agwebrunner.com

Ang pinakamahalagang bahagi ng iyong computer, kung pumili ka lamang ng isa, ay ang sentral na yunit ng pagpoproseso (CPU). Ito ang pangunahing hub (o "utak"), at pinoproseso nito ang mga tagubilin na nagmula sa mga programa, operating system, o iba pang mga bahagi sa iyong PC.

1 at 0's

Salamat sa mas malakas na mga CPU, tumalon kami mula sa bahagyang makapagpakita ng isang imahe sa isang computer screen sa Netflix, video chat, streaming, at lalong parang buhay na mga video game.

Ang CPU ay isang kamangha-mangha ng engineering, ngunit, sa core nito, umaasa pa rin ito sa pangunahing konsepto ng pagbibigay kahulugan ng mga binary signal (1 at 0). Ang pagkakaiba ngayon ay, sa halip na basahin ang mga punch card o pagproseso ng mga tagubilin na may mga hanay ng mga vacuum tubes, ang mga modernong CPU ay gumagamit ng maliliit na transistor upang lumikha ng mga TikTok na video o punan ang mga numero sa isang spreadsheet.

Ang Mga Pangunahing Kaalaman sa CPU

Ang pagmamanupaktura ng CPU ay kumplikado. Ang mahalagang punto ay ang bawat CPU ay may silikon (alinman sa isang piraso o maraming) na naglalaman ng bilyun-bilyong microscopic transistors.

Tulad ng tinukoy namin nang mas maaga, ang mga transistor na ito ay gumagamit ng isang serye ng mga de-koryenteng signal (kasalukuyang "on" at kasalukuyang "off") upang kumatawan sa machine binary code, na binubuo ng 1 at 0's. Sapagkat maraming mga transistor na ito, ang mga CPU ay maaaring gumawa ng lalong kumplikadong mga gawain sa mas mataas na bilis kaysa dati.

Ang bilang ng transistor ay hindi nangangahulugang ang isang CPU ay magiging mas mabilis. Gayunpaman, isa pa rin itong pangunahing dahilan kung bakit ang telepono na dala mo sa iyong bulsa ay may higit na lakas sa computing kaysa sa, marahil, ginawa ng buong planeta noong una tayong nagpunta sa buwan.

Bago namin ituloy ang pang-konsepto na hagdan ng mga CPU, pag-usapan natin kung paano nagsasagawa ang isang CPU ng mga tagubilin batay sa machine code, na tinawag na "hanay ng pagtuturo." Ang mga CPU mula sa iba't ibang mga kumpanya ay maaaring magkaroon ng iba't ibang mga hanay ng pagtuturo, ngunit hindi palagi.

Karamihan sa mga Windows PC at kasalukuyang mga nagpoproseso ng Mac, halimbawa, ay gumagamit ng set na tagubilin ng x86-64, hindi alintana kung sila ay isang Intel o AMD CPU. Ang Macs debuting sa huling bahagi ng 2020, gayunpaman, ay magkakaroon ng mga CPU na nakabatay sa ARM, na gumagamit ng ibang hanay ng pagtuturo. Mayroon ding isang maliit na bilang ng mga Windows 10 PC na gumagamit ng mga processor ng ARM.

KAUGNAYAN:Ano ang Binary, at Bakit Ginagamit Ito ng Mga Computer?

Cores, Cache, at Graphics

Ngayon, tingnan natin ang silicon mismo. Ang diagram sa itaas ay mula sa isang puting papel ng Intel na inilathala noong 2014 tungkol sa arkitektura ng CPU ng kumpanya para sa Core i7-4770S. Ito ay isang halimbawa lamang ng kung ano ang hitsura ng isang processor — ang iba pang mga processor ay may iba't ibang mga layout.

Maaari nating makita na ito ay isang apat na pangunahing processor. Mayroong isang oras kung saan ang isang CPU ay mayroon lamang isang solong core. Ngayon na mayroon kaming maraming mga core, pinoproseso nila ang mga tagubilin nang mas mabilis. Ang Cores ay maaari ring magkaroon ng isang bagay na tinatawag na hyper-threading o sabay-sabay na multi-threading (SMT), na ginagawang parang dalawa sa isang PC ang isang core. Ito, tulad ng naiisip mo, ay tumutulong na mapabilis ang mga oras ng pagpoproseso ng higit pa.

