlık maddesi kullanılarak substrata bağlanır, substrat kontakları kristal temas noktalarına bağlanır. Bu şekilde, kristalin temas noktalarını, çok ince kablolamayı kullanarak substratın temaslarına bağlayarak açıkça gösterilir (fotoğraf 170x artışında):

Genel olarak, farklı üreticilerin işlemci cihazı ve hatta bir üreticinin modelleri büyük ölçüde değişebilir. Bununla birlikte, iş kavramı aynı kalır - herkes bir kontakt substratı, bir kristal (veya bir durumda yer alan bir durumda) ve ısı giderilmesi için metal bir kapak vardır.

Örneğin, Intel Pentium 4 işlemcisinin temas alt tabakası (işlemci devralacak):

Kişiler ve konumlarının yapısı şekli, işlemciye ve bilgisayarın bilgisayar panosuna bağlıdır (yuvalar çakışması gerekir). Örneğin, pimler doğrudan anakart soketinde olduğundan, işlemcinin "pin" olmadan "pin" olmadan hemen üstünde olduğu şekilde.

Ve diğer durum, "pinler" temaslarının doğrudan kontak alt tabakasından yapıştırıldığı yerdir. Bu özellik esas olarak AMD işlemciler için karakteristiktir:

Yukarıda belirtildiği gibi, bir üreticinin farklı işlemcilerinin farklı işlemcilerinin cihazı değişebilir, bize parlak bir örnektir - dört çekirdekli bir işlemci Intel çekirdek Esasen 2 Dört Dört Çekirdekli Çekirdek 2 Duo Hattı İşlemcisi olan 2 dörtlü, bir durumda birleştirildi:

Önemli! İşlemcinin içindeki kristallerin sayısı ve işlemci çekirdeklerinin sayısı aynı değildir.

İÇİNDE modern modeller Intel işlemciler 2 kristal (çip) bir kez beslenir. İkinci çip, işlemcinin grafik çekirdeğidir, özünde, video kartı işlemcisine yerleşik rolü oynatır, sistemde bir video kartı olmasa bile, grafiksel çekirdek bir video kartının rolünü üstlenir ve oldukça güçlü ( Bazı işlemci modellerinde, grafik çekirdeklerin hesaplama gücü, orta grafik ayarlarında modern oyunlar oynamanıza izin verir).

Bu kadar merkezi mikroişlemcinin cihazıElbette kısaca.

İşlemci sınıflandırması ve türleri. CPU özellikleri

İŞLEMCİ.

Kişisel bilgisayarlar için merkezi işlemcilerin geliştirilmesinin aşamaları. Modern teknoloji ve mimari çözümler. RISC ve CISC Teknolojisi. İşlemcilerin ana parametreleri. 32 ve 64 deşarj işlemcileri. Temel üreticilerin 32 basamaklı işlemcileri: Intel, AMD, via. Modern işlemcilerin özelliklerinin karşılaştırmalı analizi. Büyük eğilimler ve gelişme umutları.

Öğrenci bilmeli:

  • İşlemcilerin ana özellikleri;
  • İşlemci Geliştirme Aşamaları Hakkında;
  • İşlemci türleri;
  • ana modern işlemci modelleri;

Öğrenci şunları yapabilmelidir:

  • test programlarını kullanarak işlemcinin ana özelliklerini belirleyin;

Hedefler:

  • - Öğrencileri sistem işlemcisinin ana bileşenleri ile tanıtın.
  • - İşlemci türlerini ve özelliklerini inceleyin.
  • - Eğitim bilgi kültürü Öğrenciler, bakım, doğruluk, disiplin, mükemmellik.
  • - Bilişsel çıkarların gelişimi, kendini kontrol etme becerileri, ana hatlama yeteneği.

Yapı Meslek:

Teorik bölüm.

Kişisel bir bilgisayarın "beyin" bir mikroişlemcidir veya merkezi bir işlemcidir - CPU (merkezi işlem birimi). Mikroişlemci hesaplamaları ve veri işlemesini gerçekleştirir (bir Coprocessor'a sahip bilgisayarlarda yapılan bazı matematiksel işlemler haricinde) ve bir kural olarak, en pahalı bilgisayar mikro-kirişidir. Tüm PC uyumlu bilgisayarlar, Intel Chip ailesini destekleyen işlemcileri kullanır, ancak Intel'in kendisi tarafından üretilir ve yansıtılırlar, aynı zamanda AMD, Cyrix, IDT ve Rise Technologies tarafından üretilir.

