מהו תפקידו של מעבד?

אולי שמעתם את ההסבר שהמעבד של מחשב הוא כמו המוח שלו. כפי שמרמזת אנלוגיה זו, יחידת העיבוד המרכזית דואגת ל"מחשבות" של המחשב, קבלת קלט ועיבוד נתונים כדי ליצור תוצאות. שלא כמו מוח, מעבד אינו מקום האחסון העיקרי לזיכרון לטווח ארוך או קצר, משימות נדחקות לכונן הקשיח ו-RAM, בהתאמה. מעבדים ומוחות שונים גם הם מהותית באינטגרציה שלהם: אתה יכול להחליף מעבד ללא צורך בד"ר פרנקנשטיין.

מעבד מחשב נתונים כמעט במהלך כל פעולה שאתה מבצע במחשב שלך. כאשר אתה פותח את המחשבון ומוסיף "2 + 2", המעבד קובע את התשובה "4". כשאתה משחק באסטרטגיה משחק כמו "ציוויליזציה", המעבד מתכנן את המהלכים של כל יריב בינה מלאכותית באמצעות המשחק של תִכנוּת. לא משנה כמה מורכבת המשימה, הפעולות הללו מתחלקות להוראות בסיסיות המובנות על ידי כל מעבד של מחשב אישי, ללא קשר למותג או דגם. למעבדי מכשירים ניידים, לעומת זאת, יש ערכות הוראות שונות ודורשות תוכנה שונה בתכנות.

בתוך מחשב, מעבד מתחבר ישירות ללוח האם דרך שקע מעבד. סוג השקע משתנה לפי לוח האם, מה שמטיל מגבלה על המעבדים לעבוד עם כל לוח - מפרט חיוני שיש לבדוק כאשר שוקלים שדרוג. לצד המעבד נמצאים הכונן הקשיח, זיכרון RAM וכרטיסי הרחבה שונים. רכיבים אלה פועלים יחד כדי לייצר תוצאות. המעבד מסתמך על נתונים המאוחסנים בזיכרון הפעיל של ה-RAM ומוציא תוצאות לקבצים בכונן הקשיח. כרטיסי הרחבה כוללים רכיבים נוספים המורידים עבודה מחלקים אחרים, כגון זיכרון RAM ויחידת עיבוד גרפית בכרטיס מסך.

הנתונים הסטטיסטיים של המעבד כוללים שתי מדידות: מהירות שעון, נמדדת בג'יגה-הרץ ומספר הליבות. ביחד, הנתונים הסטטיסטיים האלה נותנים הערכה גסה של המהירות. מספר הליבות משפיע עד כמה מעבד יכול להתמודד עם משימות מרובות בו-זמנית. מעבד עם ליבה בודדת יכול לבצע רק משימה אחת בכל פעם -- זה אולי נראה כאילו הוא יכול לבצע ריבוי משימות, אבל הוא למעשה עובר הלוך ושוב בין משימות, ומציע ביצועים גרועים יותר מאשר ריבוי ליבות מעבד. תוכניות מסוימות יכולות לפצל עבודה בין ליבות, ומציעות הגברת מהירות במעבדים מרובי ליבות גם כאשר הם אינם בריבוי משימות.

מהירות השעון של מעבד מכונה לפעמים פשוט "מהירות", אך תיאור זה מרמז באופן שגוי שדירוג גבוה יותר מייצר באופן אוניברסלי מעבד מהיר יותר. כדי לדמיין כיצד מהירות השעון קשורה למהירות בפועל, דמיינו שני אופניים, אחד עם גלגלים גדולים ואחר עם גלגלים קטנים. אם שני האופניים סובבו את גלגליהם באותו מספר סיבובים לדקה, האופניים עם גלגלים גדולים יותר היו נוסעים בקצב מהיר יותר. למעבדים החדשים יותר יש "גלגלים גדולים יותר" בשל שיפורים טכנולוגיים, כמו המספר ההולך וגדל של טרנזיסטורים שחוזה חוק מור. באופן כללי, השוואת מהירויות שעון עוזרת רק כאשר משווים בין מעבדים של אותו מותג ששוחררו תוך שנה או שנתיים אחד מהשני.