Wat is en waar is de microprocessor of cpu voor?

Ook bekend als een CPU of centrale verwerkingseenheid, is de microprocessor een complete rekenmachine die is vervaardigd op een enkele siliciumchip. Het staat ook bekend als het hart van elke normale computer, of het nu een desktopmachine, een server of een laptop is.

Wil je er meer over weten? Mis ons interessante artikel niet!

Inhoudsindex

Wat is een microprocessor?

De microprocessor die u op uw computer gebruikt, is toch zeker een Pentium, een AMD Ryzen of een van de generaties Intel Core i3, i5, i7 of i9. Dit zijn de meest populaire processors… maar ze doen eigenlijk allemaal "ongeveer hetzelfde" (ik zet het tussen aanhalingstekens, omdat er technologieën zijn die het onderscheiden) en op dezelfde manier.

De eerste microprocessor was de Intel 4004, geïntroduceerd in 1971. Hij was niet erg krachtig, omdat hij alleen maar kon optellen en aftrekken, en hij kon dat slechts met 4 bits tegelijk doen. Maar het was verbazingwekkend dat alles op een chip zat.

De microprocessor is meestal ondergebracht in een specifieke aansluiting op het moederbord van de computer; en waaraan voor zijn stabiele en correcte werking een koelsysteem wordt toegevoegd, dat een koellichaam en ventilatoren omvat, die verantwoordelijk zijn voor het elimineren van alle overtollige warmte die het koellichaam absorbeert.

Tussen de microprocessorcapsule en het koellichaam wordt gewoonlijk thermische pasta gebruikt om de warmtegeleiding effectiever te maken. Daarnaast zijn er andere modernere en efficiëntere methoden op de markt, zoals vloeistofkoeling of het gebruik van peltiercellen voor meer koeling, hoewel deze praktijken bijna uitsluitend worden gebruikt voor overklokken.

Waar is een microprocessor voor?

Een microprocessor is een onderdeel dat de instructies en taken uitvoert die betrokken zijn bij computerverwerking en is de "motor" die start wanneer u de computer aanzet. In een computersysteem is de microprocessor de centrale eenheid die de logische instructies die erop worden verzonden, uitvoert en beheert.

Een microprocessor is ontworpen om typische bewerkingen uit te voeren, zoals optellen, aftrekken, delen, vermenigvuldigen, interprocessen en apparaatcommunicatie, invoer, uitvoerbeheer en meer.

Het bestaat uit geïntegreerde schakelingen die duizenden transistors bevatten, afhankelijk van de kracht van de apparatuur.

Microprocessors worden over het algemeen geclassificeerd op basis van het aantal instructies dat ze in een bepaalde tijd kunnen verwerken, de klokfrequentie gemeten in megahertz en het aantal bits dat per instructie wordt gebruikt.

Een microprocessor is ontworpen om rekenkundige en logische bewerkingen uit te voeren die gebruikmaken van retentiegebieden met een klein aantal, registers genaamd.

Als uw computer aan staat, ontvangt de microprocessor de eerste basisinvoer- / uitvoersysteeminstructie (BIOS) die bij de computer wordt geleverd als onderdeel van het geheugen.

Daarna "stuurt" het BIOS, of het besturingssysteem dat het BIOS in het geheugen van de computer laadt, de microprocessor en geeft hem de instructie dit te doen. Een microprocessor accepteert binaire data als input en levert output na verwerking, volgens instructies die in het geheugen zijn opgeslagen.

Wat is een chip?

Een chip wordt ook wel een geïntegreerd circuit genoemd. Het is over het algemeen een klein, dun stuk silicium waarop de transistors waaruit de microprocessor bestaat, zijn geëtst.

Een chip kan aan één kant zo groot zijn als een centimeter en kan tientallen miljoenen transistors bevatten. De eenvoudigste processors kunnen bestaan ​​uit enkele duizenden transistors die op een chip van enkele vierkante millimeters zijn gegraveerd.

Hoe werkt een microprocessor?

