Baixada d' imatges Cpu

Acard symbol Unitat de processament central (CPU), també s'anomena un processador central, processador principal o processador, és el circuit electrònic dins d'un ordinador que executa instruccions que composen un programa d'ordinador. La CPU realitza operacions bàsiques aritmètica, lògica, controlador i entrada/ output (I/O) especificats per les instruccions del programa. La indústria de l'ordinador va fer servir el terme "unitat de processamentcentral" tan aviat com 1955. Tradicionalment, el terme "CPU" es refereix a un processador, més específicament a la seva unitat de processament i unitat de control (UC), entreveure aquests elements fonamentals d'un ordinador amb components externs com la memòria principal i el circuit d' E/O.

El formulari, el disseny i la implementació de CPU han canviat durant el curs de la seva història, però la seva operació fonamental gairebé no ha canviat. Els components principals d'una CPU inclouen la unitat de lògica aritmètica (ALU) que realitza operacions aritmètica i lògica, registres de processador que proporcionen operand a l'ALU i emmagatzemen els resultats de les operacions ALU, i una unitat de control que orquestra la recuperació (de la memòria) i l' execució de instruccions directes per les operacions de coordenades de l'ALU, registrades i d' altres components.

La majoria de les CPU modernes són microprocessadors, on la CPU està continguda en un únic xip metàl·lic-oxid-semductor (OS) integrat de circuit (IC). Una IC que conté una CPU també pot contenir memòria, interfícies perifèniques, i altres components d' un ordinador; aquests dispositius integrats són diversos anomenats microcontroladors o sistemes en un xip (SoC). Alguns ordinadors usen un processador multicore, que és un sol xip o "socket" que contenen dos o més CPU anomenades "cres."

Processadors de matrius o processadors vectorials tenen múltiples processadors que operen en paral· leles, sense cap unitat considerada central. La CPU virtual són una abstracció de recursos computacionals dinàmics.

Els ordinadors primers com ara l'ENIAC havia de ser físicament renovats per dur a terme diferents tasques, que van causar que aquestes màquines s'anomenessin "ordinadors del programa complet." Atès que el terme "CPU" generalment està definit com a dispositiu per a programari (ordinador), els primers dispositius que es podrien anomenar CPU amb l'aparició de l' ordinador del programa emmagatzemat.

La idea d'un ordinador del programa emmagatzemat ja havia estat present en el disseny de J. Presper Eckert i John William Machly, però va ser omès inicialment perquè es pogués acabar abans. El 30 de juny de 1945, abans que es fes ENIAC, el matemàtic John von Neumann va distribuir el paper titulat Primer esborrany d'un informe a l'EDVAC. Va ser el contorn d'un ordinador del programa emmagatzemat que finalment s'acabaria l'agost del 1949. EDVAC va ser dissenyat per realitzar algunes instruccions (o operacions) de diversos tipus. Significament, els programes escrits per l'EDVAC s'han de desar en memòria d'ordinadors d'alta velocitat en comptes d' especificar el cablejat físic de l'ordinador. Això va fer una forta limitació de l'ENIAC, que va ser el considerable temps i l'esforç necessari per reconfigurar l'ordinador per realitzar una nova tasca.Amb el disseny de von Neumann, el programa que l'EDVAC ha pogut canviar simplement canviant el contingut de la memòria. LEDVAC, però, no era el primer ordinador del programa emmagatzemat, el Nen Manchester, un petit ordinador experimental emmagatzemat del programa, va executar el seu primer programa el 21 de juny de 1948 i el Manchester Mark 1 va executar el seu primer programa durant la nit del 16 de febrer 17 de juny de 1949.