Halen Intel, işlemci pazarına hükmediyor, ancak her zaman değildi. Intel, birinci işlemcinin icadıyla ve piyasadaki görünümüyle ilişkilidir. IBM, IBM PC'nin IBM PC'nin bir Intel 8088 işlemcisi (4.77 MHz) ile (4.77 MHz) ile ilk kişisel bilgisayarı yayınladığında, Intel ve Microsoft Star Hour, 1981 yılında tamamlandı. microsoft sistemi DİSK. İşletim sistemi. (DOS) Sürüm 1.0. Bundan neredeyse hepsinden kişisel bilgisayarlar Intel işlemciler kuruldu ve işletim sistemi Microsoft.

  • İşlemci parametreleri

Parametreleri ve işlemci cihazlarını tarif ederken, karışıklık genellikle oluşur. Veri veriyolunun ve adres veriyolunun verileri ve hızı içeren işlemcilerin özelliklerini göz önünde bulundurun.

İşlemciler iki ana parametre ile sınıflandırılabilir: bit ve hız. İşlemcinin hızı oldukça basit bir parametredir. Megaahertz (MHz) cinsinden ölçülür; bir Mhz kuzgun Saniyede milyonlarca saat. Hız ne kadar yüksek olursa o kadar iyi olur (işlemciyi daha hızlıdır). CPU Bit - parametre daha karmaşıktır. İşlemci üç tane içerir Önemli Cihazlar, ana özellik olanı biti:

  • giriş ve çıkış yolu;
  • iç kayıtlar;
  • hafıza adresi veriyolu.

Saat frekanslı işlemciler 16 MHz'den az, yerleşik önbelleğe sahip değildir. 486. işlemciye kadar olan sistemlerde, bir anakart üzerine hızlı bir önbellek belleği kuruldu. İşlemcilerden başlayarak 486, birinci seviye önbellek belleği doğrudan muhafazaya monte edildi ve işlemci frekansında çalıştı. Ve belleği önbellek sistem kartı ikinci seviye önbelleğini aramaya başladı. Zaten anakart tarafından desteklenen frekanslarda çalıştı.

Pentium Pro ve Pentium II işlemcilerinde, ikinci seviye önbellek belleği mahfazaya monte edilir ve fiziksel olarak ayrı bir çip sunar. Çoğu zaman, bu tür hafıza, işlemci çekirdek frekansının yarısına (Pentium II / III ve AMD atlon işlemcileri) veya daha küçük (iki beşinci veya üçüncü) üzerinde çalışır.

Pentium Pro işlemcilerinde, Pentium II / III Xeon, Modern Pentium III, Celeron, K6-3, Athlon (Model 4) modelleri, DURON önbellek belleği çekirdek frekansta çalışır. İkinci düzeyde önbellek belleğinin, çekirdeğe kıyasla daha küçük bir frekansta çalışmanın nedeni oldukça basittir: Mevcut önbellek mikrokir kemiği piyasa koşullarını karşılamamıştır. Intel, maliyeti son derece yüksek olan Xeon işlemcisi için yüksek hızlı Nakit Bellek Mikrocircuit tarafından oluşturuldu. Bununla birlikte, işlemcilerin üretimi için yeni teknolojilerin ortaya çıkması, temel frekansta faaliyet gösteren önbellek hafızası ve ucuz ikinci nesil Celeron işlemcilerinde kullanmayı mümkün kıldı. Bu tasarım, ikinci nesil Intel Pentium III'in yanı sıra K6 3-3 işlemcisi, Athlon ve Duron Şirketi AMD tarafından ödünç alındı. Halen hemen hemen tüm Intel ve AMD gelişmelerinde kullanılan böyle bir mimari, yüksek hızlı bir ikinci seviye önbellek uygulamak için daha az veya daha az karlı bir yoldur.

İşlemci hızı

Hız, genellikle farklı şekillerde yorumlanan işlemcinin özelliklerinden biridir. Bu bölümde, özellikle genel ve Intel işlemcilerindeki işlemcilerin hızını özellikle öğreneceksiniz.

