Computerprocessoren og dens anvendelser - CPU (Central Processing Unit)

En computer er en elektronisk maskine, der kan udføre flere aritmetiske og logiske operationer. For at udføre alle de avancerede funktioner har computere brug for styrken af ​​processorenhederne, der kan håndtere alle de komplicerede funktioner, der udføres af brugeren. Så hvis du vil få et nyt computersystem og spekulerer på, hvilken centralbehandlingsenhed der er god til din enhed, anbefaler vi dig at læse om CPU'er, og hvad bruger CPU'en.

Indlæg: -



Hvad er CPU'en (Central Processing Unit)?

Alternativt benævnt en processor, central processor eller mikroprocessor, er CPU'ens hovedprocessor på computeren. Ansvaret for computerens CPU er at køre instruktionerne mellem hardware og software problemfrit, så de kan fungere uden problemer. Det kaldes også hjernen i computersystemet, fordi alle de vigtige funktioner som at udføre beregninger, køre programmer og håndtere flere aktiviteter styres af CPU'en.

Processoren fungerer som computerens hjerne, kører programmer og sender og modtager signaler til tilsluttede enheder for at holde computeren kørende.

Hvad er CPU (central processorenhed)



Processoren er placeret og fastgjort i det kompatible CPU-stik, der er gemt på bundkortet. Varmen produceres af processoren, hvorfor de er dækket af kølelegemet for at beskytte udsendelsen af ​​varmen. En CPU-chip er rektangulær, så den let kan gemmes i stikkontakten. I bunden af ​​chippen er der hundredvis af stikben, der sættes i hvert af de tilsvarende huller i stikket.

I dag er alle CPU'erne meget ens i design og funktionalitet. Imidlertid har Intel og AMD større chips, der kan gemmes på bundkortet. Desuden er der masser af forskellige stikkontakter til rådighed på bundkortet, og hver stikkontakt har sit forskellige layout og har en bestemt funktion til at gemme processoren.

Komponenter i CPU

Den første computerprocessor blev introduceret af den navngivne Intel-designer Ted Hoff i 1970'erne. Den første processor blev kaldt 4004 af Intel. Hovedsageligt består en computerprocessor af følgende forskellige komponenter -



  • Hukommelse eller lagerenhed
  • Styreenhed
  • ALU (aritmetisk logisk enhed)

Komponenter i processoren

Aritmetisk logisk enhed (ALU)

Den aritmetiske logiske enhed udfører matematiske funktioner, logik og hjælper med at træffe beslutningsprocessen. Denne enhed består af to underafsnit, nemlig

  • Aritmetisk sektion: Funktionen af ​​det aritmetiske afsnit er at udføre aritmetiske operationer som addition, subtraktion, multiplikation og division. Alle komplekse operationer udføres ved gentagne gange at bruge ovenstående operationer.
  • Logisk sektion: Funktionen af ​​logikafsnittet er at udføre logiske operationer såsom at sammenligne, vælge, matche og flette data.

Kontrolenhed (CU)

Kontrolenheden, der udtrækker instruktioner fra hukommelsen, afkoder og udfører dem og kalder på ALU, når det er nødvendigt.



Enhedens funktioner er -

  • Det er ansvarlig for at kontrollere overførslen af ​​data og instruktioner mellem andre enheder på en computer.
  • Det styrer og koordinerer alle enhederne på computeren.
  • Den får instruktionerne fra hukommelsen, fortolker dem og styrer driften af ​​computeren.
  • Den kommunikerer med input / output-enheder til overførsel af data eller resultater fra lagring.
  • Det behandler eller gemmer ikke data.

Hukommelse eller lagerenhed

Denne enhed kan gemme instruktioner, data og mellemresultater. Denne enhed leverer information til andre enheder på computeren, når det er nødvendigt. Det er også kendt som intern lagerenhed eller hovedhukommelsen eller det primære lager eller RAM (Random Access Memory).



Dens størrelse påvirker hastighed, kraft og kapacitet. Primær hukommelse og sekundær hukommelse er to typer minder i computeren. Hukommelsesenhedens funktioner er -

  • Den gemmer alle data og de instruktioner, der kræves til behandling.
  • Den gemmer mellemliggende resultater af behandlingen.
  • Den lagrer de endelige resultater af behandlingen, før disse resultater frigives til en outputenhed.
  • Alle ind- og udgange transmitteres gennem hovedhukommelsen.

