Устройство центрального процессора

Процессор, или центральный процессор, представляет собой «сердце» материнской платы, поскольку находится в постоянном взаимодействии с другими элементами материнской платы до тех пор, пока ПК включен.

Признанный лидер в производстве процессоров для IBM РС-совместимых компьютеров – компания Intel, основанная в июне 1968 г. основным конкурентом Intel является корпорация AMD (Advanced Micro Devices), которая в последнее время заметно потеснила Intel на рынке CPU, предназначенных для недорогих ПК. Выпускают CPU и другие фирмы: Cyrix, Centaur, IDT, Rise.

Процессоры подразделяются по типам. Обозначение CPU для ПК начинается с 80, затем следует две или три цифры, которые при необходимости дополняются буквами или цифрами, указывающими тактовую частоту процессора. Перед обозначением типа процессора чаще всего имеется сокращение, идентифицирующее изготовителя. Например, маркировка i80486DX-50 обозначает процессор типа 80486, изготовленный фирмой Intel работающий на тактовой частоте 50 МГц. Микросхемы фирмы AMD маркируется префиксом AMD, а процессоры Cyrix – CX. При запуске ПК эти буквы появляются на экране монитора перед номером типа процессора.

На любом процессорном кристалле находится:

1) процессор, главное вычислительное устройство, осуществляющее арифметические и логические операции над данными, состоит из миллионов логических элементов – транзисторов;

2) сопроцессор – специальный блок для операций с «плавающей точкой» (или запятой). Применяется для особо точных и сложных расчетов, а также для работы с рядом графических программ;

3) кэш-память первого уровня – сверхбыстрая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений;

4) кэш-память второго уровня.

Все эти устройства размещаются на кристалле площадью не более 6 см2. Только под микроскопом можно разглядеть элементы, из которых состоит микропроцессор.

Производительность CPU характеризуется следующими основными параметрами:

  • степень интеграции;
  • разрядность обрабатываемых данных;
  • тактовая частота;
  • память, к которой может адресоваться CPU;
  • объем установленной кэш-памяти.

Кроме того, CPU различаются по технологии производства, напряжению питания, формфактору и др.

Исходя из технических характеристик и тенденций развития и совершенствования, выделяют семь поколений процессоров.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦП

   Степень интеграции микросхемы CPU (чипа) показывает, какое число транзисторов в ней умещается. Если в чипе процессоров первого поколения (8086/8088) помещалось 0,029 млн. транзисторов, то в современных процессорах – свыше 28 млн. Специалисты предсказывают, что к 2011 г. в каждом процессоре будет располагаться до 1 млрд. транзисторов.

    Разрядность обрабатываемых данных определяется количеством бит информации, которое процессор может обрабатывать одновременно: 16, 32 или 64.

   Тактовая частота ПК определяется частотой работы тактового генератора (System Clock), который синхронизирует работу различных компонентов. Частота работы тактового генератора измеряется в мегагерцах. Если первые ПК имели один тактовый генератор, который с частотой 8 МГц синхронизировал работу процессора, памяти, шины ввода/вывода, то в современных ПК имеется несколько тактовых генераторов, работающих синхронно на разных частотах. Частота системы ПК определяется частотой системной шины, причем тактовые частоты всех остальных компонентов ПК являются кратными частоте системной шины. Например, тактовые частоты различных компонентов системы ПК с CPU Pentium II, работающего с тактовой частотой 266 МГц, составляют (в МГц) 66 – для системной шины; 133 – для кэш-памяти второго уровня; 33 – для шины PCI и 8,3 – для шины ISA. Таким образом, производительность всей системы в целом зависит от тактовой частоты системной шины. В персональном компью­тере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессор­ный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в еди­ницу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сегодня рабочие частоты некоторых про­цессоров уже  превосходят 3 миллиарда тактов в секунду (3 ГГц).

Объем памяти, к которой может адресоваться CPU, определяется объемом оперативной памяти ПК, поскольку данные, которые обрабатывает CPU, должны располагаться в RAM. Если процессоры ПК первого поколения имели максимальный объем адресуемой памяти 1 Мбайт, то у процессоров шестого и седьмого поколений эта величина составляет 64 Гбайт.

Устройство центрального процессора
Средний процент в баллах: 100%
всего голосов: 1
среднее: 5

Помогая проекту BEST-EXAM, вы делаете образование более доступным для каждого человека, внесите и вы свой вклад -
поделитесь этой статьей в социальных сетях!

Читайте также:

стрелка вверх best-exam