โปรเซสเซอร์สมัยใหม่มีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ ซึ่งแสดงอยู่ในรูปของเวเฟอร์ซิลิคอน ตัวเพลทได้รับการปกป้องโดยตัวเรือนพิเศษที่ทำจากพลาสติกหรือเซรามิก วงจรหลักทั้งหมดได้รับการปกป้องด้วยเหตุนี้จึงสามารถดำเนินการ CPU ได้เต็มรูปแบบ หากทุกอย่างดูเรียบง่ายมาก แล้ววงจรนั้นเองและการออกแบบโปรเซสเซอร์อย่างไร ลองดูรายละเอียดเพิ่มเติมนี้

CPU ประกอบด้วยองค์ประกอบที่แตกต่างกันจำนวนเล็กน้อย แต่ละคนดำเนินการของตนเอง ข้อมูลและการควบคุมจะถูกถ่ายโอน ผู้ใช้ทั่วไปคุ้นเคยกับการแยกแยะโปรเซสเซอร์ตามความเร็วสัญญาณนาฬิกา จำนวนหน่วยความจำแคช และคอร์ แต่นี่ไม่ใช่ทั้งหมดที่รับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้และรวดเร็ว ควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับแต่ละส่วนประกอบ

สถาปัตยกรรม

การออกแบบภายในของ CPU มักจะแตกต่างกัน แต่ละตระกูลมีคุณสมบัติและฟังก์ชันของตัวเอง ซึ่งเรียกว่าสถาปัตยกรรม ตัวอย่างของการออกแบบโปรเซสเซอร์สามารถดูได้ในภาพด้านล่าง

แต่หลายคนคุ้นเคยกับความหมายของสถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์ในลักษณะที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย หากเราพิจารณาจากมุมมองของการเขียนโปรแกรม มันจะถูกกำหนดโดยความสามารถในการรันโค้ดบางชุด หากคุณซื้อ CPU สมัยใหม่ เป็นไปได้มากว่าจะเป็นสถาปัตยกรรม x86

แกน

ส่วนหลักของ CPU เรียกว่าคอร์ซึ่งมีบล็อกที่จำเป็นทั้งหมดและยังดำเนินงานเชิงตรรกะและเลขคณิตด้วย หากคุณดูรูปด้านล่าง คุณจะเห็นว่าแต่ละบล็อกการทำงานของเคอร์เนลมีลักษณะอย่างไร:

1. โมดูลการดึงคำสั่งที่นี่คำแนะนำจะถูกจดจำโดยที่อยู่ซึ่งระบุไว้ในตัวนับโปรแกรม จำนวนการอ่านคำสั่งพร้อมกันโดยตรงขึ้นอยู่กับจำนวนหน่วยถอดรหัสที่ติดตั้งซึ่งช่วยในการโหลดงานแต่ละรอบด้วยจำนวนคำสั่งที่มากที่สุด
2. ตัวทำนายการเปลี่ยนแปลงมีหน้าที่รับผิดชอบในการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของหน่วยดึงคำสั่ง จะกำหนดลำดับของคำสั่งที่จะดำเนินการ โดยโหลดไปป์ไลน์เคอร์เนล
3. โมดูลถอดรหัสเคอร์เนลส่วนนี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการกำหนดกระบวนการบางอย่างเพื่อดำเนินงาน งานถอดรหัสนั้นยากมากเนื่องจากขนาดคำสั่งที่แปรผัน ในโปรเซสเซอร์ใหม่ล่าสุดมีหลายบล็อกดังกล่าวในหนึ่งคอร์
4. โมดูลการสุ่มตัวอย่างข้อมูลพวกเขาใช้ข้อมูลจาก RAM หรือหน่วยความจำแคช พวกเขาดำเนินการสุ่มตัวอย่างข้อมูลที่จำเป็นในขณะนี้เพื่อดำเนินการคำสั่ง
5. บล็อกควบคุมชื่อนี้พูดถึงความสำคัญของส่วนประกอบนี้มากมาย โดยแกนกลางเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุด เนื่องจากจะกระจายพลังงานระหว่างบล็อกทั้งหมด ช่วยให้ดำเนินการทุกการกระทำได้ตรงเวลา
6. โมดูลสำหรับการบันทึกผลลัพธ์ออกแบบมาเพื่อการบันทึกหลังจากเสร็จสิ้นการประมวลผลคำสั่งใน RAM ที่อยู่การจัดเก็บถูกระบุไว้ในงานที่กำลังดำเนินการอยู่
7. องค์ประกอบของการทำงานที่มีการหยุดชะงัก CPU สามารถทำงานหลายอย่างพร้อมกันได้ด้วยฟังก์ชันขัดจังหวะ ซึ่งช่วยให้สามารถหยุดความคืบหน้าของโปรแกรมหนึ่งโดยเปลี่ยนไปใช้คำสั่งอื่น
8. ลงทะเบียนผลลัพธ์คำแนะนำชั่วคราวจะถูกเก็บไว้ที่นี่ ส่วนประกอบนี้สามารถเรียกว่า RAM ที่รวดเร็วขนาดเล็ก มักมีขนาดไม่เกินหลายร้อยไบต์
9. เคาน์เตอร์คำสั่งมันเก็บที่อยู่ของคำสั่งที่จะใช้ในรอบการประมวลผลถัดไป

บัสระบบ

บัสระบบ CPU เชื่อมต่ออุปกรณ์ที่รวมอยู่ในพีซี มีเพียงเขาเท่านั้นที่เชื่อมต่อโดยตรง องค์ประกอบที่เหลือเชื่อมต่อผ่านตัวควบคุมต่างๆ ตัวบัสเองประกอบด้วยสายสัญญาณจำนวนมากซึ่งข้อมูลจะถูกส่งผ่าน แต่ละบรรทัดมีโปรโตคอลของตัวเอง ซึ่งให้การสื่อสารผ่านตัวควบคุมกับส่วนประกอบคอมพิวเตอร์อื่นๆ ที่เชื่อมต่ออยู่ บัสมีความถี่ของตัวเอง ดังนั้น ยิ่งสูงเท่าใด การแลกเปลี่ยนข้อมูลจะเกิดขึ้นระหว่างองค์ประกอบการเชื่อมต่อของระบบก็จะเร็วขึ้นเท่านั้น

ข้อมูลที่ถูกเก็บไว้

ประสิทธิภาพของ CPU ขึ้นอยู่กับความสามารถในการดึงคำสั่งและข้อมูลจากหน่วยความจำโดยเร็วที่สุด เนื่องจากหน่วยความจำแคช เวลาดำเนินการจึงลดลงเนื่องจากทำหน้าที่เป็นบัฟเฟอร์ชั่วคราว ทำให้มั่นใจได้ว่าสามารถถ่ายโอนข้อมูลจาก CPU ไปยัง RAM ได้ทันทีหรือในทางกลับกัน

ลักษณะสำคัญของหน่วยความจำแคชคือระดับที่แตกต่างกัน หากสูงแสดงว่าหน่วยความจำช้าลงและใหญ่ขึ้น หน่วยความจำที่เร็วและเล็กที่สุดคือระดับแรก หลักการทำงานขององค์ประกอบนี้ง่ายมาก - CPU อ่านข้อมูลจาก RAM และใส่ลงในแคชทุกระดับในขณะที่ลบข้อมูลที่เข้าถึงเมื่อนานมาแล้ว หากโปรเซสเซอร์ต้องการข้อมูลนี้อีกครั้ง ก็จะได้รับเร็วขึ้นด้วยบัฟเฟอร์ชั่วคราว

ซ็อกเก็ต (ขั้วต่อ)

เนื่องจากโปรเซสเซอร์มีขั้วต่อของตัวเอง (ตัวเมียหรือช่องเสียบ) คุณสามารถเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายหากเครื่องพังหรืออัพเกรดคอมพิวเตอร์ของคุณ หากไม่มีซ็อกเก็ต CPU ก็จะถูกบัดกรีเข้ากับเมนบอร์ด ทำให้การซ่อมแซมหรือเปลี่ยนในภายหลังทำได้ยากขึ้น ควรให้ความสนใจ - แต่ละช่องมีไว้สำหรับการติดตั้งโปรเซสเซอร์บางตัวโดยเฉพาะ

บ่อยครั้งที่ผู้ใช้ซื้อโปรเซสเซอร์และมาเธอร์บอร์ดที่เข้ากันไม่ได้โดยไม่ตั้งใจ ซึ่งทำให้เกิดปัญหาเพิ่มเติม

หน่วยประมวลผลกลางคือสมองและหัวใจของคอมพิวเตอร์

โปรแกรมประมวลผลคำนั้นมาจากคำกริยาภาษาอังกฤษถึงกระบวนการ ซึ่งเมื่อแปลเป็นภาษารัสเซียจะฟังดูคล้ายกับกระบวนการ โดยทั่วไป คำนี้หมายถึงอุปกรณ์หรือชุดของโปรแกรมที่ใช้ในการดำเนินการคำนวณหรือประมวลผลอาร์เรย์ข้อมูลหรือกระบวนการ

ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล โปรเซสเซอร์ทำหน้าที่เป็น "สมอง" ซึ่งเป็นชิปหลักที่จำเป็นสำหรับการทำงานของพีซีได้อย่างราบรื่นและถูกต้อง อุปกรณ์ภายในและอุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหมดถูกควบคุมโดย CPU

สำหรับข้อมูลของคุณ:

บ่อยครั้งที่โปรเซสเซอร์แสดงด้วยตัวย่อภาษาอังกฤษ CPU ซึ่งย่อมาจากหน่วยประมวลผลกลางหรือหน่วยประมวลผลกลาง

