این دستگاه یک پردازنده کامپیوتری مدرن است
پردازنده های مدرن شکل یک مستطیل کوچک است که در قالب یک صفحه سیلیکون ارائه می شود. این صفحه توسط یک مسکن خاص ساخته شده از پلاستیک یا سرامیک محافظت شده است. همه برنامه های اصلی تحت حفاظت هستند، به لطف آنها کار کامل CPU انجام شده است. اگر ظاهر بسیار ساده است، چه در مورد خود مدار و چگونه پردازنده مرتب شده است؟ بیایید آنرا بشکنیم
محتوا
یک پردازنده کامپیوتری چگونه کار می کند
ترکیب CPU شامل تعداد کمی از عناصر مختلف است. هر یک از آنها عمل خود را انجام می دهد، انتقال داده ها و کنترل اتفاق می افتد. کاربران معمولی عادت دارند پردازنده ها را با فرکانس ساعت، میزان حافظه پنهان و هسته ها تشخیص دهند. اما این چیزی نیست که کار قابل اعتماد و سریع را تضمین کند. توجه به هر جزء ارزش دارد.
معماری
طراحی داخلی CPU اغلب از یکدیگر متفاوت است، هر خانواده دارای مجموعه ای از خواص و توابع خود است - این معماری آن است. نمونه ای از طراحی پردازنده شما می توانید در تصویر زیر ببینید.
اما بسیاری از آنها به معنای اندکی متفاوت از معماری پردازنده استفاده می شود. اگر ما از نقطه نظر برنامه نویسی آن را در نظر بگیریم، آن را با توانایی آن برای اجرای مجموعه ای از کد ها تعیین می کنیم. اگر شما یک پردازنده مدرن را خریداری کنید، احتمالا متعلق به معماری x86 است.
همچنین ببینید: ظرفیت پردازنده را تعیین کنید
هسته
قسمت اصلی پردازنده، هسته نامیده می شود، شامل تمام بلوک های ضروری، و همچنین انجام وظایف منطقی و محاسباتی است. اگر به شکل زیر نگاه کنید، می توانید ببینید که چگونه هر بلوک عملکردی هسته به نظر می رسد:
- دستورالعمل نمونه ماژول در اینجا، تشخیص دستورالعمل ها بر اساس آدرس است که در شمارنده دستورات تعیین شده است. تعداد خواندن همزمان دستورات به طور مستقیم بستگی به تعداد بلوک های رمزگشایی نصب شده دارد که به هر چرخه کار با بیشترین تعداد دستورالعمل بارگیری می کند.
- پیش بینی کننده انتقال مسئول عملیات مطلوب بلوک انتخاب دستور است. این توالی دستورات اجرایی را تعیین می کند و خط لوله هسته را بارگذاری می کند.
- ماژول رمزگشایی این بخشی از هسته مسئول تعریف برخی از فرآیندهای انجام وظایف است. این وظیفه رمزگشایی به دلیل حجم ناپایدار دستورالعمل بسیار پیچیده است. در جدیدترین پردازنده های این واحد ها چندین هسته وجود دارد.
- ماژول نمونه گیری داده آنها اطلاعات را از RAM یا حافظه پنهان دریافت می کنند. آنها دقیقا نمونه گیری داده ها را انجام می دهند، که در حال حاضر برای اجرای دستورالعمل ضروری است.
- واحد کنترل نام خود را در مورد اهمیت این جزء صحبت می کند. در هسته، این مهم ترین عنصر است، زیرا توزیع انرژی بین تمام بلوک ها را تولید می کند و به انجام هر اقدام در زمان می پردازد.
- ماژول نتایج را ذخیره می کند. طراحی شده برای ضبط پس از پایان دستورالعمل های پردازش در RAM. آدرس ذخیره شده در وظیفه اجرایی مشخص شده است.
