wtorek, 31 maja 2016

CO TO TAKIEGO, TEN PROCESOR?

Procesor (z angielskiego - processor), lub CPU (ang. Central Processing Unit - Jednostka centralna), możemy go nazwać "mózgiem" komputera a także tabletów, smartfonów i w zasadzie wszystkich bardziej skomplikowanych współczesnych urządzeń elektronicznych. 
Klasycznie definiuje się go jako sekwencyjne urządzenie cyfrowe, które pobiera dane z pamięci, odpowiednio interpretuje a następnie wykonuje zawarte w nich polecenia.

Sercem każdego takiego układu jest monokryształ krzemu – płytka o wielkości ok. 1 cm2. Techniką litografii nanosi się na niego warstwy półprzewodnikowe, z których powstaje sieć tranzystorów. W najnowszych konstrukcjach ich ilość sięga nawet ponad 4 miliardów. Połączenia między nimi wykonane są z różnych metali, najczęściej z miedzi lub aluminium.
 

 






Jednym z parametrów procesora jest rozmiar elementów budujących jego strukturę. Im są one mniejsze, tym niższe jest zużycie energii, napięcie pracy oraz wyższa możliwa do osiągnięcia częstotliwość pracy. Intel w 2012 roku wprowadził procesory wykonane w procesie technologicznym (fotolitografii) 22 nm (Ivy Bridge), a w czwartym kwartale 2014 r. (Core M) − 14 nm.
Aby ograniczyć straty związane z powstawaniem defektów w tak małych strukturach, fabryki procesorów muszą posiadać pomieszczenia o niezwykłej czystości, co jest bardzo kosztownym przedsięwzięciem.

Procesor tak naprawdę jest skomplikowanym automatem, który może wykonywać nawet kilkaset dosyć prostych czynności – tzn. rozkazów maszynowych. Każdy wysłany do procesora rozkaz ma własny unikalny kod, w postaci liczby zapisanej w jednym lub kilku bajtach. Procesor pobiera z pamięci kolejne bajty i wykonuje zaprogramowane operacje. Dzieli się na dwie podstawowe jednostki – wykonawczą i sterującą. Ale o tym już w następnym punkcie.