ภายนอกโปรเซสเซอร์เป็นกระดานสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ ซึ่งส่วนบนปิดด้วยฝาโลหะซึ่งทำหน้าที่ปกป้องชิปและพื้นผิวด้านล่างเกลื่อนไปด้วยหน้าสัมผัสจำนวนมาก ด้านนี้ติดตั้งโปรเซสเซอร์ไว้ในขั้วต่อหรือซ็อกเก็ตพิเศษที่อยู่บนเมนบอร์ด CPU หรือหน่วยประมวลผลกลางเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ หากไม่มีคำสั่งที่ออกโดย CPU จะไม่สามารถดำเนินการใด ๆ แม้แต่การดำเนินการที่ง่ายที่สุดได้เช่นการเพิ่มตัวเลขสองตัวหรือการเขียนข้อมูลหนึ่งไบต์

CPU ได้รับการติดตั้งในช่องพิเศษบนเมนบอร์ด

โปรเซสเซอร์ทำงานอย่างไร

หลักการทำงานของโปรเซสเซอร์คือการประมวลผลตามลำดับของการดำเนินการต่างๆ เกิดขึ้นเร็วมาก สิ่งสำคัญคือ:

1. เมื่อเริ่มต้นกระบวนการใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับการรันโค้ดโปรแกรม หน่วยควบคุม CPU จะดึงข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมดและชุดตัวถูกดำเนินการที่จำเป็นสำหรับการดำเนินการ จากนั้นจะถูกส่งไปยังบัฟเฟอร์หรือหน่วยความจำแคช
2. ที่ทางออกจากแคชการไหลของข้อมูลทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นสองประเภท - คำแนะนำและค่า พวกเขาจะถูกเปลี่ยนเส้นทางไปยังตำแหน่งหน่วยความจำที่เหมาะสมที่เรียกว่ารีจิสเตอร์ ประเภทแรกจะอยู่ในรีจิสเตอร์คำสั่ง ส่วนประเภทที่สองในรีจิสเตอร์ข้อมูล
3. ข้อมูลที่อยู่ในการลงทะเบียนหน่วยความจำจะถูกประมวลผลโดยหน่วยทางคณิตศาสตร์-โลจิคัล มันเป็นส่วนหนึ่งของ CPU ที่จำเป็นในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะ
4. ผลการคำนวณแบ่งออกเป็นสองสตรีม - เสร็จสมบูรณ์และยังไม่เสร็จซึ่งในทางกลับกันจะถูกส่งกลับไปยังหน่วยความจำแคช
5. เมื่อเสร็จสิ้นรอบการคำนวณ ผลลัพธ์สุดท้ายจะถูกเขียนลงใน RAM สิ่งนี้จำเป็นเพื่อเพิ่มพื้นที่ว่างในบัฟเฟอร์ ซึ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินการคำนวณใหม่ เมื่อแคชเต็ม กระบวนการที่ไม่ได้ใช้งานทั้งหมดจะถูกย้ายไปยัง RAM หรือไปยังระดับที่ต่ำกว่า

สำหรับข้อมูลของคุณ:

หน่วยความจำบัฟเฟอร์แทบจะแบ่งออกเป็นสองส่วน - ระดับล่างและระดับบน กระบวนการที่ทำงานอยู่จะอยู่ที่ "พื้น" ด้านบน และการดำเนินการที่ไม่สำคัญจะถูกย้ายไปยังระดับล่างสุด หากจำเป็น ระบบจะใช้ข้อมูลชั้นล่าง ส่วนเวลาที่เหลือจะไม่ถูกใช้ วิธีการนี้ช่วยให้โปรเซสเซอร์ใช้ทรัพยากรทั้งหมดสำหรับการดำเนินการปัจจุบัน

แผนภาพแบบง่ายของการทำงานของโปรเซสเซอร์กลาง

โปรเซสเซอร์ประกอบด้วยอะไร?

เพื่อทำความเข้าใจวิธีการทำงานของ CPU คุณต้องเข้าใจว่า CPU ประกอบด้วยส่วนใดบ้าง ส่วนประกอบหลักของโปรเซสเซอร์คือ:

1. ฝาครอบด้านบนซึ่งเป็นแผ่นโลหะที่ทำหน้าที่ปกป้องเนื้อหาภายในและกระจายความร้อน
2. คริสตัล- นี่เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของ CPU คริสตัลทำจากซิลิคอนและมีวงจรไมโครขนาดเล็กจำนวนมาก
3. สารตั้งต้น Textoliteซึ่งทำหน้าที่เป็นแผ่นสัมผัส ทุกส่วนของ CPU ติดอยู่กับมันและมีการติดต่ออยู่ซึ่งเกิดการโต้ตอบกับส่วนที่เหลือของระบบ

เมื่อติดฝาครอบด้านบน จะใช้กาวเคลือบหลุมร่องฟันที่สามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ และใช้แผ่นระบายความร้อนเพื่อขจัดช่องว่างภายในโปรเซสเซอร์ที่ประกอบไว้ หลังจากการแข็งตัวจะก่อตัวเป็น "สะพาน" ซึ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าความร้อนจะไหลออกจากคริสตัล

ส่วนหลักของ CPU - ฝาครอบ ดาย และแพด

แกนประมวลผลคืออะไร

หากหน่วยประมวลผลกลางสามารถเรียกได้ว่าเป็น "สมอง" ของคอมพิวเตอร์ ก็ถือว่าแกนหลักเป็นส่วนหลักของ CPU เอง แกนกลางคือชุดชิปที่อยู่บนแผ่นซิลิโคนซึ่งมีขนาดไม่เกินหนึ่งตารางเซนติเมตร ชุดขององค์ประกอบลอจิคัลด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งใช้หลักการทำงานเรียกว่าสถาปัตยกรรม

รายละเอียดทางเทคนิคบางประการ: ในโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ คอร์จะติดอยู่กับแพลตฟอร์มชิปโดยใช้ระบบ "ฟลิปชิป" ข้อต่อดังกล่าวให้ความหนาแน่นในการเชื่อมต่อสูงสุด

แต่ละคอร์ประกอบด้วยบล็อกการทำงานจำนวนหนึ่ง:

• บล็อกขัดจังหวะซึ่งจำเป็นสำหรับการสลับระหว่างงานอย่างรวดเร็ว
• หน่วยสร้างคำสั่งรับผิดชอบในการรับและส่งคำสั่งเพื่อการประมวลผลในภายหลัง
• บล็อกถอดรหัสซึ่งจำเป็นในการประมวลผลคำสั่งขาเข้าและกำหนดการดำเนินการที่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้
• หน่วยควบคุมซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบในการส่งคำสั่งที่ประมวลผลไปยังส่วนการทำงานอื่น ๆ และประสานงานโหลด
• อันสุดท้ายคือ การดำเนินการและบันทึกบล็อก.

แกนโปรเซสเซอร์เป็นบอร์ดที่เล็กที่สุดซึ่งมีองค์ประกอบการทำงานอยู่

ซ็อกเก็ตโปรเซสเซอร์คืออะไร

คำว่า socket แปลจากภาษาอังกฤษว่า "socket" หรือ "connector" สำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล คำนี้หมายถึงเมนบอร์ดและโปรเซสเซอร์โดยตรงในเวลาเดียวกัน ซ็อกเก็ตคือตำแหน่งที่ติดตั้ง CPU ต่างกันในลักษณะขนาด จำนวนและประเภทของหน้าสัมผัส และคุณสมบัติการติดตั้งระบบทำความเย็น

ผู้ผลิตโปรเซสเซอร์รายใหญ่สองราย ได้แก่ Intel และ AMD กำลังทำสงครามการตลาดที่ดำเนินมายาวนาน โดยแต่ละรายเสนอซ็อกเก็ตของตนเอง ซึ่งเหมาะสำหรับ CPU ในการผลิตของตนเท่านั้น หมายเลขในการทำเครื่องหมายของซ็อกเก็ตเฉพาะ เช่น LGA 775 ระบุจำนวนหน้าสัมผัสหรือพิน นอกจากนี้ในแง่ของเทคโนโลยีซ็อกเก็ตอาจแตกต่างกัน:

• การมีตัวควบคุมเพิ่มเติม
• ความสามารถของเทคโนโลยีในการรองรับคอร์กราฟิกของโปรเซสเซอร์
• ผลผลิต

ซ็อกเก็ตอาจส่งผลต่อพารามิเตอร์การทำงานของคอมพิวเตอร์ต่อไปนี้:

• ประเภทของ RAM ที่รองรับ
• ความถี่บัส FSB;
• ทางอ้อมในเวอร์ชัน PCI-e และขั้วต่อ SATA

จำเป็นต้องมีการสร้างซ็อกเก็ตพิเศษสำหรับติดตั้งโปรเซสเซอร์กลางเพื่อให้ผู้ใช้สามารถอัพเกรดระบบและเปลี่ยน CPU ในกรณีที่เกิดความล้มเหลว

ซ็อกเก็ตโปรเซสเซอร์เป็นซ็อกเก็ตสำหรับติดตั้งบนเมนบอร์ด

คอร์กราฟิกในโปรเซสเซอร์: มันคืออะไร?

ส่วนหนึ่งของ CPU นอกเหนือจากแกนหลักเองแล้วยังสามารถเป็นโปรเซสเซอร์กราฟิกได้ มันคืออะไร และเหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบดังกล่าว? ควรสังเกตทันทีว่าไม่จำเป็นต้องรวมคอร์กราฟิกและไม่มีอยู่ในโปรเซสเซอร์ทุกตัว อุปกรณ์นี้จำเป็นต้องทำหน้าที่พื้นฐานของ CPU ในรูปแบบของการแก้ปัญหาด้านคอมพิวเตอร์รวมถึงการรองรับกราฟิก

สำหรับข้อมูลของคุณ:

บางครั้งคุณสามารถดูตัวย่อ IGP ซึ่งย่อมาจาก Integrated Graphics Processor หรือ integrated graphic processor ซึ่งหมายความว่าพีซีเครื่องนี้ใช้วิธีแก้ปัญหาที่คล้ายกัน และอาจไม่มีการ์ดแสดงผลแยกเลย

เหตุผลที่ผู้ผลิตใช้เทคโนโลยีเพื่อรวมสองฟังก์ชันไว้ในแกนเดียวคือ:

• ลดการใช้พลังงานเนื่องจากอุปกรณ์ขนาดเล็กต้องการพลังงานและค่าใช้จ่ายในการทำความเย็นน้อยลง
• ความกะทัดรัด;
• ลดต้นทุน.

