Procesoare - l
Intel Celeron 1100 socket 370 în carcasă FC-PGA2, vedere de sus.
Unitatea centrală de procesare (CPU; CPU - Engl central processing literalmente unitate de - un dispozitiv de calcul centrală ..) - instrucțiuni mașină interpret. o bucată de calculator hardware sau un controler logic programabil. responsabil pentru efectuarea operațiunilor de programe specifice.
CPU-urile moderne realizate ca circuite individuale (chips-uri) de punere în aplicare toate caracteristicile inerente dispozitivelor de acest tip sunt numite microprocesoare. De la mijlocul anilor 1980 aproape trecut pe langa alte tipuri de CPU, astfel încât termenul a devenit mai mult și mai des percepute ca un sinonim comun pentru „microprocesor“. Cu toate acestea, nu este: o unitate de procesare centrală a unor supercomputere chiar și astăzi este un complex mare (LSI) și foarte mare la scară (VLSI) circuite integrate.
Inițial, unitatea centrală de procesare pe termen descris de clasă specializată de mașini logice destinate pentru a efectua programe complexe de calculator. Datorită meci destul de exactă a funcției de destinație, apoi procesoare de calculatoare existente, in mod natural a fost mutat la calculatoare în sine. Începutul termenului și abrevierea sa în ceea ce privește sistemele informatice a început în anii 1960. Dispozitiv, proiectarea și punerea în aplicare a CPU-uri s-au schimbat, deoarece de multe ori, dar principalele lor funcții executabile sunt la fel ca înainte.
Arhitectura von Neumann
Cele mai multe procesoare moderne pentru calculatoare personale, în general, se bazează pe o anumită versiune a unui prelucrare a informațiilor secventiala proces ciclic, inventat de John von Neumann.
J. von Neumann a inventat schema de construcție a computerului în 1946.
etapele critice ale procesului sunt prezentate mai jos. Arhitecturi diferite, precum și măsuri suplimentare pot fi necesare pentru diferite echipe. De exemplu, accesul de memorie suplimentară poate fi necesară pentru instrucțiuni aritmetice, în timpul căreia operanzi sunt citite și înregistrează rezultatele. O trăsătură distinctivă a arhitecturii von Neumann este faptul că instrucțiunile și datele sunt stocate în aceeași memorie.
Etapele ciclului:
Acest ciclu se realizează în mod constant, și el a fost cel care a numit procesul (de unde și numele dispozitivului).
Comenzile CPU sunt cel mai scăzut nivel de control al computerului, astfel încât performanța fiecărei echipe va inevitabil și necondiționat. Nr de verificare privind admisibilitatea acțiunilor efectuate, în special, nu verifică posibila pierderea de date valoroase. Pentru calculatorul pentru a efectua numai comenzi de acțiune valide trebuie să fie organizate în mod corespunzător sub forma programului dorit.
Rata de tranziție de la o etapă la alta este determinată de ciclu de ceas. Generatorul de ceas generează impulsuri care servesc pentru a bate CPU. frecvență de ceas este numit de frecvență.
arhitectura de conducte
După eliberarea etapa conductei k ea devine imediat pentru a lucra la echipa următoare. Presupunând că fiecare etapă a timpului unitatea de conducte cheltui pe munca sa, executarea instrucțiunii de pe lungimea transportorului în n etape ia n unități de timp, dar în cazul cel mai optimist, ieșirea din fiecare dintre următoarele comenzi vor fi obținute prin fiecare unitate de timp.
Într-adevăr, în absența comenzii ia transportorului n unități de timp (de la comanda pentru încă trebuie să fie incluși în eșantion, decodare, etc ...), și unitățile de timp necesare pentru executarea de comenzi m; folosind un transportor (în cazul cel mai optimist) pentru efectuarea m comenzi au nevoie doar de n + m timp de unități.
Factorii care reduc eficiența liniei de asamblare:
Unele procesoare moderne sunt mai multe etape în conducta 30, care crește performanța procesorului, dar rezultatele într-un timp de așteptare de mare (de exemplu, în caz de eroare în predicția unei sucursale condiționate.)
arhitectura superscalare
Capacitatea de a efectua mai multe instrucțiuni mașină pe ciclu de ceas. Apariția acestei tehnologii a condus la o creștere substanțială a productivității.
x86 (deși pentru mulți ani, aceste procesoare sunt CISC doar sistem de comandă extern).
John Kok (John Cocke) din
Cel mai frecvent punerea în aplicare a acestei arhitecturi, un procesor MIPS și Alpha serie.
procesoare multi-core
Conține mai multe nuclee de procesare într-un singur pachet (unul sau mai multe cristale).
Procesoare concepute pentru un sistem de operare de copii pe mai multe nuclee, sunt extrem de sisteme de punere în aplicare „multiprocesor“ integrate.
procesoare dual-core includ lucruri cum ar fi disponibilitatea unor nuclee logice și fizice de exemplu Intel Core Duo procesor dual core constă dintr-un nucleu fizic, care, la rândul său, este împărțit în două logica. Intel Core 2 Quad este alcătuit din patru nuclee fizice, care afectează în mod semnificativ performanțele sale.
