Funzioni del processore della CPU

storia

La moderna CPU si è evoluta dai trasmettitori miniaturizzati e dai circuiti integrati sviluppati negli anni '60 da IBM e da altre importanti società tecnologiche dell'epoca. Nei primi anni '70, i circuiti integrati dei trasmettitori venivano prodotti commercialmente e gli ingegneri basavano le CPU su tale tecnologia. Sfruttando le capacità di trasmissione dei circuiti integrati, hanno aggiunto la capacità di elaborare le informazioni e la capacità di memoria. La combinazione di questi elementi è diventata il cuore della CPU. Alla fine degli anni '70, la tecnologia aveva raggiunto il punto in cui le CPU potevano essere prodotte commercialmente e avevano le dimensioni di un'unghia.

Durante gli anni '80, le CPU sono diventate un componente standard nell'elettronica di consumo. Potrebbero essere trovati in fotocamere, televisori e calcolatrici tascabili. Per il prossimo decennio, le ridotte dimensioni e il costo della produzione economica della CPU hanno consentito ai computer di passare dall'industria alla casa. Oggi gli ingegneri continuano a migliorare le CPU, rendendole sempre più piccole e potenti.

Parti di una CPU

La CPU è composta da sei elementi chiave che funzionano in combinazione per elaborare ed eseguire comandi. Innanzitutto, l'unità di controllo è il cervello della CPU. Questa parte riceve i dati di input e decide dove inviare le informazioni processate. In secondo luogo, la cache delle istruzioni è dove sono archiviate le istruzioni dell'unità di controllo. I dati specifici dell'istruzione vengono caricati nella CPU al momento della produzione. In terzo luogo, l'unità di pre-reclutamento è il portale di informazioni. I dati di input passano attraverso il prefetch, che memorizza una copia dei dati prima di inviarli per essere elaborati dall'unità di controllo. In quarto luogo, l'unità di decodifica traduce l'istruzione di ingresso in codice binario, che viene quindi inviato al quinto componente, l'unità logica aritmetica. L'ALU riceve il codice dell'unità di decodifica e sceglie l'azione necessaria per eseguire il comando. Il sesto è la cache della CPU. Qui, tutte le informazioni che sono state inviate, ricevute o precaricate sono memorizzate.

processo

Una CPU esegue una serie di passaggi per eseguire un comando. Ogni comando viene gestito singolarmente e una CPU può elaborare più comandi in pochi secondi. Più potente è la CPU, più velocemente i comandi vengono elaborati. Un comando viene emesso dall'utente del sistema utilizzando un dispositivo di input come una tastiera o un mouse. Successivamente, il comando viene inviato all'unità di pre-ricerca. L'unità accede alla memoria precaricata della CPU per identificare il comando e inviarlo all'unità di controllo. Successivamente, l'unità di comando determina le misure che seguono. Questi dati vengono trasmessi all'unità di decodifica, che trasferisce i dati in codice binario e li invia all'ALU, quindi l'ALU modifica i dati reali in un comando reale. Successivamente, l'ALU invia una copia del comando RAM o ROM prima di inviarlo all'unità di controllo, che invia il codice alla parte del sistema che eseguirà effettivamente l'azione. Infine, l'azione viene eseguita e il risultato viene inviato all'utente.

tipo

Ci sono diversi tipi di CPU, ogni tipo ha diversi gradi di velocità di memoria e istruzioni preimpostate. Più grande è la CPU, più velocemente può elaborare, memorizzare ed eseguire comandi. Una CPU single-core è l'unità più piccola disponibile. Solitamente si trova in dispositivi di piccole dimensioni che eseguono solo una semplice serie di azioni come un telecomando o un giocattolo. Le CPU dual-core contengono due unità di controllo e contengono abbastanza energia e memoria per i personal computer. Le CPU multi-core contengono diverse unità di comandi. Sono utilizzati principalmente da grandi dispositivi elettronici industriali, server e workstation di rete.

dimensione

La dimensione della CPU si riferisce alla potenza dell'unità per eseguire attività e la quantità di spazio di memoria che contiene. Le dimensioni della CPU sono misurate in cifre binarie e sono chiamate bit. Originariamente, le CPU contenevano quattro bit, ma quelli moderni ne avevano otto. Le CPU a otto bit sono le componenti moderne più piccole e più lente disponibili e vengono utilizzate principalmente in giocattoli o elettrodomestici. Le unità a 16 e 32 bit sono diventate le dimensioni standard della CPU e possono essere trovate su personal computer, laptop, telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici in grado di eseguire una varietà di attività. Le CPU a 64 bit stanno diventando sempre più popolari nei personal computer e laptop di fascia alta. Ci sono le più grandi CPU, che sono generalmente utilizzate per scopi industriali.