Најважнији део вашег рачунара, ако бисте морали да изаберете само један, била би централна процесорска јединица (ЦПУ). То је примарно чвориште (или „мозак“) и обрађује упутства која долазе из програма, оперативног система или других компоненти вашег рачунара.
Преглед садржаја
1 и 0
Захваљујући моћнијим процесорима, скочили смо са једва могућности да прикажемо слику на екрану рачунара на Нетфлик, видео ћаскање, стримовање и све реалистичније видео игре.
ЦПУ је чудо инжењерства, али се у својој сржи и даље ослања на основни концепт интерпретације бинарних сигнала (1 и 0). Сада је разлика у томе што, уместо да читају бушене картице или обрађују упутства са сетовима вакуумских цеви, модерни процесори користе сићушне транзисторе за прављење ТикТок видео записа или попуњавање бројева у табели.
Основе ЦПУ-а
Производња процесора је компликована. Важна ствар је да сваки ЦПУ има силицијум (било један комад или неколико) који садржи милијарде микроскопских транзистора.
Као што смо раније навели, ови транзистори користе низ електричних сигнала (тренутни „укључени“ и тренутни „искључени“) да представљају машински бинарни код, састављен од 1 и 0. Пошто постоји толико много ових транзистора, процесори могу да обављају све сложеније задатке при већим брзинама него раније.
Број транзистора не значи нужно да ће ЦПУ бити бржи. Међутим, то је и даље основни разлог зашто телефон који носите у џепу има далеко више рачунарске снаге него, можда, цела планета када је прво смо отишли на месец.
Пре него што кренемо даље на концептуалној лествици ЦПУ-а, хајде да причамо о томе како ЦПУ извршава инструкције засноване на машинском коду, названом „скуп инструкција“. ЦПУ различитих компанија могу имати различите скупове инструкција, али не увек.
Већина Виндовс рачунара и тренутних Мац процесора, на пример, користе к86-64 сет инструкција, без обзира да ли су Интел или АМД ЦПУ. Међутим, Мац рачунари који ће дебитовати крајем 2020. ће имати процесоре засноване на АРМ-у, који користе другачији скуп инструкција. Такође постоји мали број Виндовс 10 рачунара који користе АРМ процесоре.
Језгра, кеш меморије и графика
Сада, погледајмо сам силицијум. Горњи дијаграм је из Интелове беле књиге објављене 2014. о ЦПУ архитектури компаније за Цоре и7-4770С. Ово је само пример како један процесор изгледа — други процесори имају различите распореде.
Видимо да је ово четворојезгарни процесор. Било је времена када је ЦПУ имао само једно језгро. Сада када имамо више језгара, они обрађују упутства много брже. Језгра такође могу имати нешто што се зове хипер-нитно или истовремено мулти-тхреадинг (СМТ), због чега једно језгро изгледа као два за рачунар. Ово, као што можете замислити, помаже да се још више убрза време обраде.
Језгра на овом дијаграму деле нешто што се зове Л3 кеш меморија. Ово је облик уграђене меморије унутар ЦПУ-а. ЦПУ такође имају Л1 и Л2 кеш меморије садржане у сваком језгру, као и регистре, који су облик меморије ниског нивоа. Ако желите да разумете разлике између регистара, кеша и системске РАМ меморије, погледајте овај одговор на СтацкЕкцханге-у.
ЦПУ приказан изнад такође садржи системски агент, контролер меморије и друге делове силицијума који управљају информацијама које улазе и излазе из ЦПУ-а.
Коначно, ту је уграђена графика процесора, која генерише све оне дивне визуелне елементе које видите на екрану. Немају сви ЦПУ-ови сопствене графичке могућности. АМД Зен десктоп процесори, на пример, захтевају дискретну графичку картицу да би приказали било шта на екрану. Неки Интел Цоре десктоп процесори такође не укључују уграђену графику.
ЦПУ на матичној плочи
Сада када смо погледали шта се дешава испод хаубе ЦПУ-а, хајде да погледамо како се интегрише са остатком вашег рачунара. ЦПУ се налази у такозваној утичници на матичној плочи вашег рачунара.
Када се постави у утичницу, други делови рачунара могу да се повежу са ЦПУ-ом преко нечега што се зове „сабирнице“. РАМ се, на пример, повезује са ЦПУ-ом преко сопствене магистрале, док многе компоненте рачунара користе специфичан тип магистрале, назван „ПЦИе“.
Сваки ЦПУ има скуп „ПЦИе трака“ које може да користи. АМД-ови Зен 2 ЦПУ-и, на пример, имају 24 траке које се повезују директно на ЦПУ. Ове траке затим деле произвођачи матичних плоча уз упутства АМД-а.
На пример, 16 трака се обично користи за к16 слот за графичку картицу. Затим, постоје четири траке за складиштење, као што је један брзи уређај за складиштење, као што је М.2 ССД. Алтернативно, ове четири траке се такође могу поделити. Две траке се могу користити за М.2 ССД, а две за спорији САТА диск, као што је чврсти диск или 2,5-инчни ССД.
То је 20 трака, док су остале четири резервисане за чипсет, који је комуникациони центар и контролер саобраћаја за матичну плочу. Чипсет тада има сопствени скуп магистралних веза, омогућавајући још више компоненти да се додају на рачунар. Као што можете очекивати, компоненте са бољим перформансама имају директнију везу са ЦПУ-ом.
Као што видите, ЦПУ обавља већину обраде инструкција, а понекад чак и графика (ако је направљена за то). Међутим, ЦПУ није једини начин за обраду инструкција. Друге компоненте, као што је графичка картица, имају сопствене могућности обраде. ГПУ такође користи сопствене могућности обраде за рад са ЦПУ-ом и покретање игара или обављање других графички интензивних задатака.
Велика разлика је што су компонентни процесори направљени са специфичним задацима на уму. ЦПУ је, међутим, уређај опште намене способан да обави било који рачунарски задатак који се од њега тражи. Зато ЦПУ доминира у вашем рачунару, а остатак система се ослања на њега да функционише.