- ไมโครโปรเซสเซอร์คืออะไร?
- ประวัติไมโครโปรเซสเซอร์
- คุณสมบัติของไมโครโปรเซสเซอร์
- ไมโครโปรเซสเซอร์มีไว้เพื่ออะไร?
- ฟังก์ชันไมโครโปรเซสเซอร์
เราอธิบายว่าไมโครโปรเซสเซอร์คืออะไร ประวัติและลักษณะของวงจรรวมนี้ นอกจากนี้ยังมีไว้เพื่ออะไรและหน้าที่ของมัน
ไมโครโปรเซสเซอร์คืออะไร?
มันถูกเรียกว่าไมโครโปรเซสเซอร์หรือเพียงแค่โปรเซสเซอร์ไปยังวงจรรวมกลางของa ระบบคอมพิวเตอร์โดยที่การดำเนินการทางตรรกะและเลขคณิต (การคำนวณ) ถูกดำเนินการเพื่อให้โปรแกรมดำเนินการได้ จาก ระบบปฏิบัติการ จนกระทั่ง ซอฟต์แวร์แอพ.
ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถทำงานกับหนึ่งตัวหรือมากกว่า ซีพียู (หน่วยประมวลผลกลาง) แต่ละหน่วยประกอบด้วยรีจิสเตอร์ หน่วยควบคุม หน่วยคำนวณ-ลอจิคัล และหน่วยคำนวณจุดลอยตัว (หรือตัวประมวลผลร่วมทางคณิตศาสตร์)
ในทำนองเดียวกัน โดยทั่วไปมีการเชื่อมต่อโดยใช้ซ็อกเก็ตกับมาเธอร์บอร์ดหรือมาเธอร์บอร์ด ร่วมกับระบบระบายความร้อนที่ประกอบขึ้นจากวัสดุระบายความร้อนบางชนิดและ พัดลมคูลเลอร์ (พัดลมภายใน).
ในขณะที่ไมโครโปรเซสเซอร์เดียวกันสามารถมีแกนหลักทางกายภาพหรือเชิงตรรกะได้ตั้งแต่หนึ่งแกนขึ้นไป ซึ่งในการคำนวณทั้งหมดจะดำเนินการ ระบบคอมพิวเตอร์เดียวกันสามารถมีได้หลายแกน โปรเซสเซอร์ ทำงานควบคู่กันไป
ประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์เหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะวัด แต่ความถี่สัญญาณนาฬิกา (วัดเป็นเฮิรตซ์) มักใช้เพื่อแยกความแตกต่างระหว่างกำลังของตัวหนึ่งกับตัวอื่น
ประวัติไมโครโปรเซสเซอร์
ไมโครโปรเซสเซอร์เกิดขึ้นจากวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของสองสาขาเฉพาะ: the การคำนวณ และสารกึ่งตัวนำ ทั้งสองมีจุดเริ่มต้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ในบริบทของ สงครามโลกครั้งที่สองด้วยการประดิษฐ์ของ ทรานซิสเตอร์โดยเปลี่ยนหลอดสุญญากาศ
ตั้งแต่นั้นมา ซิลิคอนก็ถูกใช้เพื่อสร้างวงจรอิเล็กทรอนิกส์อย่างง่าย ต่อมา (ต้นทศวรรษ 1960) นำไปสู่การสร้างวงจรดิจิทัลชุดแรก: Transistor-Resistor Logic (RTL), Transistor Diode Logic (DTL) , Transistor-Transistor Logic ( TTL) และลอจิกเสริมอิมิตเตอร์ (ECL)
ขั้นตอนต่อไปสู่ไมโครโปรเซสเซอร์คือการประดิษฐ์วงจรรวม (SSI และ MSI) ดังนั้นจึงเป็นจุดเริ่มต้นของการรวมกลุ่มและการย่อขนาดส่วนประกอบ เครื่องคิดเลขเครื่องแรกที่ใช้สิ่งนี้ เทคโนโลยี อย่างไรก็ตาม พวกเขาต้องการวงจรรวมระหว่าง 75 ถึง 100 วงจร ซึ่งไม่สามารถทำได้ ดังนั้น ขั้นตอนต่อไปในการลดขนาดสถาปัตยกรรมการคำนวณคือการพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรก
โปรเซสเซอร์ตัวแรกคือ Intel 4004 ที่ผลิตในปี 1971 ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ 2300 ตัวและมีเพียง 4 บิต ความจุสามารถดำเนินการลอจิกได้ 60,000 ต่อวินาทีที่ความถี่สัญญาณนาฬิกา 700 Hz จากนั้นเป็นต้นมา การแข่งขันทางเทคโนโลยีได้ลงทุนในการพัฒนาไมโครชิปที่ดีขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น: 8 บิต 16 บิต 32 บิตและ 64 บิต . , กำลังเข้าถึงความถี่ที่สูงกว่า 3 GHz
คุณสมบัติของไมโครโปรเซสเซอร์
การแคชป้องกันไม่ให้ใช้ RAM โดยไม่จำเป็น
ไมโครโปรเซสเซอร์มีลักษณะเล็ก คอมพิวเตอร์ ดิจิตอลจิ๋วจึงนำเสนอสถาปัตยกรรมของตัวเองและดำเนินการภายใต้โปรแกรมควบคุม สถาปัตยกรรมนี้ประกอบด้วย:
- ห่อหุ้ม การเคลือบเซรามิกที่ครอบคลุมซิลิกอนและปกป้องจากองค์ประกอบต่างๆ (เช่น ออกซิเจนใน อากาศ).
