 Понятие, назначение и компоненты микропроцессора
Основой ПК является центральное процессорное устройство
Microprocessor — процессор, выполненный в одной либо
нескольких взаимосвязанных интегральных схемах. Микропроцессор, как и любой
другой процессор, является устройством, предназначенным для обработки или
передачи данных. Иногда не имеет памяти, средств ввода/вывода данных. Эти
задачи решаются внешними (по отношению к микропроцессору) интегральными
схемами. Все чаще используются 32- и 64-разрядные микропроцессоры. Последние
позволяют значительно увеличивать адресуемую память и размер файлов, с
Наряду с универсальными производятся специальные микропроцессоры. Каждый из них выполняет ограниченный набор функций, но он дешевле и потребляет меньше электроэнергии. На базе микропроцессоров создаются транспьютеры, выполняющие операции не только обработки, но и передачи данных. Процессор полностью собирается на одном чипе из кремния. Электронные цепи создаются в несколько слоев, состоящих из различных веществ, например, диоксид кремния играет роль изолятора, а поликремний — проводника. Технология микропроцессоров в простейшем случае включает следующие обязательные этапы производства:
Все перечисленные этапы используются для того, чтобы создать на кремниевой основе сложную структуру полупроводниковых планарных транзисторов (CMOS-транзисторов) и связать их должным образом между собой. В Германии, в предместье Дрездена, расположена крупнейшая фабрика по производству микропроцессоров компании AMD (Advanced Micro Device), получившая название Fab30, на которой производятся процессоры AMD Athlon XP, Athlon MP, Athlon 64 и AMD Opteron. Фабрика была заложена в 1996 г., и к 2003 г. вложения AMD составили 2,5 млрд долл. На сегодняшний день это самый крупный иностранный проект в восточной части Германии. Про¬цессоры AMD Athlon XP с ядром Thoroughbred производятся на Fab30 с использованием 0,13-микронного технологического процесса на пластинах (wafers) диаметром 200 мм. Наряду с этим на фабрике также выпускаются процессоры с использованием 0,18-микронной технологии (в дальнейшем — 90-нанометровая технология). Производственная мощность фабрики составляет 5 тыс. 200-миллиметровых пластин в неделю, на каждой из которых расположено 315 процессоров (Thoroughbred). Архитектура и характеристики микропроцессора Процессором является определенная функционально полная совокупность устройств, которая регулирует, управляет и контролирует соответствующий рабочий процесс. В ПК таким рабочим процессом является процесс обработки данных, а сама совокупность устройств называется процессором. С развитием микроэлектронной технологии и увеличением степени интеграции элементов размешенный в одной электронной схеме (кристалле-чипе) «процессор» стал далее называться «микропроцессором» (МП). По мере развития МП его состав, архитектура и параметры естественно менялись. Центральный процессор ПК IBM и совместимых с ними может быть реализован на микросхемах фирмы Intel, AMD, Cyrix (VIA) или совместимых. В состав микропроцессора входят несколько типовых компонентов. УУ формирует и подает во все блоки машины в нужные моменты времени определенные сигналы управления, обусловленные спецификой выполняемой операции и результатами предыдущих операций. АЛУ предназначено для выполнения арифметических и логических операций над числовой и символьной информацией. Основные понятия, связанные с работой процессора. Команда, инструкция (instruction) — описание операции, которую нужно выполнить. Команды подразделяются на арифметические, логические, ввода/вывода, передачи данных. Каждая команда выполняется в компьютере за один либо несколько тактов. Цикл процессора — период времени, за который осуществляется выполнение команды исходной программы в машинном виде; состоит из нескольких тактов. Такт работы процессора — промежуток времени между соседними импульсами (tick of the internal clock) генератора тактовых импульсов, частота которых есть тактовая частота процессора. Такт процессора (такт синхронизации) — квант времени, в течение которого осуществляется элементарная операция — выборка, сравнение, пересылка данных. Процедура, соответствующая такту, реализуется определенной логической цепью (схемой) процессора, обычно именуемой микропрограммой. Регистры — устройства, предназначенные для временного хранения данных ограниченного размера. Важной характеристикой регистра является высокая скорость приема и выдачи данных. Регистры общего назначения (РОН, General Purpose Registers) — общее название для регистров, которые временно содержат данные, передаваемые или принимаемые из памяти. Регистр команды (РК, Instruction Register IR) служит для размещения текущей команды, которая находится в нем в течение текущего цикла процессора. Сумматор — регистр, осуществляющий операции сложения (логического и арифметического двоичного) чисел или битовых строк, представленных в прямом или обратном коде.
|
(ЦПУ,CPU) или просто процессор. Процессор – это микросхема, которая
вставляется в специальный разъем на материнской плате, и служит для обработки
информации и двух видов операций: числовые операции и операции с плавающей
точкой. Также в процессоре находится кэш память L1(level 1) и L2(level 2). Она
используется для ускорения доступа к данным, находящимся в оперативной памяти.
которыми работают.