Historie af CPU

I løbet af historien er hastigheden og ydeevnen for den centrale behandlingsenhed blevet udviklet dramatisk. Den første CPU, der blev introduceret af Intel 4004, der blev frigivet den 15. november 1971 og havde 2.300 transistorer og udførte 60.000 operationer i sekundet. Og den nyeste Intel-platin tilbyder i dag de 3.300.000 transistorer og udfører omkring 188.000.000 instruktioner pr. Sekund. Du kan nemt sammenligne forskellen mellem ydeevnen og hastigheden på begge CPU-enheder.



Hvem er grundlæggeren af ​​CPU?

Den første CPU var Intel 4004 udgivet af Intel i 1971. Federico Faggin var hoveddesigner for den første reklame CPU . Han er en af ​​de vigtigste mennesker krediteret opfindelsen af CPU.
År Computerprocessor introduceret
1823 Baron Jons Jackob Berzelius opdager silicium (Si), som i dag er den grundlæggende komponent i processorer.
1903 Nikola Tesla patenterede elektriske logiske kredsløb kaldet 'porte' eller 'afbrydere' i 1903.
1947 John Bardeen, Walter Brattain og William Shockley opfandt den første transistor på Bell Laboratories den 23. december 1947.
1948 John Bardeen, Walter Brattain og William Shockley patenterer den første transistor i 1948.
1956 John Bardeen, Walter Brattain og William Shockley blev tildelt Nobelprisen i fysik for deres arbejde med transistoren.
1958 Det første integrerede kredsløb blev først udviklet af Robert Noyce fra Fairchild Semiconductor og Jack Kilby fra Texas Instruments. Den første IC blev demonstreret den 12. september 1958.
1960 IBM udviklede den første automatiske masseproduktionsfacilitet til transistorer i New York i 1960.
1968 Intel Corporation blev grundlagt af Robert Noyce og Gordon Moore i 1968.
1969 AMD (Advanced Micro Devices) blev grundlagt den 1. maj 1969.
1971 Intel med hjælp fra Ted Hoff introducerede den første mikroprocessor, Intel 4004, den 15. november 1971. 4004 havde 2.300 transistorer, udførte 60.000 OPS (operationer pr. Sekund), adresseret til 640 bytes hukommelse og kostede $ 200,00.
1972 Intel introducerede 8008-processoren den 1. april 1972.
1974 Intels forbedrede mikroprocessorchip blev introduceret den 1. april 1974; 8080 blev en standard i computerbranchen.
1976 Intel introducerede 8085-processoren i marts 1976.
1976 Intel 8086 blev introduceret den 8. juni 1976.
1979 Intel 8088 blev frigivet den 1. juni 1979.
1979 Motorola 68000, en 16/32-bit processor blev frigivet og blev senere valgt som processor til Apple Macintosh og Amiga computere.
1982 Intel 80286 blev introduceret den 1. februar 1982.
1985 Intel introducerede den første 80386 i oktober 1985.
1987 SPARC-processoren blev først introduceret af Sun.
1988 Intel 80386SX blev introduceret i 1988.
1991 AMD introducerede AM386-mikroprocessorfamilien i marts 1991.
1991 Intel introducerede Intel 486SX-chippen i april i bestræbelser på at hjælpe med at få en billigere processor til pc-markedet, der solgte for $ 258,00.
1992 Intel udgav 486DX2-chip den 2. marts 1992 med en fordobling af uret, der genererer højere driftshastigheder.
1993 Intel frigav Pentium-processoren den 22. marts 1993. Processoren var en 60 MHz-processor, inkorporerer 3,1 millioner transistorer og sælger til $ 878,00.
1994 Intel udgav anden generation af Intel Pentium-processorer den 7. marts 1994.
nitten femoghalvfems Intel introducerede Intel Pentium Pro i november 1995.
nitten seksoghalvfems Intel annoncerede tilgængeligheden af ​​Pentium 150 MHz med 60 MHz bus og 166 MHz med 66 MHz bus den 4. januar 1996.