Afbeelding van Wikipedia

Een processor is het brein van een computer die in feite bestaat uit een rekenkundige en logische eenheid (ALU), een besturingseenheid en een registermatrix.

Zoals de naam al aangeeft, voert ALU alle rekenkundige en logische bewerkingen uit op de gegevens die zijn ontvangen van het geheugen of invoerapparaten.

De register-matrix bestaat uit een reeks registers zoals accumulator (A), B, C, D, etc., die fungeert als tijdelijke locaties van snel toegankelijk geheugen om gegevens te verwerken.

De besturingseenheid van haar kant beheert de stroom van instructies en gegevens door het hele systeem.

Dus in feite neemt een microprocessor de invoer van de aangesloten apparaten, verwerkt deze volgens de instructies in het geheugen en produceert de uitvoer.

Voordelen van een microprocessor

• Lage kosten : microprocessors zijn dankzij de geïntegreerde circuittechnologie tegen lage kosten verkrijgbaar. Wat de kosten van een computersysteem verlaagt. Hoge snelheid : Microprocessorchips kunnen op zeer hoge snelheid werken dankzij de technologie die erin wordt gebruikt. Het kan miljoenen instructies per seconde uitvoeren. Klein formaat : Dankzij grootschalige en ultra-grootschalige integratietechnologie wordt een microprocessor vervaardigd met een sterk verminderde oppervlakte-afmeting. Dit verkleint de omvang van het gehele computersysteem. Veelzijdig : Microprocessors zijn zeer veelzijdig, dezelfde chip kan voor een aantal toepassingen worden gebruikt door simpelweg het programma te wijzigen (instructies opgeslagen in het geheugen). Laag stroomverbruik : Microprocessors worden over het algemeen vervaardigd met behulp van complementaire metaaloxide halfgeleidertechnologie (CMOS), waarbij MOSFET's (metaaloxide-halfgeleider-veldeffecttransistors) werken in verzadigings- en afsnijmodi. Daardoor is het stroomverbruik erg laag.

WIJ RADEN U AAN Wat is Vcore en hoe kunt u dit aanpassen om het processorverbruik te verlagen

• Minder warmteontwikkeling : Vergeleken met vacuümbuisapparaten (thermo-ionische klep) geven halfgeleiderapparaten niet zoveel warmte af. Betrouwbaar : microprocessors zijn zeer betrouwbaar en het uitvalpercentage is veel lager naarmate halfgeleidertechnologie wordt gebruikt. Draagbaar : computerapparaten of -systemen gemaakt van microprocessors kunnen draagbaar worden gemaakt vanwege hun kleine formaat en lage stroomverbruik.

Gangbare termen die worden gebruikt in een microprocessor

Om te begrijpen hoe een microprocessor werkt, is het handig om naar binnen te kijken en meer te weten te komen over de logica die is gebruikt om er een te maken. Tijdens dit proces kunt u ook leren over de moedertaal van een microprocessor en veel van de dingen die ingenieurs kunnen doen om de snelheid van een processor te verhogen.

Hier zijn enkele veelvoorkomende termen die worden gebruikt op het gebied van microprocessors:

De bus

Een bus is een set geleiders die bedoeld zijn om gegevens, adressen of besturingsinformatie naar verschillende elementen van een microprocessor te verzenden. Gewoonlijk heeft een microprocessor 3 soorten bussen: databus, controlebus en adresbus Een 8-bits processor gebruikt een 8-bits brede bus.

Instructieset

De instructieset is de groep opdrachten die een microprocessor kan begrijpen. De instructieset is een interface tussen hardware en software. Een instructie instrueert de processor om de relevante transistors te veranderen om wat gegevensverwerking te doen. Bijvoorbeeld A, B TOEVOEGEN; gebruikt om twee nummers toe te voegen die zijn opgeslagen in de registers A en B.

Woordlengte

Woordlengte is het aantal bits op de interne databus van een processor, of is het aantal bits dat een processor tegelijk kan verwerken.

Een 8-bits processor heeft bijvoorbeeld een 8-bits databus, 8-bits registers en verwerkt 8 bits tegelijk. Om bewerkingen met hogere bits uit te voeren (32 of 16 bits), verdeelt u die in een reeks van 8 bits bewerkingen.