Ang mga core sa diagram na ito ay nagbabahagi ng isang bagay na tinatawag na L3 cache. Ito ay isang form ng onboard memory sa loob ng CPU. Ang mga CPU ay mayroon ding mga L1 at L2 na cache na nilalaman sa bawat core, pati na rin ang mga pagrehistro, na isang uri ng memorya na mababa ang antas. Kung nais mong maunawaan ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga pagrehistro, cache, at system RAM, suriin ang sagot na ito sa StackExchange.

Ang CPU na ipinakita sa itaas ay naglalaman din ng ahente ng system, memory controller, at iba pang mga bahagi ng silikon na namamahala sa impormasyong papasok, at lalabas sa, ang CPU.

Sa wakas, mayroong onboard graphics ng processor, na bumubuo ng lahat ng mga kahanga-hangang elemento ng visual na nakikita mo sa iyong screen. Hindi lahat ng mga CPU ay naglalaman ng kanilang sariling mga kakayahan sa graphics. Ang mga AMD Zen desktop CPU, halimbawa, ay nangangailangan ng isang discrete graphics card upang maipakita ang anumang on-screen. Ang ilang mga Intel Core desktop CPU ay hindi rin nagsasama ng mga onboard graphics.

Ang CPU sa Motherboard

Ngayon tiningnan namin kung ano ang nangyayari sa ilalim ng hood ng isang CPU, tingnan natin kung paano ito isinasama sa natitirang iyong PC. Ang CPU ay nakaupo sa tinatawag na socket sa motherboard ng iyong PC.

Kapag nakaupo ito sa socket, ang iba pang mga bahagi ng computer ay maaaring kumonekta sa CPU sa pamamagitan ng tinatawag na "mga bus." Ang RAM, halimbawa, ay kumokonekta sa CPU sa pamamagitan ng sarili nitong bus, habang maraming mga sangkap ng PC ang gumagamit ng isang tukoy na uri ng bus, na tinatawag na "PCIe."

Ang bawat CPU ay may isang hanay ng mga "PCIe lanes" na magagamit nito. Ang Zen 2 CPU ng AMD, halimbawa, ay may 24 na mga linya na direktang kumonekta sa CPU. Ang mga linya na ito ay pagkatapos ay divvied up ng mga tagagawa ng motherboard na may patnubay mula sa AMD.

Halimbawa, 16 na linya ang karaniwang ginagamit para sa isang x16 graphics card slot. Pagkatapos, mayroong apat na mga linya para sa pag-iimbak, tulad ng isang mabilis na imbakan aparato, tulad ng isang M.2 SSD. Bilang kahalili, ang apat na mga linya na ito ay maaari ring hatiin. Maaaring gamitin ang dalawang mga linya para sa M.2 SSD, at dalawa para sa isang mas mabagal na SATA drive, tulad ng isang hard drive o 2.5-inch SSD.

Iyon ay 20 na mga linya, kasama ang iba pang apat na nakalaan para sa chipset, na kung saan ay ang sentro ng komunikasyon at traffic controller para sa motherboard. Ang chipset pagkatapos ay mayroong sariling hanay ng mga koneksyon sa bus, na nagpapagana ng higit pang mga bahagi na maidaragdag sa isang PC. Tulad ng maaari mong asahan, ang mga mas mataas na gumaganap na mga bahagi ay may mas direktang koneksyon sa CPU.

Tulad ng nakikita mo, ginagawa ng CPU ang karamihan sa pagpoproseso ng pagtuturo, at kung minsan, kahit na gumagana ang graphics (kung ito ay binuo para dito). Gayunpaman, hindi lamang ang CPU ang proseso upang maproseso ang mga tagubilin. Ang iba pang mga bahagi, tulad ng graphics card, ay may sariling mga kakayahan sa pagpoproseso ng onboard. Gumagamit din ang GPU ng sarili nitong mga kakayahan sa pagproseso upang gumana sa CPU at magpatakbo ng mga laro o magsagawa ng iba pang mga gawain na masinsin sa grapiko.

Ang malaking pagkakaiba ay ang mga processor ng sangkap na binuo ng mga tiyak na gawain sa isip. Gayunpaman, ang CPU ay isang aparatong pangkalahatang-layunin na may kakayahang gawin ang anumang gawain sa computing hiniling na gawin niya. Iyon ang dahilan kung bakit pinuno ng CPU ang pinakamataas sa loob ng iyong PC, at ang natitirang bahagi ng system ay umaasa dito upang gumana.