Процесор

Мікропроцесор (МП), або центральний процесор (Central Processing Unit – CPU) – центральний блок ПК, призначений для керування роботою всіх блоків комп’ютера і для виконання арифметичних і логічних операцій над інформацією.

МП виконаний у вигляді однієї або декількох великих або над великих інтегральних схем. Часто МП називають чіпами (Chip). Сучасний МП для ПК - це мікросхема, що містить мільйони транзисторів і має площу близько 150 мм².

Основними складовими процесора є арифметично-логічний пристрій (як правило, їх кілька), пристрій керування, пам'ять процесора (регістри), кеш-пам'ять.

Пристрій керування викликає з оперативної пам'яті чергову команду програми, дані, необхідні для її виконання, і розміщує їх у регістрах. Арифметично-логічний пристрій виконує цю команду над даними в регістрах. Пристрій керування пересилає результат в оперативну пам'ять або залишає в регістрі для подальшого використання і викликає наступну команду.

Наявність кількох арифметично-логічних пристроїв в одному процесорі дає змогу одночасно виконувати кілька команд, що значно підвищує швидкодію процесорів.

Робота процесорів організована за конвеєрним принципом. Це означає, що одна з команд уже виконується, для іншої визначається оптимальний арифметично-логічний пристрій, ще інша розбивається на мікрокоманди і так далі.

Процесори мають три основні характеристики: швидкодія, розрядність, розмір кеш-пам’яті.

Швидкодія процесора вимірюється в гігагерцах (ГГц, 1 ГГц = 1 млрд. тактів за секунду). Сучасні комп’ютери працюють на тактових частотах від 3,7 ГГц і вище.

Розрядність – кількість двійкових розрядів, що обробляє процесор за один такт. До складу процесора входять три пристрої, основною характеристикою яких є розрядність: шина введення – виведення даних, внутрішні регістри, шина адресної пам’яті. Більшість сучасних процесорів 32 – розрядні з 64 – розрядною шиною даних.

Кеш - пам'ять розподіляється на два рівні: кеш першого рівня (L1), що має ємкість кілька десятків кілобайт, і кеш другого рівня (L2) – до 2048 Кбайт.

Довідка 2. Перший мікропроцесор Intel 4004 був створений фірмою Intel у 1971 р. і почав широко використовуватися в калькуляторах. Процесор був 4-розрядний і міг виконувати 45 команд.

У 1974 р. була створена модель 8-розрядного мікропроцесора Intel-8080, який став основою для розробки перших персональних ЕОМ (комп'ютер Altair 8800 компанії MITS). Він виконував понад 250 команд.

Удосконалений 16-розрядний мікропроцесор з'явився в 1978 р. Він став базою для створення першого персонального комп'ютера фірми IBM. Ці мікропроцесори набули широкого розповсюдження і започаткували серію 80x86 (80286, 80386, 80486) мікропроцесорів фірми Intel. Цю серію продовжили в 1993 р. процесори типу Pentium (початкова назва Intel 80586). У 1999 р. для недорогих систем було розпочато випуск процесорів Celeron. У 2000 р. вперше з'явився процесор Pentium 4.

Серед інших фірм-виробників мікропроцесорів слід виділити компанії AMD, VIA Technology, Transmeta, IBM, Motorola та деякі інші. Особливо значних успіхів в останні роки досягла фірма AMD, моделі мікропроцесорів якої - спочатку К5 та К6, а зараз Athlon, Duron та Sempron - успішно конкурують із різними типами мікропроцесорів фірми Intel.

Для порівняння наводимо таблицю основних властивостей першого і сучасних мікропроцесорів.