Czym jest CPU?

Komputer jest zespołem różnych urządzeń, połączonych w jedną jednostkę za pomocą magistrali (faktycznie w przypadku elementów wewnętrznych). Na przykład struktura dowolnego komputera zawiera pamięć RAM, procesor, adapter wideo itp. Ich właściwości określają całkowite możliwości i możliwości. Jednym z najważniejszych elementów jest centralny procesor. Czasami można znaleźć inne nazwy: CPU (English Central Processing Unit – podstawowa jednostka obliczeniowa), percent, stone.

Czym jest CPU w ujęciu przeciętnego użytkownika? Przez analogię do ludzkiego ciała, procenty można porównać z mózgiem. Wykonuje wszystkie obliczenia matematyczne i częściowo zapewnia wzajemne współdziałanie składników. Fizycznie procesor jest największym chipem, zainstalowanym w specjalnym złączu płyty głównej. Wewnątrz zawiera złożone układy logiczne kilku miliardów tranzystorów. Osoby, które interesują się pytaniem "co to jest CPU", mogą łatwo określić procesor wśród innych elementów wewnętrznych. Przecież zawsze ma aktywny system chłodzenia: masywny metalowy grzejnik i wentylator. Potrzeba ich jest spowodowana faktem, że pobór mocy chipa jest często dziesiątkami watów. Mała objętość powierzchni rozpraszającej i duża moc prowadzą do nagrzania obudowy procesora, co wymaga użycia chłodzenia.

Producenci procesorów różnie rozwiązują problem z ogrzewaniem: niektóre zoptymalizują architekturę, wprowadzają mechanizmy rozłączania niewykorzystanych bloków, inne zmniejszają napięcie zasilania i wykorzystują najnowsze osiągnięcia ("cienka" technologia procesu) do produkcji itd. Obecnie głównymi "graczami" na rynku centralnych procesorów dla Komputery stacjonarne i laptopy to dwie firmy: Intel i AMD. W związku z tym reszta infrastruktury dostosowana jest do cech ich produktów.

Często pytanie "co to jest CPU" daje dość uogólnione odpowiedzi. Zostało to wyjaśnione bardzo prosto: teraz pojęcie "procesor" nabrało szerszego znaczenia niż "część komputera". Tak więc, w każdym nowoczesnym telefonie komórkowym jest jednostka, która wykonuje obliczenia matematyczne – jest to również procesor. Nawet właściciele zabawek z dziećmi zarządzanych są użyteczni, wiedząc, co jest CPU, ponieważ mają również jednostkę obliczeniową.

Oczywiście, bez względu na zasadę procesora, niemożliwe jest zrozumienie ogólnych cech jego funkcjonowania. Działanie procesora jest sterowane przez programy. Są to zestawy instrukcji dla procesora, napisane w języku programowania. Mówiąc w języku ludzkim, program określa dokładną kolejność działań. Wszyscy pamiętają lub przynajmniej słyszeli o podstawowym języku programowania. W tym celu, aby narysować okrąg na ekranie, trzeba było wykonać komendę Koło (współrzędne). Współczesne zasady tworzenia programów pozostały takie same: zadania są tworzone za pomocą poleceń języków programowania. Gdy program jest uruchomiony na komputerze, specjalny dekoder oprogramowania przekształca komendy używanego języka na kod maszynowy przeznaczony do bezpośredniego przetwarzania na CPU. Ten kod jest binarny, jest to ciąg pojedynczych i zerowych. Wielu ludzi nie może zrozumieć, dlaczego zdecydowano się używać systemu binarnego, a nie zwykłego dziesiętnego. W rzeczywistości wszystko wyjaśniono bardzo prosto: binarne cyfry mogą być łatwo reprezentowane przez polecenia dla samych tranzystorów. Na przykład, ponieważ mówimy o urządzeniach cyfrowych, możemy wyobrazić sobie postać "1" jako napięcie na podstawie pewnego tranzystora i "0" – jako jego brak. W związku z tym, w pierwszym przypadku, tranzystor jest otwarty i przechodzi prąd przez siebie, aw drugim – jest zablokowany (oczywiście wszystko uproszczone iz wieloma zastrzeżeniami).

Szybkość wykonywania instrukcji programu określa prędkość procesora. Dotyczy to architektury, częstotliwości obwodów wewnętrznych, optymalizacji kodu.