پردازنده های مدرن شکل یک مستطیل کوچک را تشکیل می دهند که به شکل صفحه سیلیکون ارائه می شود. این صفحه توسط یک مورد خاص ساخته شده از پلاستیک یا سرامیک محافظت می شود. تمام مدارهای اصلی محافظت می شوند ، به لطف آنها ، کار تمام عیار پردازنده انجام می شود. اگر همه چیز با ظاهر بسیار ساده است ، پس خود مدار و چگونگی چیدمان پردازنده چیست؟ بیایید با جزئیات بیشتری به آن بپردازیم.
نحوه کار پردازنده رایانه
CPU شامل تعداد کمی از عناصر مختلف است. هر یک از آنها عمل خود را انجام می دهند ؛ داده ها و کنترل منتقل می شوند. کاربران معمولی عادت دارند که پردازنده ها را با فرکانس ساعت ، اندازه حافظه پنهان و هسته های خود متمایز کنند. اما این تنها کاری نیست که عملکرد قابل اعتماد و سریع را فراهم کند. ارزش توجه ویژه به هر مؤلفه را دارد.
معماری
طراحی داخلی CPU اغلب با یکدیگر متفاوت است ، هر خانواده مجموعه ای از ویژگی ها و کارکردهای خاص خود را دارند - به این معماری گفته می شود. نمونه ای از طراحی پردازنده که می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید.
اما بسیاری از آنها عادت دارند که از نظر معماری پردازنده معنای کمی متفاوت دارند. اگر از نظر برنامه نویسی آن را در نظر بگیریم ، با توانایی آن در اجرای مجموعه خاصی از کدها مشخص می شود. اگر یک CPU مدرن بخرید ، پس از آن احتمالاً به معماری x86 اشاره دارد.
همچنین مشاهده کنید: تعیین ظرفیت پردازنده
هسته ها
قسمت اصلی CPU هسته نامیده می شود ، شامل تمام بلوک های لازم می باشد و همچنین کارهای منطقی و حسابی انجام می شود. اگر به شکل زیر توجه کنید می توانید مشخص کنید که هر بلوک عملکردی هسته چگونه به نظر می رسد:
- دستورالعمل واکشی ماژول. در اینجا ، دستورالعمل ها در آدرس مشخص شده در پیشخوان راهنما شناخته می شوند. تعداد خواندن همزمان دستورات به طور مستقیم به تعداد واحدهای رمزگشایی نصب شده بستگی دارد ، که به بارگیری هر چرخه ساعت با بیشترین تعداد دستورالعمل کمک می کند.
- پیش بینی شعبه مسئول عملکرد بهینه واحد آموزش واکشی است. این توالی دستورات اجرایی را با بارگیری خط لوله هسته تعیین می کند.
- ماژول رمزگشایی. این قسمت از هسته وظیفه تعیین فرآیندهای خاص برای انجام کارها را دارد. کار رمزگشایی به دلیل متغیر بودن دستورالعمل بسیار پیچیده است. در جدیدترین پردازنده ها ، چندین واحد از جمله در یک هسته وجود دارد.
- ماژول های نمونه گیری داده. آنها از RAM یا حافظه نهان اطلاعات می گیرند. آنها نمونه برداری دقیقی از داده ها را انجام می دهند ، که در این لحظه برای اجرای دستورالعمل لازم است.
- واحد کنترل این نام در حال حاضر از اهمیت این مؤلفه سخن می گوید. در هسته ، مهمترین عنصر است ، زیرا انرژی را بین همه بلوک ها توزیع می کند ، و به تکمیل هر عمل به موقع کمک می کند.
- ماژول برای صرفه جویی در نتایج. طراحی شده برای نوشتن پس از پردازش دستورالعمل ها در RAM. آدرس ذخیره در کار در حال اجرا نشان داده شده است.
- عنصر کار با وقفه. CPU به لطف عملکرد قطع ، قادر است چندین کار را به طور هم زمان انجام دهد ، این به شما امکان می دهد پیشرفت یک برنامه را متوقف کرده و به دستورالعمل دیگری تبدیل شود.
