Kaikki mitä sinun tulee tietää prosessorista (CPU)

Jos olet koskaan miettinyt, mikä saa tietokoneen toimimaan, vastaus on sen sisällä: CPU. Minkä tahansa tietokonejärjestelmän aivot. CPU tai keskusyksikkö on avainasemassa kaikissa laitteillamme suoritettavissa toimissa yksinkertaisista sovelluksista monimutkaisiin grafiikan käsittelytehtäviin. Tämän artikkelin kautta paljastamme kaiken, mitä sinun tulee tietää tästä nykyaikaisen tietojenkäsittelyn olennaisesta osasta.

Kuten vuodet ovat edenneet, niin ovat myös suorittimet; ja sen kehityksellä ei näytä olevan loppua. Näillä komponenteilla on ollut ratkaiseva vaikutus laitteidemme nopeuteen ja tehokkuuteen ensimmäisistä jättiläistietokoneista nykypäivän prosessoreihin, jotka mahtuvat kämmenelle.

Mikä on CPU?

CPU, mikä tarkoittaa Keskusyksikkö, se on olennainen osa missä tahansa tietokoneessa. Ilman sitä tietokone ei olisi muuta kuin kokoelma piirejä, jotka eivät voisi tehdä mitään hyödyllistä. CPU tarkoittaa prosessoria, joka suorittaa kaikki järjestelmän toiminnan edellyttämät toiminnot., mistä komennot perustehtävistä monimutkaisempiin tehtäviin.

Prosessori ei ole vain tietokoneissa. Löydämme sen myös matkapuhelimista, älykelloista, televisioista ja melkein kaikista laitteista, jotka suorittavat automatisoituja tehtäviä. Teknisellä tasolla CPU on mikroprosessori, joka on sijoitettu piisirun päälle, joka sisältää useita pieniä transistoreita, jotka toimivat yhdessä näiden toimintojen suorittamiseksi.

Prosessorin historia

Suorittimen historia ei ala tietokoneista sellaisina kuin ne nykyään tunnemme. Itse asiassa ensimmäiset laskemiseen käytetyt laitteet ovat peräisin 1800-luvulta. Matemaatikko Charles Babbage suunnitteli analyyttisen moottorin, joka, vaikka sitä ei koskaan rakennettu, loi perustan nykyaikaisille tietokoneille.

Suorittimen todellinen kehitys tuli 40-luvun XNUMX-luvulla, kun ensimmäiset elektroniset tietokoneet, kuten ENIAC, esiteltiin. Nämä jättiläistietokoneet veivät kokonaisia ​​huoneita ja niiden prosessointikapasiteetti oli erittäin rajallinen nykystandardeihin verrattuna. Tärkein edistysaskel tuli vuonna 1971, kun ensimmäinen mikroprosessori esiteltiin., Intel 4004, joka integroi kaikki CPU:n elementit yhdelle sirulle. Tämän innovaation myötä tietokoneiden koko alkoi pienentyä ja tehokkuus lisääntyi.

CPU:n komponentit

CPU ei ole monoliittinen laite. Kaikkien toimintojensa suorittamiseksi se koostuu useista osista:

• Ydin: Ydin on CPU:n osa, joka suorittaa laskelmia ja suorittaa käskyjä. Alun perin prosessoreissa oli vain yksi ydin, mutta sen kanssa aika, on kehitetty moniytimisprosessoreja, jotka mahdollistavat useiden tehtävien suorittamisen samanaikaisesti.
• Ohjausyksikkö: Tämä CPU:n osa on vastuussa kaikkien toimintojen ohjaamisesta, päättäen, mitä tietoja käsitellään ja missä järjestyksessä.
• Aritmeettinen logiikkayksikkö (ALU): Täällä suoritetaan matemaattiset ja loogiset toiminnot. ALU on ratkaisevan tärkeä kaikissa suorittimen suorittamissa laskelmissa.

Miten CPU toimii

CPU:n perustoimintaan kuuluu neljä päävaihetta, jotka tunnetaan käskyjaksona:

1. Lue: CPU hakee seuraavan käskyn muistista.

2. Pura: Muistiin tallennettu käsky tulkitaan.

3. Suorita: CPU suorittaa käskyn vaatiman toiminnon.

4. Kirjoita: Lopuksi saadut tiedot tallennetaan takaisin muistiin tai valmistetaan lähetettäväksi tulostuslaitteeseen.

Tämä prosessi saattaa vaikuttaa yksinkertaiselta, mutta se tapahtuu käsittämättömällä nopeudella. Tällä hetkellä CPU:t pystyvät suorittamaan miljoonia näitä käskyjä sekunnissa., joka mahdollistaa ohjelmien oikean toiminnan ja käyttöjärjestelmät monimutkainen.

