Viskas, ką reikia žinoti apie procesorių (CPU)

Jei kada nors susimąstėte, dėl ko kompiuteris veikia, atsakymas yra jo viduje: CPU. Bet kurios kompiuterinės sistemos smegenys. CPU arba centrinis procesorius yra pagrindinis veiksnys, kurį atliekame savo įrenginiuose, nuo paprastų programų iki sudėtingų grafinio apdorojimo užduočių. Šiame straipsnyje mes atskleidžiame viską, ką reikia žinoti apie šį esminį šiuolaikinio kompiuterio komponentą.

Bėgant metams, tobulėjo ir procesoriai; ir atrodo, kad jos raida neturi pabaigos. Nuo pirmųjų milžiniškų kompiuterių iki šiandieninių procesorių, telpančių jūsų delne, šie komponentai turėjo lemiamos įtakos mūsų įrenginių greičiui ir efektyvumui.

Kas yra CPU?

CPU, o tai reiškia Centrinis perdirbimo padalinys, tai būtina bet kurio kompiuterio dalis. Be jo kompiuteris būtų ne kas kita, kaip grandinių rinkinys, kuris nieko naudingo negalėtų padaryti. CPU reiškia procesorių, kuris atlieka visas operacijas, būtinas, kad sistema veiktų., nuo komandos nuo pagrindinių iki sudėtingesnių užduočių.

Procesorius yra ne tik kompiuteriuose. Jį taip pat galime rasti mobiliuosiuose telefonuose, išmaniuosiuose laikrodžiuose, televizoriuose ir beveik bet kuriame įrenginyje, kuris atlieka automatizuotas užduotis. Techniniu lygmeniu CPU yra mikroprocesorius, esantis silicio mikroschemoje, kuriame yra keli maži tranzistoriai, kurie kartu atlieka šias operacijas.

Procesoriaus istorija

CPU istorija prasideda ne nuo kompiuterių, kuriuos mes žinome šiandien. Tiesą sakant, pirmieji skaičiavimui naudojami prietaisai datuojami XIX a. Matematikas Charlesas Babbage'as sukūrė analitinį variklį, kuris, nors ir nebuvo pastatytas, padėjo pagrindą šiuolaikiniams kompiuteriams.

Tikrasis procesoriaus vystymasis įvyko XX amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje, kai buvo pristatyti pirmieji elektroniniai kompiuteriai, tokie kaip ENIAC. Šie milžiniški kompiuteriai užėmė ištisas patalpas, o jų apdorojimo pajėgumai buvo itin riboti, palyginti su šiandieniniais standartais. Svarbiausia pažanga įvyko 1971 m., kai buvo pristatytas pirmasis mikroprocesorius., "Intel" 4004, kuris integravo visus procesoriaus elementus į vieną lustą. Su šia naujove kompiuteriai pradėjo mažėti ir padidinti efektyvumą.

CPU komponentai

CPU nėra monolitinis įrenginys. Kad atliktų visas savo funkcijas, jis susideda iš kelių komponentų:

• Šerdis: Šerdis yra procesoriaus dalis, kuri atlieka skaičiavimus ir vykdo instrukcijas. Iš pradžių procesoriai turėjo tik vieną branduolį, bet su El Tiempo, buvo sukurti kelių branduolių procesoriai, leidžiantys vienu metu atlikti kelias užduotis.
• Valdymo blokas: Ši procesoriaus dalis yra atsakinga už visų operacijų vadovavimą, nusprendžia, kokie duomenys ir kokia tvarka turi būti tvarkomi.
• Aritmetinis loginis vienetas (ALU): Čia atliekamos matematinės ir loginės operacijos. ALU yra labai svarbus bet kokio tipo skaičiavimams, kuriuos atlieka CPU.

Kaip veikia CPU

Pagrindinis procesoriaus veikimas apima keturis pagrindinius etapus, žinomus kaip instrukcijų ciklas:

1. Skaitykite: CPU paima kitą instrukciją iš atminties.

2. Dekoduoti: Atmintyje saugoma instrukcija interpretuojama.

3. Paleisti: CPU atlieka instrukcijoje nurodytą operaciją.

4. Parašykite: Galiausiai gauti duomenys išsaugomi atgal į atmintį arba paruošiami siųsti į išvesties įrenginį.

Šis procesas gali atrodyti paprastas, tačiau jis vyksta neįsivaizduojamu greičiu. Šiuo metu CPU gali vykdyti milijonus šių instrukcijų per sekundę., kuri leidžia tinkamai veikti programoms ir operacines sistemas kompleksas.