AMD a intrat pe drumul său propriu, quad-core de fabricație singur cristal (spre deosebire de la Intel, ale căror procesoare sunt, de fapt lipire două cristale dual-core). In ciuda naturii progresive a acestei abordări în primul rând „chetyrohyadernik“ companie, cunoscut sub numele de AMD Phenom X4, s-a dovedit nu prea de succes. restante sa de procesoare rivale contemporane a variat 5-30 la suta sau mai mult, în funcție de model și sarcinile specifice.
AMD a, la rândul său, a prezentat o linie de procesoare Phenom II X4. La dezvoltarea sa, compania a luat în considerare erorile lor: cache (în mod clar inadecvat la primul „fenomen“) a fost crescut, iar producția de procesor a fost transferat la tehnologia procesului de 45 nm, va reduce căldura și de a crește în mod semnificativ frecvențele de operare. Per total, performanta AMD Phenom II X4 se află pe picior de egalitate cu procesoare Intel din generația anterioară (Yorkfield de bază) și destul de departe în spatele Intel Core i7. Cu toate acestea, luând în considerare o platformă rezonabilă a costurilor bazate pe acest procesor, perspectivele sale de piață arate mult mai roz decât predecesorul său.
cache
Caching - este utilizarea de mai multă memorie de mare viteză (cache) pentru stocarea de copii ale blocurilor de date din principal (RAM), probabilitatea ca ceea ce este mare în viitorul apropiat.
Distinge ascunzători 1-, 2- și 3 niveluri rd. Nivelul Cache 1 este cea mai mică latență (timp de acces), dar o dimensiune mică, pe langa cache-urile de primul nivel sunt adesea făcute multiport. Astfel, procesoarele AMD K8 au fost capabili sa produca pe 64 de biți de înregistrare + 64 biți citit sau două pe 64 de biți citit pe ciclu, AMD K8L poate produce două 128 biți de citire sau scriere în orice combinație, Intel Core 2 poate produce 128 de biți de înregistrare + 128 biți citit per ciclu. Memoria cache Level 2 are de obicei o latență de acces mult mai mare, dar poate fi mult mai mare. al treilea nivel de memorie cache de cele mai mari din volum și relativ lent, dar totuși este mult mai rapid decât de memorie.
Arhitectura paralelă
Arhitectura von Neumann are dezavantajul că este consecvent. Care ar fi o cantitate foarte mare de date necesare pentru a procesa orice, in fiecare octet va trebui să treacă prin CPU, chiar dacă peste toți biții necesare pentru a efectua aceeași operațiune. Acest efect se numește un gât îngust de von Neumann.
Pentru a depăși acest dezavantaj, au fost propuse și includ arhitectura de procesoare, care sunt numite paralele. procesoare paralele sunt utilizate în supercomputere.
Posibilele exemple de realizare ale unei arhitecturi paralele poate servi (Flynn de clasificare):
- MISD - multe echipe cursuri de apă, un flux de date;
- MIMD - o mulțime de echipe fluxuri o mulțime de fluxuri de date.
Procesul de fabricație Procesor
Istoria dezvoltării de procesoare
În paralel, în curs de dezvoltare microprocesoare de a lua ca model de calcul bază de stivă.
Tehnici moderne de fabricare
In calculatoarele moderne, procesoarele sunt sub forma unui modul compact (dimensiune de aproximativ 5 x 5 x 0,3 cm), se introduce în ZIF soclu. Cele mai multe procesoare moderne este implementat ca un cip semiconductor unic care conține milioane, și, mai recent, chiar miliarde de tranzistori. Primele calculatoare au fost unități de procesoare voluminoase care au ocupat, uneori, dulapuri întregi, chiar și camera, și au fost efectuate pe un număr mare de componente individuale.
La începutul anilor 1970, datorită unui progres în tehnologia de LSI și VLSI (scară circuit integrat mari și foarte mari) chips-uri. a devenit posibil pentru a se potrivi toate componentele necesare ale CPU într-un singur dispozitiv semiconductor. Au existat așa-numitele microprocesoare. Acum, un procesor de text și un microprocesor au devenit aproape sinonime, dar nu a fost așa, pentru că de obicei (mare) și computer microprocesor coexistat mai mult timp de cel puțin 10-15 de ani, și numai la începutul anilor '80 de microprocesoare demis omologii lor mai mari. Trebuie spus că trecerea la microprocesor permite sa creeze computere personale, care sunt acum introduse în aproape fiecare casă.
De-a lungul anilor, tehnologia cip a fost dezvoltat de un număr de diferite arhitecturi le. Multe dintre ele sunt utilizate (în forma modificată și îmbunătățită) astăzi. De exemplu Intel x86, a evoluat în primii 32 de biți IA32 și mai târziu, în 64-bit x86-64. X86 arhitectura de procesor au fost folosite pentru prima dată numai în IBM (IBM PC) companie calculator personal, dar acum este din ce în ce mai utilizate pe scară largă în toate domeniile industriei de calculatoare, de la supercomputere la soluții integrate. De asemenea, este posibil să se transfere o astfel de arhitectură ca Alpha. SPARC, MIPS (RISC - arhitectura) si EPIC-arhitectura).
