2. Процесор

Процесор (CPU- central processing unit) – основна мікросхема комп’ютера, яка змонтована на кремнієвій пластині. Процесор містить мільйони транзисторів, зв'язаних між собою надтонкими алюмінієвими каналами, що забезпечують їх взаємодію при записі і обробці даних.

Процесор має спеціальні комірки, які називаються регістрами. Саме в цих регістрах містяться команди, які виконуються процесором, а також дані, якими оперують ці команди. Робота процесора полягає у вибиранні з пам'яті у певній послідовності команд та даних і виконанні їх. На цьому і базується виконання програм.

Робота процесора передбачає, як правило, виконання арифметичних дії, логічних операцій, управління і переміщення даних (між регістрами, оперативною пам'яттю і портами введення/виведення). З основними пристроями комп’ютерної системи мікропроцесор зв’язаний групою провідників, які називаються шинами.

Рис. 3.1. Процесор: лицьова (зліва) і зворотня (справа) сторони

Інтерфейс процесора - цей термін означає конструкцію процесора, яка визначає особливу форму процесорного слота на материнській платі.

Процесорне гніздо (Socket), слугує для установки центрального процесора (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Приклад процесорного слота

До теперішнього часу широко використовувався різновид роз'єму Socket типа ZIF, що вказує на спосіб фіксації процесора в роз'ємі після його установки – Zero Input Force переводиться як нульове зусилля при установці. Конструктивно Socket ZIF є пластиковим роз'ємом із затиском, розташованим збоку корпуси роз'єму, який призначений для запобігання мимовільному випаданню процесора. При установці важіль затиску має бути максимально піднятий вгору.

Основними параметрами процесорів є:

Кількість ядер, що впливає на швидкодію ПК; Ця технологія дозволила здійснювати одночасно обчислення у кількох центрах (ядрах). Внаслідок цього істотно підвищилась швидкодія. На 2013 рік масово доступні прцесори з 2, 3, 4 і 6 ядрами і 2, 3 та 4-модульні процесори покоління Buldozer. У серверів використовують 8-ядерні процесори Xeon і Nehalem (Intel) та 12-ядерні Opteron (AMD).

Тактова частота визначає кількість елементарних операцій (тактів), що виконуються процесором за одиницю часу. Тактова частота сучасних процесорів вимірюється у МГц (1 Гц відповідає виконанню однієї операції за одну секунду, 1 МГц=106 Гц). Чим більша тактова частота, тим більше команд може виконати процесор, і тим більша його продуктивність. Перші процесори, що використовувалися в ПК працювали на частоті 4,77 МГц, а сьогодні робочі частоти найсучасніших процесорів досягли позначки в 2 ГГц (1 ГГц = 103 МГц).

Розрядність процесора показує, скільки біт даних він може прийняти і обробити в свої регістрах за один такт. Розрядність процесора визначається розрядністю командної шини, тобто кількістю провідників у шині, по якій передаються команди. Сучасні процесори сімейства Intel є 32-розрядними.

Робоча напруга процесора забезпечується материнською платою, тому різним маркам процесорів відповідають різні материнські плати. Зараз робоча напруга процесорів не перевищує 3 В. Пониження робочої напруги дозволяє зменшити розміри процесорів, а також зменшити тепловиділення в процесорі, що дозволяє збільшити його продуктивність без загрози перегріву.

Кеш-пам'ять. Обмін даними усередині процесора відбувається у декілька разів швидше, ніж обмін з іншими пристроями, наприклад, з оперативною пам’яттю. Для того, щоб зменшити кількість звернень до ОП, усередині процесора створюють буферну ділянку – так звану кеш-пам'ять. Коли процесору потрібні дані, він спочатку звертається в кеш-пам'ять, і лише якщо там потрібних даних немає, відбувається його звернення в ОП. Приймаючи блок даних з оперативної памяті, процесор заносить його одночасно і в кеш-пам'ять.

Сьогодні існує тільки два реальних виробника процесорів - AMD і Intel.