- Bộ vi xử lý là gì?
- Lịch sử vi xử lý
- Các tính năng của bộ vi xử lý
- Bộ vi xử lý để làm gì?
- Chức năng vi xử lý
Chúng tôi giải thích vi xử lý là gì, lịch sử và đặc điểm của mạch tích hợp này. Ngoài ra, nó dùng để làm gì và chức năng của nó.
Bộ vi xử lý là gì?
Nó được gọi là bộ vi xử lý hoặc đơn giản là bộ xử lý cho mạch tích hợp trung tâm của hệ thống máy tính, nơi các phép toán logic và số học (tính toán) được thực hiện để cho phép thực thi các chương trình, từ Hệ điều hành cho đên khi phần mềm ứng dụng.
Bộ vi xử lý có thể hoạt động với một hoặc nhiều CPU (Đơn vị xử lý trung tâm), mỗi đơn vị được tạo thành từ các thanh ghi, một đơn vị điều khiển, một đơn vị logic số học và một đơn vị tính toán dấu phẩy động (hoặc bộ đồng xử lý toán học).
Tương tự như vậy, nó thường được kết nối bằng một ổ cắm với bo mạch chủ hoặc bo mạch chủ, cùng với một hệ thống tản nhiệt được tạo thành từ một số vật liệu tản nhiệt nhất định và quạtlạnh hơn (quạt bên trong).
Trong khi cùng một bộ vi xử lý có thể có một hoặc nhiều lõi vật lý hoặc logic, trong đó tất cả các công việc tính toán được thực hiện, thì cùng một hệ thống máy tính có thể có một số bộ xử lý làm việc song song.
Hiệu suất của các bộ vi xử lý này không dễ đo, nhưng tần số xung nhịp (đo bằng Hertz) thường được sử dụng để phân biệt giữa công suất của bộ xử lý này và năng lượng của bộ xử lý kia.
Lịch sử vi xử lý
Bộ vi xử lý nổi lên như một sản phẩm của sự phát triển công nghệ của hai nhánh cụ thể: tin học và chất bán dẫn. Cả hai đều có khởi đầu vào giữa thế kỷ 20, trong bối cảnh WWII, với sự phát minh của bóng bán dẫn, với các ống chân không đã được thay thế.
Kể từ đó, silicon được sử dụng để tạo ra các mạch điện tử đơn giản, dẫn đến việc sau này (đầu những năm 1960) tạo ra các mạch kỹ thuật số đầu tiên: Transistor-Điện trở Logic (RTL), Transistor Diode Logic (DTL), Transistor-Transistor Logic ( TTL) và Logic bổ sung Emitter (ECL).
Bước tiếp theo đối với bộ vi xử lý là phát minh ra mạch tích hợp (SSI và MSI), do đó cho phép bắt đầu tập hợp và thu nhỏ các thành phần. Máy tính đầu tiên sử dụng điều này Công nghệ Tuy nhiên, họ yêu cầu từ 75 đến 100 mạch tích hợp, điều này không thực tế. Và do đó, bước tiếp theo trong việc giảm kích thước của kiến trúc tính toán là sự phát triển của các bộ vi xử lý đầu tiên.
Bộ xử lý đầu tiên là Intel 4004 được sản xuất vào năm 1971. Nó chứa 2300 bóng bán dẫn và chỉ có 4 chút ít công suất có thể thực hiện 60.000 phép toán logic mỗi giây, ở tần số xung nhịp 700 Hz. Từ đó, cuộc chạy đua công nghệ đầu tư vào việc phát triển các vi mạch tốt hơn và mạnh hơn: 8-bit, 16-bit, 32-bit và 64-bit ., hiện đạt tần số trên 3 GHz.
Các tính năng của bộ vi xử lý
Bộ nhớ đệm ngăn không cho RAM được sử dụng một cách không cần thiết.
Các bộ vi xử lý giống như một máy vi tính kỹ thuật số thu nhỏ, vì vậy nó thể hiện kiến trúc của riêng mình và thực hiện các hoạt động theo một chương trình điều khiển. Kiến trúc này được tạo thành từ:
- Đóng gói Một lớp phủ gốm bao phủ silicon và bảo vệ nó khỏi các yếu tố (chẳng hạn như oxy trong không khí).
- Bộ nhớ đệm. Một loại bộ nhớ cực nhanh có sẵn cho bộ xử lý, vì vậy nó không sử dụng RAM nhưng khi cần thiết, vì ở các cấp độ khác nhau của bộ nhớ đệm dữ liệu đang sử dụng được lưu để truy xuất ngay lập tức.
- Bộ đồng xử lý toán học. Được gọi là đơn vị dấu phẩy động, nó là một phần của bộ xử lý xử lý các hoạt động logic và chính thức.
- Hồ sơ. Một bộ nhớ làm việc ngắn trong bộ xử lý, được thiết kế để theo dõi hoạt động và điều kiện của chính nó.
- Các cổng Các ống dẫn cho phép bộ xử lý giao tiếp thông tin với phần còn lại của các thành phần hệ thống.
Bộ vi xử lý để làm gì?
Bộ vi xử lý là "bộ não" của máy tính: trung tâm logic của các phép toán số học và logic, nơi tất cả các chương trình hệ thống sẽ được thực thi, cả những chương trình của Hệ điều hành, cũng như các ứng dụng được thực thi bởi máy tính. tên tài khoản. Ngoài ra còn có các lôgic nhị phân của hệ thống và các truy cập bộ nhớ. Điều đó có nghĩa là: bộ xử lý là bộ máy thông tin của máy tính.
Chức năng vi xử lý
Bộ vi xử lý hoạt động trên cơ sở một loạt các lệnh cơ bản được lập trình sẵn và lưu trữ dưới dạng mã nhị phân. Các hướng dẫn này sẽ được sắp xếp vào bộ nhớ chính và được đưa ra theo nhiều giai đoạn, đó là:
- Tìm nạp trước. Hoặc đọc trước hướng dẫn từ bộ nhớ chính của hệ thống.
- Tìm về. Gửi hướng dẫn cụ thể đến bộ giải mã.
- Giải mã. Dịch hướng dẫn thành một loạt các hoạt động sẽ được thực hiện và đọc các toán hạng cần thiết để thực hiện điều đó.
- Chấp hành. Hoàn thành việc đào tạo bởi các thành phần của hệ thống.
- Viết. Lưu kết quả trở lại bộ nhớ chính hoặc vào sổ đăng ký.
Các giai đoạn này được thực hiện trong một số chu kỳ CPU và thời gian của chúng phụ thuộc vào tần số mà bộ vi xử lý hoạt động.