Avança la tecnologia MOSC va portar a la invenció del microprocessador als principis dels 70. Des de la introducció del primer microprocessador comercial disponible, l'Intel 4004 el 1971, i el primer microprocessador emprat extensament, el Intel·ligència 80 el 1974, aquesta classe de CPU té gairebé tots els altres mètodes de implementació de processament de la unitat central. Els fabricants principals i miniordinadors de la vegada llançats programes de desenvolupament IC per actualitzar les seves principals arquitectures d'ordinadors, i, finalment, van produir instruccions establertes microprocessadors compatibles amb el seu maquinari i el seu programari més antic. Combinat amb l'èxit de l'ordinador personal actual, la CPU del terme s'aplica gairebé exclusivament als microprocessadors. Es poden combinar diversos nuclis de CPU (deno papers) en un únic xip de processament.

Les generacions anteriors de CPU es van implementar com a components discrets i nombrosos circuits integrats (IC) en un o més plaques de circuit. Els microprocessadors, d'altra banda, són CPU fabricades en un nombre molt petit de IC; normalment només un. La mida general de la CPU, com a resultat d' implementar- se en una sola mort, vol dir que el temps de commutació més ràpid a causa dels factors físics com la de reducció de les capes parasiràptices. Això ha permès que els microprocessadors sincrons tinguin índex de rellotge des de desenes de megahertz a diversos gigaherz. A més, l'habilitat de construir supersexuals molt petits d'una IC ha augmentat la complexitat i el nombre de transistors en una sola CPU molts cops. Aquesta tendència molt observata és descrita per la llei de Moore, que havia demostrat ser un predictor prou precís del creixement de la CPU (i d'altres IC) fins al 2016.

Mentre la complexitat, la mida, la construcció i la forma general de CPU han canviat enormement des del 1950, el disseny bàsic i la funció no ha canviat gaire. Gairebé totes les CPU comuns d'avui poden ser descrites amb molta precisió com les màquines del programa von Neumann desades al programa. Com que la llei de Moore ja no conté, les preocupacions s'han apoderat dels límits de la tecnologia transisor de circuits integrats. La freqüència extrema de les portes electròniques està causant els efectes dels fenòmens com l'elecionista i la subgresització de les filtracions per ser molt més significatius. Aquestes noves preocupacions són entre els molts factors que causen investigadors per investigar nous mètodes de informàtica com ara l'ordinador quàntica, així com per expandir l'ús del paral·lelisme i d'altres mètodes que amplien l'ús del model clàssic von Neumann.

El rendiment o velocitat d' un processador depèn, entre molts altres factors, la taxa de rellotge (en general, donada en múltiples punts de hetz) i les instruccions per rellotge (IPC), que junts són els factors per a les instruccions per segon (IPS) que la CPU pot realitzar. Molts dels valors IPS han representat les taxes d'execució "peak" de seqüències d' instruccions artificials amb poques branques, mentre que els carregadors realistes consisteixen en una barreja d' instruccions i aplicacions, alguns dels quals tenen més temps d'executar que d'altres. El rendiment de la jerarquia de memòria també afecta molt al rendiment del processador, un problema amb prou feines considerat en càlculs MIPS. A causa d'aquests problemes, diversos exàmens estandarditzats, sovint s'anomenen "bechmarks" per aquest propòsit, com ara SPEEEKECE, s'han desenvolupat per intentar mesurar el rendiment real en les aplicacions usades habitualment.

El processament del rendiment dels ordinadors s'ha incrementat utilitzant processadors multicore, que essencialment està connectant dos o més processadors individuals (anomenats nuclis en aquest sentit) en un circuit integrat. L'ideal seria que un processador de nucli dual seria el doble de poderós com un simple processador de nucli. A la pràctica, el guany de l'actuació és molt més petit, només un 50%, degut als algorismes de programari imperfectes i implementació. Augmentant el nombre de nuclis en un processador (i.e. doble-cre, qua-cre, etc.) Augmenta la càrrega de treball que es pot gestionar. Això vol dir que el processador pot gestionar nombrosos esdeveniments asíncrons, interromp, etc. que pot prendre una ploma a la CPU quan s'aclapara. Aquests nuclis es poden pensar en terres diferents en una planta de processament, amb cada pis que gestioni una tasca diferent. De vegades, aquests nuclis gestionaran les mateixes tasques que els nuclis adjacents si un únic nucli no és suficient per a manejar la informació.