Suorittimen tyypit ytimien lukumäärän mukaan

Vuosien varrella prosessorit ovat kehittyneet huomattavasti, erityisesti ytimien lukumäärän suhteen:

• Yksiytiminen: Yksiytiminen prosessori, joka voi suorittaa vain yhden tehtävän kerrallaan. Vaikka se oli standardi monta vuotta, se on nykyään korvattu edistyneemmillä malleilla.
• Kaksiytiminen: Siinä on kaksi ydintä, joiden avulla se voi käsitellä kahta tehtävää samanaikaisesti. Se on ihanteellinen kevyeen moniajoon.
• Neliytiminen: Neliytimiset prosessorit tarjoavat enemmän tehoa tehtävien suorittamiseen jakaamalla kuorman useammalle ytimelle.
• Hexacore ja Octa-core: Nämä kuuden tai kahdeksan ytimen prosessorit ovat erittäin hyödyllisiä tehtävissä, jotka vaativat paljon prosessointiponnistusta, kuten videoeditointi, edistynyt grafiikka tai pelaaminen.

Kellotaajuus, kulutus ja välimuisti

Suorittimen suorituskyky ei riipu pelkästään ytimien lukumäärästä, vaan useista muista tärkeistä teknisistä tekijöistä:

• Kellotaajuus: Kellotaajuutta mitataan GHz:nä ja se määrittää kuinka monta käskyä CPU pystyy käsittelemään yhdessä sekunnissa. Mitä suurempi tämä luku, sitä suurempi käsittelykapasiteetti.
• Energiankulutus: Mitä tehokkaampi prosessori on, sitä enemmän se kuluttaa energiaa. Tämä on syytä pitää mielessä varsinkin laitteissa kannettava.
• Kätkö: Se on pieni osa nopean käytön muistia, jota prosessorit käyttävät usein käytettyjen tietojen käyttämiseen.

CPU vs. GPU

Usein kuulet myös GPU:ista tai Graphics Processing Unitista, ja on tärkeää ymmärtää ero. Vaikka CPU on suunniteltu yleisiin prosessointitehtäviin, GPU on keskittynyt graafisiin toimintoihin.. Lyhyesti sanottuna suorittimet ovat välttämättömiä yleisten järjestelmätehtävien hoitamiseen, kun taas GPU:t ovat välttämättömiä edistyneille näyttötehtäville, kuten videoeditointiin tai pelaamiseen.

Monissa nykypäivän laitteissa, erityisesti pelaamiseen tarkoitetuissa laitteissa, suorittimet ja grafiikkasuorittimet toimivat yhdessä maksimoidakseen suorituskyvyn.

Prosessorit eri käyttötarkoituksiin

Käyttäjän tarpeista riippuen erilaiset prosessorit voivat olla hyödyllisiä. Esimerkiksi:

• Käyttöpäiväkirja: Prosessorit, kuten Intel Core i5 tai AMD Ryzen 5, sopivat täydellisesti tehtäviin, kuten Internetin selaamiseen, videoiden katseluun tai asiakirjojen käsittelyyn.
• Videon tai pelin editointi: Vaativampiin sovelluksiin huippuluokan prosessorit, kuten Intel i7, i9 tai AMD Ryzen 7 ja 9, sopivat parhaiten.

Prosessorien tulevaisuus

CPU:iden kehitys ei pysähdy. Viime vuosina olemme nähneet vaikuttavia edistysaskeleita suorituskyvyssä, kun on otettu käyttöön moniydinprosessoreja, virtualisointitekniikoita ja kehitystä, joka on suunnattu Inteligencia keinotekoinen. Tulevaisuuden prosessorit ovat nopeampia, tehokkaampia ja mahdollisesti pienempiä.

Meillä on edessämme jännittävä polku täynnä uusia kehityskulkuja, joiden ansiosta prosessorit ovat yhä monimutkaisempia, mutta silti edelleen laitteidemme sydän.

Yhteenvetona voidaan todeta, että prosessori on epäilemättä minkä tahansa tietokoneen tai älylaitteen pääkomponentti. Sen merkitys järjestelmän suorituskyvylle ja yleiselle toiminnalle on kiistaton. Lisäksi prosessorien kehitys on ollut olennaista tietojenkäsittelyn ja tekniikan kehitykselle yleensä, ja se on jatkossakin avainalue teknologian kehittämisessä.