Procesor - CPU (Central Processing Unit)
Centralni
procesor (engl. Central Processing Unit ili samo CPU) je srce svakog računara,
iako centralni procesor nije jedini procesor, njega imajugrafička kartica
(GPU), zvučna kartica i mnogi drugi dijelovi, ali pod imenom procesor najčešće
se misli na centralni procesor (CPU).
Svaki
procesor izvana izgleda veoma jednostavno, no on je u svojoj unutrašnjosti jako
kompleksan, jer se radi o stotinama miliona tranzistora koji su smješteni u
jednom čipu. Prvi put takvo nešto je uspjelo 1971. kada je napravljen prvi
procesor Intel 4004, koji doduše mogao samo sabirati i oduzimati, ali su
naučnici prvi put uspjeli da u jedan čip smjeste silna integrisana kola i
tranzistore, što je dalo poticaj za daljnji razvoj procesora koji su tim
napretkom počeli da troše mnogo manje el. energije.
Veoma
često se spominje i Moore-ov zakon koji objašnjava da se svakih 18 mjeseci broj
tranzistora i brzine udvostručava, a glasi ovako: The complexity of an
integrated circuit, with respect to minimum component cost will double in about
18 months.
Intel Core i7 procesor
Kako radi CPU?
Procesor
obrađuje i izvršava mašinski kod (binarni) koji mu govori šta da procesor radi.
Jedini razumljivi jezik procesoru je mašinski jezik. CPU radi tri osnovne
stvari:
- Pomoću ALU (engl. Arithmetic/Logic Unit) procesor je u mogućnosti da izvodi osnovne matematičke operacije (sabiranje, oduzimanje, množenje i dijeljenje). Moderni procesori su u mogućnosti da obavljaju i veoma komplikovane operacije.
- Procesor prebacuje podatke s jednog memorijskog mjesta na drugi
- Shodno naredbama, procesor može skočiti na novi set instrukcija
Na
slici je pokazan najjednostavniji mogući procesor gdje je moguće objasniti
principe rada procesora iako se radi o veoma softificiranom dijelu računara
(ako ne i najkomplikovanijem).
Šematski prikaz procesora
Glavni dijelovi procesora su:
- Artimetričko logička jedinica (ALU)
Dio
zadužen za sve matematičke kalkulacije
- Registri
Registri
su jednostavne flip-flop zakačke, na slici ih imamo 3, no moderni procesori ih
imaju mnogo više.
- Program counter
Dio
zadužen, doslovno, za brojanje, shodno naredbi on povečava vrijednost za 1, ili
je resetira na 0.
- Intrukcijski registar i dekoder
Dijelovi
koji kontrolišu sve ostale dijelove procesora
Poslije
obrade podataka, adresna sabirnica šalje adresu memoriji, dok se kroz ulaz i
izlaz dobijaju podaci iz memorije, odnosno šalju. Čitanje i pisanje se odnosi
na adresiranu memoriju, tj. kada je procesor želi, reset postavlja program
counter na 0.
Procesor radi u
tijesnoj saradnji sa RAM memorijom, ustvari procesor adresira svaki podatak
koji ide na memoriju. RAM memorija je veoma brza, i svi podaci u njoj su brzo
dostupni, stoga je bitno imati što više RAM memorije jer CPU onda može
adresirati mnogo više podataka.
Arhitektura Intel Core i7 procesora