nitten seksoghalvfems AMD introducerede K5-processoren den 27. marts 1996 med hastigheder på 75 MHz til 133 MHz og bushastigheder på 50 MHz, 60 MHz eller 66 MHz. K5 var den første processor, der blev udviklet helt internt af AMD.
1997 AMD frigav deres K6-processorlinje i april 1997 med hastigheder på 166 MHz til 300 MHz og en 66 MHz bushastighed.
1997 Intel Pentium II blev introduceret den 7. maj 1997.
1998 AMD introducerede deres nye K6-2-processorlinje den 28. maj 1998 med hastigheder på 266 MHz til 550 MHz og bushastigheder på 66 MHz til 100 MHz. K6-2-processoren var en forbedret version af AMDs K6-processor.
1998 Intel frigav den første Xeon-processor, Pentium II Xeon 400 (512 K eller 1 M cache, 400 MHz, 100 MHz FSB) i juni 1998.
1999 Intel udgav Celeron 366 MHz og 400 MHz processorer den 4. januar 1999.
1999 AMD frigav sine K6-III-processorer den 22. februar 1999 med hastigheder på 400 MHz eller 450 MHz og bushastigheder på 66 MHz til 100 MHz. Det indeholdt også en on-die L2-cache.
1999 Intel Pentium III 500 MHz blev udgivet den 26. februar 1999.
1999 Intel Pentium III 550 MHz blev udgivet den 17. maj 1999.
1999 AMD introducerede Athlon-processorserien den 23. juni 1999. Athlon skulle produceres i de næste seks år i hastigheder fra 500 MHz op til 2,33 GHz.
1999 Intel Pentium III 600 MHz blev frigivet den 2. august 1999.
1999 Intel Pentium III 533B og 600B MHz blev udgivet den 27. september 1999.
1999 Intel Pentium III Coppermine-serien blev først introduceret den 25. oktober 1999.
2000 Den 5. januar 2000 frigav AMD 800 MHz Athlon-processoren.
2000 Intel udgav Celeron 533 MHz med en 66 MHz busprocessor den 4. januar 2000.
2000 AMD frigav først Duron-processoren den 19. juni 2000 med hastigheder på 600 MHz til 1,8 GHz og bushastigheder på 200 MHz til 266 MHz. Duron blev bygget på samme K7-arkitektur som Athlon-processoren.
2000 Intel meddeler den 28. august, at de vil huske sine 1,3 GHz Pentium III-processorer på grund af en fejl. Brugere med disse processorer skal kontakte deres leverandører for at få yderligere oplysninger om tilbagekaldelsen.
2001 Den 3. januar 2001 frigav Intel 800 MHz Celeron-processoren med en 100 MHz bus.
2001 Den 3. januar 2001 frigav Intel 1,3 GHz Pentium 4-processoren.
2001 AMD annoncerede en ny branding-ordning den 9. oktober 2001. I stedet for at identificere processorer efter deres klokkehastighed vil AMD Athlon XP-processorer bære monikere på 1500+, 1600+, 1700+, 1800+, 1900+, 2000+ osv. Hvert højere modelnummer repræsenterer en højere klokkehastighed.
2002 Intel frigav Celeron 1,3 GHz med en 100 MHz bus og 256 kB niveau 2 cache.
2003 Intel Pentium M blev introduceret i marts 2003.
2003 AMD frigav de første single-core Opteron-processorer med hastigheder på 1,4 GHz til 2,4 GHz og 1024 KB L2-cache den 22. april 2003.
2003 AMD frigav de første Athlon 64-processorer, 3200+ og den første Athlon 64 FX-processor, FX-51, den 23. september 2003.
2004 AMD udgav den første Sempron-processor den 28. juli 2004 med 1,5 GHz til 2,0 GHz clockhastighed og 166 MHz bushastighed.
2005 AMD frigav deres første dual-core processor, Athlon 64 X2 3800+ (2,0 GHz, 512 KB L2 cache pr. Kerne), den 21. april 2005.
2006 Intel udgav Core 2 Duo-processor E6320 (4 M cache, 1,86 GHz, 1066 MHz FSB) den 22. april 2006.
2006 Intel introducerede Intel Core 2 Duo-processorer med Core 2 Duo-processor E6300 (2 M cache, 1,86 GHz, 1066 MHz FSB) den 27. juli 2006.
2006 Intel introducerede Intel Core 2 Duo-processor til den bærbare computer med Core 2 Duo-processor T5500 samt andre Core 2 Duo T-serie-processorer, i august 2006.
