Назначение, основные технические характеристики центрального процессора, архитектура процессора, многоядерные технологии. Основные параметры процессоров.
Центральный микропроцессор (ЦМП) или СРU (Central Processor Unit - Центральное Процессорное Устройство) - является одним из основных компонентов компьютера.
Основными параметрами процессоров являются:
рабочее напряжение (5В);
разрядность - указывает, сколько бит информации может обработать процессор за один такт;
рабочая тактовая частота - количество тактов (импульсов) в секунду. На данный момент частота современных процессоров превышает 3500 МГц или 3,5 ГГц;
коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты;
размер кэш-памяти.
В компьютере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессорный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в единицу времени, тем выше его производительность.
Устройство процессора
Процессор формируют две основные части:
Шинный интерфейс
Операционное устройство
Шинный интерфейс состоит из трех шин:
шина данных – по этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно;
адресная шина – передает адреса ячеек в оперативной памяти, в которых находятся данные;
командная шина – по этой шине процессор получает команды для операций над данными, которые хранятся в его регистрах.
Операционная часть процессора состоит из следующих частей (электронных блоков):
Устройство управления формирует и подает во все блоки ПК в нужные моменты времени определенные сигналы управления. Импульсы для управления в устройство поступают от генератора тактовых импульсов.
Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией.
Сопроцессор - предназначен для работы с дробными числами
Микропроцессорная память - кэш-память - сверхоперативное запоминающее устройство, которое является буфером между оперативной памятью и микропроцессором. Наличие кэш-памяти повышает быстродействие процессора почти на 20 %. Увеличение объёма кэша повышает эффективность работы компьютерной системы.
В современных компьютерах кэш обычно строится по двухуровневой схеме – кеш первого уровня - L 1, кеш второго уровня - L 2. Кэш первого уровня встроен непосредственно внутрь процессора, а второго обычно устанавливается на системной плате из отдельных микросхем, которые устанавливают рядом с процессором. Данные в кэш первого уровня (L 1) поступают из кэша второго уровня (L 2) по процессорной шине. На сегодняшний день, кэш-память второго уровня достигла объёма 12 Мбайт.
Схематичное устройство процессора представлено на рисунке 6.
Рис. 6 Общее устройство процессора