Què fa una CPU en un ordinador?

Què és una CPU? La CPU o Unitat de processament central És el cervell numèric d'un ordinador. Tot el que un ordinador fa, des de jugar Jocs de vídeo Per ajudar-vos a escriure un assaig, s'està trencant en un conjunt d' instruccions matemàtiques. La CPU agafa aquestes instruccions i les executa.

Els detalls de com es fa això, és clar. molt més complicat que aquesta explicació senzilla. El més important que cal saber és que la CPU és el motor matemàtic principal d'un ordinador.

La història curta de CPU (Extremely)

La història de la informàtica és llarga i complexa. També torna a la història que la tecnologia digital, l'electrònica o fins i tot l'electricitat. Un abacus és un tipus de processador. Així doncs, són calculadores mecànics. La gran diferència és que aquestes màquines només poden fer una o unes quantes tasques matemàtiques. Ells són l'Yrthent. propòsit general Processadors, que la CPU moderna és un exemple de.

El que fa que un dispositiu de càlcul general de CPU sigui l'ús de la lògica. En 1903 Nikola Tesla va patentar circuits elèctrics coneguts com a portes i interruptors. Usant aquests circuits, podeu construir dispositius que executen operacions lògiques, on podríeu tenir l'acte de la màquina en certes condicions.

A mitjans dels anys 40, William Shimley, John Bardeen i Walter Brattain va inventar i patentar un dispositiu anomenat transistor, mentre treballava a Bell Laboratoris. El transistor és el bloc bàsic de l'edifici d'una CPU. Els transistors són components relativament petits de l'ordinador. El transistor és un invent tan important que els tres inventadors van ser premiats amb un Premi Nobel per a això.

A finals dels anys 50, Robert Noyce i Jack Kilby van fer una passa massiva més enllà i va crear la primera feina. circuit integrat . Un circuit integrat és un conjunt de circuits electrònics integrats en una única peça de material semiconductor. En la majoria dels casos, aquest material és silici. Això és el que vol dir la gent quan diuen que Xomicrochip hotel.

Una CPU consisteix en un o més microxips. Això és un invent important perquè milions de transistors es poden instal·lar en una sola CPU. Això crea motors matemàtics increïblement poderosos.

Utilitzant els invents de portes lògiques, transististes i circuits integrats, el món sencer ha canviat. Els microchips estan en tot el que hi ha avui en dia, no només el teu ordinador. I les CPU són els microxips més avançats que podem fer.

Com funcionen les CPU?

El principi sencer d' una CPU es basa Codi binari . Els éssers humans tendeixen a representar números usant un sistema anomenat Base 10 o el sistema decimal. Els valors de lloc de cada dígit en un número pugen per un factor de deu. Per tant Manveen111▁contains 100, 10 i u.

Els ordinadors i les seves CPU poden entendre la base 10 en absolut. Els transistors treballen en el principi d'estar o apagats. Això vol dir que les portes lògiques que construïu d'ells també només poden treballar amb aquests dos estats. Per això, fonamentalment, les CPU s'executen Codi binari . Aquest sistema número té valors de lloc diferents. En comptes d'això, si 1, 10, 100, 1000 i així successivament, els valors de lloc són 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64,128 i així successivament.

Per tant, en binari Manveen1111111íem 7 en nombres decimals des que afegiu 1,2, i 4 junts. Si qualsevol dels nombres és un zero, simplement ho saltes i afegeixes el valor lloc del següent 1. D' aquesta manera podeu expressar qualsevol valor decimal. Tingueu en compte que els números binaris sovint es llegeixen des de dreta a l' esquerra, de manera que el valor de lloc de l'Echttt1 s'instal·laria a l'extrem dret.

Letshows ho posa en una taula per a que sigui cristal·litzat:

Pots veure per què s'afegeix al número 7 de decimal? Let29s fan el número 23:

L'onze1 és l'Antx776, però Manveen11110111 és 23 perquè el cinquè valor de lloc en binari té 16 anys. Molt guai, oi? Podeu expressar qualsevol nombre possible que es pugui escriure d'aquesta manera en decimal. El que vol dir que els ordinadors construïts des dels transistors també poden treballar amb tots els números.

Com van les CPU?

El procés de producció de CPU modernes també és el que s'espera, bastant complex. El procés bàsic implica l'augment de grans cilindres de cristall de silici. Les seves propietats semiconductores ho fan ideal per construir un circuit binari integrat.

