З чого складається процесор? Основні частини і їх функції

23 0 Новини високих технологій

Багато хто впевнені користувачі ПК прекрасно знають основні складові комп'ютера, але мало хто розуміє, з чого складається процесор. А між тим це головне пристрій системи, що виконує арифметичні і логічні операції. Основна функція процесора полягає в одержанні інформації, її обробці і віддачі кінцевого результату. Звучить просто, але насправді процес цей складний.

З чого складається процесор? Основні частини і їх функції

З чого складається процесор

ЦП - це мініатюрна кремнієва пластина прямокутної форми, яка містить мільйони транзисторів (напівпровідників). Саме вони реалізують усі функції, які виконує процесор.


Майже всі сучасні процесори складаються з наступних компонентів:
  • Кілька ядер (рідко 2 частіше 4 або 8), які виконують всі функції. По суті, ядро являє собою окремий мініатюрний процесор. Кілька інтегрованих в основний чіп ядер паралельно працюють над завданнями, що прискорює процес обробки даних. Однак не завжди більша кількість ядер означає більш швидку роботу чіпа.
  • Кілька рівнів КЕШ пам'яті (2 або 3), завдяки чому час взаємодії ОПЕРАТИВНОЇ пам'яті і процесора скорочується. Якщо інформація знаходиться в Кеші, то час доступу до неї мінімізовано. Отже, чим більшим буде об'єм Кешу, тим більше інформації в нього поміститься і тим швидше буде сам процесор.
  • Контролер ОЗП і системної шини.
  • Регістри - комірки пам'яті, де зберігаються дані, які обробляються. Вони завжди мають обмежений розмір (816 або 32 біт).
  • Співпроцесор. Окреме ядро, яке призначається для виконання операцій певного типу. Частіше всього у вигляді співпроцесора виступає графічне ядро (відеокарта).
  • Адресна шина, яка пов'язує чіп з усіма підключеними до материнської плати пристроями.
  • Шина даних – для зв'язку процесора з оперативною пам'яттю. По суті, шина являє собою набір провідників, за допомогою яких передається або приймається електричний сигнал. І чим більше буде провідників, тим краще.
  • Шина синхронізації дозволяє контролювати такти і частоту роботи процесора.
  • Шина перезапуску – обнуляє стан чіпа.
  • Всі ці елементи беруть участь у роботі. Однак найголовнішим серед них, безумовно, є саме ядро. Всі інші зазначені складові лише допомагають йому виконувати основну задачу. Тепер, коли ви розумієте, з чого складається процесор, можна більш детально розглянути його основний компонент.


    З чого складається процесор? Основні частини і їх функції

    Ядра

    Говорячи про те, з чого складається центральний процесор, в першу чергу потрібно згадати ядра, так як саме вони являють собою основні його частини. Ядра включають в себе функціональні блоки, що виконують арифметичні або логічні операції. Зокрема, можна виділити:
  • Блок вибірки, декодування і виконання інструкцій.
  • Блок збереження результатів.
  • Блок лічильника команд і т. д.
  • Як ви зрозуміли, кожен з них виконує певну задачу. Наприклад, блок вибірки інструкцій зчитує їх за вказаною в лічильнику команд адресою. У свою чергу, блоки декодування визначають, що саме треба зробити процесору. У сукупності робота всіх цих блоків дозволяє домогтися виконання зазначеної користувачем завдання.

    Завдання ядер

    Зазначимо, що ядра можуть виконувати тільки математичні розрахунки та операції порівняння, а також переміщати дані між комірками ОПЕРАТИВНОЇ пам'яті. Втім, цього вистачає, щоб користувачі могли грати в ігри на комп'ютері, дивитися фільми, переглядати веб-сторінки.
    З чого складається процесор? Основні частини і їх функції
    По суті, будь-яка комп'ютерна програма складається з простих команд: скласти, помножити, перемістити, поділити, перейти до інструкції при виконанні умови. Звичайно, це лише примітивні команди, однак їх об'єднання між собою дозволяє створити складну функцію.

    Регістри

    З чого складається процесор ще, крім ядер? Регістри – другий важливий його компонент. Як ви вже знаєте, це швидкі комірки пам'яті, де знаходяться дані, які обробляються. Вони бувають різними:
  • A, B, C – використовуються для збереження інформації під час обробки. Їх всього три, але цього достатньо.
  • EIP – в цьому регістрі зберігається адреса наступною в черзі інструкції.
  • ESP – адресу даних в ОЗП.
  • Z – тут знаходиться результат останньої операції порівняння.
  • Цими регістрами процесор не обмежується. Є й інші, однак зазначені вище є найголовнішими – саме ними найчастіше користується чіп для обробки даних під час виконання тієї чи іншої програми.
    З чого складається процесор? Основні частини і їх функції

    Висновок

    Тепер ви знаєте, з чого складається процесор і які його модулі є основними. Подібний склад чіпів не є постійним, так як вони поступово вдосконалюються, додаються нові модулі, вдосконалюються старі. Однак сьогодні те, з чого складається процесор, його призначення і функціонал є саме такими, як описано вище. Описаний вище приблизний склад і принцип роботи систем процесора спрощено до мінімуму. Насправді весь процес є більш складним, але для його розуміння необхідно отримувати відповідну освіту.