Процессор

Процессор

Процессор (ЦП; так же — центральный процессор, CPU, персональный компьютер) — электронный блок, манипулирующий данными, сохраняющий след своих команд и управляющим остальными подсистемами. В большинстве микрокомпьютеров ЦП размещается на одиночном микроэлектронном чипе.

Процессор функционирует с программой, хранимой в основной памяти. Программа представляет собой перечень инструкций, указывающих компьютеру, что делать. Команды поступают в УУ (управляющее устройство) в форме кода операции. Большая часть задач решается путем манипуляции данными: перемещения слов из одного места памяти в другое, сложения, вычитания, сравнения и изменения слов. АЛУ (арифметико-логическое устройство) выполняет следующие функции: сложение, вычитание, логические операции, сравнение и манипулирование битами.

История

Одним из самых известных процессоров для персональных компьютеров стал Intel 8086, выпущенный в 1978 году. Он был первым 16-битным процессором и стал основой для архитектуры x86. Intel продолжала развивать свои процессоры, выпуская все более мощные модели. AMD, основанная в 1969 году, также стала активным участником рынка процессоров для ПК. Она выпускала конкурентные модели x86, а в последние годы стала серьёзным конкурентом Intel, выпуская свои мощные процессоры Ryzen. В то время как Intel и AMD продолжали свой успех, многие другие компании, такие как Cyrix, VIA Technologies и Transmeta, пытались конкурировать с ними. Они разрабатывали собственные процессоры, но не смогли достичь такого же успеха, и в конечном итоге все ушли с рынка или перешли к другим видам бизнеса.

Первые сведения о процессорах появились в 1950-х годах, когда они работали на механической релейно-контактной схеме. Затем появились модели, функционирующие при помощи электронных ламп и транзисторов. В то время компьютерные устройства, на которых устанавливались эти процессоры, выглядели как сложное и громоздкое оборудование, с высокой стоимостью. Они играли ключевую роль в обработке данных. Затем наступил момент, когда процессоры начали разрабатываться на основе полупроводниковых схем. Это позволило значительно улучшить их функциональность. В результате их разработки на нескольких микросхемах продолжалась ещё несколько лет.

В конце 1960-х годов компания Busicom начала разрабатывать новый настольный калькулятор. Потребовалось 12 микросхем, они были куплены у компании Intel. В то время Intel решили соединить несколько микросхем в одну целую. Её преимущество заключалось в том, что при этом была возможность значительно сэкономить, потому что не нужно было производить сразу несколько микросхем. Благодаря расположению элементов процессора на одной микросхеме можно было создать устройство, которое подходило бы для использования на разных видах оборудования, применяемых для совершения вычислительных процессов.

Конвейерная архитектура

Конвейерная архитектура — метод распараллеливания выполнения инструкций, при котором каждая операция делится на несколько микроопераций и обрабатывается последовательно в разных стадиях. В результате процессор может выполнять несколько операций одновременно, увеличивая общую производительность.

Конвейерной архитектуры позволяет увеличить скорость выполнения инструкций на процессоре. Каждая операция разделяется на несколько микроопераций, которые выполняются параллельно, время выполнения инструкции сокращается. Это полезно при работе с большими объёмами данных или при выполнении сложных математических операций.

Конвейерная архитектура также имеет недостатки. Из-за разделения операций на микрооперации возникает проблема — «зависимостью данных». Если одна операция зависит от результатов предыдущей операции, то придется ждать результатов. Это приведёт к снижению производительности и увеличению задержек в работе процессора.

Мобильные процессоры

Процессор

Мобильный процессор является основным элементом, отвечающим за функционирование смартфонов и других гаджетов. Он включает в себя графический чип и модули беспроводной связи, которые позволяют использовать Bluetooth и Wi-Fi.

Одним из примеров такого процессора является Samsung, который выпускается специально для их собственных смартфонов. Этот чипсет относится к премиальному сегменту, поэтому он используется только в флагманских устройствах. Он обладает тремя кластерами, каждый из которых использует свою архитектуру.

Процессор — как главная составляющая ЭВМ

Существует большое количество разнообразных компьютерных систем, отличающихся по стоимости и по набору выполняемых ими функций. Особое значение имеет внедрение персональных компьютеров как составных частей информационных систем. При этом работа по сбору, хранению, обработки и распространению информации осуществляются удобными интерфейсами «человек — ЭВМ».

На данный момент Intel взаимодействует с Microsoft и работает над оптимизацией работы Core 6-го поколения в Windows 10. В соответствии с изменившимися условиями, обладатели девайсов на базе новых поколений процессоров Intel, AMD и Qualcomm из операционных систем Microsoft, будут обязаны взять в работу 10-ю версию Windows. Было принято решение пропустить долгий рабочий процесс по обеспечению совместимости более современных компонентов с ранними версиями Windows. При неприятном исходе — старые операционные системы будут прекращены поддерживаться обновлениями.

См.также

• Микропроцессор
• Тензорный процессор
• Аналоговый процессор
• Квантовый процессор
• Нейронный процессор
• Нейроморфный процессор
• Процессор машинного зрения

Литература

• Нагао М., Катояма Т., Уэмура С. Структуры и базы данных. — М: Мир, 1986. — 198 с.

• Пул Л. Работа на персональном компьютере. — Москва: Мир, 1986. — 382 с.
• Трейстер Р. Персональный компьютер фирмы ИБМ. — Москва: Мир, 1986. — 207 с.
• Дейтел Г Введение в операционные системы. — Москва: Мир, 1987. — Т. 2. — 398 с.
• Жигарев А Основы компьютерной грамоты. — Ленинград: Машиностроение, 1987. — 255 с.

Примечания

Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Знание.Вики» («znanierussia.ru») под названием «Процессор», находящаяся по адресам: «https://baza.znanierussia.ru/mediawiki/index.php/Процессор» «https://znanierussia.ru/articles/Процессор». Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Знание.Вики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?»