Os procesadores modernos teñen a forma dun pequeno rectángulo, que se presenta en forma de placa de silicio. A placa en si está protexida cun estuche especial feito en plástico ou cerámica. Todos os circuítos principais están protexidos, grazas a eles realízase o traballo completo da CPU. Se todo é moi sinxelo coa aparencia, ¿e o circuíto en si e como se dispón o procesador? Vexamos con máis detalle.
Como funciona o procesador de computadoras
A CPU contén un pequeno número de elementos diferentes. Cada un deles realiza a súa propia acción; os datos e control transfírense. Os usuarios comúns están afeitos a distinguir os procesadores pola súa frecuencia de reloxo, tamaño de caché e núcleos. Pero isto non é todo o que ofrece un funcionamento fiable e rápido. Paga a pena prestar especial atención a cada compoñente.
Arquitectura
O deseño interno da CPU é a miúdo diferente entre si, cada familia ten o seu propio conxunto de propiedades e funcións - isto chámase a súa arquitectura. Un exemplo do deseño do procesador que podes ver na seguinte imaxe.
Pero moitos están afeitos a significar un pouco diferente a arquitectura de procesador. Se o consideramos dende o punto de vista da programación, é determinado pola súa capacidade para executar un determinado conxunto de códigos. Se compras unha CPU moderna, probablemente refírese á arquitectura x86.
Ver tamén: Determinar a capacidade do procesador
Núcleos
A parte principal da CPU chámase core, contén todos os bloques necesarios e tamén se realizan tarefas lóxicas e aritméticas. Se miras a figura seguinte, podes ver como é cada bloque funcional do núcleo:
- Módulo de obtención de instrucións. Aquí, as instrucións recoñécense no enderezo indicado no contador de instrucións. O número de lectura simultánea de comandos depende directamente do número de unidades de descifrado instaladas, o que axuda a cargar cada ciclo de reloxo co maior número de instrucións.
- Preditor de sucursais responsable do funcionamento óptimo da unidade de obtención de instrucións. Determina a secuencia de comandos executables cargando o pipeline do núcleo.
- Módulo de descodificación. Esta parte do núcleo é a responsable de definir certos procesos para completar tarefas. A propia tarefa de decodificación é moi complicada debido ao tamaño variable da instrución. Nos procesadores máis novos, hai varias unidades deste tipo nun núcleo.
- Módulos de mostraxe de datos. Toman información de memoria RAM ou caché. Levan a cabo a mostraxe de datos, necesaria neste momento para a execución da instrución.
- Unidade de control. O propio nome xa fala da importancia deste compoñente. No núcleo, é o elemento máis importante, xa que distribúe enerxía entre todos os bloques, axudando a completar cada acción a tempo.
- Módulo para gardar resultados. Deseñado para escribir despois do procesamento de instrucións en memoria RAM. O enderezo de gardado indícase na tarefa en execución.
- Elemento de traballo con interrupcións. A CPU é capaz de realizar varias tarefas á vez grazas á función de interrupción, isto permítelle parar o progreso dun programa, pasando a outra instrución.
- Rexistros Aquí se gardan resultados temporais das instrucións; este compoñente pódese chamar unha pequena memoria RAM rápida. Moitas veces o seu volume non supera os varios centos de bytes.
- Contador do equipo Almacena o enderezo do comando que estará implicado no seguinte ciclo de procesador.
Bus do sistema
No bus do sistema os equipos conectados á CPU son parte do PC. Só el está directamente conectado a ela, os elementos restantes están conectados a través dunha variedade de controladores. No autobús en si hai moitas liñas de sinal a través das que se transmite información. Cada liña ten o seu propio protocolo, que proporciona comunicación a través de controladores con outros compoñentes de ordenador conectados. O autobús ten a súa propia frecuencia, respectivamente, canto maior sexa, máis rápido se realiza o intercambio de información entre os elementos de conexión do sistema.
Memoria caché
A velocidade da CPU depende da súa capacidade para seleccionar comandos e datos da memoria o máis rápido posible. Debido á caché, o tempo de execución redúcese debido a que xoga o papel dun búfer temporal que proporciona transferencia instantánea de datos da CPU a memoria RAM ou viceversa.
A principal característica da caché é a súa diferenza de nivel. Se é alta, a memoria é máis lenta e máis voluminosa. A memoria do primeiro nivel considérase a máis rápida e pequena. O principio de funcionamento deste elemento é moi sinxelo: a CPU le os datos da memoria RAM e o coloca na caché a calquera nivel, ao tempo que se elimina a información á que se accede hai moito tempo. Se o procesador necesita de novo esta información, recibiraa máis rápido grazas ao búfer temporal.
Zócalo
Debido a que o procesador ten o seu propio conector (socket ou ranura), pode substituílo facilmente en caso de rotura ou actualizar a computadora. Sen zócalo, a CPU simplemente sería soldada á placa base, complicando reparacións ou substitucións posteriores. Paga a pena prestar atención - cada socket está deseñado exclusivamente para instalar certos procesadores.
Moitas veces os usuarios compran de xeito inattente un procesador e unha placa base incompatibles, o que causa problemas adicionais.
Lea tamén:
Elixir un procesador para o ordenador
Escolla unha placa basee para o seu ordenador
Núcleo do vídeo
Grazas á introdución dun núcleo de vídeo no procesador, actúa como unha tarxeta de vídeo. Por suposto, non se pode comparar coa súa potencia, pero se compras unha CPU para tarefas sinxelas, podes prescindila dunha tarxeta gráfica. O mellor de todo é que o núcleo de vídeo integrado móstrase en portátiles baratos e computadoras de escritorio baratos.
Neste artigo, examinamos en detalle en que consiste o procesador, falamos sobre o papel de cada elemento, a súa importancia e dependencia doutros elementos. Agardamos que esta información fose útil e que aprendises algo novo e interesante para ti do mundo da CPU.
