Un processore (CPU) è il circuito logico che risponde ed elabora la base istruzioni che guidano un computer. La CPU è vista come il circuito integrato principale e più cruciale (IC) patata fritta in un computer, poiché è responsabile dell'interpretazione della maggior parte dei comandi del computer. Le CPU eseguiranno la maggior parte delle operazioni aritmetiche, logiche e di I / O di base, oltre ad allocare comandi per altri chip e componenti in esecuzione su un computer.
Il termine processore viene utilizzato in modo intercambiabile con il termine unità di elaborazione centrale (CPU), sebbene in senso stretto, la CPU non è l'unico processore in un computer. Il GPU (unità di elaborazione grafica) è l'esempio più notevole, ma anche il disco rigido e altri dispositivi all'interno di un computer eseguono alcune elaborazioni in modo indipendente. Tuttavia, il termine processore è generalmente inteso come CPU.
I processori possono essere trovati su PC, smartphone, tablet e altri computer. I due principali concorrenti nel mercato dei processori sono Intel e AMD.
Gli elementi di base di un processore
Gli elementi di base di un processore includono:
- L'unità logica aritmetica (ALU), che esegue operazioni aritmetiche e logiche operazionisul operandi in istruzioni.
- L'unità in virgola mobile (FPU), noto anche come coprocessore matematico o coprocessore numerico, un file coprocessoreche manipola i numeri più rapidamente di quanto possa fare il circuito di base del microprocessore.
- registri, che contengono istruzioni e altri dati. I registri forniscono operandi all'ALU e memorizzano i risultati delle operazioni.
- L1 e L2memoria cache. La loro inclusione nella CPU fa risparmiare tempo rispetto al dover ottenere dati dalla memoria ad accesso casuale (RAM).
Operazioni della CPU
Le quattro primarie funzioni di un processore sono andare a prendere, decodifica, esegui e riscrivi.
- Recupera è l'operazione che riceve istruzioni dalla memoria del programma da una RAM di sistema.
- Decodifica - è dove l'istruzione viene convertita per capire quali altre parti della CPU sono necessarie per continuare l'operazione. Ciò viene eseguito dal decodificatore dell'istruzione
- Esegui- è dove viene eseguita l'operazione. Ogni parte della CPU necessaria viene attivata per eseguire le istruzioni.
Componenti e come funzionano le CPU
I componenti principali di una CPU sono l'ALU, i registri e l'unità di controllo. Le funzioni di base dell'ALU e del registro sono indicate nella sezione "elementi di base di una sezione del processore" sopra. L'unità di controllo è ciò che gestisce il recupero e l'esecuzione delle istruzioni.
Il processore in un personal computer o incorporato in piccoli dispositivi è spesso chiamato a microprocessore. Questo termine significa che gli elementi del processore sono contenuti in un singolo chip IC. Alcuni computer funzioneranno utilizzando un processore multi-core, un chip contenente più di una CPU. Una CPU è in genere un piccolo dispositivo con i pin rivolti verso il basso in una scheda madre. Le CPU possono anche essere collegate a una scheda madre con un dissipatore di calore e una ventola per dissipare il calore.
Azioni
La maggior parte dei processori oggi lo sono multi-core, il che significa che l'IC ne contiene due o più processori per prestazioni migliorate, consumo energetico ridotto e elaborazione simultanea più efficiente di più attività (vedere: elaborazione parallela). Le configurazioni multi-core sono simili all'avere più processori separati installati nello stesso computer, ma poiché i processori sono effettivamente collegati allo stesso socket, la connessione tra di loro è più veloce.
La maggior parte dei computer può avere fino a due-quattro core; tuttavia, questo numero può aumentare fino a 12 core, ad esempio. Se una CPU può elaborare solo un singolo set di istruzioni alla volta, viene considerata come un processore single-core. Se una CPU può elaborare due set di istruzioni alla volta, viene chiamato processore dual-core; quattro set sarebbero considerati un processore quad-core. Più core, più istruzioni alla volta un computer può gestire.
Alcuni processori utilizzano il multi-threading, che utilizza core del processore virtualizzati. I core del processore virtualizzati sono chiamati vCPU. Non sono potenti come i core fisici, ma possono essere utilizzati per migliorare le prestazioni nelle macchine virtuali (VM). Tuttavia, l'aggiunta di vCPU non necessarie può compromettere i rapporti di consolidamento, quindi dovrebbero esserci circa quattro-sei vCPU per core fisico.