Bilgisayarın hızı büyük ölçüde, genellikle megaahertz (MHz) cinsinden ölçülen saat frekansına bağlıdır. Küçük bir teneke kabın içine alınmış bir kuvars kristal olan bir kuvars rezonatörünün parametreleri ile belirlenir. Etki altında elektrik voltajı Kuvars kristalinde salınımlar var elektrik akımı Kristalin formu ve boyutu ile belirlenen frekans ile. Bunun frekansı alternatif akım ve saat frekansı denir. Geleneksel mikroçipler, birkaç milyon hertz frekansta çalışır. (Hertz saniyede bir salınımdır.) Hız Megaahertz'de ölçülür, yani. Saniyede milyonlarca döngüde. İncirde. 1, sinüzoidal bir sinyalin bir grafiğini göstermektedir.

İncir. 1. Grafik Temsil Kavramı Saat Frekansı

İşlemci için mantıksal bir cihaz olarak işlemcinin için en küçük zaman ölçümü (kuantum) bir saat frekansı veya sadece bir saatdir. Her işlem en az bir ritmi geçirir. Örneğin, bellek işlemcisi Pentium II ile veri alışverişi üç dokunma artı birkaç bekleme döngüsü için gerçekleştirir. (Beklenti döngüsü hiçbir şeyin olmadığı bir ritimdir; işlemcinin sadece daha az yüksek hızlı bilgisayar düğümlerinden "kaçması" için gereklidir.)

Komutların yürütülmesine harcanan zaman farklıdır.

8086 ve 8088 . Bu işlemcilerde, bir komutun yürütülmesi için yaklaşık 12 saat gerçekleşir.

286 ve 386 . Bu işlemciler, yaklaşık 4.5 döngü komutlarını yürütme süresini azalttı.

İşlemci (486) ve 5 × 86 gibi en düşük intel uyumlu dördüncü nesil işlemciler, bu parametreyi 2 saate düşürdü.

Pentium, K6 serisi. PENTIUM işlemcilerinin mimarisi ve AMD ve CYRIX'te oluşturulan diğer Intel uyumlu beşinci üretim işlemcilerinin, komutların ve diğer iyileştirmelerin çift taşıyıcılığını içeren bir veya iki komutun yürütülmesini sağlamıştır.

Pentium Pro, Pentium II / III / Celeron ve Athlon / Duron. AMD ve Cyrix tarafından oluşturulan diğer altıncı nesil işlemcilerin yanı sıra, AMD ve CYRIX tarafından oluşturulan diğer altıncı nesil işlemciler, bir inceliğin en az üç komutunu yapmanıza izin verir.

Komutları gerçekleştirmek için gereken farklı sayıda saat, bilgisayarları saat frekanslarına göre karşılaştırmayı zorlaştırır (yani, saniye başına saatlerin sayısı). Neden, bir ve aynı saat frekansı, bir işlemci diğerinden daha hızlı çalışır? Sebep performansta yatıyor.

486 işlemci 386'yere kıyasla daha yüksek bir hıza sahiptir, çünkü komut, 386. dakikadan daha fazla ortalama Twicear'da gereklidir. Ve pentium işlemcisi, saatlerden 486'dan daha iyidir. Böylece, 133 MHz'lik bir saat frekansına sahip işlemci (486) (tip AMD 5 × 86-133) 75 MHz saat frekansı olan Pentium'dan daha yavaştır! Bunun neden olduğu, çünkü aynı pentium frekansında, işlemci 486'dan iki kat daha fazla komut gerçekleştirir. Pentium II ve Pentium III - aynı frekansta çalışan pentium işlemcisinden yaklaşık% 50 daha hızlı, çünkü mevcut sayısında önemli ölçüde daha fazla ekip gerçekleştirebilirler. döngüleri.

İşlemcilerin göreceli verimliliğinin karşılaştırılması, 1000 MHz'lik bir saat frekansında çalışan Pentium III'ün performansının teorik olarak, 1,500 MHz saat frekansında çalışan pentiumun performansına eşittir, bu da, Teorik olarak, 3,000 MHz saat frekansı üzerinde çalışan işlemcinin performansına eşittir ve bu da sırayla, 6,000 MHz veya 8088 saat frekansında çalışan, işlemcilerin 386 veya 286'nın performansına teorik olarak eşittir. 12.000 MHz'lik bir saat frekansı. 8088 işlemcisiyle ilk PC'nin sadece 4.77 MHz'in saat frekansında çalıştığını düşünürsek, bugünün bilgisayarları 1,5 bin kattan daha hızlıdır. Bu nedenle, bilgisayarların performansını yalnızca saat frekansına dayanarak karşılaştırmak imkansızdır; Diğer faktörlerin sistemin etkinliğini etkilediği gerçeğini dikkate almak gerekir.

