Процесори ЕОМ - інформатика для економістів - навчальні матеріали для студентів

Процесор ЕОМ правильніше називати центральним процесором, так як в комп'ютері може бути кілька спеціалізованих процесорів, які керують роботою окремих пристроїв. Центральний процесор є головним пристроєм, який керує всім процесом обробки інформації в комп'ютері.

Він являє собою надвеликих інтегральних схем - кремнієвий кристал, вирощений за спеціальною технологією і містить величезну кількість певним чином пов'язаних між собою елементів.

Важливою характеристикою процесора є його продуктивність. Продуктивність визначається швидкістю виконання команд програми і в значній мірі його тактовою частотою (кількістю циклів роботи пристрою в одиницю часу). Чим вище тактова частота роботи пристрою, тим зазвичай вище продуктивність процесора.

Тактова частота сучасних процесорів вимірюється в ГГц (гігагерцах - 109 тактів в секунду). У 1965 р один із засновників компанії Intel Гордон Мур сформулював так званий закон Мура, згідно з яким продуктивність процесора збільшується не менш ніж в два рази кожні півтора року. Незважаючи на те що немає точного підтвердження цієї залежності, закон відомий і приймається більшістю людей, що мають відношення до комп'ютерної техніки, так як наочно ілюструє небувалі темпи зростання цієї галузі індустрії.

У той же час па продуктивність впливають багато інших чинників. Продуктивність процесорів прямо залежить від розміру кристала, який в свою чергу визначається щільністю розташування елементів на ньому. Чим менше шляху проходження електронів, тим швидше працює процесор. При зменшенні розмірів процесори споживають менше енергії, швидше працюють і стають дешевшими.

Одним з основних шляхів зменшення розмірів кристалів і, відповідно, збільшення щільності розташування елементів є зниження норм товщини провідників. В даний час більшість виробників виготовляють процесори але 45- і навіть 32-нанометровій технології. Планується перехід на виробництво 22-нанометрових елементів, що може істотно збільшити продуктивність сучасних ПК.

Для збільшення продуктивності в сучасних процесорах реалізується конвеєрні або паралельне виконання декількох команд. Кожна команда ділиться на окремі мікрооперації, після виконання першої микрооперации однієї команди процесор приступає до виконання початку наступної команди і т.д. Таким чином, може одночасно оброблятися кілька команд програми. У деяких ЕОМ в процесорі є кілька конвеєрів, тоді його називають суперскалярні.

Ще одна характеристика процесора - розрядність - це число двійкових розрядів, що обробляються одночасно при виконанні однієї команди. Більшість сучасних процесорів є 32- і 64-розрядних.

До характеристик процесора відносяться наявність і параметри кеш-пам'яті - масиву надшвидкої оперативної пам'яті, що є проміжною між оперативним запам'ятовуючим пристроєм і процесором. Кеш-пам'ять дозволяє збільшити продуктивність процесора, так як в неї поміщаються з повільнішою оперативної пам'яті блоки даних, які обробляються процесором в поточний момент. Кеш-пам'ять поділяється на кілька рівнів (див. П. 4.3.3).

Важливою є також архітектура мікропроцесора, яка визначає, які дані він може обробляти, які машинні інструкції входять в набір виконуваних ним команд. За архітектурою процесори отлічаютсясістемой команд - повним переліком команд, які здатна виконувати дана ЕОМ. Часто розрізняють CISC-процесори (Common Instruction Set Computer) - процесори з повним набором команд і RISC-процесори (Reduced Instruction Set Computer) - процесори зі скороченим набором команд.

З введенням суперскалярной архітектури та підвищенням тактової частоти комп'ютери з RISC-архітектурою стали досягати більшої продуктивності, ніж CISC-процесори. Крім того, за рахунок зменшення числа елементів в кристалі процесора може бути знижено його енергоспоживання. Велика частина сучасних процесорів заснована на суперскалярной RISC-архітектурі.

Існує безліч видів процесорів. Найбільш поширеними є так звані Intel-сумісного Стиму процесори, які використовуються в IBM-сумісних ПК. Найбільш продуктивними з них на поточний момент є процесори лінійки Intel Core i7 і процесори сімейства AMD Phenom II.

Якщо Ви помітили помилку в тексті виділіть слово і натисніть Shift + Enter

Схожі статті