2007 Intel udgav Core 2 Quad-processor Q6600 (8 M cache, 2,40 GHz, 1066 MHz FSB) i januar 2007.
2007 Intel udgav Core 2 Duo-processor E4300 (2 M cache, 1,80 GHz, 800 MHz FSB) den 21. januar 2007.
2007 Intel udgav Core 2 Quad-processor Q6700 (8 M cache, 2,67 GHz, 1066 MHz FSB) i april 2007.
2007 Intel udgav Core 2 Duo-processor E4400 (2 M cache, 2,00 GHz, 800 MHz FSB) den 22. april 2007.
2007 AMD omdøbte Athlon 64 X2-processorlinjen til Athlon X2 og udgav den første i denne linje, Brisbane-serien (1,9 til 2,6 GHz, 512 KB L2-cache) den 1. juni 2007.
2007 Intel udgav Core 2 Duo-processor E4500 (2 M cache, 2,20 GHz, 800 MHz FSB) den 22. juli 2007.
2007 Intel frigav Core 2 Duo-processor E4600 (2 M cache, 2,40 GHz, 800 MHz FSB) den 21. oktober 2007.
2007 AMD frigav de første Phenom X4-processorer (2 M cache, 1,8 GHz til 2,6 GHz, 1066 MHz FSB) den 19. november 2007.
2008 Intel udgav Core 2 Quad-processor Q9300 og Core 2 Quad-processor Q9450 i marts 2008.
2008 Intel udgav Core 2 Duo-processor E4700 (2 M cache, 2,60 GHz, 800 MHz FSB) den 2. marts 2008.
2008 AMD frigav de første Phenom X3-processorer (2 M cache, 2,1 GHz til 2,5 GHz, 1066 MHz FSB) den 27. marts 2008.
2008 Intel udgav den første af Intel Atom-serien af ​​processorer, Z5xx-serien, i april 2008. De er single core-processorer med en 200 MHz GPU.
2008 Intel udgav Core 2 Duo-processor E7200 (3 M cache, 2,53 GHz, 1066 MHz FSB) den 20. april 2008.
2008 Intel udgav Core 2 Duo-processor E7300 (3 M cache, 2,66 GHz, 1066 MHz FSB) den 10. august 2008.
2008 Intel udgav flere Core 2 Quad-processorer i august 2008: Q8200, Q9400 og Q9650.
2008 Intel frigav Core 2 Duo-processor E7400 (3 M cache, 2,80 GHz, 1066 MHz FSB) den 19. oktober 2008.
2008 Intel udgav de første Core i7 desktop-processorer i november 2008: i7-920, i7-940 og i7-965 Extreme Edition.
2009 AMD frigav de første Phenom II X4 (quad-core) processorer (6 M cache, 2,5 til 3,7 GHz, 1066 MHz eller 1333 MHz FSB) den 8. januar 2009.
2009 Intel udgav Core 2 Duo-processor E7500 (3 M cache, 2,93 GHz, 1066 MHz FSB) den 18. januar 2009.
2009 AMD frigav de første Phenom II X3 (triple core) processorer (6 M cache, 2,5 til 3,0 GHz, 1066 MHz eller 1333 MHz FSB) den 9. februar 2009.
2009 Intel frigav Core 2 Quad-processor Q8400 (4 M cache, 2,67 GHz, 1333 MHz FSB) i april 2009.
2009 Intel frigav Core 2 Duo-processor E7600 (3 M cache, 3,06 GHz, 1066 MHz FSB) den 31. maj 2009.
2009 AMD frigav de første Athlon II X2 (dual-core) processorer (1024 KB L2 cache, 1,6 til 3,5 GHz, 1066 MHz eller 1333 MHz FSB) i juni 2009.
2009 AMD frigav de første Phenom II X2 (dual-core) processorer (6 M cache, 3,0 til 3,5 GHz, 1066 MHz eller 1333 MHz FSB) den 1. juni 2009.
2009 AMD frigav de første Athlon II X4 (quad-core) processorer (512 KB L2 cache, 2,2 til 3,1 GHz, 1066 MHz eller 1333 MHz FSB) i september 2009.
2009 Intel udgav den første Core i7-mobilprocessor, i7-720QM, i september 2009. Den bruger Socket G1-sokkeltypen, kører ved 1,6 GHZ og har 6 MB L3-cache.
2009 Intel udgav den første Core i5 desktop-processor med fire kerner, i5-750 (8 M cache, 2,67 GHz, 1333 MHz FSB), den 8. september 2009.
2009 AMD frigav de første Athlon II X3 (triple core) processorer i oktober 2009.
2010 Intel udgav Core 2 Quad-processor Q9500 (6 M cache, 2,83 GHz, 1333 MHz FSB) i januar 2010.
2010 Intel udgav de første Core i5 mobile processorer, i5-430M og i5-520E i januar 2010.
2010 Intel udgav den første Core i5-stationære processor over 3,0 GHz, i5-650 i januar 2010.
