Що це таке ? (CPU)

1.

Що це таке ?
( CPU )

2.

Socket
Socket – это разъем, куда устанавливается процессор. Он располагается на материнской плате и
находится слева от слотов оперативной памяти.
Пример Intel:
• LGA771
• LGA1366
• LGA1155
• LGA2066
• LGA1200

3.

Из чего состоит CPU
Ядро процессора, которое выполняет основную работу. Оно позволяет читать,
расшифровывать, выполнять и отправлять инструкции. Ядро состоит из следующих частей:
• Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Выполняет основные математические и
логические операции. Все вычисления производятся в двоичной системе.
• Устройство управления (УУ). Управляет работой CPU с помощью электрических сигналов. От
него зависит согласованность работы всех частей процессора и его связь с внешними
устройствами.

4.

Устройство управления
Устройство управления (УУ) помогает процессору контролировать и выполнять инструкции. УУ
сообщает компонентам, что именно нужно делать. В соответствии с инструкциями он
координирует работу с другими частями компьютера, включая второй основной компонент —
арифметико-логическое устройство (АЛУ). Все инструкции вначале поступают именно на
устройство управления.
Существует два типа реализации УУ:
• УУ на жёсткой логике (англ. hardwired control units). Характер работы определяется
внутренним электрическим строением — устройством печатной платы или кристалла.
Соответственно, модификация такого УУ без физического вмешательства невозможна.
• УУ с микропрограммным управлением (англ. microprogrammable control units). Может
быть запрограммирован для тех или иных целей. Программная часть сохраняется в памяти
УУ.
УУ на жёсткой логике быстрее, но УУ с микропрограммным управлением обладает более
гибкой функциональностью.

5.

Арифметико-логическое устройство
Пример работы АЛУ на операции сложения
• Функционально АЛУ состоит из двух регистров (Регистр1, Регистр 2), схемы управления и сумматора.
Арифметическая операция выполняется по тактам:
• значения операнда 1, участвующего в арифметической операции по шине данных поступает в Регистр
1 или уже там находится;
• значения операнда 2, участвующего в арифметической операции по шине данных поступает в Регистр
2 или уже там находится;
• по шине инструкций поступает инструкция на выполнение операции в схему управления;
• данные из регистров поступают в сумматор, схема управления дает команду на выполнение
сложения;
• результат сложения поступает в Регистр 1;
• признаки выполнения операции в АЛУ поступают в регистр флагов.

6.

Что такое техпроцесс
Упрощенно говоря, техпроцесс — это толщина транзисторного слоя, который применяется в
процессорах.
Ключевым элементом практически каждой вычислительной схемы является транзистор. Это
полупроводниковый элемент, который служит для управления токами. Из транзисторов собираются
основные логические элементы, а на их основе создаются различные комбинационные схемы и уже
непосредственно процессоры.
Чем больше транзисторов в процессоре — тем выше его производительность, ведь можно поместить на
кристалл большее количество логических элементов для выполнения разных операций.

7.

Какие существуют техпроцессы

8.

History

9.

History

10.

Производительность CPU
• Кол-во транзисторов .
• Объём кеш-памяти.
• Разрядность ― количество информации (байт), которое можно передать за такт. Разрядность
процессора бывает 8, 16, 32, 64 бита. Современные процессоры 32-х и 64-битные.
• Тактовая частота ― число выполненных операций в секунду. Измеряется в мегагерцах (МГц —
миллион тактов в секунду ) и гигагерцах (ГГц — миллиард тактов в секунду). Чем больше тактовая
частота, тем быстрее работает машина.

11.

Иерархия памяти
Регистр процессора — сверхбыстрая память внутри процессора, предназначенная прежде всего для
хранения промежуточных результатов вычисления. Регистр может включать в себя адрес ячейки памяти
вместо реальных данных.

12.

Архитектуры
Архитектура отвечает за ряд основных вещей: какие инструкции процессор может обрабатывать, как он
взаимодействует с памятью и кэшем, как задача распределяется по нескольким этапам обработки и др.
• CISC (Complex Instruction Set Computer) — компьютер с полным набором команд.
Самый яркий пример CISC архитектуры — это x86 (он же IA-32) и x86_64 (он же AMD64).
• RISC (англ. Reduced Instruction Set Computer) — компьютер с сокращённым набором команд.
Примеры RISC архитектур - PowerPC, серия архитектур ARM (ARM7, ARM9, ARM11, Cortex).
• MISC (англ. Minimal Instruction Set Computer) — компьютер с минимальным набором команд.
MISC ещё более простая архитектура, используемая в первую очередь для ещё большего уменьшения
итоговой цены и энергопотребления процессора. Используется в недорогих компьютерах, например,
роутерах.