CPU tipai pagal branduolių skaičių

Bėgant metams procesoriai labai pasikeitė, ypač kalbant apie branduolių skaičių:

• Vienas branduolys: Vieno branduolio procesorius, kuris vienu metu gali atlikti tik vieną užduotį. Nors daugelį metų tai buvo standartas, šiandien jį pakeitė pažangesni modeliai.
• Dviejų branduolių: Jis turi du branduolius, leidžiančius vienu metu atlikti dvi užduotis. Tai idealiai tinka lengvam daugiafunkciam darbui.
• Keturių branduolių: Keturių branduolių procesoriai suteikia daugiau galios užduotims atlikti, padalijant apkrovą tarp daugiau branduolių.
• Hexacore ir Octa-core: Šie šešių ar aštuonių branduolių procesoriai yra labai naudingi atliekant užduotis, kurioms reikia daug apdorojimo pastangų, pavyzdžiui, vaizdo įrašų redagavimui, pažangiai grafikai ar žaidimams.

Laikrodžio dažnis, suvartojimas ir talpyklos atmintis

CPU našumas priklauso ne tik nuo branduolių skaičiaus, bet ir nuo kelių kitų pagrindinių techninių veiksnių:

• Laikrodžio dažnis: Laikrodžio dažnis matuojamas GHz ir nustato, kiek instrukcijų CPU gali apdoroti per vieną sekundę. Kuo didesnis šis skaičius, tuo didesnis apdorojimo pajėgumas.
• Energijos suvartojimas: Kuo galingesnis procesorius, tuo daugiau energijos jis sunaudoja. Tai reikia atsiminti, ypač naudojant įrenginius nešiojamieji.
• Talpykla: Tai nedidelė greitosios prieigos atminties dalis, kurią centriniai procesoriai naudoja norėdami pasiekti dažnai naudojamus duomenis.

CPU vs GPU

Taip pat dažnai girdėsite apie GPU ar grafikos apdorojimo blokus, todėl svarbu suprasti skirtumą. Nors CPU yra skirtas bendroms apdorojimo užduotims, GPU yra sutelktas į grafines operacijas.. Trumpai tariant, centriniai procesoriai yra būtini bendroms sistemos užduotims atlikti, o GPU būtini pažangioms rodymo užduotims, tokioms kaip vaizdo įrašų redagavimas ar žaidimai.

Daugelyje šiandieninių įrenginių, ypač skirtuose žaidimams, CPU ir GPU veikia kartu, kad padidintų našumą.

Įvairiam naudojimui skirti procesoriai

Atsižvelgiant į vartotojo poreikius, gali būti naudingi skirtingi procesoriai. Pavyzdžiui:

• Kasdienis naudojimas: Procesoriai, tokie kaip Intel Core i5 arba AMD Ryzen 5, puikiai tinka tokioms užduotims kaip naršyti internete, žiūrėti vaizdo įrašus ar dirbti su dokumentais.
• Vaizdo įrašų ar žaidimų redagavimas: Reikšmingesnėms programoms labiausiai tiks aukščiausios klasės procesoriai, tokie kaip Intel i7, i9 arba AMD Ryzen 7 ir 9.

CPU ateitis

CPU evoliucija nesustoja. Pastaraisiais metais pastebėjome įspūdingą našumo pažangą, įdiegę kelių branduolių procesorius, virtualizacijos technologijas ir patobulinimus, skirtus dirbtinis intelektas. Ateities procesoriai bus greitesni, efektyvesni ir galbūt mažesni.

Mūsų laukia įdomus kelias, pilnas naujų patobulinimų, dėl kurių procesoriai, nors ir vis sudėtingesni, ir toliau bus mūsų įrenginių širdis.

Apibendrinant galima pasakyti, kad procesorius, be jokios abejonės, yra pagrindinis bet kurio kompiuterio ar išmaniojo įrenginio komponentas. Jo svarba sistemos veikimui ir bendram funkcionalumui yra neginčijama. Be to, procesorių evoliucija buvo esminė skaičiavimo ir technologijų pažanga apskritai, ir ateityje išliks pagrindinė technologijų plėtros sritis.