Процесор история на микропроцесора, структурата на микропроцесор - модерен хардуер

Историята на микропроцесора

Назад към историята. Случило се така, че отделните транзистори и интегрални схеми са на цена от пазара на ново устройство - микропроцесор. Това е началото на една нова ера компютър, която продължи близо четири десетилетия. Countdown новата хронология на компютърна ера доведе от 1971 г. насам, когато екип, ръководен от талантлив изобретател, първо микропроцесор д-р TEDOM Hoffom на Intel е основана 4004. Днес Hoff име е сред имената на най-великите изобретатели на всички времена, но това едва ли е разумно лекар знаеше докато много ще се създаде "компютър в един чип". Първоначално предназначени за процесора 4004. калкулатори е направена по искане на една от японската фирма. За щастие на всички нас, тази компания фалира, а не чакат обещанието на микропроцесор - и в резултат на развитието става собственост не очаквах такова щастие Intel. От този момент, ерата на персоналните компютри, "звездният час", за което дойде в началото на 80-те. След това беше, че фирма 1VM бе освободен вече е станала легендарна компютър 1VM PC базирани на новия микропроцесор от една и съща фирма Intel.

Структурата на микропроцесора

компютър процесор интерфейс nzhdm

Всеки процесор - кристален силиций, отглеждани на специална технология (не напразно в жаргона на процесора се нарича "камък"). Въпреки това, камък се състои от множество отделни елементи - транзистори, свързани метални мост контакти. Това, че те дари компютър способността да "мисли". За да бъдем по-точни, за да се изчисли, за производство на някои математически операции с числа, които се превръщат във всяка информация, предоставена с компютъра.

Разбира се, един транзистор не е специално изчисление не може да произведе. Единственото нещо, което е в състояние на електронния ключ - ца сигнал или го задържат, в зависимост от предлагането на него ", портата" напрежение. Като логическа единица подава сигнал (w); липсата му - е логическа нула (няма).

Въпреки това, на процесора - това не е просто сглобяване на транзистори, а цяла система от редица важни устройства. В микропроцесора включва следните устройства.

Аритметично логическо устройство е проектирана да изпълнява всички аритметичните и логически операции на числени и символни данни.

Контролният блок координира взаимодействието на различни части на компютъра. Той изпълнява следните функции:

· Генерира и осигурява на всички елементи на устройството в желаните времеви моменти определени контролни сигнали (контролни импулси), поради спецификата на различни операции;

· Получаване от часовник импулсен генератор обратен импулс последователност.

Паметта на микропроцесора е предназначен за краткосрочно съхранение, записване и извеждане на информацията, използвана при изчисленията директно в следващия цикъл на машината. Паметта на микропроцесор се основава на и регистри се използват за осигуряване висока скорост на компютъра, тъй като основната памет не винаги осигурява запис на скоростта, търсене и четене на информация, необходима за ефективна работа на микропроцесора на висока скорост. Също така е важно да се отбележи, че данните, хванати в капана на някои регистри не се считат за доказателства, но в екип, управление на обработка на данни и в други регистри.

Кеш паметта. Буферната памет - един вид за съхранение на данните. В съвременните процесори се използват два вида кеш: първо ниво - малки (няколко десетки килобайта) свръхбърза памет и второ ниво - малко по-бавно, но по - от 128 килобайта до 2 мегабайта.

Автобусни команди. На него се предават сигнали за управление, предназначени за памет и входно-изходни устройства. Тези сигнали показват посоката на предаване на данни (или процесор от него).

Data Bus - информация магистрала, през които процесора може да комуникира с други устройства в компютъра ви.

Трудно е да се повярва, че всички тези устройства са разпределени на по-чип площ от не повече от 4--6 квадратни сантиметра! Само под микроскоп, можем да видим малките елементи, които изграждат микропроцесора, свързващи метални "песни" (за производство на алуминий се използва и до днес, но вече идва мед).

Основните характеристики на такива показателите за микропроцесорни включват както тактова честота, малко процесора, размера на кеша, ядро ​​тип, форм-фактор и т.н. Да разгледаме по-подробно по-горе.

Тактовата честота. Най-важният фактор, който определя скоростта на процесора. Честота, измерена в мегахерца (MHz) и гигахерца (GHz) представлява само размерът на цикъла, че процесорът изпълнява работни за единица време (секунди). Върхово потребление се падат процесори с честота от 3 до 4 GHz. Между другото, в зависимост от така наречения "Закон на Мур", кръстен в чест на един от изобретателите на микропроцесора и настоящият ръководител на Intel Corporation, всяка година и половина чип ставка се увеличава най-малко два пъти.

Битов процесор. Ако часовник скоростта на процесора може да се оприличи на потока на водата в реката, след това дължината дума на процесора - на ширината на канала му. Разбираемо е, че процесора с два пъти дълбочината на малко може да "погълне" два пъти по-голямо количество данни за единица време - ако, разбира се, ако тя ви позволява да направите специално оптимизиран софтуер. Днес, по-голямата част от "дом" на процесора - 32-битова (32-битова). И това, за съжаление, очевидно анахронизъм: по-голямата част от членовете на компютъра на устройства, включително гума, има дълбочина малко от 64 бита и 128 [6], стр.42!

Размерът на кеша. Това вградена памет (да не се бърка с RAM - който идва под формата на отделни модули) процесор поставя всички често използвани данни, за да не се "ходи" всеки път, когато "седем мили желе сърбам" - по-бавния RAM и твърд диск. Cache в процесора се предлага в два вида. Най-бърз - кеш паметта от първо ниво (16--32 KB за Intel процесори и до 128 KB - най-новите модели на AMD).

Там е малко по-бавен, но по-голямата част на кеша от второ ниво - и това му обем на различни различни модификации процесори. По този начин, в семейството на Intel е "богат" кеш - мощен ExtremeEdition (2 MB). В нови модели Pentium 4 Prescott I U Athlon шейсет и четири секунди размер ниво на кеша е 1 MB [6, стр.42].

ядро тип. Преходът към новата технология, обикновено води до промяна на CPU "ядро" - и често се оказва, че в един и същи тезгяха мирно съжителстват процесори от същия производител, същото на акт честоти, които принадлежат към една и съща генерация, но с различен ядра. Например, сред Pentium 4 имат по-стар модел, произведен от 0.13 микрона технология (Нортууд) и нова версия на Prescott (0,09 микрона). В момента повечето процесори, направени на 0,09-микронна технология - което означава, че размерът на най-малките елементи от него е 500 пъти по-малка от дебелината на човешки косъм!

фактор форма. Често промяната на вида и процесор архитектура води до промени в неговата поява - .. форм-фактор, т.е. вида на жилища, който е опакован в процесора. Например, новият Pentium 4 Prescott, издадена в форм-фактор LGA775 на (SocketT) и старите модели са щепсел Socket 478. Това означава, че промяната на стария Pentium 4, няма да можете да инсталирате нова система борда - и обратно.

Системната шина е пряко свързана с честотата и на процесора чрез така наречения "умножение фактор". Честота на процесора - това е честотата на системната шина, процесор, умножена с определена стойност, присъщи на него. Например, процесор честота 2,4 GHz - система автобус честота 200 MHz се умножава с фактор 12.