โปรเซสเซอร์ทำงานอย่างไร?

วันนี้เกือบทุกบ้านมีคอมพิวเตอร์ หากไม่มีเขาจะเป็นการยากที่จะจินตนาการถึงชีวิตในปัจจุบัน ค้นหาข้อมูลที่จำเป็นดูข่าวและสภาพอากาศการซื้อและขายสินค้าดูภาพยนตร์และโปรแกรมทั้งหมดนี้สามารถทำได้โดยไม่ต้องออกจากบ้านและไม่มีความพยายามพิเศษ เพียงแค่ต้องเปิดเครื่องคอมพิวเตอร์และออนไลน์

แต่มีเพียงไม่กี่คนที่คิดถึงสิ่งที่มีอยู่คอมพิวเตอร์ซึ่งคุณสามารถรับข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดได้อย่างรวดเร็ว หนึ่งในองค์ประกอบหลักของคอมพิวเตอร์คือโปรเซสเซอร์ ทำความเข้าใจว่าโปรเซสเซอร์ทำงานอย่างไรคุณสามารถชี้แจงสิ่งใหม่ ๆ

ตัวประมวลผลคืออะไร

โปรเซสเซอร์ส่วนกลางหรือตามที่มีการเรียกใช้โลกของวิทยาการคอมพิวเตอร์ - ซีพียูเป็นส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องหัวใจและสมองของเขา ประมวลผลข้อมูลทั้งหมดและควบคุมอุปกรณ์อื่น ๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์

วันนี้ผู้ผลิตตัวประมวลผลหลักเป็น บริษัท ของ Intel และ Advanced Micro Devices (AMD) ซึ่งเป็นเวลานานที่มีอยู่ในตลาดเทคโนโลยีสารสนเทศและได้แสดงตัวเองเท่านั้นจากด้านที่ดีที่สุด ธรรมชาติมีผู้ผลิตอื่น ๆ แต่ในระดับของ บริษัท ยักษ์เหล่านี้พวกเขายังคงห่างไกลมาก เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่อินเทลและเอเอ็มดีต่างต่อสู้เพื่อความเป็นผู้นำในด้านผลิตภัณฑ์ของโปรเซสเซอร์และชนะอันดับแรกในการเปิดตัวรุ่นใหม่ ๆ การต่อสู้ครั้งนี้เป็นแรงผลักดันให้เกิดการพัฒนาเชิงคุณภาพอย่างต่อเนื่องในพื้นที่ของเทคโนโลยีสารสนเทศนี้

การปรากฏ

เริ่มตรวจสอบโปรเซสเซอร์ของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์จำเป็นต้องมีลักษณะของ ได้อย่างรวดเร็วก่อนมันเป็นเพียงกล่องโลหะที่ด้านหลังมีกระดานขนาดเล็กประมาณ 5x5 ซม. ขนาดและรายชื่อติดต่อต่างๆที่โปรเซสเซอร์ติดอยู่กับเมนบอร์ด ในช่วงกลางของโปรเซสเซอร์มีล้านและบางครั้งแม้แต่พันล้านทรานซิสเตอร์ที่แตกต่างกันซึ่งทำงานพื้นฐาน

โปรเซสเซอร์ทำจากอะไร?

โปรเซสเซอร์ตัวหลักประกอบด้วยทรายและอย่างแม่นยำมากขึ้นซิลิคอนซึ่งอยู่ในเปลือกโลกเพียง 30% กระบวนการของการก่อตัวของโปรเซสเซอร์ค่อนข้างซับซ้อนต้องใช้อุปกรณ์พิเศษและค่าใช้จ่ายวัสดุ กล่าวสั้น ๆ ว่าโปรเทคเตอร์ของโปรเซสเซอร์โปรเซสเซอร์ค่อนข้างคล้ายคลึงกับเทคโนโลยีการพิมพ์ภาพถ่ายเมื่อผลิตโดยใช้เทคโนโลยี photolithography ในบทบาทของการถ่ายภาพนี่คือ "แพนเค้ก" - โปรเซสเซอร์ในอนาคตซึ่งด้วยความช่วยเหลือของไอออนโบรอนที่เร่งตัวอย่างเร่งด่วนพวกเขาสร้างโครงสร้างขนาดเล็กที่มีทรานซิสเตอร์เป็นจำนวนมาก และยิ่งกระบวนการทางเทคโนโลยีของทินเนอร์มีมากยิ่งขึ้นพลังและความเร็วของโครงสร้างนี้ก็ยิ่งเพิ่มมากขึ้นเท่านั้น ในแต่ละปีขนาดของโครงสร้างเหล่านี้มีน้อยและในอนาคตอันใกล้นี้ตามการคาดการณ์ของนักวิทยาศาสตร์พวกเขาสามารถเข้าถึงได้เพียงประมาณ 15 นาโนเมตร

นอกจากนี้ชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ที่มีโครงสร้างนี้วางอยู่บนบอร์ดและมีสายเชื่อมต่อเพื่อต่อโปรเซสเซอร์กับเมนบอร์ด - ตัวประมวลผลพร้อมแล้ว!