Merkezi işlemcinin etkinliğini değerlendirmek oldukça zordur. Çeşitli iç mimarilere sahip merkezi işlemciler farklı şekillerde komutlar gerçekleştirir: Farklı işlemcilerdeki aynı komutlar daha hızlı veya daha yavaş yapılabilir. Merkezi işlemcileri farklı saat frekanslarında çalışan farklı mimarilerle karşılaştırmak için tatmin edici bir önlem bulmak için Intel, işlemcilerin göreceli verimliliğini ölçmek için Intel Cips'te yapılabilecek belirli bir referans testini icat etti. Bu test sistemi yakın zamanda 32 bit işlemcilerin etkinliğinin ölçülebilmesi için değiştirildi; İndeks (veya gösterge) IComp 2.0 olarak adlandırılır (Intel karşılaştırmalı mikroişlemci performansı - karşılaştırmalı verimlilik mikroişlemci intel). Halen, bu endeksin üçüncü versiyonu kullanılır - IComp 3.0.

İşlemci Saat Frekansı

Neredeyse tüm modern işlemciler, 486dx2 ile başlayan, anakartın saat frekansında belirli bir çarpkanın ürününe eşit olan saat frekansında çalışır. Örneğin, Celeron 600 işlemci bir saat frekansında, anakartın (66 MHz) saat frekansından daha büyük olan bir saat frekansında çalışır ve Pentium III 1000, saat frekansında, saat frekansının yedi buçuk katında Anakart (133 MHz). Çoğu sistem panosu, 66 MHz'lik bir saat frekansında çalıştı; Tüm Intel işlemcilerin 1998'in başından önce desteklendiği ve sadece yakın zamanda bu şirketin 100 MHz için tasarlanmış sistem panoları üzerinde çalışabilen sistemsel nesillerin işlemcileri ve mikrokirbüslerini geliştirmiştir. Bazı CYRIX işlemcileri, 75 MHz için tasarlanmış sistem panoları için tasarlanmıştır ve pentium için tasarlanan birçok sistem panosu bu frekansta da çalışabilir. Genellikle, anakartın saat frekansı ve çarpan, sistem kartını yapılandırmak için atlama telleri veya diğer prosedürler kullanılarak takılabilir (örneğin, BIOS parametre ayarları programındaki ilgili değerleri seçerek).

1999'un sonunda, Pentium III işlemcisinin tüm modern versiyonlarını destekleyen 133 MHz'in saat frekansı ile yonga setleri ve sistem panoları ortaya çıktı. Aynı zamanda, AMD, Athlon'un anakartlarını ve çip kitlerini, çift veri iletim teknolojisini kullanarak 100 MHz'lik bir saat frekansıyla serbest bıraktı. Bu, Athlon işlemcisi ile 200 MHz'ye kadar olan ana mikro-mikrokirbakemler arasındaki veri aktarım hızını arttırmayı mümkün kıldı.

2001 yılına kadar, AMD Athlon ve Intel Itanium işlemcilerinin hızı 266 MHz'ye yükseldi ve Pentium 4 işlemci lastikleri 400 MHz'e yükseldi.

Bazen soru neden ortaya çıkıyor güçlü işlemci İtaniyum, merkezi işlemcinin Pentium 4 lastiğine kıyasla daha yavaş kullanılır. Bu soru son derece alakalı! Cevap, büyük olasılıkla bu bileşenlerin, çeşitli amaçlar ve görevlerle tamamen farklı geliştirici grupları tarafından yaratıldığı gerçeğindedir. HP (Hewlett Packard) ile birlikte geliştirilen Itanium işlemcisi, hafızayı, 266 MHz'lik daha uygun bir saat frekans sunucusu üzerinde çalışırken, çift veri aktarım hızı (DDR) ile kullanmak üzere tasarlanmıştır. Merkezi işlemci lastik hızının ve bellek veriyolunun yazışması, en büyük hızı elde etmenizi sağlar, bu nedenle CPU lastiği (CPU) saat frekansı da 266 MHz'e eşitse, DDR SDRAM kullanan sistem daha iyi çalışır.