Cele mai multe procesoare utilizate în prezent sunt compatibile Intel, care este, au un set de instrucțiuni, etc. Deoarece companiile de procesoare Intel, AMD, și 8086, i286 (în argoul calculator românesc se numește „deuce“, „copeică piesa»), i386 ( «troici» „treshka»), i486 ( «cvadruple»), Pentium II, Pentium III. Pentium 4, Core 2 Duo. Itanium și colab., AMD are linia de procesoare Amx86 (comparabil cu Intel 486), Sempron (comparabil cu Intel Celeron), Athlon 64, Athlon 64 X2.
perspective
În următorii 10-20 de ani, este probabil să se schimbe materialul procesorului, datorită faptului că procesul de a ajunge la limitele fizice de producție. Poate că va fi:
procesoare cuantice
Procesoare a căror activitate se bazează în întregime pe efecte cuantice. În prezent, locul de muncă este în curs de a crea o versiune de lucru a procesorului cuantic.
microprocesoare din Romania
Dezvoltarea microprocesoarelor în România este angajată în ZAO „MCST“. El a dezvoltat și implementat în producția de universale RISC-microprocesoare cu normele de proiectare 130 și 350 nm. Dezvoltarea unui nou procesor de generație superscalar Elbrus. Principalii consumatori de microprocesoare din Romania - întreprinderi de apărare.
Istoria dezvoltării
Alte proiecte naționale
A se vedea ceea ce „Processors“ în alte dicționare:
Procesoare Intel Core2 Duo - pentru desktop-uri si notebook-uri (anterior, nume de cod au fost, respectiv, Conroe și Merom), se bazează pe noul Intel® Core ™ microarhitecturii și conțin două nuclee de procesare pe un singur cip. În plus, cele mai multe ... ... Traducator tehnic
RISC (procesor) - RISC (Engl redusă Instruction Set Computing.) Se calculează un set de instrucțiuni redus. Acest concept de design procesor care are ca scop inima principiul că un set de instrucțiuni mai compacte și simple sunt executate mai repede. Simplu ... ... Wikipedia
Alchimia (CPU-uri) - În acest termen, există alte utilizări, a se vedea alchimie .. Familia Alchimia de procesoare cu consum redus de energie, care se bazează pe arhitectura MIPS. Familia Alchimia de procesoare sunt utilizate de la AMD, ... ... Raza Wikipedia
Pe banda rulanta (CPU) / Traducerea - Vă rugăm să nu ștergeți acest articol! În prezent, ea lucrează la traducerea versiunii de bază limba engleză pentru a înlocui coșmarul rus. La finalizarea articolului rezultat I se combină cu versiunea rusească existentă. Un simplu cinci niveluri ... ... Wikipedia
GPU-uri - (. Engleză Graphics Proccesing unitate, GPU) procesor grafic dispozitiv de PC-uri separate sau consola de jocuri, efectuează redare grafică. GPU-urile moderne sunt proces foarte eficient și portretiza ... ... Wikipedia
Benzi transportoare (procesoare) - metoda algoritmi transportoare utilizate în procesoarele moderne, și controlere, în scopul de a accelera executarea instrucțiunilor (crește numărul de instrucțiuni executate pe unitatea de timp). Ideea este de a separa mașină de prelucrare ... ... Wikipedia
Pentium 4 - <
- procesoare Intel. Tip de ambalare / cutie | Series / Intel Core i5 | soclu / LGA1150 | numărul de nuclee / 4 nucleu | frecvență de ceas / 3, 5 GHz | Nivelul 1 L1 / 128 Kb | Nivelul 2 L2 / 1.024 Kb | 3a nivelul L3 / 6 MB | Degajarea de căldură (TDP) / 88 ... Citește mai mult Cumpără (numai Ucraina) pentru 6770 UAH
- procesoare Intel. Tip de ambalare / cutie | Series / Intel Core i5 | soclu / LGA1151 | numărul de nuclee / 4 nucleu | frecvență de ceas / 3, 5 GHz | Nivelul 1 L1 / 256 Kb | Nivelul 2 L2 / 1.024 Kb | 3a nivelul L3 / 6 MB | Degajarea de căldură (TDP) / 91 ... Citește mai mult Cumpără (numai Ucraina) pentru 6550 UAH
- procesoare Intel. Tip de ambalare / cutie | Series / Intel Core i5 | Socket / LGA1150 | Număr de miezuri / 4 nuclee | viteza de ceas / 3, 2 GHz | Nivelul 1 L1 / 256 KB | Nivelul 2 L2 / 1024KB | treia nivelul L3 / 6 MB | Degajarea de căldură (TDP) / 84 ... Citește mai mult Cumpără (numai Ucraina) pentru 5175 UAH