Els processadors moderns tenen la forma d'un petit rectangle, que es presenta en forma de placa de silici. La placa mateixa està protegida per una carcassa especial de plàstic o ceràmica. Tots els esquemes principals estan sota protecció, gràcies a ells es realitza el treball complet de la CPU. Si l’aparença és extremadament senzilla, què passa amb el circuit mateix i com funciona el processador? Anem a trencar.
Com funciona un processador d’ordinador?
La composició de la CPU inclou un petit nombre de diferents elements. Cadascun d’ells realitza la seva acció, es produeix la transferència de dades i el control. Els usuaris habituals estan acostumats a distingir els processadors per la seva freqüència de rellotge, la quantitat de memòria cau i els nuclis. Però això no és tot el que garanteix un treball fiable i ràpid. Val la pena prestar especial atenció a cada component.
Arquitectura
El disseny intern de la CPU és sovint diferent entre si, cada família té el seu propi conjunt de propietats i funcions, que es diu arquitectura. Un exemple del disseny del processador que es pot veure a la imatge següent.
Però molts s'utilitzen per implicar un significat lleugerament diferent per l'arquitectura del processador. Si ho considerem des del punt de vista de la programació, llavors està determinat per la seva capacitat per executar un determinat conjunt de codis. Si compres una CPU moderna, probablement pertanyi a l'arquitectura x86.
Vegeu també: Determineu la capacitat dels dígits del processador
Kernels
La part principal de la CPU s'anomena nucli, conté tots els blocs necessaris, a més de realitzar tasques lògiques i aritmètiques. Si mireu la figura següent, podeu comprovar com es veu cada bloc funcional de nucli:
- Instruccions de mostra del mòdul. Aquí el reconeixement de les instruccions es realitza mitjançant l'adreça que es designa al taulell d'ordres. El nombre de lectures simultànies d’ordres depèn directament del nombre de blocs de desxifrat instal·lats, que ajuden a carregar cada cicle de treball amb el major nombre d’instruccions.
- Predictor de conversió és responsable del funcionament òptim del bloc de selecció d'instruccions. Determina la seqüència d’ordres executables, carregant el pipeline del nucli.
- Mòdul de descodificació Aquesta part del nucli és responsable de definir alguns processos per realitzar tasques. La tasca de descodificació en si mateixa és molt complicada a causa de la mida inconstante de la instrucció. Als processadors més nous d’aquestes unitats hi ha diversos en un nucli.
- Mòduls de mostreig de dades. Prenen informació de la memòria RAM o de la memòria cau. Realitzen exactament el mostreig de dades, necessari en aquest moment per a l'execució de la instrucció.
- Unitat de control El nom mateix parla de la importància d’aquest component. En el nucli, és l'element més important, ja que produeix distribució d'energia entre tots els blocs, cosa que ajuda a realitzar cada acció a temps.
- El mòdul guarda els resultats. Dissenyat per a la gravació després de finalitzar les instruccions de processament a la memòria RAM. L’adreça d’enregistrament s’especifica a la tasca d’execució.
- L’element d’operació d’interrupció. La CPU és capaç de realitzar diverses tasques alhora gràcies a la funció d'interrupció, cosa que li permet aturar el funcionament d'un programa canviant a una altra instrucció.
- Registres. Aquí s'emmagatzemen els resultats temporals de les instruccions; es pot denominar aquest component una petita memòria d’accés aleatori ràpid. Sovint el seu volum no supera els centenars de bytes.
- Comptador de comandes Emmagatzema l'adreça de l'ordre que participarà en el proper cicle del processador.
Bus del sistema
Al bus del sistema, la CPU connecta el dispositiu inclòs a l’ordinador. Només ell està connectat directament a ell, els altres elements es connecten a través de diversos controladors. Al propi autobús hi ha una gran quantitat de línies de senyals a través de les quals es transmet informació. Cada línia té el seu propi protocol, que proporciona comunicació sobre els controladors amb els altres components de l’ordinador. El bus té la seva pròpia freqüència, respectivament, com més gran és, més ràpid serà l’intercanvi d’informació entre els elements de connexió del sistema.
Memòria cau
La velocitat de la CPU depèn de la seva capacitat per seleccionar ràpidament ordres i dades de la memòria. A causa de la memòria cau, el temps d’operació es redueix a causa del fet que juga el paper d’un buffer temporal que proporciona la transferència instantània de dades de la CPU a la memòria RAM, o viceversa.
La característica principal d’una memòria cau és la seva diferència de nivell. Si és alt, llavors la memòria és més lenta i voluminosa. El més ràpid i el més petit és la memòria del primer nivell. El principi de funcionament d’aquest element és molt senzill: la CPU llegeix dades de la memòria RAM i la posa a la memòria cau de qualsevol nivell, tot eliminant la informació a la qual es va accedir durant molt de temps. Si el processador torna a necessitar aquesta informació, el rebrà més ràpidament a causa d’un buffer temporal.
Socket (connector)
A causa del fet que el processador té el seu propi connector (sòcol o ranura), podeu substituir-lo fàcilment amb una avaria o actualitzar l’ordinador. Sense un sòcol, la CPU seria soldada a la placa base, cosa que dificultaria la reparació o la substitució. Val la pena prestar atenció: cada connector està dissenyat exclusivament per instal·lar certs processadors.
Sovint, els usuaris comprenen inadvertidament un processador i una placa base incompatibles, cosa que provoca problemes addicionals.
Vegeu també:
Escollir un processador per a l’ordinador
Escollir una placa base per a un ordinador
Nucli de vídeo
Gràcies a la introducció del nucli de vídeo al processador, actua com a targeta de vídeo. Per descomptat, no es compara amb el seu poder, però si compres una CPU per realitzar tasques senzilles, pots fer-ho sense una targeta gràfica. El millor de tot és que el nucli de vídeo integrat es mostra en ordinadors portàtils de baix cost i en ordinadors d’escriptori de baix cost.
En aquest article, es va descriure en detall el que consisteix el processador, va parlar sobre el paper de cada element, la seva importància i dependència d'altres elements. Esperem que aquesta informació sigui útil, i que hagueu après alguna cosa nova i interessant per a vosaltres mateixos del món de la CPU.
