Центральный процессор

1. Центральный процессор

Что это такое и как работает

2. Центральный процессор

это
основной
вычислительный
элемент
компьютера,
который
выполняет
команды,
задаваемые программами. Он
является
«мозгом»
компьютера и ответственен
за обработку инструкций,
управление программами и
взаимодействие с другими
компонентами устройства.

3. Этапы развития центральных процессоров

1950-е — 1960-е годы
1970-е — 1980-е годы
Создание процессоров с использованием электромеханических реле,
ферритовых сердечников и вакуумных ламп. Они устанавливались в
специальные разъёмы на модулях, собранных в стойки, и в сумме
представляли процессор. Особенности: низкая надёжность, низкое
быстродействие, большое тепловыделение.
Внедрение транзисторов (с середины 1950-х до середины 1960-х).
Транзисторы монтировались на платы, устанавливавшиеся в стойки, что
позволило увеличить быстродействие, повысить надёжность и
уменьшить энергопотребление.
Создание микропроцессора — микросхемы, на кристалле которой
физически были расположены все основные элементы и блоки
процессора. Например, в 1971 году Intel выпустила первый в мире 4разрядный микропроцессор 4004. Переход к 16-битным процессорам.
Одним из первых таких процессоров стал Intel 8086, выпущенный в 1978
году. Этот процессор стал основой для архитектуры x86, которая до сих
пор используется в современных компьютерах. Появление 32-битных
процессоров. В 1985 году Intel выпустила 32-битный процессор Intel
80386, который поддерживал многозадачность и виртуальную память.

4. Этапы развития центральных процессоров

1990-е — 2000-е годы
С начала 2000-х по
настоящее время
Концепция многоядерных процессоров. Вместо увеличения
частоты инженеры начали размещать несколько ядер на
одном кристалле, что повысило производительность за счёт
параллельной обработки задач. Например, Intel Core 2 Duo
(2006) — первый популярный двухъядерный процессор для
массового рынка.
Переход к 64-битным процессорам. Одним из первых таких
процессоров стал AMD Athlon 64, выпущенный в 2003 году. 64битные процессоры позволили увеличить объём оперативной
памяти, доступной для приложений, и улучшили общую
производительность системы.
Развитие ARM-процессоров. Они заняли лидирующие позиции
в мобильных устройствах благодаря энергоэффективности и
высокой производительности.

5. Центральный процессор

Во всех PC-совместимых компьютерах используются процессоры,
поддерживающие семейство микросхем Intel, но выпускаются и
проектируются они не только самой Intel, но и компаниями AMD, Cyrix, IDT
и Rise Technologies.
В настоящее время Intel доминирует на рынке процессоров, но так было
далеко не всегда. Компания Intel прочно ассоциируется с изобретением
первого процессора и его появлением на рынке. Звездный час компаний
Intel и Microsoft наступил в 1981 году, когда IBM выпустила первый
персональный компьютер IBM PC с процессором Intel 8088 (4,77 МГц) и
операционной системой Microsoft Disk Operating System (DOS) версии 1.0.
С этого момента практически во все персональные компьютеры
устанавливаются процессоры Intel и операционные системы Microsoft.

6. Параметры процессоров

Процессоры можно классифицировать по двум основным
параметрам: разрядности и быстродействию. Быстродействие процессора —
довольно простой параметр. Оно измеряется в мегагерцах (МГц); 1 МГц
равен миллиону тактов в секунду. Чем выше быстродействие, тем лучше
(тем быстрее процессор).

7. В процессор входит три важных устройства

01
02
03
шина ввода и
вывода данных
внутренние
регистры
шина адреса
памяти
это специализированный
путь
для
связи
процессора с внешними
устройствами,
такими
как принтеры, мыши,
клавиатуры, флешки
это
сверхоперативная
память
небольшого
размера,
которая
предназначена
для
временного
хранения
служебной информации
или данных.
это компьютерная шина,
выделенная для передачи
адресной информации.

8.