- ثبت نتایج موقت دستورالعمل ها در اینجا ذخیره می شوند ؛ این مؤلفه را می توان یک رم سریع سریع نامید. اغلب حجم آن از چند صد بایت فراتر نمی رود.
- پیشخوان تیم آدرس دستوری را که در چرخه پردازنده بعدی درگیر خواهد شد ، ذخیره می کند.
اتوبوس سیستم
روی سیستم Bus bus دستگاههایی که بخشی از کامپیوتر هستند متصل می شوند. فقط او به طور مستقیم به آن متصل است ، عناصر باقیمانده از طریق انواع کنترلر متصل می شوند. در خود اتوبوس خطوط سیگنال زیادی وجود دارد که از طریق آن اطلاعات منتقل می شوند. هر خط پروتکل مخصوص به خود را دارد که از طریق کنترل کننده ها با سایر مؤلفه های رایانه متصل ارتباط برقرار می کند. اتوبوس به ترتیب فرکانس خاص خود را دارد ، هرچه بالاتر باشد ، سریعتر تبادل اطلاعات بین عناصر اتصال دهنده سیستم صورت می گیرد.
حافظه نهان
سرعت CPU به توانایی آن در انتخاب سریع دستورات و داده ها از حافظه بستگی دارد. با توجه به حافظه نهان ، زمان اجرای آن به دلیل این که نقش یک بافر موقت را بازی می کند که امکان انتقال فوری داده های CPU به RAM یا برعکس را فراهم می کند ، کاهش می یابد.
ویژگی اصلی حافظه نهان ، اختلاف سطح آن است. اگر زیاد باشد ، حافظه کندتر و حجم بیشتری دارد. حافظه سطح اول سریعترین و کوچکترین در نظر گرفته می شود. اصل عملکرد این عنصر بسیار ساده است - CPU داده ها را از RAM می خواند و آن را در هر سطحی در حافظه پنهان قرار می دهد ، ضمن حذف اطلاعاتی که برای مدت طولانی به آن دسترسی پیدا کرده است. اگر پردازنده دوباره به این اطلاعات احتیاج داشته باشد ، به لطف بافر موقتی ، آن را سریعتر دریافت می کند.
سوکت
با توجه به اینکه پردازنده دارای کانکتور مخصوص خود (سوکت یا شکاف) است ، می توانید در صورت خراب شدن یا به روزرسانی کامپیوتر به راحتی آن را تعویض کنید. بدون سوکت ، پردازنده به سادگی در مادربرد لحیم می شود و تعمیرات و تعویض های بعدی را پیچیده می کند. شایان ذکر است - هر سوکت منحصراً برای نصب پردازنده های خاص طراحی شده است.
غالباً کاربران با بی احتیاطی یک پردازنده و مادربرد ناسازگار خریداری می کنند که این امر باعث ایجاد مشکلات اضافی می شود.
همچنین بخوانید:
انتخاب پردازنده برای رایانه
برای کامپیوتر خود مادربرد انتخاب کنید
هسته ویدیو
به لطف معرفی یک هسته ویدیویی در پردازنده ، به عنوان کارت ویدیو عمل می کند. البته ، نمی توان آن را با قدرت آن مقایسه کرد ، اما اگر CPU را برای کارهای ساده خریداری می کنید ، می توانید بدون کارت گرافیک کاملاً این کار را انجام دهید. از همه مهمتر ، هسته ویدیوی یکپارچه خود را در لپ تاپ های ارزان قیمت و رایانه های رومیزی ارزان نشان می دهد.
در این مقاله ، ما به تفصیل بررسی کردیم که پردازنده از چه چیزی تشکیل شده است ، در مورد نقش هر عنصر ، اهمیت و وابستگی آن به عناصر دیگر صحبت کردیم. امیدواریم که این اطلاعات مفید باشد ، و شما چیز جدید و جالب را برای خودتان از دنیای CPU آموخته اید.