การใช้กราฟิกในตัวหรือกราฟิกในตัวมักพบในแล็ปท็อปหรือพีซีราคาประหยัดสำหรับงานในสำนักงาน ซึ่งไม่มีข้อกำหนดด้านกราฟิกมากเกินไป

แกนกราฟิกคือตัวประมวลผลร่วมกราฟิกที่อยู่บน CPU

แนวคิดพื้นฐานของโปรเซสเซอร์ในวิทยาการคอมพิวเตอร์

เธรดในโปรเซสเซอร์คืออะไร

เธรดการดำเนินการใน CPU เป็นหน่วยการประมวลผลที่เล็กที่สุดที่กำหนดโดยเคอร์เนลที่จำเป็นในการแยกโค้ดและบริบทของกระบวนการดำเนินการ สามารถมีได้หลายกระบวนการพร้อมกันโดยใช้ทรัพยากร CPU มีการพัฒนาดั้งเดิมจาก Intel ซึ่งเริ่มใช้ในรุ่นที่เริ่มต้นด้วยโปรเซสเซอร์ Intel Core i3 ซึ่งเรียกว่า HyperThreading นี่คือเทคโนโลยีสำหรับการแบ่งฟิสิคัลคอร์ออกเป็นสองคอร์แบบลอจิคัล ดังนั้นระบบปฏิบัติการจึงสร้างพลังการประมวลผลเพิ่มเติมและเพิ่มเธรด ปรากฎว่าจำนวนคอร์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถชี้ขาดได้ เนื่องจากในบางกรณีคอมพิวเตอร์ที่มี 4 คอร์นั้นมีประสิทธิภาพด้อยกว่าคอมพิวเตอร์ที่มีเพียง 2 คอร์

สามารถดูจำนวนเธรดได้ผ่านตัวจัดการงาน

กระบวนการทางเทคนิคในโปรเซสเซอร์คืออะไร?

ในวิทยาการคอมพิวเตอร์ เทคโนโลยีกระบวนการหมายถึงขนาดของทรานซิสเตอร์ที่ใช้ในแกนคอมพิวเตอร์ กระบวนการผลิต CPU เกิดขึ้นโดยใช้วิธีโฟโตลิโทกราฟี เมื่อทรานซิสเตอร์ถูกแกะสลักจากคริสตัลที่ปกคลุมด้วยฟิล์มอิเล็กทริกภายใต้อิทธิพลของแสง อุปกรณ์ออพติคัลที่ใช้มีตัวบ่งชี้เช่นความละเอียด นี่จะเป็นกระบวนการทางเทคโนโลยี ยิ่งสูงเท่าใด ทรานซิสเตอร์ก็ยิ่งสามารถใส่ชิปตัวเดียวได้มากขึ้นเท่านั้น

การลดขนาดคริสตัลทำได้โดย:

• การลดการสร้างความร้อนและการใช้พลังงาน
• ประสิทธิภาพ เนื่องจากในขณะที่รักษาขนาดทางกายภาพของคริสตัลไว้ จึงสามารถวางองค์ประกอบการทำงานจำนวนมากขึ้นได้

หน่วยวัดสำหรับกระบวนการคือนาโนเมตร (10-9) โปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการผลิต 22 นาโนเมตร

สำหรับข้อมูลของคุณ:

ตัวอย่างคือโปรเซสเซอร์ Intel Core i7 ซึ่งมีขนาดคริสตัล 160 มม. มีองค์ประกอบการทำงาน 1.4 พันล้านองค์ประกอบ

กระบวนการทางเทคนิคคือการเพิ่มจำนวนองค์ประกอบการทำงานของโปรเซสเซอร์ในขณะที่ยังคงขนาดไว้

การจำลองเสมือนของ CPU คืออะไร

พื้นฐานของวิธีการคือการแบ่ง CPU เป็นส่วนเกสต์และมอนิเตอร์ หากจำเป็นต้องเปลี่ยนจากโฮสต์เป็นระบบปฏิบัติการเกสต์ โปรเซสเซอร์จะดำเนินการนี้โดยอัตโนมัติ โดยจะมองเห็นได้เฉพาะค่าการลงทะเบียนที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เสถียร เนื่องจากระบบปฏิบัติการของแขกโต้ตอบกับโปรเซสเซอร์โดยตรง เครื่องเสมือนจึงทำงานเร็วขึ้นมาก

คุณสามารถเปิดใช้งานการจำลองเสมือนได้ในการตั้งค่า BIOS มาเธอร์บอร์ดและโปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่จาก AMD ไม่รองรับเทคโนโลยีการสร้างเครื่องเสมือนโดยใช้วิธีฮาร์ดแวร์ วิธีการซอฟต์แวร์มาเพื่อช่วยเหลือผู้ใช้

การจำลองเสมือนถูกเปิดใช้งานใน BIOS

การลงทะเบียนตัวประมวลผลคืออะไร

รีจิสเตอร์โปรเซสเซอร์คือชุดวงจรดิจิตอลพิเศษที่อ้างอิงถึงหน่วยความจำความเร็วสูงพิเศษที่ CPU ต้องการเพื่อจัดเก็บผลลัพธ์ของการทำงานระดับกลาง โปรเซสเซอร์แต่ละตัวมีรีจิสเตอร์จำนวนมาก ซึ่งส่วนใหญ่ไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับโปรแกรมเมอร์ และสงวนไว้สำหรับเรียกใช้ฟังก์ชันเคอร์เนลพื้นฐาน มีทะเบียนวัตถุประสงค์ทั่วไปและพิเศษ กลุ่มแรกสามารถเข้าถึงได้ส่วนกลุ่มที่สองถูกใช้โดยโปรเซสเซอร์เอง เนื่องจากความเร็วของการโต้ตอบกับการลงทะเบียน CPU นั้นสูงกว่าการเข้าถึงใน RAM โปรแกรมเมอร์จึงถูกใช้อย่างแข็งขันในการเขียนผลิตภัณฑ์ซอฟต์แวร์

การลงทะเบียนโปรเซสเซอร์

ลักษณะทางเทคนิคหลักของโปรเซสเซอร์

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์คืออะไร

ผู้ใช้หลายคนเคยได้ยินแนวคิดเรื่องความถี่สัญญาณนาฬิกา แต่ทุกคนไม่เข้าใจว่ามันคืออะไร กล่าวง่ายๆ คือจำนวนการดำเนินการที่ CPU สามารถทำได้ใน 1 วินาที กฎข้อนี้คือ ยิ่งอัตรานาฬิกาสูง คอมพิวเตอร์ก็จะยิ่งมีประสิทธิผลมากขึ้น

หน่วยวัดความถี่สัญญาณนาฬิกาคือเฮิรตซ์ ซึ่งในความหมายทางกายภาพของมันคือการแสดงจำนวนการสั่นในช่วงเวลาที่กำหนด การก่อตัวของการสั่นของนาฬิกาเกิดขึ้นเนื่องจากการกระทำของคริสตัลควอตซ์ซึ่งอยู่ในตัวสะท้อนเสียงของนาฬิกา หลังจากป้อนแรงดันไฟฟ้า จะเกิดการสั่นของกระแสไฟฟ้า พวกมันจะถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิดซึ่งจะแปลงพวกมันเป็นพัลส์ที่ถูกส่งไปยังบัสข้อมูล ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ไม่ได้เป็นเพียงคุณสมบัติเดียวในการประเมินความเร็วของพีซี คุณต้องคำนึงถึงจำนวนคอร์และจำนวนหน่วยความจำบัฟเฟอร์ด้วย

คุณสามารถดูความถี่สัญญาณนาฬิกาใน BIOS หรือใช้ซอฟต์แวร์พิเศษ

ขนาดบิตของโปรเซสเซอร์คืออะไร?

เมื่อติดตั้งโปรแกรมใหม่ ผู้ใช้ Windows OS ทุกคนต้องเผชิญกับการเลือกเวอร์ชันสำหรับขนาดบิตของระบบ ความจุบิตของ CPU คืออะไร? พูดง่ายๆ ก็คือตัวบ่งชี้นี้ หรือที่เรียกว่าคำของเครื่อง ซึ่งแสดงจำนวนบิตของข้อมูลที่ CPU ประมวลผลในรอบสัญญาณนาฬิกาหนึ่งรอบ ในโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ ตัวเลขนี้สามารถเป็นทวีคูณของ 32 หรือ 64

สำหรับข้อมูลของคุณ:

สำหรับผู้ใช้โดยเฉลี่ย ความจุบิตจะกำหนดจำนวน RAM สูงสุดที่โปรเซสเซอร์รองรับ สำหรับ 32 บิต นี่คือ 4 GB และสำหรับ 64 บิต ขีดจำกัดบนคือ 16 TB อยู่แล้ว

ความลึกของบิตอาจเป็น 32 หรือ 64 บิต

การควบคุมปริมาณ CPU คืออะไร?