2010 Intel udgav de første Core i3 desktop-processorer, i3-530 og i3-540 den 7. januar 2010.
2010 Intel udgav de første Core i3 mobile processorer, i3-330M (3 M cache, 2,13 GHz, 1066 MHz FSB) og i3-350M, den 7. januar 2010.
2010 AMD frigav de første Phenom II X6 (hex / six core) processorer den 27. april 2010.
2010 Intel udgav den første Core i7 desktop-processor med seks kerner, i3-970, i juli 2010. Den kører ved 3,2 GHz og har 12 MB L3-cache.
2011 Intel udgav syv nye Core i5-processorer med fire kerner, i5-2xxx-serien i januar 2011.
2011 AMD frigav de første mobile processorer i deres A4-linje, A4-3300M og A4-3310MX den 14. juni 2011.
2011 AMD frigav de første mobile processorer i deres A6-linje, A6-3400M og A6-3410MX den 14. juni 2011.
2011 AMD frigav de første mobile processorer i deres A8-linje, A8-3500M, A8-3510MX og A8-3530MX den 14. juni 2011.
2011 AMD frigav den første desktop-processor i deres A6-linje, A6-3650 (4 M L2 cache, 2,6 GHz, 1866 MHz FSB) den 30. juni 2011.
2011 AMD frigav den første desktop-processor i deres A8-linje, A8-3850 (4 M L2 cache, 2,9 GHz, 1866 MHz FSB) den 30. juni 2011.
2011 AMD frigav de første desktop-processorer i deres A4-linje, A4-3300 og A4-3400 den 7. september 2011.
2012 AMD frigav de første desktop-processorer i deres A10-linje, A10-5700 og A10-5800K den 1. oktober 2012.
2013 AMD frigav en af ​​deres hurtigste desktop-processorer til dato, Athlon II X2 280, den 28. januar 2013. Den har to kerner og kører på 3,6 GHz.
2013 Intel frigav deres første processor til at bruge BGA-1364-stikket og har en Iris Pro Graphics 5200 GPU. Udgivet i juni 2013, kører den på 3,2 GHz og har 6 MB L3-cache.
2014 AMD introducerede socket AM1-arkitekturen og kompatible processorer, som Sempron 2650, i april 2014.
2014 AMD udgav deres første Pro A-serie APU-processorer, A6 Pro-7050B, A8 Pro-7150B og A10 Pro-7350B, i juni 2014. De har en eller to kerner og kører på 1,9 GHz til 2,2 GHz.
2017 AMD frigav deres første Ryzen 7-processorer, modellerne 1700, 1700X og 1800X, den 2. marts 2017. De har otte kerner, kører ved 3,0 til 3,6 GHz og har 16 MB L3-cache.
2017 AMD frigav deres første Ryzen 5-processorer, modellerne 1400, 1500X, 1600 og 1600X, den 11. april 2017. De har fire til seks kerner, kører ved 3,2 til 3,6 GHz og har 8 til 16 MB L3-cache.
2017 Intel frigav den første Core i9 desktop-processor, i9-7900X, i juni 2017. Den bruger LGA 2066-stikket, kører ved 3,3 GHZ, har 10 kerner og har 13,75 MB L3-cache.
2017 AMD frigav deres første Ryzen 3-processorer, Pro 1200- og Pro 1300-modellerne, den 29. juni 2017. De har fire kerner, kører ved 3,1 til 3,5 GHz og har 8 MB L3-cache.
2017 Intel udgav den første desktop-processor med 12 kerner, Core i9-7920X, i august 2017. Den kører ved 2,9 GHz og har 16,50 MB L3-cache.
2017 AMD frigav deres første processor med 16 kerner, Ryzen Threadripper 1950X, den 10. august 2017. Den kører ved 3,4 GHz og har 32 MB L3-cache.
2017 Intel udgav den første desktop-processor med 14 kerner, Core i9-7940X, i september 2017. Den kører på 3,1 GHz og har 19,25 MB L3-cache.
2017 Intel udgav den første desktop-processor med 16 kerner, Core i9-7960X, i september 2017. Den kører ved 2,8 GHz og har 22 MB L3-cache.
2017 Intel udgav den første desktop-processor med 18 kerner, Core i9-7980X, i september 2017. Den kører på 2,6 GHz og har 24,75 MB L3-cache.
2018 Intel udgav den første Core i9-mobilprocessor, i9-8950HK, i april 2018. Den bruger BGA 1440-stikket, kører på 2,9 GHZ, har seks kerner og har 12 MB L3-cache.

