Artykuł eksperckiNewsPozostałe urządzeniaUrządzeniaProcesor – serce komputera. Jak pracuje?

Każdy komputer wyposażony jest w procesor – najważniejszą część pełniącą kluczowe funkcje. Warto znać jego budowę i wiedzieć, za co odpowiada. Nie bez powodu określany jest sercem lub mózgiem każdego komputera stacjonarnego lub laptopa. Poniżej przybliżymy tę niewielką, ale ważną część urządzenia, która potrafi znacznie podnieść cenę danego komputera. W teorii procesor można zdefiniować jako centralną jednostkę przetwarzającą i urządzenie cyfrowe pobierające dane z pamięci, interpretujące je. Odpowiada za różne polecenia, które dany komputer wykonuje,...
Wpis Sponsorowany27 września 201816 min
https://www.fandroid.com.pl/wp-content/uploads/cpu-processor-macro-pen-40879-1280x853.jpg

Każdy komputer wyposażony jest w procesor – najważniejszą część pełniącą kluczowe funkcje. Warto znać jego budowę i wiedzieć, za co odpowiada. Nie bez powodu określany jest sercem lub mózgiem każdego komputera stacjonarnego lub laptopa. Poniżej przybliżymy tę niewielką, ale ważną część urządzenia, która potrafi znacznie podnieść cenę danego komputera.

W teorii procesor można zdefiniować jako centralną jednostkę przetwarzającą i urządzenie cyfrowe pobierające dane z pamięci, interpretujące je. Odpowiada za różne polecenia, które dany komputer wykonuje, m.in. odtwarzanie plików muzycznych i wideo, pisanie na klawiaturze, wysłanie dokumentu do wydruku itd.

Obecnie rynek komputerowy został zdominowany przede wszystkim przez dwóch producentów – Intel i AMD. W przypadku urządzeń mobilnych warto wymienić także Apple, Qualcomm oraz NVIDIA.

Zacznijmy od teorii

Procesory najczęściej są produkowane jako układy scalone w hermetycznych obudowach. Wewnątrz każdego z nich znajduje się płytka o wielkości około 1 cm2 – to tzw. monokryształ krzemu. Następnie nanoszone są na niego warstwy półprzewodnikowe, aż powstaje sieć tranzystorów. W nowoczesnych urządzeniach może być ich nawet ponad 4 miliardy.

Procesor na zewnątrz obudowy wyposażony jest w wyprowadzenia – nóżki lub coraz częściej używane w pola stykowe. To właśnie one odpowiadają za komunikację procesora z innymi urządzeniami. Wyprowadzenia są złocone, gdyż dzięki temu mają wysoką odporność na utlenianie. Co ciekawe, procesory operują jedynie na dwóch stanach – 0 i 1, które odpowiadają trybom „wyłączony” i „włączony”.

Jak jest zbudowany procesor?

Używając jednak bardziej obrazowego języka, procesor stanowi główny element komputerów, tabletów, smartfonów czy też innych urządzeń elektronicznych opartych na nowoczesnych technologiach. To niewielki metalowy kwadracik – do jego gładkiej strony nakłada się pastę termoprzewodzącą, a następnie podłącza się chłodzenie, a drugą montuje się do płyty głównej.

Chłodzenie może być pasywne, aktywne albo też łączone – ostatnia opcja jest najczęściej spotykana. Wtedy procesor wyposażony jest w radiator, czyli wieżę z blaszek, a także wentylator odprowadzający ciepło spomiędzy blaszek. Innym rozwiązaniem jest chłodzenie wodne, gazowe lub suchym lodem.

Obecnie wyróżnia się kilka rodzajów obudów procesorów – PPGA, gdzie rdzeń osłania się powłoką plastikową, CPGA z powłoką ceramiczną, FC-PGA z rdzeniem przeniesionym na górną część obudowy z powodu lepszego chłodzenia, FC-PGA2, gdzie rdzeń osłonięty jest metalową blaszką. W obudowie LGA Intela zamiast nóżek wykorzystuje się pozłacane pola stykowe.

Co poza CPU?

Układ sterowania CU odpowiada za dekodowanie rozkazów i sterowanie innymi blokami CPU. To on ustawia sygnały sterujące dopasowane do określonego typu operacji, np. odejmowania.

Mimo że CPU stanowi najważniejszą część komputera, poznajmy też inne. Znajduje się on na płycie głównej, która umożliwia mu współpracę z innymi podzespołami. Warto wymienić też pamięć operacyjną, dodatkowe gniazda, złącza do zasilaczy, karty rozszerzeń, porty, za pomocą których podłącza się urządzenia zewnętrzne. Mogą one być zunifikowane – jak microUSB, które we współczesnych smartfonach i tabletach służy do przesyłania danych i podłączania zasilania.

Czym jest struktura funkcjonalna?

Cały procesor zbudowany jest na jednej płytce krzemu i znajduje się w jednej obudowie, ale w jego strukturze wyróżnia się kilka elementów, m.in. jednostkę arytmetyczno-logiczną ALU, czyli tzw. blok wykonawczy procesora. To z nią współpracuje zespół rejestrów przechowujących dane, układ sterujący oraz inne układy poprawiające działanie konstrukcji. ALU wykonuje większość rozkazów i realizuje zadania.

Sprawdź parametry

Jeśli wybierasz komputer, sprawdź parametry techniczne danego procesora. Kluczową kwestią jest liczba rdzeni. Powszechnie wiadomo, im jest ich więcej, tym procesor będzie szybciej obsługiwać polecenia, gdyż każdy z nich może w tym samym czasie wykonywać inne zadanie. Wynika z tego, że procesor czterordzeniowy może równocześnie pracować aż nad czterema poleceniami.

Dostępne są urządzenia nawet z dziesięcioma czy szesnastoma rdzeniami, ale nie każdy użytkownik będzie w stanie je wykorzystać. Gdy już sprawdzisz liczbę rdzeni, zwróć uwagę także na częstotliwość taktowania procesora. Im większa wartość GHz, tym lepiej – liczba ta oznacza prędkość procesora.

Za właściwe działanie całości i współpracę między elementami odpowiada zegar – to on steruje częściami składowymi procesora, dostarczając do nich sygnał elektryczny o określonej częstotliwości taktowania. Im jej wartość jest wyższa, tym szybciej wykonywane będą operacje. Obecnie wzrost szybkości obliczeń uzyskuje się dzięki zwiększaniu liczby rdzeni w procesorach i tranzystorów. Najnowsze generacje to już APU – Accelerated Processing Unit – połączenie centralnej jednostki obliczeniowej, a także GPU, czyli integracje związane z procesorem graficznym.

Na co jeszcze warto zwrócić uwagę?

Warto wiedzieć, że na parametry procesora składa się jednak kilka czynników – m.in. rozmiar elementów, z których zbudowana jest jego struktura. Im mniejszy jest proces technologiczny, tym zużycie energii będzie niższe. Innowacyjne technologie umożliwiają uzyskanie elementów nawet o rozmiarach 32, 22 czy też 14 nm – jak np. w najnowszych procesorach Intela.

Ważna jest też długość słowa danych wewnątrz procesora. Obecnie większość układów jest 32- lub 64-bitowa. Zwróćmy uwagę również na długość adresu – najczęściej 16 lub 20 bitów, a także listę rozkazów i czas cyklu maszynowego, czyli szybkość, z jaką procesor wykonuje polecenia.

Jeżeli temat procesora Cię zainteresował, to polecam od przeczytania artykuł na portalu Lenovozone. Znajdziesz w nim dużo informacji o tym jak działa krzemowe serce komputera.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.