การควบคุมปริมาณหรือการควบคุมปริมาณเป็นกลไกป้องกันที่ใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ CPU ร้อนเกินไปหรือทำให้ฮาร์ดแวร์ขัดข้องระหว่างการทำงาน ฟังก์ชันนี้จะทำงานตามค่าเริ่มต้นและจะถูกทริกเกอร์เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงจุดวิกฤติ ซึ่งผู้ผลิตเป็นผู้กำหนดไว้สำหรับ CPU แต่ละรุ่น การป้องกันดำเนินการโดยการลดประสิทธิภาพของเคอร์เนล เมื่ออุณหภูมิกลับสู่ปกติ ฟังก์ชั่นจะปิดโดยอัตโนมัติ สามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์การควบคุมปริมาณผ่านทาง BIOS ได้ มีการใช้งานโดยโอเวอร์คล็อกเกอร์ CPU หรือโอเวอร์คล็อกเกอร์ แต่สำหรับผู้ใช้ทั่วไปการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวอาจทำให้พีซีเสียหายได้

เมื่ออุณหภูมิ CPU เกินที่อนุญาต ระบบป้องกันหรือการควบคุมปริมาณจะเปิดโดยอัตโนมัติ

อุณหภูมิ CPU และการ์ดแสดงผล

เมื่อแกนกลางและองค์ประกอบอื่นๆ ของ CPU ทำงาน จะเกิดความร้อนจำนวนมาก ซึ่งเป็นสาเหตุที่คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ใช้ระบบระบายความร้อนอันทรงพลังสำหรับทั้งโปรเซสเซอร์กลางและส่วนประกอบหลักของมาเธอร์บอร์ด โปรแกรมที่เรียกร้องซึ่งใช้พลังงานของ CPU และการ์ดแสดงผล (โดยปกติคือเกม) จะโหลดโปรเซสเซอร์ซึ่งทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในกรณีนี้ การควบคุมปริมาณจะเปิดใช้งานอยู่ ผู้ผลิตการ์ดแสดงผลหลายรายอ้างว่าผลิตภัณฑ์ของตนสามารถทำงานได้ตามปกติแม้ที่อุณหภูมิ 100°C ในความเป็นจริง อุณหภูมิสูงสุดจะเป็นอุณหภูมิที่ระบุไว้ในเอกสารทางเทคนิค

สำหรับข้อมูลของคุณ:

การ์ดแสดงผลและโปรเซสเซอร์ที่ทรงพลังทำงานที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่สูงขึ้น ซึ่งนำไปสู่การสร้างความร้อนที่มากขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องปรับปรุงการระบายความร้อน

คุณสามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างอิสระโดยใช้ซอฟต์แวร์ตรวจสอบพิเศษ (AIDA64, GPU Temp, Speccy) หากมีการชะลอตัวขณะทำงานหรือเล่น แสดงว่าอุณหภูมิมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้นถึงระดับวิกฤติ และการป้องกันจะเปิดทำงานโดยอัตโนมัติ

คุณสามารถตรวจสอบอุณหภูมิของ CPU และการ์ดแสดงผลได้อย่างอิสระโดยใช้ซอฟต์แวร์พิเศษ

Turbo Boost ในโปรเซสเซอร์คืออะไร?

Turbo Boost เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการจดสิทธิบัตรจาก Intel ซึ่งใช้ในโปรเซสเซอร์ Intel Core i5 และ i7 สามเจเนอเรชั่นแรก มันถูกใช้เพื่อเร่งฮาร์ดแวร์ CPU ในช่วงเวลาหนึ่ง ขั้นตอนการโอเวอร์คล็อกใช้เทคโนโลยีโดยคำนึงถึงพารามิเตอร์ที่สำคัญทั้งหมด - กระแส, อุณหภูมิ, แรงดันไฟฟ้า, สถานะของระบบปฏิบัติการดังนั้นจึงปลอดภัยอย่างสมบูรณ์สำหรับคอมพิวเตอร์ ความเร็วโปรเซสเซอร์ที่เพิ่มขึ้นเป็นเพียงชั่วคราว และจะขึ้นอยู่กับประเภทของโหลด จำนวนคอร์ และการกำหนดค่าแพลตฟอร์ม นอกจากนี้ควรสังเกตว่าเทคโนโลยีนี้รองรับระบบปฏิบัติการ Windows 7 และ 8 เท่านั้น

เทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์จาก Intel ช่วยให้คุณสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ได้ชั่วคราว

ประเภทของโปรเซสเซอร์

โดยรวมแล้วเป็นเรื่องปกติที่จะแยกแยะโปรเซสเซอร์หลัก 5 ประเภทในคอมพิวเตอร์:

1. กันชน- นี่คือตัวประมวลผลร่วมที่จำเป็นในการประมวลผลข้อมูลล่วงหน้าระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วงและ CPU
2. พรีโปรเซสเซอร์- โดยพื้นฐานแล้วนี่คือโปรเซสเซอร์ที่คล้ายกับรุ่นก่อนหน้าโดยมีวัตถุประสงค์คือการประมวลผลข้อมูลระดับกลาง
3. ซีไอเอสซี- CPU ที่ผลิตโดย Intel ซึ่งแตกต่างจากชุดคำสั่งปกติในชุดคำสั่งที่เพิ่มขึ้น
4. RISC- CISC เวอร์ชันทางเลือกที่มีจำนวนคำสั่งลดลง ผู้ผลิตโปรเซสเซอร์รายใหญ่ส่วนใหญ่ทำงานโดยใช้สองสายพันธุ์ร่วมกัน (CISC และ RISC) ซึ่งจะเพิ่มพลังและความเร็วของคอร์
5. โคลนนิ่ง- เหล่านี้เป็นโปรเซสเซอร์ที่ผลิตโดยผู้ผลิตรายย่อยภายใต้ใบอนุญาตหรือละเมิดลิขสิทธิ์โดยสิ้นเชิง

รุ่นและผู้ผลิตยอดนิยม

ตลาดไมโครโปรเซสเซอร์ถูกแบ่งโดยผู้ผลิตรายใหญ่สองราย ได้แก่ Intel และ AMD ซึ่งอยู่ในการต่อสู้ที่เข้ากันไม่ได้ตลอดการดำรงอยู่ แต่ละบริษัทนำเสนอโซลูชั่นสำเร็จรูปของตนเอง การเลือกรุ่นเฉพาะเป็นการตัดสินใจของผู้ใช้ เนื่องจากผู้ผลิตแต่ละรายมีรุ่นที่หลากหลาย ตั้งแต่ตัวเลือกราคาประหยัดไปจนถึง CPU สำหรับเล่นเกมระดับบน

รุ่นยอดนิยมในกลุ่มโปรเซสเซอร์จาก Intel ได้แก่ Intel Core i3, i5 และ i7 สามารถใช้ได้ทั้งในพีซีสำหรับเล่นเกมและในเครื่องสำนักงาน โปรเซสเซอร์ซีรีส์ Ryzen ของ AMD ถือเป็นหนึ่งในโปรเซสเซอร์ที่ดีที่สุดซึ่งแสดงให้เห็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่ดี ยังคงพบซีรีส์ Athlon แต่ถือเป็นเอกสารสำคัญแล้ว สำหรับผู้ใช้ที่ไม่ต้องการมาก โปรเซสเซอร์ AMD A series นั้นเหมาะสม

AMD และ Intel เป็นบริษัทโปรเซสเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดสองแห่ง

CPU Scalping คืออะไร?

CPU Scalping คือขั้นตอนการถอดฝาครอบออกเพื่อเปลี่ยนแผ่นระบายความร้อน การดำเนินการตามขั้นตอนนี้เป็นหนึ่งในองค์ประกอบของการโอเวอร์คล็อกหรืออาจจำเป็นเพื่อลดภาระในฮาร์ดแวร์ CPU

ขั้นตอนนั้นประกอบด้วย:

• ถอดฝาครอบออก
• ถอดแผ่นระบายความร้อนเก่าออก
• การทำความสะอาดคริสตัล
• ใช้แผ่นระบายความร้อนชั้นใหม่
• ปิดฝา

เมื่อดำเนินการตามขั้นตอนคุณควรคำนึงถึงความจริงที่ว่าการเคลื่อนไหวที่ผิดเพียงครั้งเดียวอาจทำให้โปรเซสเซอร์ล้มเหลวได้ ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะมอบงานนี้ให้กับมืออาชีพ หากในที่สุดการตัดสินใจที่จะดำเนินการถลกหนังที่บ้านเราสามารถแนะนำให้คุณซื้ออุปกรณ์พิเศษในรูปแบบของที่หนีบสำหรับ CPU ซึ่งจะทำให้ง่ายต่อการถอดฝาครอบออกโดยไม่ทำให้คริสตัลเสียหาย

วิธีโอเวอร์คล็อกโปรเซสเซอร์

อาจแนะนำให้ทำการโอเวอร์คล็อกหรือโอเวอร์คล็อกโปรเซสเซอร์กลางหากคุณมีอุปกรณ์ที่ล้าสมัยและไม่มีเงินทุนในการซื้อหินใหม่ โดยปกติแล้ว ขั้นตอนนี้จะช่วยเพิ่มความสามารถในการผลิตได้ 10 ถึง 20% มีสองวิธีในการโอเวอร์คล็อก - โดยการเพิ่มความถี่ FSB หรือเพิ่มตัวคูณโปรเซสเซอร์ โดยทั่วไปคอมพิวเตอร์สมัยใหม่จะมาพร้อมกับตัวคูณที่ถูกล็อค ดังนั้นวิธีที่เข้าถึงได้มากที่สุดคือการเปลี่ยนความถี่บัสระบบ

การโอเวอร์คล็อกโปรเซสเซอร์ทำได้โดยการเพิ่มความถี่บัสหรือตัวคูณโปรเซสเซอร์

เคล็ดลับการโอเวอร์คล็อกขั้นพื้นฐาน:

1. ไม่แนะนำให้สัมผัสพลังหลักโดยไม่มีประสบการณ์
2. การเพิ่มความถี่ควรดำเนินการเป็นระยะ โดยเพิ่มขึ้นครั้งละไม่เกิน 100 MHz
3. ตรวจสอบอุณหภูมิ เนื่องจากการสร้างความร้อนจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ที่เพิ่มขึ้น
4. เมื่อตัดสินใจเพิ่มแหล่งจ่ายไฟหลัก ขั้นตอนคือ 0.05V ในขณะที่ขีดจำกัดสูงสุดไม่ควรเกิน 0.3V มิฉะนั้น มีความเป็นไปได้สูงที่ CPU จะล้มเหลว
5. หลังจากการเพิ่มขึ้นแต่ละครั้ง จำเป็นต้องมีการทดสอบความเสถียร เมื่อเกิดความล้มเหลวครั้งแรก จะต้องหยุดการโอเวอร์คล็อก

สำหรับข้อมูลของคุณ:

หากถึงความถี่สูงสุด หากสังเกตการทำงานที่เสถียร แต่พบว่ามีความร้อนมากเกินไป ในกรณีนี้ จำเป็นต้องตรวจสอบการทำงานของระบบระบายความร้อนของพีซีอย่างเต็มที่

กระบวนการโอเวอร์คล็อกสามารถทำให้ง่ายขึ้นได้โดยใช้โปรแกรมพิเศษที่ควบคุมพารามิเตอร์หลักที่ได้รับผลกระทบจากการโอเวอร์คล็อกอย่างอิสระ

โปรเซสเซอร์คือหัวใจสำคัญของพีซีของคุณ นี่คือที่ที่กระบวนการต่างๆ ของเครื่องจักรได้รับการดูแลจัดการ คุณภาพของคอมพิวเตอร์ทั้งหมดขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของหน่วยนี้ ซึ่งหมายความว่าความมั่นใจและความสบายใจของคุณขึ้นอยู่กับการเลือกฮาร์ดแวร์คุณภาพสูงสำหรับคอมพิวเตอร์ของคุณ

หากคุณมีคำถามสำหรับผู้เชี่ยวชาญของเรา คุณสามารถทิ้งไว้ด้านล่าง

กระทรวงการศึกษาทั่วไปและวิชาชีพแห่งภูมิภาค Sverdlovsk

วิทยาลัยอาชีวศึกษา

ภาควิชาการออกแบบบริการและเทคโนโลยีสารสนเทศ

พิเศษ 230103 – ระบบประมวลผลและควบคุมข้อมูลอัตโนมัติ

สมบูรณ์:

นักเรียนกลุ่ม 211 ต

ไอ.อาร์. กาทอลลิน

หัวหน้างาน:

ม.ส. โอโกโรดอฟ

เอคาเทรินเบิร์ก 2009

การแนะนำ

1. สถาปัตยกรรมของวอนนอยมันน์

2. อุปกรณ์ซีพียู

3. บัสระบบ

4. โปรเซสเซอร์ CISC, RISC, MISC

5. สายพานลำเลียง

6. สถาปัตยกรรมซูเปอร์สเกลาร์

7. หน่วยความจำแคช

8. โปรเซสเซอร์ตระกูล AMDPhenomII

9. โปรเซสเซอร์ตระกูล IntelCorei7

10. คอร์ i7 920, ฟีนอม II X4 920, ฟีนอม X4 9950

ปัจจุบัน โลกที่ไม่มีคอมพิวเตอร์ถือเป็นปรากฏการณ์ที่คิดไม่ถึง แต่มีเพียงไม่กี่คนที่คิดถึงโครงสร้างของ "สิ่งมีชีวิต" เหล่านี้ และแน่นอนว่าไม่มีใครรู้ว่าอุปกรณ์เหล่านี้มีความชาญฉลาดแค่ไหนในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา สำหรับหลายๆ คน ปัญญาประดิษฐ์และคอมพิวเตอร์บนโต๊ะทำงานของคุณคือสิ่งเดียวกัน แต่ในฐานะผู้รู้แจ้ง เรารู้ว่าจิตใจของบุคคล หรือแม้แต่สุนัข แม้แต่เครื่องจักรที่ฉลาดที่สุดก็ยังอยู่ห่างไกลออกไป แต่ก็ยังมีความแตกต่างอยู่ นั่นคือในสมองของสิ่งมีชีวิตนั้นมีการประมวลผลวิดีโอแบบขนาน เสียง รส ความรู้สึก ฯลฯ ไม่ต้องพูดถึงสิ่งพื้นฐาน เช่น กระบวนการคิดที่มาพร้อมกับหลายสิ่งหลายอย่างตั้งแต่เกิดจนตาย ทุกวันนี้ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีสารสนเทศถือเป็นสิ่งที่โดดเด่นเป็นพิเศษ ผู้คนต้องการสร้างน้องชายให้ตัวเองซึ่งถ้าเขายังไม่คิดอย่างน้อยก็คิดเร็วกว่าพวกเขา เป็นที่ชัดเจนว่าไม่มีกิกะเฮิรตซ์ใดที่สามารถวัดเอกลักษณ์ของสมองมนุษย์ได้ แต่ไม่มีใครทำและเราจะสำรวจช่วงสั้น ๆ ในอดีตที่ผ่านมาและแน่นอนไปสู่ปัจจุบันที่ไม่อาจเข้าใจได้ของการพัฒนาส่วนหลักของคอมพิวเตอร์ , สมอง , หัวใจ - หน่วยประมวลผลกลาง ในขณะนี้ หัวข้อนี้มีความเกี่ยวข้องมาก เพราะ... เทคโนโลยีสมัยใหม่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะโปรเซสเซอร์ จุดประสงค์ของการเขียนเรียงความของฉันคือเพื่อทำความคุ้นเคยกับการออกแบบโปรเซสเซอร์กลางและพิจารณาโปรเซสเซอร์บางตัว

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ ฉันจึงกำหนดภารกิจต่อไปนี้ให้กับตัวเอง:

· เรียนรู้ส่วนหลักของโปรเซสเซอร์

· จำเป็นสำหรับอะไร

· ทำความคุ้นเคยกับกลุ่มผลิตภัณฑ์โปรเซสเซอร์ Intelcorei7 และ AMDPhenomII X4

· เปรียบเทียบโปรเซสเซอร์บางตัว

สถาปัตยกรรมของวอนนอยมันน์

โดยทั่วไปโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลสมัยใหม่ส่วนใหญ่จะใช้กระบวนการประมวลผลตามลำดับแบบวนบางเวอร์ชันที่คิดค้นโดย John von Neumann ดี. วอน นอยมันน์คิดแผนสร้างคอมพิวเตอร์ขึ้นในปี พ.ศ. 2489

ขั้นตอนที่สำคัญที่สุดในกระบวนการนี้มีดังต่อไปนี้ สถาปัตยกรรมที่แตกต่างกันและทีมที่แตกต่างกันอาจต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น คำสั่งทางคณิตศาสตร์อาจต้องมีการเข้าถึงหน่วยความจำเพิ่มเติมเพื่ออ่านตัวถูกดำเนินการและเขียนผลลัพธ์ คุณลักษณะที่โดดเด่นของสถาปัตยกรรม von Neumann คือคำสั่งและข้อมูลจะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำเดียวกัน

ขั้นตอนของวงจรการดำเนินการ:

1. โปรเซสเซอร์จะวางหมายเลขที่เก็บไว้ในโปรแกรมเคาน์เตอร์รีจิสเตอร์บนแอดเดรสบัสและออกคำสั่งอ่านไปยังหน่วยความจำ

2. หมายเลขที่ตั้งไว้คือที่อยู่สำหรับหน่วยความจำ หน่วยความจำเมื่อได้รับที่อยู่และคำสั่ง read แล้วให้วางเนื้อหาที่เก็บไว้ตามที่อยู่นี้บนบัสข้อมูลและรายงานความพร้อม

3. โปรเซสเซอร์ได้รับตัวเลขจากบัสข้อมูล ตีความว่าเป็นคำสั่ง (คำสั่งเครื่อง) จากระบบคำสั่งและดำเนินการ

4. หากคำสั่งสุดท้ายไม่ใช่คำสั่งสาขา ตัวประมวลผลจะเพิ่มขึ้นทีละหนึ่ง (สมมติว่าความยาวของแต่ละคำสั่งคือหนึ่ง) ตัวเลขที่เก็บไว้ในตัวนับโปรแกรม เป็นผลให้ที่อยู่ของคำสั่งถัดไปเกิดขึ้นที่นั่น

5. ขั้นตอนที่ 1 จะถูกดำเนินการอีกครั้ง

วงจรนี้จะดำเนินการอย่างสม่ำเสมอ และวงจรนี้เองที่เรียกว่ากระบวนการ (จึงเป็นที่มาของชื่ออุปกรณ์)

ในระหว่างกระบวนการ โปรเซสเซอร์จะอ่านลำดับคำสั่งที่มีอยู่ในหน่วยความจำและดำเนินการตามนั้น ลำดับคำสั่งนี้เรียกว่าโปรแกรมและแสดงถึงอัลกอริทึมสำหรับการทำงานที่มีประโยชน์ของโปรเซสเซอร์ ลำดับการอ่านคำสั่งจะเปลี่ยนไปหากโปรเซสเซอร์อ่านคำสั่ง Jump - ดังนั้นที่อยู่ของคำสั่งถัดไปอาจแตกต่างกัน อีกตัวอย่างหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงกระบวนการคือเมื่อได้รับคำสั่งหยุดหรือเมื่อเปลี่ยนเป็นโหมดขัดจังหวะฮาร์ดแวร์

คำสั่ง CPU เป็นระดับต่ำสุดของการควบคุมคอมพิวเตอร์ ดังนั้นการดำเนินการแต่ละคำสั่งจึงหลีกเลี่ยงไม่ได้และไม่มีเงื่อนไข ไม่มีการตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าการดำเนินการที่ทำนั้นเป็นที่ยอมรับ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การสูญเสียข้อมูลอันมีค่าที่อาจเกิดขึ้นจะไม่ได้รับการตรวจสอบ เพื่อให้คอมพิวเตอร์ดำเนินการได้ถูกต้องเท่านั้น คำสั่งจะต้องได้รับการจัดระเบียบอย่างเหมาะสมให้เป็นโปรแกรมที่ต้องการ

ความเร็วของการเปลี่ยนจากขั้นตอนหนึ่งของวงจรไปยังอีกขั้นตอนหนึ่งจะถูกกำหนดโดยเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกา เครื่องกำเนิดพัลส์นาฬิกา - สร้างลำดับของพัลส์ไฟฟ้า ความถี่ที่กำหนดความถี่สัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ ช่วงเวลาระหว่างพัลส์ที่อยู่ติดกัน กำหนดเวลาของหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกาหรือเพียงรอบสัญญาณนาฬิกาของเครื่อง ความถี่ของเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของคอมพิวเตอร์และกำหนดความเร็วของการทำงานเป็นส่วนใหญ่เนื่องจากการดำเนินการแต่ละครั้งจะดำเนินการในรอบสัญญาณนาฬิกาจำนวนหนึ่ง