- عنصر کار با وقفه. CPU قادر به انجام چندین وظیفه در یک زمان به علت عملکرد وقفه است، این امر به آن اجازه می دهد تا یک برنامه را با تعویض به یک دستور دیگر متوقف کند.
- ثبت نام نتایج موقت دستورالعمل ها در اینجا ذخیره می شوند؛ این جزء را می توان به عنوان یک رم سریع کوچک نامگذاری کرد. اغلب حجم آن بیش از چند صد بایت نیست.
- مبارزه با فرمان آدرس آدرس فرمان را ذخیره می کند که در چرخه پردازش بعدی قرار می گیرد.
اتوبوس سیستم
در سیستم اتوبوس CPU دستگاه های موجود در کامپیوتر را وصل کنید. فقط او به طور مستقیم به آن متصل است، عناصر دیگر از طریق کنترل کننده های مختلف متصل می شوند. در اتوبوس خود، تعداد زیادی خط سیگنال وجود دارد که از طریق آن اطلاعات منتقل می شود. هر خط پروتکل خاص خود را دارد، که ارتباط برقرار کردن با کنترل کننده ها را با سایر اجزای کامپیوتر متصل می کند. اتوبوس دارای فرکانس خود است، به ترتیب، بالاتر آن، سریع تر تبادل اطلاعات بین عناصر اتصال از سیستم می گیرد.
حافظه پنهان
سرعت پردازنده بستگی به توانایی آن برای انتخاب سریع دستورات و اطلاعات از حافظه دارد. با توجه به حافظه پنهان، زمان کار کاهش می یابد به این دلیل که آن نقش یک بافر موقت را بازی می کند که انتقال فوری از داده های پردازنده را به RAM یا برعکس می کند.
ویژگی اصلی حافظه پنهان تفاوت آن در سطوح است. اگر آن بالا است، پس حافظه کندتر و حجم بیشتری دارد. سریعترین و کوچکترین حافظه اولین سطح است. اصل کار این عنصر بسیار ساده است - پردازنده اطلاعات را از حافظه رد می کند و آن را به کش در هر سطحی می اندازد، در حالی که اطلاعاتی را که مدت زمان طولانی برای دسترسی به آن است، حذف می کند. اگر پردازنده به این اطلاعات نیاز دارد، با توجه به بافر موقت سریعتر آن را دریافت می کند.
سوکت (اتصال)
با توجه به این که پردازنده دارای یک اتصال (شکاف یا اسلات) خاص خود است، شما به راحتی می توانید آن را با شکستن یا ارتقاء کامپیوتر خود جایگزین کنید. بدون یک سوکت، CPU فقط به مادربورد وصل می شود، و تعمیرات یا جایگزینی های بعدی را پیچیده تر می کند. لازم به ذکر است که هر کانکتور به طور خاص برای نصب پردازنده های خاص طراحی شده است.
اغلب کاربران به طور غریزی از پردازنده و مادربرد ناسازگار خرید می کنند که سبب مشکلات بیشتر می شود.
همچنین ببینید:
انتخاب یک پردازنده برای کامپیوتر
انتخاب یک مادربرد برای یک کامپیوتر
هسته ویدئو
با توجه به معرفی هسته ویدئو به پردازنده، آن را به عنوان یک کارت ویدیو عمل می کند. البته، آن را با قدرت آن مقایسه نمی کند، اما اگر CPU را برای وظایف ساده خریداری کنید، می توانید بدون کارت گرافیکی انجام دهید. از همه مهمتر، هسته ویدئویی یکپارچه در لپ تاپ های کم هزینه و رایانه های رومیزی کم هزینه نشان می دهد.
در این مقاله، ما به طور کامل تجزیه و تحلیل کردیم که پردازنده چه چیزی است، درباره نقش هر عنصر، اهمیت آن و وابستگی به عناصر دیگر صحبت کرد. ما امیدواریم که این اطلاعات مفید باشد، و شما چیزهای جدید و جالب برای خودتان از دنیای پردازنده یاد گرفتهاید.