Cachegeheugen

Cache is een willekeurig toegankelijk geheugen dat in de processor is ingebouwd. Op deze manier heeft de processor sneller toegang tot de gegevens in het cachegeheugen dan met normaal RAM. Ook wel bekend als 'CPU-geheugen'. Cache wordt gebruikt om gegevens of instructies op te slaan waarnaar tijdens de werking vaak wordt verwezen door de software of het programma. Dit zal de algehele snelheid van de operatie verhogen.

Klokfrequentie

De microprocessors gebruiken een kloksignaal om de snelheid waarmee instructies worden uitgevoerd te regelen, andere interne componenten te synchroniseren en de overdracht van gegevens tussen hen te regelen. Daarom verwijst de kloksnelheid naar de snelheid waarmee een microprocessor de instructies uitvoert. Over het algemeen wordt het gemeten in hertz en wordt het uitgedrukt in megahertz (MHz), gigahertz (GHz), enz.

Microprocessor classificatie

Microprocessors kunnen als volgt worden geclassificeerd:

Woordlengte

Op basis van de woordlengte van een processor kunnen we 8-bits, 16-bits, 32-bits en 64-bits processors hebben.

RISC - gereduceerde instructieset

RISC is een type microprocessorarchitectuur dat een kleine, algemeen geoptimaliseerde instructieset gebruikt, in plaats van een meer gespecialiseerde set instructies zoals die in andere componenten te vinden is.

WIJ RADEN U AAN Hoe u de processortemperatuur kunt controleren

RISC biedt hoge prestaties ten opzichte van de tegengestelde CISC-architectuur. In een processor vereist de uitvoering van elke instructie een speciaal circuit om de gegevens te laden en te verwerken. Door de instructies te verminderen, zal de processor daarom eenvoudige circuits en een snellere werking gebruiken.

Deze microprocessors hebben:

• Eenvoudige instructieset Grotere programma's Bestaat uit een groot aantal registers Eenvoudige processorkring (klein aantal transistors) Meer gebruik van RAM Instructies met vaste lengte Eenvoudige adresseringsmodi Normaal gesproken wordt het aantal klokcycli voor het uitvoeren van een instructie ingesteld

CISC - Complexe instructieset

CISC is de microprocessorarchitectuur in tegenstelling tot RISC. Het wordt gedaan om het aantal instructies per programma te verminderen, waarbij het aantal cycli per instructie wordt genegeerd. Op deze manier worden complexe instructies direct omgezet in hardware, wat de processor complexer en trager laat werken.

Deze architectuur is ontworpen om de geheugenkosten te verlagen en de duur van het programma te verkorten.

Deze microprocessors hebben:

• Complexe instructieset Kleinste programma Minder aantal registers Complex processorcircuit (meer transistors) Weinig gebruik van RAM Instructies met variabele lengte Diverse adresseermodi Variabel aantal klokcycli voor elke instructie

Speciale verwerkers

Er zijn enkele processors die zijn ontworpen om enkele specifieke functies te verwerken:

• DSP (Digital Signal Processors) Coprocessors: processors die worden gebruikt in combinatie met een hoofdprocessor (wiskundige coprocessor 8087 gebruikt met 8086) I / O-processors Transputer: microprocessor met een eigen lokaal geheugen

WIJ RADEN U AAN Welke processor moet ik kiezen voor mijn nieuwe pc?

Ten slotte is een microprocessor de belangrijkste eenheid binnen een computersysteem en is verantwoordelijk voor het verwerken van de unieke set instructies en processen. Daarom is het essentieel om te analyseren welke de beste microprocessors van dit moment zijn om een ​​goede keuze te maken. Deze details die we hebben opgemerkt, zijn van een processor, maar eenvoudig om te begrijpen hoe een processor van 20 - 30 jaar geleden werkt. Er zijn momenteel nog veel meer functies die we u uitnodigen om te onderzoeken. Wat vond je van ons artikel? We kijken uit naar uw opmerkingen!