- แคช. ประเภทของหน่วยความจำที่เร็วเป็นพิเศษสำหรับโปรเซสเซอร์ ดังนั้นจึงไม่ใช้งาน แกะ แต่เมื่อจำเป็น เนื่องจากในระดับต่างๆ ของ แคช ข้อมูลที่ใช้จะถูกบันทึกไว้เพื่อเรียกค้นได้ทันที
- ตัวประมวลผลร่วมทางคณิตศาสตร์ เรียกว่าหน่วยทศนิยม เป็นส่วนของตัวประมวลผลที่จัดการการดำเนินการทางตรรกะและแบบเป็นทางการ
- บันทึก หน่วยความจำทำงานสั้นในโปรเซสเซอร์ ออกแบบมาเพื่อติดตามการทำงานและเงื่อนไขของตัวเอง
- พอร์ต ท่อร้อยสายที่อนุญาตให้โปรเซสเซอร์สื่อสารกับ ข้อมูล กับส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบ
ไมโครโปรเซสเซอร์มีไว้เพื่ออะไร?
ไมโครโปรเซสเซอร์คือ "สมอง" ของคอมพิวเตอร์: ศูนย์กลางทางตรรกะของการดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะ ซึ่งโปรแกรมระบบทั้งหมดจะถูกดำเนินการ ทั้งระบบปฏิบัติการและแอปพลิเคชันที่ดำเนินการโดยคอมพิวเตอร์ ชื่อผู้ใช้. นอกจากนี้ยังมีลอจิกไบนารีของระบบและการเข้าถึงหน่วยความจำ กล่าวคือ: โปรเซสเซอร์เป็นเอ็นจิ้นข้อมูลของคอมพิวเตอร์
ฟังก์ชันไมโครโปรเซสเซอร์
ไมโครโปรเซสเซอร์ทำงานบนพื้นฐานของชุดคำสั่งพื้นฐานที่ได้รับการตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าและจัดเก็บไว้ในรูปแบบของรหัสไบนารี คำแนะนำเหล่านี้จะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำหลัก และกำหนดตามขั้นตอนต่างๆ ซึ่งได้แก่:
- โหลดล่วงหน้า. หรืออ่านคำสั่งล่วงหน้าจากหน่วยความจำหลักของระบบ
- ดึงข้อมูล. ส่งคำสั่งเฉพาะไปยังตัวถอดรหัส
- ถอดรหัส. การแปลคำสั่งเป็นชุดของการดำเนินการที่จะดำเนินการ และการอ่านตัวถูกดำเนินการที่จำเป็นในการทำเช่นนั้น
- การดำเนินการ เสร็จสิ้นการฝึกอบรมตามส่วนประกอบของระบบ
- การเขียน. บันทึกผลลัพธ์กลับไปยังหน่วยความจำหลักหรือเพื่อลงทะเบียน
เฟสเหล่านี้ดำเนินการในวงจร CPU หลายรอบ และระยะเวลาจะขึ้นอยู่กับความถี่ที่ไมโครโปรเซสเซอร์ทำงาน