อุปกรณ์ซีพียู

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU; CPU - อังกฤษcéntralprócessing únit, ตัวอักษร - อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ส่วนกลาง) เป็นผู้ดำเนินการคำสั่งเครื่องซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์หรือตัวควบคุมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งรับผิดชอบในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่ระบุโดยโปรแกรมระบบปฏิบัติการและประสานงานการดำเนินการ ของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทั้งหมด

รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างของคอมพิวเตอร์ปกติ หน่วยประมวลผลกลางคือสมองของคอมพิวเตอร์ หน้าที่ของมันคือรันโปรแกรมที่อยู่ในหน่วยความจำหลัก โดยจะเรียกคืนคำสั่งจากหน่วยความจำ กำหนดประเภทของคำสั่ง จากนั้นจึงดำเนินการทีละคำสั่ง ส่วนประกอบต่างๆ เชื่อมต่อกันด้วยบัส ซึ่งเป็นชุดสายไฟที่เชื่อมต่อแบบขนาน เพื่อส่งสัญญาณที่อยู่ ข้อมูล และควบคุม บัสอาจเป็นแบบภายนอก (เชื่อมต่อโปรเซสเซอร์กับหน่วยความจำและอุปกรณ์ I/O) และแบบภายใน

โปรเซสเซอร์ประกอบด้วยหลายส่วน หน่วยควบคุมมีหน้าที่เรียกคืนคำสั่งจากหน่วยความจำและกำหนดประเภทของคำสั่ง หน่วยตรรกะทางคณิตศาสตร์ดำเนินการทางคณิตศาสตร์ (เช่น การบวก) และการดำเนินการทางตรรกะ (เช่น ตรรกะ AND)

ภายในโปรเซสเซอร์กลางจะมีหน่วยความจำสำหรับจัดเก็บผลลัพธ์ระดับกลางและคำสั่งควบคุมบางส่วน หน่วยความจำนี้ประกอบด้วยรีจิสเตอร์หลายตัว ซึ่งแต่ละรีจิสเตอร์ทำหน้าที่เฉพาะ โดยทั่วไปแล้วรีจิสเตอร์ทั้งหมดจะมีขนาดเท่ากัน การลงทะเบียนแต่ละรายการจะมีหนึ่งหมายเลข ซึ่งถูกจำกัดด้วยขนาดของการลงทะเบียน รีจิสเตอร์สามารถอ่านและเขียนได้เร็วมากเนื่องจากอยู่ภายใน CPU

การลงทะเบียนที่สำคัญที่สุดคือตัวนับโปรแกรมซึ่งระบุคำสั่งที่จะดำเนินการต่อไป ชื่อ "ตัวนับโปรแกรม" ทำให้เข้าใจผิดเนื่องจากไม่นับอะไรเลย แต่มีการนำคำนี้ไปใช้ทุกที่ นอกจากนี้ยังมี command register ซึ่งมีคำสั่งที่กำลังดำเนินการอยู่ คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่มีรีจิสเตอร์อื่นๆ ซึ่งบางเครื่องเป็นแบบมัลติฟังก์ชั่น ในขณะที่บางเครื่องทำหน้าที่เฉพาะเท่านั้น

รูปที่ 1 ไดอะแกรมของคอมพิวเตอร์ที่มีโปรเซสเซอร์กลางหนึ่งตัวและอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุตสองตัว

บัสระบบ

ระบบอินเทอร์เฟซหลักของคอมพิวเตอร์ที่ให้การจับคู่และการสื่อสารของอุปกรณ์ทั้งหมดระหว่างกัน รวมถึงตัวมันเองด้วย:

1. Code data bus (CDB) - ประกอบด้วยสายไฟและวงจรอินเทอร์เฟซสำหรับการส่งบิตทั้งหมดของรหัสเครื่องของตัวถูกดำเนินการแบบขนาน

2. บัสโค้ดที่อยู่ (ACBA) - ประกอบด้วยสายไฟและวงจรเชื่อมต่อสำหรับการส่งบิตทั้งหมดของโค้ดที่อยู่ของเซลล์หน่วยความจำหลักหรือพอร์ตอินพุต/เอาต์พุตของอุปกรณ์ภายนอกแบบขนาน

3. Coded Instruction Bus (IBC) - ประกอบด้วยสายไฟและวงจรอินเทอร์เฟซสำหรับส่งคำสั่งไปยังบล็อคทั้งหมดของเครื่องจักร

System bus – ให้การถ่ายโอนข้อมูลสามทิศทาง:

1. ระหว่างโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำหลัก

2. ระหว่างโปรเซสเซอร์และพอร์ตอินพุต/เอาท์พุตของอุปกรณ์ภายนอกในโหมดการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง

3. ระหว่างหน่วยความจำหลักและพอร์ตอินพุต/เอาท์พุตของอุปกรณ์ภายนอก

4. ซีไอเอสซี, RISC, โปรเซสเซอร์ MISC

โปรเซสเซอร์ CISC

คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งที่ซับซ้อน (CISC) - การคำนวณด้วยชุดคำสั่งที่ซับซ้อน สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์ที่ใช้ชุดคำสั่งที่ซับซ้อน ตัวแทนทั่วไปของ CISC คือตระกูลไมโครโปรเซสเซอร์ Intel x86 (แม้ว่ามานานหลายปีแล้ว โปรเซสเซอร์เหล่านี้จะเป็น CISC ในแง่ของระบบคำสั่งภายนอกเท่านั้น)

โปรเซสเซอร์ RISC

คอมพิวเตอร์ชุดคำสั่งที่ลดลง (RISC) - การคำนวณด้วยชุดคำสั่งที่ลดลง สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์ที่ใช้ชุดคำสั่งแบบย่อ ลักษณะพิเศษคือการมีคำสั่งที่มีความยาวคงที่ มีรีจิสเตอร์จำนวนมาก การดำเนินการลงทะเบียนต่อรีจิสเตอร์ และไม่มีที่อยู่ทางอ้อม แนวคิด RISC ได้รับการพัฒนาโดย John Cock แห่ง IBM และชื่อนี้ตั้งโดย David Patterson

โปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์เป็นองค์ประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ ซึ่งก็คือ "สมอง" นั่นเอง จะดำเนินการทางลอจิคัลและทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดที่ระบุโดยโปรแกรม นอกจากนี้ยังควบคุมอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทั้งหมด

โปรเซสเซอร์ที่ทันสมัยคืออะไร?

ปัจจุบันโปรเซสเซอร์ถูกผลิตขึ้นเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ เมื่อมองเห็นแล้ว ไมโครโปรเซสเซอร์คือแผ่นผลึกซิลิคอนบางๆ ที่มีรูปร่างเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า พื้นที่ของแผ่นคือหลายตารางมิลลิเมตรและมีวงจรที่ให้การทำงานของโปรเซสเซอร์พีซี ตามกฎแล้ว แผ่นเสียงได้รับการปกป้องด้วยกล่องเซรามิกหรือพลาสติกซึ่งเชื่อมต่อด้วยลวดทองคำที่มีปลายโลหะ การออกแบบนี้ช่วยให้คุณสามารถเชื่อมต่อโปรเซสเซอร์กับเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์ได้

• แอดเดรสบัสและบัสข้อมูล
• หน่วยทางคณิตศาสตร์-ตรรกะ
• ลงทะเบียน;
• แคช (หน่วยความจำขนาดเล็กที่รวดเร็ว 8-512 KB);
• ตัวนับโปรแกรม
• โปรเซสเซอร์ร่วมทางคณิตศาสตร์

สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์คืออะไร?

สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์คือความสามารถของโปรเซสเซอร์ในการรันชุดรหัสเครื่อง นี่คือจากมุมมองของโปรแกรมเมอร์ แต่นักพัฒนาส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ยึดถือการตีความแนวคิด "สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์" ที่แตกต่างออกไป ในความเห็นของพวกเขา สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์สะท้อนถึงหลักการพื้นฐานขององค์กรภายในของโปรเซสเซอร์บางประเภท สมมติว่าสถาปัตยกรรม Intel Pentium ถูกกำหนดให้เป็น P5, Pentium II และ Pentium III ถูกกำหนดให้เป็น P6 และ Pentium 4 ที่ได้รับความนิยมเมื่อเร็วๆ นี้ก็คือ NetBurst เมื่อ Intel ปิด P5 ให้กับผู้ผลิตคู่แข่ง AMD ได้พัฒนาสถาปัตยกรรม K7 สำหรับ Athlon และ Athlon XP และ K8 สำหรับ Athlon 64

แม้แต่โปรเซสเซอร์ที่มีสถาปัตยกรรมเดียวกันก็อาจแตกต่างกันอย่างมาก ความแตกต่างเหล่านี้เกิดจากคอร์โปรเซสเซอร์ที่หลากหลายซึ่งมีคุณสมบัติบางอย่าง ความแตกต่างที่พบบ่อยที่สุดคือความถี่บัสระบบที่แตกต่างกัน เช่นเดียวกับขนาดของแคชระดับที่สองและคุณลักษณะทางเทคโนโลยีที่ใช้ในการผลิตโปรเซสเซอร์ บ่อยครั้งที่การเปลี่ยนคอร์ในโปรเซสเซอร์จากตระกูลเดียวกันนั้นจำเป็นต้องเปลี่ยนซ็อกเก็ตโปรเซสเซอร์ด้วย และนี่ก็นำมาซึ่งปัญหาเกี่ยวกับความเข้ากันได้ของเมนบอร์ด แต่ผู้ผลิตกำลังปรับปรุงเมล็ดพืชอย่างต่อเนื่องและทำการเปลี่ยนแปลงเคอร์เนลอย่างต่อเนื่อง แต่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ นวัตกรรมดังกล่าวเรียกว่าการแก้ไขเคอร์เนลและตามกฎแล้วจะระบุด้วยการผสมตัวเลขและตัวอักษร