Öte yandan, Pentium 4, RDRAM kullanmak için geliştirilmiştir, bu nedenle, sistem lastiğinin hızı RDRAM hızına karşılık gelir. Lütfen lastiğin hızının yanı sıra herhangi bir işlemcinin serbest bırakıldığını lütfen unutmayın. intel.Gelecekte değişebilir.

İÇİNDE modern bilgisayarlar Genellikle anakart üzerinde bulunan değişken bir frekans üreteci kullanılır; Anakart ve işlemci için referans frekansı oluşturur. Çoğu sistem panosunda, pentium işlemcileri üç veya dört saat frekans değerlerinden birini kurabilir. Günümüzde, belirli bir sistem kartının saat frekansına bağlı olarak, farklı frekanslarda çalışan işlemcilerin birçok versiyonu üretilmektedir. Örneğin, çoğu pentium işlemcisinin performansı, anakartın hızından birkaç kez daha yüksektir.

Diğer tüm şeyler eşittir (işlemci türleri, hafızaya erişirken beklenti sayısının sayısı ve veri yolu biti), iki bilgisayar saat frekansları ile karşılaştırılabilir. Bununla birlikte, dikkatlice yapılmalıdır: Bilgisayarın hızı, diğer faktörlere (özellikle, hafızanın yapısal özelliklerinden etkilenenlerden) bağlıdır. Örneğin, alt saat frekansına sahip bir bilgisayar beklediğinizden daha hızlı çalışabilir ve sistemin nominal saat frekansının daha yüksek bir değeri olan hızı olması gerektiğinden daha düşük olacaktır. Tanımlayan faktör, sistemin sisteminin mimarisi, tasarım ve temel üssüdür.

İşlemcilerin imalatı sırasında, testler çeşitli saat frekanslarında, sıcaklık ve basınç değerlerinde gerçekleştirilir. Bundan sonra, işaretleme, maksimum çalışma frekansının tüm sıcaklık aralığında ve normal koşullar altında karşılaşabilecek basınçlarda belirtildiği durumlarda uygulanır. İşaretler sistemi oldukça basittir, bu yüzden kendiniz çözebilirsiniz.

  • Cyrix işlemcilerinin etkinliği

CYRIX / IBM 6 × 86 işlemci işaretinde, PR skalası kullanılır (performans derecesi - verimliliğin değerlendirilmesi), ÜZERİNE MEGAHERTZ'deki gerçek saat frekansına eşit olmayan değerler. Örneğin, CYRIX 6x86MX / MII-PR366 işlemcisi aslında 250 MHz (2.5CH100 MHz) saat frekansında çalışır. Belirtilen işlemcinin sistem kartının saat frekansı, bir işlemciyi bir saat frekansı 250 ile takarken ve 366 MHz (işaretlemedeki 366 sayılı olarak kabul edilebileceği gibi) olarak oluşturulmalıdır.

Lütfen Cyrix 6x86MX-PR200 işlemcisinin, 150, 165, 166 veya 180 MHz, 200 MHz frekansında değil, saat frekanslarında çalışabileceğini unutmayın. Kalite değerlendirmesi, orijinal Intel Pentium işlemcileriyle karşılaştırılması amaçlanmıştır (bu değerlendirmede Celeron, Pentium II veya Pentium III.).

Etkinlik değerlendirmesinin (P derecesi), Intel Pentium'a göre işlemcinin hızını belirlediği varsayılmaktadır. Ancak, CYRIX karşılaştırılabilir işlemcinin MMX teknolojisi içermediği, birinci düzeyinde önbellek belleğinin daha düşük bir hacme, bir sistem kartı platformuna ve daha yavaş belleğin belirtilmemesi için oldukça eski bir sürümün setine sahip olduğu belirtilmelidir. Bu nedenlerden dolayı, P derecelendirme ölçeği, Cyrix işlemcilerini Celeron, Pentium II veya Pentium III ile karşılaştırırken etkisizdir, bu da geçerli hız için onları değerlendirmek daha iyidir. Başka bir deyişle, CYRIX 6x86MX / MII-PR366 işlemci yalnızca 250 MHz saat frekansında çalışır ve benzer bir saat frekansına sahip Intel işlemcileriyle karşılaştırılabilir. Mii-366'nın, aslında 250 MHz frekansı ile çalışan bir işlemci için işaretlendiğine inanıyorum, hafifçe aldatıcı, biraz aldatıcı.

