Istoria procesorului de microprocesor, structura microprocesor - hardware moderne

Istoria microprocesorului

Înapoi la poveste. Sa întâmplat ca tranzistori individuale și circuite integrate au fost la preturi de pe piata un nou dispozitiv - un microprocesor. Acesta a fost începutul unei noi ere de calculator, care a durat timp de aproape patru decenii. Numărătoarea inversă nouă cronologie a erei computerului a condus din anul 1971, cand o echipa condusa de un inventator talentat, primul microprocesor Dr. Tedom Hoffom Intel a fost fondat 4004. Numele Astăzi Hoff se numără printre numele celor mai mari inventatori din toate timpurile, dar este doctorul greu înțelept știa în timp ce mult va el a creat un „calculator pe un singur cip.“ Inițial destinat pentru procesorul 4004. calculatoare a fost făcută la cererea uneia dintre firmei japoneze. Din fericire pentru noi toți, această companie a dat faliment, și nu de așteptare pentru promisiunea unui microprocesor - și, ca rezultat al dezvoltării a devenit proprietatea nu se aștepta o astfel de fericire Intel. Din acel moment, era computerelor personale, „cea mai buna ora“, din care a venit la începutul anilor '80. A fost apoi că 1VM firma a fost lansat deja devenit legendare calculator 1VM PC-ul bazat pe noul microprocesor de aceeași firmă Intel.

Structura microprocesorului

nzhdm calculator interfață procesor

Orice procesor - un cristal de siliciu cultivate pe o tehnologie specială (nu în zadar în jargonul procesorului este numit „piatră“). Cu toate acestea, piatra cuprinde o multitudine de elemente individuale - tranzistoare conectate contacte cu punți metalice. Că ei înzestrează calculator capacitatea de a „gândi“. Pentru a fi mai precis, pentru a calcula, pentru a produce anumite operații matematice cu numere, care sunt transformate în orice alte informații furnizate la calculator.

Desigur, un tranzistor este nici un calcul special, nu poate produce. Singurul lucru care este capabil de comutator electronic - un semnal de dor sau să-l rețină, în funcție de sursa de la el, „poarta“ de tensiune. Având unitate logică furnizează un semnal (w); absența ei - este zero logic (nici unul).

Cu toate acestea, procesorul - nu este doar adunarea de tranzistori, și un întreg sistem al unui număr de dispozitive importante. În microprocesor include următoarele dispozitive.

unitate logică aritmetică este proiectat pentru a efectua toate operații aritmetice și logice pe date numerice și de caractere.

Unitatea de control coordonează interacțiunea diverselor părți ale calculatorului. Acesta îndeplinește următoarele funcții:

· Generează și livrează la toate blocurile mașinii se află în momentele de timp dorite anumite semnale de control (impulsuri de control), datorită specificului diferitelor operații;

· Primirea de secvența puls generator de impuls de ceas invers.

Memoria microprocesor este destinat pentru stocarea pe termen scurt, înregistrarea și informațiilor utilizate ieșirii în calcule direct în următoarele cicluri ale mașinii. Memoria se bazeaza pe microprocesor si registre utilizate pentru a oferi de mare viteză a computerului, deoarece memoria principală nu este întotdeauna prevede înregistrarea vitezei, căutarea și citirea informațiilor necesare pentru funcționarea eficientă a microprocesorului de mare viteză. De asemenea, este important de remarcat faptul că datele prinse în unele registre nu sunt considerate ca probe, ci ca o echipă, gestionarea de prelucrare a datelor în alte registre.

Memoria Cache. Memoria tampon - un fel de stocare a datelor. În procesoarele moderne folosesc două tipuri de memorie cache: primul nivel - un mic (mai multe zeci de kilobytes) de memorie foarte rapid, iar al doilea nivel - pic mai lent, dar mai mult - de la 128 kilobytes la 2 MB.

Comenzile de autobuz. Pe ea se transmit semnale de control destinate dispozitivelor de memorie și de intrare-ieșire. Aceste semnale indică direcția de transmitere a datelor (sau un procesor al acestuia).

Bus de date - autostrada de informații, prin care procesorul poate comunica cu alte dispozitive din computer.

Este greu de crezut că toate aceste dispozitive sunt alocate pe on-chip de nu mai mult de 4--6 centimetri pătrați! Numai la microscop, putem vedea mici elemente care alcătuiesc microprocesorul, interconectarea de metal „piese“ (pentru fabricarea aluminiului este utilizat în prezent, dar vine deja de cupru).

Caracteristicile principale ale microprocesorului astfel de indicatori includ atât rata de ceas, procesor de biți, dimensiunea memoriei cache, tipul de bază, factor de formă, etc. Luați în considerare cele de mai sus mai detaliat.

Frecvența de ceas. Cel mai important factor care determină viteza procesorului. Frecvența ceasului, măsurată în megahertzi (MHz) și gigahertz (GHz) reprezintă numai cantitatea de cicluri pe care procesorul efectuează de lucru pe unitatea de timp (a doua). Cererea de vârf reprezintă acum pentru procesoare cu o frecvență de 3 până la 4 GHz. Apropo, în conformitate cu așa-numita „Legea lui Moore“, numit în onoarea unuia dintre inventatorii microprocesorul și actualul șef al Intel Corporation, în fiecare an și o rată de jumătate cip este crescut de cel puțin două ori.

bit procesor. Dacă viteza de ceas a procesorului poate fi asemănat cu fluxul de apă în râu, atunci lungimea cuvânt a procesorului - lățimea canalului său. Se înțelege că procesorul cu de două ori adâncimea de biți poate „înghiți“ date de două ori la fel de mult pe unitatea de timp - în cazul în care, desigur, în cazul în care vă permite să faceți software-ul optimizat în mod specific. Astăzi, marea majoritate a „acasă“ procesor - 32 de biți (32 de biți). Și acest lucru, din păcate, anacronism evident: majoritatea membrilor calculatorului dispozitive, inclusiv un pneu, au o adâncime de biți de 64 biți și 128 [6, p.42]!

Dimensiunea memoriei cache. Acest built-in memorie (a nu se confunda cu RAM - care vine sub forma de module individuale) procesor pune toate datele utilizate frecvent, astfel încât să nu „mers pe jos“ de fiecare dată „șapte mile jeleu Slurp“ - la RAM mai lent și hard disk. Cache în procesorul este disponibil în două tipuri. Cel mai rapid - cache-ul de la primul nivel (16--32 KB pentru procesoare Intel și de până la 128 KB - ultimele modele AMD).

Există un pic mai puțin rapidă, dar mai vrac memorie cache de nivel al doilea - și că volumul său de diferite procesoare diferite modificări. Astfel, în familia Intel este "bogat" cache - un ExtremeEdition puternic (2 MB). La noi modele Pentium 4 Prescott I U Athlon 64 doua dimensiune cache de nivel este de 1 MB [6, p.42].

tip core. Trecerea la noua tehnologie, de obicei, presupune o schimbare a procesorului „de bază“ - și de multe ori se dovedește că pe același tejghea coexista pașnic procesoare de la același producător, același de frecvențe act care aparțin aceleiași generații, dar cu diferite nuclee. De exemplu, printre Pentium 4 au un model mai vechi, fabricate pe tehnologie 0,13 microni (Northwood) și o nouă versiune de Prescott (microni 0,09). În prezent, cele mai multe procesoare realizate pe tehnologia 0,09 microni, - ceea ce înseamnă că dimensiunea celor mai mici elemente ale acestora este de 500 de ori mai mică decât grosimea unui fir de păr uman!

Factor de formă. Adesea schimbarea în arhitectura de tip și procesor core implică modificări ale aspectului său - .. Factorul formă, adică tipul de locuință, care este ambalat în procesor. De exemplu, noul Pentium 4 Prescott emise în format LGA775 (SocketT), iar vechile modele sunt dop Socket 478. Acest lucru înseamnă că modificarea vechiului Pentium 4, nu va fi capabil de a instala un nou consiliu de sistem - și vice-versa.

Magistrala de sistem este direct legată cu frecvența și procesor printr-un așa-numitul „factor de multiplicare“. frecvența procesorului - aceasta este frecvența magistrala de sistem, procesor multiplicat la o anumită valoare inerentă în ea. De exemplu, frecvența procesorului de 2,4 GHz - frecvența bus de 200 MHz este înmulțită cu un factor de 12.