บัสระบบหรือบัสโปรเซสเซอร์ (FSB - Front Side Bus) คือชุดของสายสัญญาณที่รวมกันตามวัตถุประสงค์ (ที่อยู่ ข้อมูล ฯลฯ) แต่ละบรรทัดมีโปรโตคอลการถ่ายโอนข้อมูลเฉพาะและคุณลักษณะทางไฟฟ้า นั่นคือบัสระบบคือลิงค์เชื่อมต่อที่เชื่อมต่อโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์พีซีอื่น ๆ ทั้งหมด (ฮาร์ดไดรฟ์ การ์ดแสดงผล หน่วยความจำและอื่น ๆ อีกมากมาย) มีเพียง CPU เท่านั้นที่เชื่อมต่อกับบัสระบบ อุปกรณ์อื่นๆ ทั้งหมดเชื่อมต่อผ่านตัวควบคุมที่อยู่ในบริดจ์เหนือของชุดลอจิกระบบ (ชิปเซ็ต) ของเมนบอร์ด แม้ว่าในโปรเซสเซอร์บางตัว ตัวควบคุมหน่วยความจำจะเชื่อมต่อโดยตรงกับโปรเซสเซอร์ ซึ่งให้อินเทอร์เฟซหน่วยความจำกับ CPU ที่มีประสิทธิภาพมากกว่า

แคชหรือหน่วยความจำที่รวดเร็วเป็นองค์ประกอบบังคับของโปรเซสเซอร์สมัยใหม่ทั้งหมด แคชเป็นบัฟเฟอร์ระหว่างโปรเซสเซอร์และตัวควบคุมหน่วยความจำระบบที่ค่อนข้างช้า บัฟเฟอร์จะจัดเก็บบล็อคข้อมูลที่กำลังประมวลผลอยู่ และโปรเซสเซอร์ไม่จำเป็นต้องเข้าถึงหน่วยความจำระบบที่ช้าอยู่ตลอดเวลา โดยธรรมชาติแล้ว สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของโปรเซสเซอร์ได้อย่างมาก

ในโปรเซสเซอร์ที่ใช้ในปัจจุบัน แคชแบ่งออกเป็นหลายระดับ เร็วที่สุดคือ L1 ระดับแรกซึ่งทำงานร่วมกับคอร์โปรเซสเซอร์ โดยปกติจะแบ่งออกเป็นสองส่วน - แคชข้อมูลและแคชคำสั่ง L2 ซึ่งเป็นแคชระดับที่สอง โต้ตอบกับ L1 มีขนาดใหญ่กว่ามากและไม่แบ่งออกเป็นแคชคำสั่งและแคชข้อมูล โปรเซสเซอร์บางตัวมี L3 - ระดับที่สามนั้นใหญ่กว่าระดับที่สองด้วยซ้ำ แต่มีลำดับความสำคัญช้ากว่าเนื่องจากบัสระหว่างระดับที่สองและสามนั้นแคบกว่าระหว่างระดับแรกและวินาที อย่างไรก็ตาม ความเร็วของระดับที่สามยังคงสูงกว่าความเร็วของหน่วยความจำระบบมาก

แคชมีสองประเภท: แบบเอกสิทธิ์เฉพาะบุคคลและแบบไม่ผูกขาด

แคชประเภทพิเศษคือประเภทหนึ่งที่ข้อมูลในทุกระดับจะถูกแยกออกจากต้นฉบับอย่างเคร่งครัด

แคชที่ไม่ผูกขาดคือแคชที่ข้อมูลถูกทำซ้ำในทุกระดับแคช เป็นการยากที่จะบอกว่าแคชประเภทใดดีกว่าทั้งอันแรกและอันที่สองมีข้อดีและข้อเสียในตัวเอง แคชประเภทพิเศษถูกใช้ในโปรเซสเซอร์ AMD แทนที่จะเป็นประเภทพิเศษที่ใช้โดย Intel

ขั้วต่อโปรเซสเซอร์สามารถเป็นแบบ slotted หรือตัวเมีย ไม่ว่าในกรณีใด จุดประสงค์คือเพื่อติดตั้งโปรเซสเซอร์กลาง การใช้ตัวเชื่อมต่อทำให้ง่ายต่อการเปลี่ยนโปรเซสเซอร์ระหว่างการอัพเกรดและถอดออกระหว่างการซ่อมพีซี ตัวเชื่อมต่อนี้มีไว้สำหรับติดตั้งการ์ด CPU และตัวประมวลผลเอง ตัวเชื่อมต่อมีความโดดเด่นตามวัตถุประสงค์สำหรับโปรเซสเซอร์หรือการ์ด CPU บางประเภท

สถานที่แรกถูกครอบครองโดยโปรเซสเซอร์ Intel Core i5 ตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับเครื่องเกมที่ทรงพลัง

อันดับที่สองตกเป็นของ Intel Celeron E3200 แม้ว่าจะมีราคาค่อนข้างเหมาะสมก็ตาม ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเครื่องสำนักงาน

อันดับที่สามถูก Intel ยึดครองอีกครั้ง - คราวนี้เป็น 4-core Core 2 Quad

อันดับที่สี่ - โปรเซสเซอร์ AMD Athlon II X2 215 2.7 GHz 1Mb Socket-AM3 OEM ทางเลือกที่ดีสำหรับบ้านและสำนักงาน สำหรับผู้ที่ต้องการประหยัดเงินและไม่ต้องการเครื่องจักรที่ทรงพลังเป็นพิเศษ นอกจากนี้โปรเซสเซอร์รุ่นนี้ยังมีพื้นที่สำหรับการโอเวอร์คล็อกอีกมาก

อันดับที่ห้า - AMD Phenom II X4 945 ราคาดี ประสิทธิภาพเยี่ยม แคชขนาดใหญ่และ 4 คอร์บนบอร์ด

หากคุณยินดีจ่ายเงินประมาณ 1,000 เหรียญสหรัฐสำหรับโปรเซสเซอร์ คุณสามารถซื้อ Intel Core 2 Extreme ได้ แต่โปรเซสเซอร์ดังกล่าวไม่น่าจะเหมาะกับผู้บริโภคจำนวนมาก ดังนั้นเรามาดูตัวเลือกที่เหมาะสมกว่ากันดีกว่า

หากคุณเป็นผู้ใช้พีซีทั่วไปที่ทำงานกับข้อความ ดูหนัง ฟังเพลง และท่องอินเทอร์เน็ต Celeron E1200 หรือ Athlon 64 X2 รุ่นน้องก็ค่อนข้างเหมาะกับคุณ อย่างหลังมีข้อได้เปรียบเหนือรุ่นก่อนและจะอยู่กับคุณได้นานหลายปี

หากคุณใช้คอมพิวเตอร์เพื่อความบันเทิงและเล่นเกมเป็นครั้งคราว คุณต้องดูโปรเซสเซอร์ Core 2 Duo นี่คือตัวเลือกโปรเซสเซอร์ที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการของคุณ

หากคุณเป็นผู้ใช้ประเภทที่ใช้ความสามารถทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ ทั้งการทำงานด้านเสียง อินเทอร์เน็ต วิดีโอ โปรแกรมขนาดใหญ่ และเกมหนักๆ Core 2 Duo E8200 คือคำตอบที่ดีที่สุดสำหรับคุณ โปรเซสเซอร์นี้มีประสิทธิภาพสูง ระบายความร้อนต่ำ มีความสามารถในการโอเวอร์คล็อกเพียงพอ และมีราคาไม่แพง

และสุดท้าย คุณเป็นนักเล่นเกมตัวยงและต้องการให้พีซีของคุณเป็นขุมพลังในการเล่นเกมใช่หรือไม่? คุณเพียงแค่ต้องมีโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์หรือควอดคอร์ไม่น้อย

โปรเซสเซอร์เป็นส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องอย่างไม่ต้องสงสัย มันเป็นซิลิคอนชิ้นเล็กๆ ขนาดหลายสิบมิลลิเมตร ที่ทำหน้าที่ที่ซับซ้อนทั้งหมดที่คุณตั้งไว้สำหรับคอมพิวเตอร์ของคุณ นี่คือที่ที่ระบบปฏิบัติการทำงานตลอดจนโปรแกรมทั้งหมด แต่มันทำงานอย่างไร? เราจะพยายามตรวจสอบคำถามนี้ในบทความของเราวันนี้

โปรเซสเซอร์จะจัดการข้อมูลบนคอมพิวเตอร์ของคุณและดำเนินการคำสั่งหลายล้านคำสั่งต่อวินาที และโดยโปรแกรมประมวลผลคำ ฉันหมายถึงความหมายที่แท้จริง นั่นคือชิปขนาดเล็กที่ทำจากซิลิคอนที่ดำเนินการทั้งหมดบนคอมพิวเตอร์จริงๆ ก่อนที่เราจะพูดถึงวิธีการทำงานของโปรเซสเซอร์ เราต้องพิจารณารายละเอียดก่อนว่ามันคืออะไรและประกอบด้วยอะไรบ้าง

ก่อนอื่นเรามาดูกันว่าโปรเซสเซอร์คืออะไร CPU หรือหน่วยประมวลผลกลาง (หน่วยประมวลผลกลาง) - ซึ่งเป็นวงจรไมโครที่มีทรานซิสเตอร์จำนวนมากทำจากคริสตัลซิลิคอน โปรเซสเซอร์ตัวแรกของโลกได้รับการพัฒนาโดย Intel ในปี 1971 ทุกอย่างเริ่มต้นจาก Intel 4004 โดยสามารถดำเนินการทางคอมพิวเตอร์ได้เท่านั้นและสามารถประมวลผลข้อมูลได้เพียง 4 ไบต์เท่านั้น รุ่นต่อไปเปิดตัวในปี 1974 - Intel 8080 และสามารถประมวลผลข้อมูลได้ 8 บิตแล้ว ถัดไปคือ 80286, 80386, 80486 มาจากโปรเซสเซอร์เหล่านี้ที่ชื่อของสถาปัตยกรรมมา