  • AMD İşlemci Verimliliği

Benzer şekilde, işlemcilerin etkinliğini karşılaştırır AMD serisi K5. K6 Serisi ve Athlon'un verimliliğinin değerlendirilmesi gerçek bir çalışma sıklığını gösterir. Athlon ailesinin işlemcilerinde, lastik bir çift sistem kartı frekansında (200 MHz) çalışır.

Veri yolu

En iyilerinden biri ortak özellikleri İşlemci, veri yolu ve adres veriyolunun bitidir. Lastik, iletilen bir dizi bağlantıdır. farklı sinyaller. Binanın bir ucundan diğerinden bir kaç tel olduğunu hayal edin. Bir voltaj jeneratörü bu tellere 220 volt olarak bağlarsanız ve çıkışı çizgiyi boyunca yayarsanız, otobüs çıkacaktır. Fişin hangi fişin yerleştirileceğine bakılmaksızın, bu durumda daima aynı sinyali alacaksınız - bu durumda - 220 volt alternatif akım. Birden fazla çıkışa sahip olan herhangi bir iletim hattı (veya bir sinyal iletim ortamı) bir otobüs olarak adlandırılabilir. İÇİNDE her zamanki bilgisayar tarafından Birkaç iç ve dış lastik vardır ve her işlemciye - veri aktarımı ve bellek adresleri için iki ana lastik vardır: veri yolu ve adres veriyolu.

İşlemci veriyolu hakkında söylediklerinde, çoğu zaman veri yolu açısından, veri iletmek veya almak için bir bağlantı dizi (veya çıkış) olarak gösterilir. Aynı anda daha fazla sinyal otobüse giderse, veriler belirli bir zaman aralığında daha fazla iletilir ve daha hızlı çalışır. Veri lastiği biti, yüksek hızlı motordaki trafik şeritlerinin sayısına benzer; Bantların sayısındaki bir artış olduğu gibi, otoyoldaki makinelerin akışını arttırmayı mümkün kılar, bitteki artış üretkenliği artırmanızı sağlar.

Bilgisayardaki veriler aynı zaman aralıklarında sayılar olarak iletilir. Tek bir parçayı belirli bir zaman aralığına geçirmek için, yüksek düzeyde bir voltaj sinyali (yaklaşık 5 V) gönderilir ve bir sıfır veri biti - düşük seviyeli bir voltaj sinyali (yaklaşık 0 b) iletir. Daha fazla satır, daha fazla bit aynı zamanda aktarılabilir. İşlemcilerde 286 ve 386SX, ikili veri iletmek ve almak için 16 bağlantı kullanılır, bu nedenle 16 bit veri veriyodudur. 32 bit işlemcisinde, örneğin, 486 veya 386DX, bu tür bağlantılar iki kat daha fazladır, bu nedenle, iki kat daha fazla veri iletir. Modern pentium tipi işlemcilerin 64 bit harici veri yolu var. Bu, orijinal Pentium, Pentium Pro ve Pentium II de dahil olmak üzere pentium işlemcilerinin aynı anda 64 veri bitlerine sistem belleğine (veya ondan alınması) iletilebileceği anlamına gelir.

Lastiğin etrafta hareket eden arabalarla bir otoyol olduğunu hayal edin. Otoyolun her yönünde yalnızca bir pist varsa, o zaman sadece bir makine bir yönde belirli bir noktada bir yönde sürüş olabilir. Büyütmek istersen verim Yollar, örneğin, iki kez, her yöndeki hareketle bir tane daha ekleyerek genişletmeniz gerekecektir. Böylece, 8 bit yonga tek bantlı bir otoyolu olarak gösterilebilir, çünkü her zaman yalnızca bir veri baytını geçer (bir bayt sekiz biteye eşittir). Benzer şekilde, 32-bit veri yolu, aynı anda dört bayt bilgiyi iletebilir ve 64-bit sekiz hareket şeritli yüksek hızlı bir otoyol gibi! Otoyol, trafik şeritlerinin sayısı ile karakterize edilir ve işlemci veri veriyolunun deşarjıdır. Kılavuz veya teknik açıklama, 32 veya 64 bitlik bir bilgisayardan bahsederse, genellikle işlemci veri çubuğunu akılda tutulur. İşlemcinin performansını ve dolayısıyla tüm bilgisayarın performansını tahmin etmek mümkündür.