คุณสามารถถอดฝาครอบออกและพิจารณาการจัดเรียงภายในของโปรเซสเซอร์ แต่อาจมีความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายกับรายละเอียดที่ดีที่สุดของโปรเซสเซอร์ซึ่งอาจทำให้ไม่สามารถใช้งานได้

ส่วนประกอบของ

เมื่อเวลาผ่านไปอุปกรณ์และการทำงานของโปรเซสเซอร์เปลี่ยนแปลงในเชิงคุณภาพ ลดขนาดและโปรเซสเซอร์ วันนี้ได้มีการใช้หลักการเดียวกันกับโปรเซสเซอร์ของอาคารแล้วก่อนหน้านี้มีการเปลี่ยนแปลงขนาดของส่วนประกอบเท่านั้น

ภายในหน่วยประมวลผลยังเป็นอย่างมากน่าสนใจ ประกอบด้วยสถาปัตยกรรมทั่วไป - ทุกอย่างที่มีบอร์ด, แกน (ความเร็วของคอมพิวเตอร์ขึ้นอยู่กับการทำงาน), ยาง (mounts ที่เชื่อมต่อกับเมนบอร์ด) และการแก้ไข (อนุภาคที่มีขนาดเล็กกว่าแกน แต่ยังมาก สำคัญและมีประโยชน์)

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพคอมพิวเตอร์

การตอบสนองของคอมพิวเตอร์ไปยังคำสั่งที่ระบุสามารถทำได้(ไม่ตรงกับจำนวนแกน) ขนาดของแคช - หน่วยความจำภายในของโปรเซสเซอร์ความถี่นาฬิกาความเร็วของยางตลอดจนกระบวนการผลิตจริงของตัวประมวลผล

หลักการทำงาน

หลังจากได้ศึกษาอุปกรณ์ในรายละเอียดแล้วคุณสามารถพิจารณาหลักการของตัวประมวลผลได้แล้ว คอมพิวเตอร์เริ่มทำงานหลังจากได้รับคำสั่งเฉพาะจากผู้ใช้

แต่มีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่าทีมใดประกอบด้วยสองส่วนคือการปฏิบัติงานและตัวถูกดำเนินการ:

• ส่วนปฏิบัติการของคำสั่งแสดงสิ่งที่คอมพิวเตอร์ต้องดำเนินการ,
• ส่วนที่สองของคำสั่งให้ตัวประมวลผลตัวประมวลผลซึ่งเป็นสิ่งที่โปรเซสเซอร์ควรทำงาน

ตัวประมวลผลบางตัวอาจมีสองตัวลำเลียง คอมพิวเตอร์หน่วย แต่ละคนแบ่งการดำเนินการตามคำสั่งที่กำหนดให้กับคอมพิวเตอร์โดยผู้ใช้ในหลายขั้นตอน ได้แก่ การสร้างการถอดรหัส (เช่นการถอดรหัสคำสั่ง) การดำเนินการคำสั่งตัวเองการเข้าถึงหน่วยความจำของโปรเซสเซอร์และการเก็บผล ทุกขั้นตอนเหล่านี้จะทำในเวลาที่สั้นที่สุด เมื่อท่อทำงานแต่ละขั้นตอนจะได้รับการกำหนดรอบนาฬิกาหนึ่งรอบความถี่เดียวกันดังนั้นโปรเซสเซอร์แต่ละตัวในโปรเซสเซอร์จึงได้รับการกำหนดห้ารอบ

หน่วยความจำแคชของโปรเซสเซอร์เพิ่มขึ้นความสามารถในการใช้งาน วันนี้มันเป็นเรื่องปกติที่จะใช้สองหน่วยความจำแคชเพราะ การใช้คำสั่งหนึ่งส่งผลให้เกิดความขัดแย้งในการบังคับใช้คำสั่ง เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าบ่อยครั้งที่ทั้งสองทีมพยายามใช้ข้อมูลจากหน่วยความจำแคชหนึ่งชุด แคชแยกต่างหากช่วยลดปัญหาการเกิดเหตุการณ์ดังกล่าวและช่วยให้สามารถทำงานพร้อมกันได้สองทีม

การทำความเข้าใจว่าโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไรควรพิจารณาว่าโปรเซสเซอร์มีความแตกต่างกันเช่นเส้นตรงวงจรและกิ่งก้าน

• ตัวประมวลผลเชิงเส้นรันคำสั่งขึ้นอยู่กับลำดับของการเขียนในแรม
• โปรเซสเซอรซีเควนเชียนและกิ่งจะทําคําสั่งขึ้นอยูกับผลการทดสอบสาขา

สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าบัสโปรเซสเซอร์ทำงานอย่างไร พวกเขาเป็นสองคนหนึ่งรถเร็วทำงานร่วมกับหน่วยความจำแคชระดับที่สองรถบัสที่สอง (ช้ากว่า) ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานในการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์อื่น ๆ