Sentral prosessorenhet
Den sentrale prosessorenheten (CPU) er en brikke som fungerer som datamaskinens hjerne. Den er laget av transistorer - millioner av transistorer, faktisk. Mikroprosessorer er kretsene som omgir CPUen. Mikroprosessoren er mer enn CPU. Den inneholder andre prosessorer, for eksempel grafikkprosessorenheten. Lydkort og nettverkskort er innkapslet i mikroprosessorer. Så en CPU er en del av en mikroprosessor, men en mikroprosessor er mer enn CPU.
CPU-en
Aritmetiske og algebraiske operasjoner
CPU-en har en kontrollenhet, en logisk og aritmetisk enhet og registre, pluss en liten bit minne kalt cache. Den logiske enheten behandler instruksjoner en syklus om gangen. Den utfører disse instruksjonene basert på dataprogrammet den kjører. I den forstand utfører CPU individuelle instruksjoner; og når det kombineres for å utføre en oppgave, er dette et dataprogram.
Dagens video
Den aritmetiske enheten regner. Hvis dataprogrammet vil oppsøke en matematisk beregning, sender den logiske enheten den instruksjonen til den aritmetiske enheten for å utføre oppgaven. Når operasjonen er fullført, blir resultatene plassert i CPU-bufferen eller tilbake i logikkenheten for videre operasjoner.
Styringsenheten styrer hvordan og i hvilken rekkefølge instruksjonene skal behandles.
En siste merknad om en annen type prosessor, vektorprosessoren eller array-prosessoren. Dette er en CPU som opererer på et instruksjonssett som inneholder endimensjonale datamatriser kalt vektorer. I motsetning til en prosessor kjent som en skalarprosessor hvis instruksjoner opererer på enkeltdataelementer. I dag er de fleste CPU-er skalære.
Mikroprosessoren
Mikroprosessor
Mikroprosessoren er laget av millioner av transistorer. Dette er små elektroniske enheter som har en elektrisk ladning. De har en av og på-bryter (eller åpne og lukke port) som styrer strømmen gjennom en bestemt bane for å produsere et ønsket resultat.
Mikroprosessorer har tradisjonelt holdt CPU-en. Kretsløpet til begge enhetene blir flettet sammen og produserer en sømløs operasjon. Mikroprosessoren mottar elektriske signaler fra minne, eksterne og interne harddisker, fra nettverkskort, fra grafikk- og videoenheter og fra andre inngangsenheter som en mus eller tastatur.
Imidlertid havner ikke alle elektriske strømmer i CPU'en. Noen signaler går til spesialiserte brikker som har erstattet CPU. Brikkene ligger på sine egne mikroprosessorer og behandler sine egne resultater. Ikke desto mindre fungerer CPU som koordinator der alle behandlede signaler, selv fra forskjellige brikker, beregnes. Dette er de matematiske operasjonene (på prosessoren), eller sluttresultatene som vises, som nettverket eller video- eller lydoperasjoner. Så selv om det er andre ytelsesbrikker på mikroprosessorer, vil resultatet bli behandlet på CPU.
Mikroprosessoren er holdekretsen som kobles til hovedkortet. Hovedkortet inneholder alle de forskjellige mikroprosessorene, men de jobber unisont for å produsere det som kalles en datamaskin.
Arkitektur av CPU
Mikroprosessor på hovedkort
Selv med nye brikker på mikroprosessorer, er CPU fortsatt den sentrale prosessorenheten som styrer operasjonene på datamaskinen. Dette forklarer hvorfor CPU-produsenter bruker så mye tid på å modifisere og utvide prosessorkraften til disse brikkene.
Noen av nyvinningene som kommer inkluderer å legge til flere CPUer til mikroprosessoren. Intel og AMD har begge dual-core mikroprosessorer. Dette betyr at de har to CPUer på mikroprosessoren. De er uavhengige av hverandre, men tar instruksjonssettene fra programmer og behandler dem uavhengig, men unisont.
Avanserte mikroprosessorer har nå firekjerners og sekskjerners arkitekturer og mer. Tolv og til og med 48-kjerners CPU-mikroprosessorer er i designstadiet.
Brikker og mikroprosessorer
CPU er kanskje den viktigste prosessoren på datamaskinen, men mange oppgaver har blitt fjernet fra den og gitt til andre brikker.
Grafikkprosessorenheter (GPU) fjerner 2D- eller 3D-grafikkoperasjoner fra prosessoren. De brukes i personlige datamaskiner, innebygde systemer, mobiltelefoner, arbeidsstasjoner og spillkonsoller.
En nettverksprosessorenhet (NPU) er en integrert krets designet med et funksjonssett unikt målrettet mot nettverksdriftsdomenet. Internett-operasjoner og nettverksfunksjonssett er i driftsdomenet. De er vanligvis programvareprogrammerbare enheter og har mange generiske egenskaper som ligner på sentrale behandlingsenheter for generell bruk.
En lydprosessorenhet (APU) er en integrert krets designet for å behandle lyddata for å gi en klarere og mer robust lyd å generere. Den er lagret på en mikroprosessor på et lydkort.
Sammendrag
CPU er en mikroprosessor. Mikroprosessoren er en integrert krets som består av millioner av transistorer. Imidlertid er ikke alle mikroprosessorer CPUer. Det er NPU-er, GPU-er og APU-er som fjerner nettverks-, grafikk- eller lydbehandling fra CPU. Sluttresultatet er en raskere CPU-ytelse. CPU-en bremses ikke av operasjoner som kan utføres av eksterne mikroprosessorer; og siden alle jobber sammen, vises resultatene raskere, mer robust og med mindre avbrudd eller nedetid.