Parliamo di cos'è una CPU. La maggior parte delle persone non sa cosa succede sotto il cofano del computer.
Cos'è una CPU (Definizione di processore)
L'unità di elaborazione centrale (CPU), detta anche processore, è fondamentalmente un potente calcolatore che si trova sulla scheda di sistema (scheda madre), dove è collegato al resto dei componenti hardware del sistema. La CPU viene spesso definita il cervello del computer perché è il luogo in cui vengono eseguiti tutti i programmi.
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Come funziona una CPU?
Come funziona una CPU? Produkter Services Levering Om os Quando un sistema operativo inizia a eseguire un programma, 01 invia un'istruzione tramite il bus degli indirizzi ai dati ad accesso casuale e i dati all'unità di controllo della CPU tramite il bus dei dati.
Questa prima fase è chiamata fetch e fa parte della funzione di base chiamata ciclo fetch-execute, in cui la CPU recupera un'istruzione, la decodifica e quindi la esegue.
La CPU ripete questa operazione in un ciclo di miliardi di volte al secondo fino a quando non ci sono più istruzioni da recuperare. In pratica, la memoria fornisce le istruzioni e la CPU le legge.
Tutte le CPU sono sincronizzate su un orologio, e la CPU passa attraverso ciascuna delle fasi, fetch, decodifica, esecuzione, e poi inizia il ticchettio di orologio successivo, che mantiene le istruzioni in sequenza.
La quantità di cicli di clock che una CPU può elaborare dipende dal processore. Maggiore è la velocità di clock, più veloce è l'elaborazione dei dati da parte della CPU.
La CPU esegue questo ciclo ripetutamente milioni di volte al secondo.
Il ciclo fetch-execute
La funzione di base di un processore si chiama ciclo fetch-execute. Questa funzione consiste in tre fasi: recuperare, decodifica ed esecuzione.
Recuperare
In primo luogo, la CPU recupera l'istruzione dalla memoria.
Decodificare
Quindi l'istruzione viene decodificata in modo che la CPU sappia cosa fare con i dati.
Eseguire
Infine, i dati vengono elaborati e l'istruzione viene eseguita. L'istruzione può essere una singola azione o una sequenza di azioni, a seconda dell'azione. Il risultato viene quindi memorizzato temporaneamente in un registro interno della CPU o riportato a un nuovo indirizzo della RAM.
Parts of the CPU
L'unità di controllo
Questa unità di controllo riceve e gestisce le istruzioni dalla RAM. Esegue il fetching, la decodifica e l'esecuzione delle istruzioni.
Unità logica aritmetica
L'Unità Logica Aritmetica (ALU) esegue tutte le operazioni matematiche all'interno della CPU.
Orologio
Most CPUs have a clock, on each clock tick, the CPU will fetch an instruction, decode the instruction, and execute the instruction in a loop.
Bus
Un bus è una connessione interna ad alta velocità situata sulla scheda di sistema e utilizzata per trasferire dati tra i componenti hardware, in questo caso la CPU e la RAM.
Tipi di autobus
- Indirizzo bus
- Bus dati
- Bus di controllo
Cache
La cache è un modulo RAM integrato che consente alla CPU di memorizzare temporaneamente i dati che probabilmente riutilizzerà. Ciò consente alla CPU di memorizzare i dati all'interno del processore invece di doverli recuperare ripetutamente.
Registri
La CPU utilizza piccoli registri per memorizzare temporaneamente i dati che vengono utilizzati per vari motivi. I registri più comuni sono il Program Counter (PC), il Memory Address Register (MAR), il Memory Data Register (MDR), il Current Instruction Register (CIR) e l'Accumulator (ACC).
L'unità di elaborazione centrale ha fatto molta strada da quando il primo microprocessore disponibile in commercio (l'Intel 4004) fu rilasciato dalla Intel Corporation nel 1971. Il chip Intel 4004 aveva un clock di 740 kHz ed era in grado di eseguire 92.000 istruzioni al secondo. Oggi la velocità di clock è misurata in GHz e le CPU sono in grado di eseguire miliardi di istruzioni al secondo.
Types of CPU
Da allora, la fame commerciale di CPU è cresciuta, con conseguente aumento della concorrenza nello sviluppo di unità di elaborazione centrale migliori e più veloci. Oggi, Intel Corporation e Advanced Micro Devices (AMD) sono i maggiori distributori di CPU.
Single-core CPU
È il tipo più antico di CPU. Una CPU single-core è molto lenta ed è in grado di eseguire una sola istruzione alla volta. La prima CPU single-core è stata l'Intel 4004, prodotta da Intel Corporation nel 1971.
Dual-core CPU
Nel 2001, IBM (International Business Machines Corporation) ha introdotto il primo processore dual-core. La CPU POWER4 è stato il primo processore multi-core in grado di leggere ed eseguire istruzioni contemporaneamente su due unità di elaborazione separate.
Quad-core CPU
Nel 2006 Intel ha introdotto il processore Core 2 Quad. Il quad-core aveva due processori dual-core all'interno di un singolo processore.
La velocità del numero di core che possono essere aggiunti a un processore è in continua crescita. Ma non tutti i sistemi devono essere aggiornati con la CPU più recente e con il maggior numero di core. Molti server possono funzionare perfettamente con processori più vecchi.
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