Устройство на модерния компютърен процесор

Модерните процесори са под формата на малък правоъгълник, който се представя под формата на плоча от силиций. Самата плоча е защитена със специално тяло от пластмаса или керамика. Защитени са всички основни схеми, благодарение на тях и пълната работа на процесора. Ако всичко е много просто с външния вид, какво ще кажем за самата схема и как е подреден процесорът? Нека разгледаме по-отблизо това.

Как е процесорът на компютъра

Съставът на CPU включва малък брой различни елементи. Всеки от тях изпълнява свои собствени действия, прехвърляне на данни и управление. Обикновените потребители са свикнали да различават процесорите въз основа на часовниковата честота, броя на кешовете и сърцевините. Но това не е всичко, което осигурява надеждна и бърза работа. Струва си да обърнете специално внимание на всеки компонент.

Появата на процесора

архитектура

Вътрешният дизайн на процесора често се различава един от друг, всяко семейство има собствен набор от свойства и функции - това се нарича неговата архитектура. Пример за дизайн на процесора можете да видите на изображението по-долу.

Пример за архитектура на процесора

Но много от тях под архитектурата на процесора се използват за да означават малко по-различно значение. Ако го разглеждаме от гледна точка на програмирането, то се определя от неговата способност да изпълнява определен набор от кодове. Ако купувате модерен процесор, то най-вероятно се отнася до архитектурата x86.

Прочетете още: Определете броя на процесорите

ядки

Основната част от CPU се нарича ядрото, съдържа всички необходими блокове, както и изпълнението на логически и аритметични задачи. Ако погледнете фигурата по-долу, ще можете да разберете как изглежда всяко функционално ядро:

Схематично устройство на процесора

  1. Модул за избор на инструкции. Тук инструкциите се разпознават на адреса, посочен в брояча на инструкциите. Броят на едновременните четения на командите директно зависи от броя инсталирани декриптирани единици, което помага за зареждането на всяка стъпка от работата с най-много инструкции.
  2. Предварителят на транспондера е отговорен за оптималната работа на блока за извличане на инструкции. Тя дефинира последователността от изпълними команди, зареждащи тръбопровода на ядрото.
  3. Декодиращ модул. Тази част от ядрото е отговорна за дефинирането на някои процеси за изпълнение на задачите. Самата задача на декодирането е много трудна поради променливия размер на инструкцията. В най-новите процесори такива блокове се намират в няколко ядра.
  4. Модули за вземане на проби от данни. Те получават информация от оперативната или кеш паметта. Те извършват вземането на данни, което е необходимо в този момент за изпълнение на инструкцията.
  5. Управляващият блок. Самото име показва значението на този компонент. В ядрото той е най-важният елемент, тъй като той произвежда разпределението на енергия между всички блокове, като помага да се извърши всяко действие навреме.
  6. Модул за запазване на резултатите. Той е предназначен за писане след завършване на инструкциите в RAM. Адресът за запис е посочен в изпълняваната задача.
  7. Елемент на работа с прекъсвания. Процесорът може да изпълнява няколко задачи наведнъж благодарение на функцията за прекъсване, което му позволява да спре развитието на една програма, като превключи на друга инструкция.
  8. Регистри. Той съхранява временни резултати от инструкциите, този компонент може да се нарече малка бързо RAM. Често неговият обем не надхвърля няколкостотин байта.
  9. Команден брояч. Той съхранява адреса на командата, която ще се използва при следващия цикъл на часовника на процесора.

Системна шина

Устройствата, влизащи в компютъра, са свързани към системната шина на процесора. Само той е свързан директно с него, други елементи са свързани чрез различни контролери. В самия автобус има много сигнални линии, през които се предава информация. Всяка линия има собствен протокол, който осигурява комуникация на контролерите с другите свързани компоненти на компютъра. Автобусът има своя честота, съответно колкото по-висока е, толкова по-бързо се обменя информация между свързващите елементи на системата.

Системна шина на процесора

Кеш памет

Скоростта на процесора зависи от неговата способност бързо да избира команди и данни от паметта. Кеш паметта намалява времето за изпълнение поради факта, че тя играе ролята на временен буфер, който осигурява незабавно прехвърляне на данни от процесора към RAM или обратно.

Основната характеристика на кеша е неговата разлика в нивата. Ако е висока, тогава паметта е по-бавна и по-обемна. Най-бързата и най-малката памет се счита за първото ниво. Принципът на работа на този елемент е много прост: CPU чете данните от RAM и ги поставя в кеш на всяко ниво, като същевременно изтрива информацията, до която е бил достъпен за дълго време. Ако процесорът отново се нуждае от тази информация, той ще го получи по-бързо благодарение на временния буфер.

Съединител (конектор)

Поради факта, че процесорът има свой собствен съединител (вграден или отворен), можете лесно да го замените с разбиване или надстройване на компютъра. Без гнездо, процесорът просто би бил прикачен към дънната платка, усложнявайки последващия ремонт или подмяна. Струва си да се обърне внимание - всеки конектор е предназначен изключително за инсталиране на определени процесори.

Свързващ процесор

Често потребителите по невнимание купуват несъвместим процесор и дънна платка, което създава допълнителни проблеми.

Прочетете още:
Изберете процесор за вашия компютър
Избор на дънна платка за компютър

Видео ядрото

Благодарение на въвеждането на видео ядро ​​в процесора, той действа като видеокарта. Разбира се, по отношение на властта, той не може да бъде сравняван с него, но ако купите CPU за прости задачи, тогава можете да направите без графична карта. Най-доброто от всичко е, че интегрираното видео ядро ​​се показва в евтини лаптопи и евтини настолни компютри.

Графичното ядро ​​на CPU

В тази статия подробно разглобяваме какво се състои от процесора, разказана за ролята на всеки елемент, неговата важност и зависимост от други елементи. Надяваме се, че тази информация е полезна и научихте ново и интересно за себе си от света на процесора.