İşlemci veri veriyolunun bataryası, bellek bankasının boyutunu belirler. Bu, örneğin, sınıf 486, bir 32 bit işlemcinin, bellekten okuduğu veya aynı anda bellekte 32 bit yazdığı anlamına gelir. Pentium III ve Celeron dahil olmak üzere Pentium Sınıfı işlemcileri, hafızadan okunur veya belleğe 64 bit olarak kaydedilir.

  • Birinci seviye önbellek

Tüm işlemcilerde, 486'dan başlayarak, 486dx işlemcilerinde 8 KB önbellek belleğine ve modern modellerde 32, 64 KB ve daha fazlasını içeren yerleşik (birinci düzey) önbellek denetleyicisi vardır. Nakit geçici depolama için amaçlanan yüksek hızlı bir bellekdir. yazılım kodu ve veriler. Dahili önbellek hafızasına hitap etmek, bekleme durumları olmadan ortaya çıkar, çünkü hızı işlemcinin yeteneklerine karşılık gelir, yani. Birinci seviye önbellek (veya yerleşik önbellek) işlemci frekansında çalışır.

Önbellek belleği kullanımı, bilgisayarın geleneksel dezavantajını azaltır, bu da RAM'in merkezi işlemcinin ("şişe boynu" etkisinden daha yavaş çalışmasıdır). Nakit belleği sayesinde, işlemcinin program kodunun veya verilerinin bir sonraki kısmının nispeten yavaş ana bellekten gelinceye kadar beklemek zorunda kalmaz, bu da verimlilikte somut bir artışa yol açacaktır.

Modern işlemcilerde, yerleşik önbellek daha da önemli bir rol oynar, çünkü genellikle işlemciyle eşzamanlı olarak çalışabilen tüm sistemdeki tek bellek türüdür. Çoğu modern işlemcilerde, bir saat frekansı çarpanı kullanılır, bu nedenle, bağlı oldukları anakartın saat frekansından birkaç kez daha yüksek bir frekansta çalışırlar.

  • İkinci seviye önbellek

Sistemin maddi yavaşlamasını azaltmak için, önbelleğin her bir duruşunda meydana gelen, ikinci seviye önbellek belleği etkinleştirilir.

Pentium işlemcileri için ikincil önbellek bir sistem kartındadır ve Pentium Pro ve Pentium II için işlemci mahfazasının içindeki. İkincil önbelleği işlemciye taşıma, sistem kartından daha yüksek bir saat frekansıyla çalışmasını sağlayabilirsiniz, işlemcinin kendisiyle aynıdır. Artan saat frekansı ile, döngü süresi azalır.

Bugüne kadar, anakartın standart saat frekansı 66, 100 veya 133 MHz'e eşittir, ancak bazı işlemciler 600 MHz veya daha yüksek bir saat frekansında çalışır. Daha yeni sistemlerde, sistem kartındaki önbellek kullanılmaz, çünkü hızlı SDRAM veya RDRAM modülleri kullanılır. modern sistemler Pentium II / Celeron / III, anakartın saat frekansında çalışabilir.

Celeron işlemciler, 300 MHz ve üstü saat frekansı olan ve ayrıca frekansı 600 MHz'den daha fazla olan Pentium III işlemcilerinin yanı sıra, hızı işlemci çekirdek frekansına eşit olan ikinci seviye bir önbellek belleği içerir. Dahili Duron işlemci önbelleği ve son modeller Athlon ayrıca işlemci frekansıyla da çalışır. Athlon işlemcilerinin önceki sürümlerinde, Pentium II ve III, harici bir önbellek, işlemci saat frekansının yarısına eşit, iki beşte bir veya üçte birine eşit bir çalışma frekansı ile kullanılır. Gördüğünüz gibi, mevcut önbellek hızları aralığı, merkezi işlemcinin tam frekansından başlayarak ve ana hafızanın alt frekansıyla biten, işlemciye dayanan beklentinin durumunu en aza indirmenizi sağlar. Bu, işlemcinin gerçek hızına en yakın frekansla çalışmasını sağlar.