Kilde: Computerhope

Hvad er de vigtigste funktioner i en CPU?

Der er ingen tvivl om, at CPU'ens ydeevne er forbedret dramatisk i de sidste par år, men CPU'ens grundlæggende funktionalitet er den samme. Brugen af ​​CPU'en drejer sig om de samme tre funktioner, som de tidligere er oprettet til. CPU'ens grundlæggende funktioner er -



Henter

Det er klart at forstå, at den vigtigste anvendelse af centralbehandlingsenheden er at modtage instruktioner. Instruktionerne modtages i den række af numre, der overføres fra CPU'er til RAM'erne. Hver del af informationen er opdelt i små enheder, hvorfor CPU skal vide, hvilke oplysninger der kommer næste gang. Instruktionerne findes i programtælleren. Men når instruktionerne bevæger sig, erstattes de i et Instruktionsregister (IR) så programtælleren kan gemme de næste indstillede instruktioner.

Afkode

Når instruktionerne er gemt i instruktionsregistret, afkodes CPU-overførselsinstruktioner til kredsløbet kaldet instruktør. I dette kredsløb konverteres instruktioner til signaler, som let kan forstås af den anden del af computeren. Dette er en meget vigtig brug af CPU'en, fordi hvis andre dele af computeren ikke forstår de instruktioner, der er givet dem, vil de ikke være i stand til at udføre de funktioner, som de er designet til. Det svarer til hjernens funktion, når hjernen giver et signal til andre kropsdele om at udføre deres pligt.

Udfør

Nu er den sidste vigtige brug af CPU'en at udføre de instruktioner, som tidligere hentes og afkodes af processoren. Dette vil instruere andre computerdele om at udføre deres udpegede funktioner. Resultaterne skrives normalt til et CPU-register, hvor de kan henvises til ved senere instruktioner. Tænk på det som hukommelsesfunktionen på din lommeregner. Dette betyder, at de udførte instruktioner senere gemmes i hukommelsen til den centrale behandlingsenhed, så den næste instruktion kan fungere i henhold til den tidligere instruktion, da vi allerede har diskuteret, at instruktionerne er opdelt i et lille antal serier.

butik

CPU'en skal give feedback efter udførelse af en instruktion, og outputdataene skrives til hukommelsen.

Anvendelsen af ​​CPU er meget klar og enkel at forstå, det er CPU's ansvar at hente instruktioner fra brugeren, afkode instruktionerne i de signaler, som kan forstås af andre dele af computeren og sørge for, at funktionen udføres på den rigtige måde. CPU skal også sørge for, at de næste instruktioner er relevante for den instruktion, der allerede er under processen.

Hvad er de forskellige typer CPU'er?

Der er to primære producenter af computermikroprocessorer. Intel og Advanced Micro Devices (AMD) fører markedet med hensyn til hastighed og kvalitet. Intels desktop-CPU'er inkluderer Celeron, Pentium og Core. AMDs desktop-processorer inkluderer Sempron, Athlon og Phenom. Læs Hvilken processor er bedst Intels Core i7 vs AMDs Ryzen? (vælg den rigtige processor til stationær / bærbar computer)

Så CPU er faktisk en af ​​computerens hovedprocessorer, da funktionen af ​​den anden processor afhænger af den.

Læs også:

Top