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์ 8088 คือ 5 MHz และจำนวนการดำเนินการต่อวินาทีเพียง 330,000 ซึ่งน้อยกว่าโปรเซสเซอร์สมัยใหม่มาก อุปกรณ์สมัยใหม่มีความถี่สูงถึง 10 GHz และการทำงานหลายล้านครั้งต่อวินาที

เราจะไม่พิจารณาทรานซิสเตอร์ เราจะก้าวไปสู่ระดับที่สูงขึ้น โปรเซสเซอร์แต่ละตัวประกอบด้วยส่วนประกอบดังต่อไปนี้:

• แกนกลาง- การประมวลผลข้อมูลและการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดดำเนินการที่นี่ อาจมีหลายคอร์
• ตัวถอดรหัสคำสั่ง- ส่วนประกอบนี้เป็นของคอร์โดยแปลงคำสั่งซอฟต์แวร์เป็นชุดสัญญาณที่จะถูกดำเนินการโดยทรานซิสเตอร์คอร์
• แคช- พื้นที่หน่วยความจำที่รวดเร็วเป็นพิเศษซึ่งเป็นไดรฟ์ข้อมูลขนาดเล็กที่เก็บข้อมูลที่อ่านจาก RAM
• ลงทะเบียน- เหล่านี้เป็นเซลล์หน่วยความจำที่เร็วมากซึ่งจัดเก็บข้อมูลที่ประมวลผลอยู่ในปัจจุบัน มีเพียงไม่กี่อันและมีขนาดจำกัด - 8, 16 หรือ 32 บิต ความจุบิตของโปรเซสเซอร์ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้
• โปรเซสเซอร์ร่วม- คอร์แยกต่างหากที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการดำเนินการบางอย่างเท่านั้น เช่น การประมวลผลวิดีโอหรือการเข้ารหัสข้อมูล
• รถบัสที่อยู่- สำหรับการสื่อสารกับอุปกรณ์ทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับเมนบอร์ดสามารถมีความกว้างได้ 8, 16 หรือ 32 บิต
• บัสข้อมูล- สำหรับการสื่อสารกับ RAM โปรเซสเซอร์สามารถเขียนข้อมูลลงในหน่วยความจำหรืออ่านจากที่นั่นได้ บัสหน่วยความจำอาจเป็น 8, 16 หรือ 32 บิต ซึ่งเป็นจำนวนข้อมูลที่สามารถถ่ายโอนได้ในคราวเดียว
• บัสซิงโครไนซ์- ช่วยให้คุณควบคุมความถี่ของโปรเซสเซอร์และรอบการทำงาน
• รีสตาร์ทรถบัส- เพื่อรีเซ็ตสถานะโปรเซสเซอร์

ส่วนประกอบหลักถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์ประมวลผลหลักหรือเลขคณิต เช่นเดียวกับการลงทะเบียนตัวประมวลผล ทุกสิ่งทุกอย่างช่วยให้ทั้งสององค์ประกอบทำงานได้ มาดูกันว่าการลงทะเบียนคืออะไรและจุดประสงค์ของมันคืออะไร

• ทะเบียน A, B, C- ออกแบบมาเพื่อจัดเก็บข้อมูลระหว่างการประมวลผลใช่มีเพียงสามเท่านั้น แต่ก็เพียงพอแล้ว
• อีไอพี- มีที่อยู่ของคำสั่งโปรแกรมถัดไปใน RAM
• อีพีเอส- ที่อยู่ของข้อมูลใน RAM
• ซี- มีผลการดำเนินการเปรียบเทียบครั้งล่าสุด

แน่นอนว่าสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่การลงทะเบียนหน่วยความจำทั้งหมด แต่เป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดและโปรเซสเซอร์จะใช้มากที่สุดระหว่างการทำงานของโปรแกรม ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าโปรเซสเซอร์ประกอบด้วยอะไรบ้าง คุณสามารถดูวิธีการทำงานของมันได้

โปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไร

แกนประมวลผลของ CPU ทำได้เพียงคำนวณ เปรียบเทียบ และย้ายข้อมูลระหว่างเซลล์และ RAM เท่านั้น แต่ก็เพียงพอแล้วที่ให้คุณเล่นเกม ดูภาพยนตร์ ท่องเว็บ และอื่นๆ อีกมากมาย

ในความเป็นจริง โปรแกรมใดๆ จะประกอบด้วยคำสั่งต่อไปนี้: ย้าย บวก คูณ หาร ผลต่าง และไปที่คำสั่งหากตรงตามเงื่อนไขการเปรียบเทียบ แน่นอนว่านี่ไม่ใช่คำสั่งทั้งหมด แต่ก็มีคำสั่งอื่นๆ ที่รวมคำสั่งที่ระบุไว้แล้วหรือทำให้การใช้งานง่ายขึ้น

การย้ายข้อมูลทั้งหมดดำเนินการโดยใช้คำสั่งย้าย (mov) คำสั่งนี้จะย้ายข้อมูลระหว่างเซลล์รีจิสเตอร์ ระหว่างรีจิสเตอร์และ RAM ระหว่างหน่วยความจำและฮาร์ดดิสก์ มีคำแนะนำพิเศษสำหรับการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ และจำเป็นต้องมีคำสั่งการกระโดดเพื่อให้เป็นไปตามเงื่อนไข เช่น ตรวจสอบค่าของรีจิสเตอร์ A และถ้าไม่ใช่ศูนย์ให้ไปที่คำสั่งตามที่อยู่ที่ต้องการ คุณยังสามารถสร้างลูปโดยใช้คำสั่งการข้ามได้

ทั้งหมดนี้เป็นอย่างดี แต่ส่วนประกอบทั้งหมดเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร และทรานซิสเตอร์เข้าใจคำสั่งได้อย่างไร? การทำงานของโปรเซสเซอร์ทั้งหมดถูกควบคุมโดยตัวถอดรหัสคำสั่ง มันทำให้แต่ละองค์ประกอบทำในสิ่งที่ควรทำ มาดูกันว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อเราจำเป็นต้องรันโปรแกรม

ในขั้นแรก ตัวถอดรหัสจะโหลดที่อยู่ของคำสั่งแรกของโปรแกรมในหน่วยความจำลงในรีจิสเตอร์ของ EIP คำสั่งถัดไป เพื่อเปิดใช้งานช่องการอ่านและเปิดทรานซิสเตอร์แบบสลักเพื่อใส่ข้อมูลลงในรีจิสเตอร์ EIP

ในรอบสัญญาณนาฬิกาที่สอง ตัวถอดรหัสคำสั่งจะแปลงคำสั่งเป็นชุดสัญญาณสำหรับทรานซิสเตอร์ของคอร์ประมวลผล ซึ่งดำเนินการและเขียนผลลัพธ์ลงในรีจิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง เช่น C

ในรอบที่สาม ตัวถอดรหัสจะเพิ่มที่อยู่ของคำสั่งถัดไปทีละรายการ เพื่อให้ชี้ไปยังคำสั่งถัดไปในหน่วยความจำ จากนั้นตัวถอดรหัสจะดำเนินการโหลดคำสั่งถัดไปไปเรื่อยๆ จนกระทั่งสิ้นสุดโปรแกรม

แต่ละคำสั่งได้รับการเข้ารหัสโดยลำดับของทรานซิสเตอร์ และแปลงเป็นสัญญาณ ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพในโปรเซสเซอร์ เช่น การเปลี่ยนตำแหน่งของสลักที่ช่วยให้สามารถเขียนข้อมูลลงในเซลล์หน่วยความจำ และอื่นๆ คำสั่งที่แตกต่างกันต้องใช้จำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาที่แตกต่างกันในการดำเนินการ ตัวอย่างเช่น คำสั่งหนึ่งอาจต้องใช้ 5 รอบสัญญาณนาฬิกา ในขณะที่อีกคำสั่งที่ซับซ้อนกว่าอาจต้องใช้ถึง 20 รอบ แต่ทั้งหมดนี้ยังคงขึ้นอยู่กับจำนวนทรานซิสเตอร์ในตัวโปรเซสเซอร์เอง

ทั้งหมดนี้ชัดเจน แต่ทั้งหมดนี้จะใช้ได้ก็ต่อเมื่อมีโปรแกรมหนึ่งทำงานอยู่และหากมีหลายโปรแกรมและทั้งหมดในเวลาเดียวกัน เราสามารถสรุปได้ว่าโปรเซสเซอร์มีหลายคอร์ จากนั้นแต่ละคอร์จะรันโปรแกรมแยกกัน แต่ไม่ จริงๆ แล้วไม่มีข้อจำกัดดังกล่าว

สามารถรันโปรแกรมได้ครั้งละหนึ่งโปรแกรมเท่านั้น เวลาโปรเซสเซอร์ทั้งหมดจะถูกแบ่งตามโปรแกรมที่รันอยู่ทั้งหมด แต่ละโปรแกรมจะดำเนินการสองสามรอบสัญญาณนาฬิกา จากนั้นโปรเซสเซอร์จะถูกโอนไปยังโปรแกรมอื่น และเนื้อหาทั้งหมดของรีจิสเตอร์จะถูกจัดเก็บไว้ใน RAM เมื่อการควบคุมกลับมาที่โปรแกรมนี้ ค่าที่บันทึกไว้ก่อนหน้านี้จะถูกโหลดลงในรีจิสเตอร์

ข้อสรุป

นั่นคือทั้งหมด ในบทความนี้ เรามาดูกันว่าโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไร โปรเซสเซอร์คืออะไร และประกอบด้วยอะไรบ้าง อาจจะซับซ้อนเล็กน้อย แต่เราทำให้มันเรียบง่าย ฉันหวังว่าตอนนี้คุณจะเข้าใจมากขึ้นว่าอุปกรณ์ที่ซับซ้อนนี้ทำงานอย่างไร

เพื่อสรุปวิดีโอเกี่ยวกับประวัติโปรเซสเซอร์: