Сучасныя працэсары маюць форму невялікага прамавугольніка, які прадстаўлены ў выглядзе пласціны з крэмнію. Сама пласціна абаронена спецыяльным корпусам з пластмасы або керамікі. Пад абаронай знаходзяцца ўсе асноўныя схемы, дзякуючы ім і ажыццяўляецца паўнавартасная праца ЦП. Калі са знешнім выглядам усё лімітава проста, тое, што тычыцца самой схемы і таго, як уладкованы працэсар? Давайце разбярэм гэта падрабязней.
Як уладкованы працэсар кампутара
У склад ЦП ўваходзіць невялікая колькасць розных элементаў. Кожны з іх выконвае сваё дзеянне, адбываецца перадача дадзеных і кіравання. Звычайныя карыстальнікі прывыклі адрозніваць працэсары па іх тактавай частаце, колькасці кэш-памяці і ядрам. Але гэта далёка не ўсё, што забяспечвае надзейную і хуткую працу. Варта надаць асобнае ўвагу кожнаму кампаненту.
архітэктура
Унутраная канструкцыя ЦП часта адрозніваецца адзін ад аднаго, кожнаму сямейства ўласцівы свой набор уласцівасцяў і функцый - гэта і называецца яго архітэктурай. Прыклад канструкцыі працэсара вы можаце назіраць на малюнку ніжэй.
Але шмат хто пад архітэктурай працэсара прывыклі мець на ўвазе крыху іншае значэнне. Калі разглядаць яе з пункту гледжання праграмавання, то яна вызначаецца па яго магчымасці выконваць пэўны набор кодаў. Калі вы купляеце сучасны CPU, то хутчэй за ўсё ён ставіцца да архітэктуры x86.
Чытайце таксама: Вызначаем разраднасць працэсара
ядра
Асноўная частка CPU называецца ядром, у ім утрымліваюцца ўсе неабходныя блокі, а таксама адбываецца выкананне лагічных і арыфметычных задач. Калі вы паглядзіце на малюнак ніжэй, то зможаце разабраць як выглядае кожны функцыянальны блок ядра:
- Модуль выбаркі інструкцый. Тут ажыццяўляецца распазнаванне інструкцый па адрасе, які пазначаецца ў лічыльніку каманд. Лік адначасовага счытвання каманд напрамую залежыць ад колькасці ўсталяваных блокаў расшыфроўкі, што дапамагае нагрузіць кожны такт працы найбольшай колькасцю інструкцый.
- прадказальнік пераходаў адказвае за аптымальную працу блока выбаркі інструкцый. Ён вызначае паслядоўнасць выкананых каманд, нагружаючы канвеер ядра.
- Модуль дэкадавання. Дадзеная частка ядра адказвае за вызначэння некаторых працэсаў для выканання задач. Сама задача дэкадавання вельмі складаная з-за непастаяннага памеру інструкцыі. У самых новых працэсарах такіх блокаў сустракаецца некалькі ў адным ядры.
- Модулі выбаркі дадзеных. Яны бяруць інфармацыю з аператыўнай або кэш-памяці. Ажыццяўляюць яны менавіта выбарку даных, якая неабходная на гэты момант для выканання інструкцыі.
- Кіраўнік блок. Сама назва кажа ўжо пра важнасць дадзенага кампанента. У ядры ён з'яўляецца найгалоўным элементам, паколькі вырабляе размеркаванне энергіі паміж усімі блокамі, дапамагаючы выконваць кожнае дзеянне своечасова.
- Модуль захавання вынікаў. Прызначаны для запісу пасля заканчэння апрацоўкі інструкцыі ў RAM. Адрас захавання паказваецца ў якая выконваецца задачы.
- Элемент працы з перапыненнямі. ЦП здольны выконваць адразу некалькі задач дзякуючы функцыі перапынення, гэта дазваляе яму спыняць ход работы адной праграмы, перамыкаючыся на іншую інструкцыю.
- Рэгістры. Тут захоўваюцца часовыя вынікі інструкцый, дадзены кампанент можна назваць невялікі хуткай аператыўнай памяццю. Часта яе аб'ём не перавышае некалькі сотняў байт.
- Лічыльнік каманд. Ён захоўвае ў сабе адрас каманды, якая будзе задзейнічана на наступным такце працэсара.
сістэмная шына
Па сістэмнай шыне CPU злучаюцца прылады якія ўваходзяць у склад ПК. Да яе наўпрост падлучаны толькі ён, астатнія элементы падлучаюцца праз разнастайныя кантралёры. У самой шыне прысутнічае мноства сігнальных ліній, праз якія адбываецца перадача інфармацыі. Кожная лінія мае свой уласны пратакол, які забяспечвае сувязь па кантролерам з астатнімі падлучанымі кампанентамі кампутара. Шына мае сваю частату, адпаведна, чым яна вышэй, тым хутчэй здзяйсняецца абмен інфармацыяй паміж злучнымі элементамі сістэмы.
Кэш-памяць
Хуткадзейнасць ЦП залежыць ад яго магчымасці максімальна хутка выбіраць каманды і дадзеныя з памяці. За кошт кэш-памяці скарачаецца час выканання аперацый дзякуючы таму, што яна мае ролю часовага буфера, які забяспечвае імгненную перадачу дадзеных CPU да АЗП або наадварот.
Асноўнай характарыстыкай кэш-памяці з'яўляецца яе адрозненне па узроўням. Калі ён высокі, значыць памяць больш павольная і аб'ёмная. Самай хуткасны і маленькай лічыцца памяць першага ўзроўню. Прынцып функцыянавання дадзенага элемента вельмі просты - CPU счытвае з АЗП дадзеныя і заносіць іх у кэш любога ўзроўню, выдаляючы пры гэтым тую інфармацыю, да якой звярталіся даўно. Калі працэсару патрэбна будзе гэтая інфармацыя яшчэ раз, то ён атрымае яе хутчэй дзякуючы часоваму буфера.
Сокет (раз'ём)
Дзякуючы таму, што працэсар мае ўласны раз'ём (гнездавой або шчылінны), вы можаце лёгка замяніць яго пры паломкі або мадэрнізаваць кампутар. Без наяўнасці сокета ЦП проста б впаивался ў матчыну плату, ускладняючы наступны рамонт або замену. Варта звярнуць увагу - кожны раз'ём прызначаны выключна для ўстаноўкі пэўных працэсараў.
Часта карыстальнікі па няўважлівасці купляюць несумяшчальныя працэсар і матчыну плату, з-за чаго з'яўляюцца дадатковыя праблемы.
Чытайце таксама:
Выбіраем працэсар для кампутара
Выбіраем матчыну плату для кампутара
Видеоядро
Дзякуючы ўкараненню ў працэсар видеоядра ён выконвае ролю відэакарты. Вядома, па магутнасці ён з ёй не параўнаецца, але калі вы купляеце CPU для нескладаных задач, то цалкам можна абыйсціся і без графічнай карткі. Лепш за ўсё убудаванае видеоядро паказвае сябе ў недарагіх наўтбуках і танных настольных кампутарах.
У гэтым артыкуле мы падрабязна разабралі з чаго складаецца працэсар, распавялі пра ролю кожнага элемента, яго важнасці і залежнасці ад іншых элементаў. Спадзяемся, што гэтая інфармацыя была карысная, і вы даведаліся новае і цікавае для сябе са свету CPU.