  • Mmx teknolojisi

İçeriğe bağlı olarak, MMX çoklu ortam uzantıları (multimedya uzantıları) veya matris matematik uzantıları (matris matematiksel uzantıları) anlamına gelebilir. MMX teknolojisi, beşinci nesilin pentium pentium işlemcilerinin kıdemli modellerinde (Şekil 2), video verilerinin sıkışması / dekompresyonunun, görüntünün manipülasyonunun, görüntünün manipülasyonunun, şifrelemenin ve G / Ç işlemlerinin manipülasyonunun - Pek çok modern programda kullanılan hemen hemen tüm işlemler.


MMX işlemci mimarisinin iki ana iyileştirmesi var.

İlk, temel, tüm MMX cipslerinin, bu teknolojiyi kullanmayan tebriklerinden daha büyük bir iç yerleşik önbelleğe sahip olmasıdır. Her programın verimliliğini ve toplamı arttırır yazılım MMX gerçek komutlarını kullanıp kullanmadığına bakılmaksızın.

  • SSE teknolojisi

Şubat 1999'da Intel, Pentium III işlemcisini, SSE (SIMD uzantıları - SIMD uzantıları) olarak adlandırılan MMX teknolojisinin güncelleştirmesini içeren halka sundu. Bu noktaya kadar, SSE talimatları Katmai Yeni Talimatlar (KNI) adını giydi, çünkü başlangıçta KATMAI kodu adı ile Pentium III işlemcisine dahil edildi. Pentium III çekirdeğine dayanarak Celeron 533A işlemciler ve üstü, SSE talimatlarını da destekler. Daha erken sürümleri Pentium II işlemcisi, ayrıca Celeron 533 ve aşağıda (Pentium II çekirdeğine dayanarak oluşturuldu), SSE desteklenmiyor.

Yeni SSE teknolojileri ile daha etkili çalışmanıza izin verir Üç boyutlu grafikler, ses ve video veri akışları (DVD oynatma), ayrıca konuşma tanıma uygulamaları. Genel olarak, SSE aşağıdaki avantajları sağlar:

  • grafik görüntüleri görüntülerken ve işlerken daha yüksek çözünürlük / kalite;
  • mPEG2 biçiminde ses ve video dosyalarının kalitesi geliştirilmiş ve
  • ayrıca multimedya uygulamalarında MPEG2 formatının eşzamanlı kodlaması ve kod çözülmesi;
  • İşlemcinin Yüklenmesi ve Doğruluk / Yanıt Oranının Geliştirilmesi
  • konuşma tanıma için yazılım gerçekleştirin.

SSE ve SSE2 talimatları, DVD'lerde kullanılan ses ve video verileri için bir sıkıştırma standardı olan MPEG2 format dosyalarını kod çözerken özellikle etkilidir.

MMX'e göre SSE'nin ana avantajlarından biri, üç boyutlu grafik görüntüleri işlerken çok önemli olan yüzen virgülle SIMD işlemlerini desteklemektir. MMX gibi SIMD teknolojisi, tek bir komut işlemcisinin aldıktan sonra bir kerede birkaç işlem yapmanızı sağlar.

  • 3DNOW teknolojisi ve geliştirilmiş 3DNOW

3DNOW teknolojisi, SSE talimatlarını desteklemeye yanıt olarak AMD tarafından geliştirilmiştir. intel İşlemciler. İlk defa (Mayıs 1998) 3Dnow uygulandı aMD İşlemcileri K6, A. daha fazla gelişme - Geliştirilmiş 3DNOW - Bu teknoloji Athlon ve Duron işlemcilerinde aldı. SSE, 3DNOW ve Geliştirilmiş 3DNOW teknolojisine benzer şekilde, üç boyutlu grafiklerin, multimedya ve diğer yoğun bilgi işleminin işlenmesini hızlandırmak için tasarlanmıştır.

Kontrol soruları

  1. Hangi cihazlar minimum PC kompozisyonunu sağlar?
  2. Çeşitli hafızaların sınıflandırılmasını sağlayın. Amaçları nedir?
  3. TSI'nin geliştirilmesinin ana aşamaları nelerdir?
  4. PC anakartının ana bileşenlerinin bir parçası nedir?
  5. PC lastiğinin amacı nedir?
  6. Hangi parametreler RA işleminin performansını karakterize eder?
  7. Bellek cipslerinin ana özellikleri nelerdir?