Процессоры с тактовой частотой менее 16
МГц не имеют встроенной кэш-памяти. В
системах до 486-го процессора быстрая
кэш-память устанавливалась на системную
плату. Начиная с процессоров 486, кэшпамять первого уровня устанавливалась
непосредственно в корпусе и работала на
частоте процессора. А кэш-память на
системной плате стали называть кэшпамятью второго уровня. Она работала уже
на частотах, поддерживаемых системной
платой.

9. Быстродействие процессора

10. Быстродействие компьютера во многом зависит от тактовой частоты, обычно измеряемой в мегагерцах (МГц). Она определяется

Графическое представление
понятия тактовая частота
Быстродействие компьютера во многом зависит от
тактовой частоты, обычно измеряемой в мегагерцах
(МГц). Она определяется параметрами кварцевого
резонатора, представляющего собой кристалл
кварца, заключенный в небольшой оловянный
контейнер. Под воздействием электрического
напряжения в кристалле кварца возникают
колебания электрического тока с частотой,
определяемой формой и размером кристалла.
Частота этого переменного тока и называется
тактовой
частотой.
Микросхемы
обычного
компьютера работают на частоте нескольких
миллионов герц. (Герц — одно колебание в секунду.)
Быстродействие измеряется в мегагерцах, т.е. в
миллионах циклов в секунду.

11. Тактовая частота процессора

А это что такое?
Home

12. Почти все современные процессоры, начиная с 486DX2, работают на тактовой частоте, которая равна произведению некоторого

множителя на тактовую частоту системной
платы. Например, процессор Celeron 600 работает на тактовой частоте, в девять раз
превышающей тактовую частоту системной платы (66 МГц), а Pentium III 1000 — на
тактовой частоте, в семь с половиной раз превышающей тактовую частоту системной
платы (133 МГц). Большинство системных плат работали на тактовой частоте 66 МГц;
именно такую частоту поддерживали все процессоры Intel до начала 1998 года, и
только недавно эта компания разработала процессоры и наборы микросхем
системнойлогики, которые могут работать на системных платах, рассчитанных на 100
МГц. Некоторые процессоры компании Cyrix разработаны для системных плат,
рассчитанных на 75 МГц, и многие системные платы, предназначенные для Pentium,
также могут работать на этой частоте. Обычно тактовую частоту системной платы и
множитель можно установить с помощью перемычек или других процедур
конфигурирования системной платы (например, с помощью выбора соответствующих
значений в программе установки параметров BIOS).

13. Технология MMX

В зависимости от контекста, MMX может
означать
multi-media
extensions
(мультимедийные расширения) или matrix math
extensions
(матричные
математические
расширения). Технология MMX использовалась
в старших моделях процессоров Pentium пятого
поколения в качестве расширения, благодаря
которому ускоряется компрессия/декомпрессия
видеоданных, манипулирование изображением,
шифрование и выполнение операций вводавывода — почти все операции, используемые во
многих современных программах.

14. Из чего состоит процессор

Основным
химическим
элементом,
используемым
при
производстве
процессоров,
является
кремний,
самый
распространенный
элемент на земле после кислорода. Это
базовый компонент, из которого состоит
прибрежный песок (кремниевый диоксид)

15. Корпуса процессоров

16. Корпус PGA

Pentium 66 в корпусе PGA (слева) и Pentium Pro в корпусе
SPGA,на котором штырьки расположены по двойному
шаблону (справа)
Корпус типа PGA до недавнего
времени был самым распространенным.
Он использовался начиная с 80-х годов
для
процессоров
286
и
сегодня
применяется для Pentium и Pentium Pro.
На нижней части корпуса микросхемы
имеется
массив
штырьков,
расположенных в виде решетки. Корпус
PGA вставляется в гнездо типа ZIF (Zero
Insertion Force — нулевая сила вставки).
Гнездо ZIF имеет рычаг для упрощения
процедуры установки и удаления чипа.

17. Корпус FCPGA

В октябре 1999 года Intel анонсировала процессоры Pentium III с
интегрированной кэш-памятью, которые подключались к гнезду Socket
370. В них использовался корпус FCPGA (Flip Chip Pin Grid Array). Скорее
всего, именно этот корпус будет использоваться в последующих версиях
процессоров Intel.