Gotovo svi znaju da je glavna stvar u računaluelement među svim "željeznim" komponentama je središnji procesor. No, krug ljudi koji zamišljaju kako radi procesor vrlo je ograničen. Većina korisnika o tome nema pojma. Pa čak i kad sustav iznenada počne "usporavati", mnogi vjeruju da ovaj procesor ne radi dobro i ne pridaju važnost drugim čimbenicima. Da bismo u potpunosti razumjeli situaciju, pogledajmo neke aspekte CPU-a.
Što je središnja procesna jedinica?
Središnja procesorska jedinica (CPU ili na engleskom jezikuCPU varijanta) srce je svakog računalnog sustava. Odgovoran je za sve računske operacije, i ne samo za aritmetičke ili izračune s pomičnim zarezom (promjena mantise), već i za logičke.
Sam procesor je mala četvrtasta ploča (čip) s milijunima tranzistora unutra. Ponekad se ovaj uređaj naziva i integriranim krugom.
Od čega je napravljen procesor?
Govoreći o tome kako radi Intel procesorili konkurenta AMD-a, morate vidjeti kako su raspoređeni ti čipovi. Prvi mikroprocesor (usput rečeno, bio je od Intela, model 4040) pojavio se davne 1971. godine. Mogao je izvoditi samo najjednostavnije operacije zbrajanja i oduzimanja s obradom samo 4 bita informacija, odnosno imao je 4-bitnu arhitekturu.
Suvremeni procesori, poput prvorođenih, temelje sena tranzistorima i imaju mnogo veću brzinu. Izrađene su metodom fotolitografije od određenog broja pojedinačnih silicijskih pločica koje čine jedan kristal, u koji su, takoreći, utisnuti tranzistori. Krug se stvara na posebnom akceleratoru overklokiranim bornim ionima. U unutarnjoj strukturi procesora glavne komponente su jezgre, sabirnice i funkcionalne čestice koje se nazivaju revizije.
Glavne značajke
Kao i svaki drugi uređaj, procesor karakteriziraju određeni parametri, koji se, odgovarajući na pitanje kako procesor radi, ne mogu zanemariti. Prije svega, to su:
- Broj jezgri;
- broj niti;
- veličina predmemorije (interna memorija);
- frekvencija sata;
- brzina gume.
Za sada se zaustavimo na frekvenciji takta.Nije uzalud procesor nazvan srcem računala. Poput srca, djeluje u pulsirajućem načinu s određenim brojem otkucaja u sekundi. Taktna frekvencija mjeri se u MHz ili GHz. Što je veći, uređaj može izvršiti više operacija.
Na kojoj frekvenciji radi procesor, možete saznatiiz njegovih deklariranih karakteristika ili pregledati informacije u informacijama o sustavu. No, u procesu obrade naredbi, frekvencija se može mijenjati, a tijekom overclockinga (overlockinga) može se povećati do krajnjih granica. Stoga je deklarirana brzina takta samo prosječni pokazatelj.
Broj jezgri pokazatelj je koji određuje brojračunalna središta procesora (ne treba ih zamijeniti s nitima - broj jezgri i niti ne mora se podudarati). Ova distribucija omogućuje preusmjeravanje operacija na druge jezgre, čime se povećavaju ukupne performanse.
Kako procesor radi: obrada naredbi
Sada malo o strukturi izvršnih naredbi. Ako pogledate kako procesor radi, morate jasno razumjeti da bilo koja naredba ima dvije komponente - operativnu i operandnu.
Operativni dio označava da bi trebaoizvršen u određenom trenutku od strane računalnog sustava, operand određuje na čemu točno procesor treba raditi. Uz to, procesorska jezgra može sadržavati dva računalna centra (spremnici, niti) koji izvršavanje naredbe dijele u nekoliko faza:
- proizvodnja;
- dešifriranje;
- izvršenje naredbe;
- pristup memoriji samog procesora
- spremanje rezultata.
Danas se koristi zasebno predmemoriranje u obliku korištenja dvije razine predmemorije, što vam omogućuje izbjegavanje presretanja s dvije ili više uputa za pristup jednom od memorijskih blokova.
Po vrsti obrade naredbi, procesori se dijele na linearne (izvršavanje uputa po redoslijedu njihovog pisanja), cikličke i razgranate (izvršavanje uputa nakon obrade uvjeta grananja).
Izvedene operacije
Među glavnim funkcijama dodijeljenim procesoru, u smislu izvršenih naredbi ili uputa, razlikuju se tri glavna zadatka:
- matematičke operacije temeljene na aritmetičko-logičkom uređaju;
- premještanje podataka (informacija) iz jedne vrste memorije u drugu;
- donošenje odluke o izvršenju naredbe, a na njezinoj osnovi - odabir prelaska na izvršavanje ostalih skupova naredbi.
Interakcija s memorijom (ROM i RAM)
U ovom procesu treba napomenuti dakomponente poput sabirnice i kanala za čitanje i pisanje koji su povezani s uređajima za pohranu. ROM sadrži konstantan skup bajtova. Prvo adresna sabirnica zahtijeva određeni bajt od ROM-a, a zatim ga prenosi na podatkovnu sabirnicu, nakon čega kanal za čitanje mijenja svoje stanje i ROM daje traženi bajt.
Ali procesori ne mogu samo čitati podatke sRAM-a, ali ih i zapišite. U tom se slučaju koristi kanal za snimanje. Ali, ako ga pogledate, moderna računala, čisto teoretski, u cjelini bi uopće mogla bez RAM-a, jer moderni mikrokontroleri mogu smjestiti potrebne bajtove podataka izravno u memoriju samog procesorskog čipa. Ali ne možete bez ROM-a.
Između ostalog, sustav se pokreće iz načina testiranja hardvera (naredbe BIOS-a), a tek se tada kontrola prenosi na učitani operativni sustav.
Kako provjeriti radi li procesor?
Sada ćemo pogledati neke aspekte provjere stanja procesora. Morate jasno shvatiti da ako procesor ne radi, računalo se uopće neće moći početi učitavati.
Druga je stvar kada trebate pogledatipokazatelj iskorištenosti mogućnosti procesora u određenom trenutku. To se može učiniti iz standardnog "Upravitelja zadataka" (nasuprot bilo kojem postupku naznačeno je koliki postotak opterećenja procesora daje). Da biste vizualno definirali ovaj parametar, možete koristiti karticu izvedbe, gdje se promjene prate u stvarnom vremenu. Prošireni parametri mogu se pregledati pomoću posebnih programa poput CPU-Z.
Uz to, više procesorskih jezgri može se omogućiti pomoću konfiguracije sustava (msconfig) i naprednih opcija pokretanja.
Mogući problemi
Na kraju, nekoliko riječi o problemima.Mnogi se korisnici često pitaju zašto procesor radi, ali se monitor ne uključuje? Ova situacija nema nikakve veze sa središnjim procesorom. Činjenica je da se prilikom uključivanja bilo kojeg računala prvo testira grafički adapter, a tek onda sve ostalo. Možda problem leži upravo u procesoru grafičkog čipa (svi moderni video akceleratori imaju svoje grafičke procesore).
Ali na primjeru funkcioniranja ljudskogtijelo mora shvatiti da u slučaju srčanog zastoja cijelo tijelo umire. Tako je i s računalima. Procesor ne radi - cijeli računalni sustav "umire".