Aquests cristalls grans són tallats en wífers primes. Els wowfers són llavors Manveendoddoch amb un altre químic per afinar les seves propietats. El circuit de nano-escala és llavors enganxat a la superfície wfer utilitzant llum usant un procés conegut com fotolithografia .

Disseny i rendiment de la CPU

Les CPU no són totes fetes iguals. El primer avantpassat adequat de la CPU moderna, l'Intel 8086, va tenir uns 29 000 transisors en el seu circuit integrat. Avui, un processador com el "Intel i99900K" té més de 1.0 mil milions Transistors. El densoreix els circuits de lògica d'una CPU, el més complex i superior de les instruccions que pot realitzar per cicles de rellotge.

Espera't,clockclockclockclock Timerthton? Sí, que Steven posa a terme l'altre component important de l'actuació de la CPU. Una CPU s' executa en una freqüència concreta, amb cada pols del rellotge de la CPU es fa un cicle de càlculs. Si prens la mateixa CPU i ho doblegues la velocitat del rellotge llavors (en teoria) hauria de fer el doble de ràpid.

El 1978, l'Intel 8086, va córrer a 5Mhz quan va ser llançat. Que Bernds 5 milions de cicles de rellotge per segon. L'Intel i99900K? És engega a les 3.6 Ghz. que 3600 Mhz, amb l'opció d'ampliar les coses fins a 5000 Mhz quan sigui possible.

Per afegir encara una altra arruga a l'actuació de la CPU, les CPU modernes en realitat contenen múltiples l'YCITS. Cada nucli és en realitat una CPU independent. Els poetes típics que tenen almenys quatre nuclis com aquests dies, però últimament la norma ha estat per als ordinadors convencionals que tenen sis o vuit nuclis. Els ordinadors professionals d'alt final poden tenir a la regió d'un 100 nuclis de CPU.

Tenir múltiples nuclis significa que la CPU pot realitzar múltiples punts d' instruccions en paral· lela. El que vol dir que els nostres ordinadors poden fer moltes coses alhora sense problema. Algunes CPU tenen els nuclis de la línia immultipultat de nuclis. Aquests nuclis poden gestionar dues tasques separades cada una. En CPU intel· ligència això es marca com a PROXY hiperthreadingCity name (optional, probably does not need a translation) - Hola.

Així que l'actuació total d'una CPU es redueix a una combinació de:

Els seus controladors complets compten i com de avançat són els dissenys dels seus circuits lògics

Hi ha, és clar, més que aquests quatre punts principals. No obstant això, aquestes són les quatre consideracions principals per fer un bé de la CPU.

El rol de la CPU al vostre ordinador

L'última cosa que hem de cobrir és quina feina juga la CPU al teu ordinador. Al cap i a la fi, no és l'únic microxip integrat del circuit del teu ordinador. Per exemple, les GPUs (unitats de processament de gràfics) sovint són més transististes que una CPU.

Necessiten els seus propis subministraments d'energia i de memòria. És com un petit ordinador extra! Es pot dir el mateix per les fitxes que controlen el teu so, USB i tràfic de disc dur. Per què és especial la CPU? Aquestes són les raons principals:

Pot processar qualsevol instrucció, una GPU només fa certs tipus de procés
Connecta tots els altres components junts, empenyent i traient dades per a fer que el vostre ordinador funcioni
La CPU està involucrada amb tota la feina que se sol fer l' ordinador fins a cert punt

En poques paraules, la CPU és el component de rendiment més important del vostre ordinador. No ho prenguis per fet!

Sydney Buler és un científic social i un fanàtic tecnològic que tracta d'entendre com coexisteix la gent i la tecnologia. Té dues dècades d'experiència com a tècnic d'ordinadors autònoms i més d'una dècada com a investigadora i instructor. Sydney ha estat una escriptora tecnològica professional durant més de cinc anys i ha cobert temes com VR, Gaming, seguretat cibernústrica i transhumanisme. Llegeix la biologia completa de Sydney

La nostra família de publicació

Joc de notícies Daily Email

CONNACT amb els EUA

Quant a Ajuda Desk Geek

Benvinguts a l'ajuda de Dessk Geek, un blog ple de trucs de tecnologia d'experts en tecnologia de confiança. Tenim milers d'articles i guies per ajudar-te a resoldre qualsevol problema. Els nostres articles han estat llegits més de 150 milions de vegades des que vam llançar el 2008.