Sa kasalukuyan, ang paggamit ng mga kompyuter ay laganap na kaya't madalas nating nakakalimutan, o napapabayaan, na lubos na maunawaan ang bawat isa sa mga sangkap na nagbibigay-daan dito. paggana ng mga kababalaghang ito ng teknolohiya.
Sa post na ito, sasabihin namin sa iyo ang lahat ng kailangan mong malaman tungkol sa microprocessor...isang bahagi na kung wala ito ay imposibleng makamit ang lahat ng magagawa mo gamit ang iyong computer. Mauunawaan mo ang lahat ng ito habang sinusuri mo ang artikulo ngayon, habang sinusuri natin ang mga aspeto tulad ng... ang mga pagpapaandar ng microprocessor, nito gamit sa pagkukuwenta at katangian mga mas mahahalagang kasama nito.
Gayundin, matututunan mo ang mga detalye tungkol dito kasaysayan at ebolusyon, bukod pa sa pag-alam nang kronolohikal sa paglabas sa merkado ng ilan sa mga microprocessor na mayroon nag-iwan ng marka sa mundo ng computing.
Ano ang isang microprocessor at ano ang gamit nito sa computing?
Ang pinakakaraniwang paraan upang maisip ang microprocessor ay ang tawag dito bilang utak ng kompyuter. Nagbibigay ito sa atin ng malinaw na ideya ng napakahalagang kahalagahan nito sa pagpapatakbo ng kompyuter, dahil Kung wala siya ay imposible upang isagawa ang karamihan sa mga operasyon na nagaganap sa computer.
Karaniwang tinatawag na processor, ito ay isinama sa motherboard ng computer, at lahat ng aritmetika at/o mga simpleng lohikal na operasyon, hanggang sa mga operasyon ng binary logic at mga pag-access sa memorya, ay dumadaan dito. Ginagawa nitong posible ang pagpapatupad ng mga programa.na sumasaklaw mula sa isang partikular na operating system hanggang sa mga aplikasyon ng gumagamit hanggang sa software.
Gayundin, dapat nating malaman na ang isang microprocessor ay maaaring tambalan ng daan-daang libong integrated circuits sa loob ng isang silicon chip o die. Ang chip na ito ay kumakabit sa CPU motherboard sa pamamagitan ng isang socket, kasama ang isang anti-heating system na binubuo ng isang internal fan at mga espesyal na idinisenyong materyales sa pagpapakalat ng init.
Sa puntong ito, dapat nating suriin ang pamamaraan para sa paggawa ng isang processor, na nagmula sa isang malayong hindi simpleng proseso. Nagsisimula ang lahat sa pamamagitan ng pagkuha ng silicon mula sa buhangin na naglalaman ng quartz sa sapat na dami upang matugunan ang mga kinakailangan para sa malinaw na pag-optimize ng pangwakas na produkto.
Tungkol sa pagganap Tungkol sa mga microprocessor, dapat nating ituro na bagama't walang itinakdang sukatan para sa layuning ito, maaaring kumpirmahin na ang lahat ay depende sa mga pangangailangan na maaaring iharap sa kanila ayon sa kagamitan kung saan sila naka-install.
Ano ang mga pangunahing tungkulin ng isang microprocessor sa isang kompyuter?
Bago direktang talakayin ang mga pangunahing tungkulin na kayang gampanan ng microprocessor sa mga kompyuter, mahalagang ituro na sa kasalukuyan, ito ang pinakamalawak na ginagamit na produkto sa industriya ng teknolohiya sa buong mundo. Ito ay dahil kinakailangan ito sa ang pagpapatakbo ng malawak na hanay ng mga pang-araw-araw na aparato.
Ang operasyon nito ay nakasalalay sa isang perpektong naka-stage na pag-synchronizeupang ang lahat ay mangyari ayon sa plano sa disenyo nito. Ito ay salamat sa isang orasan na nag-uugnay sa lahat ng nangyayari sa mga functional block.
Para mas maipaliwanag ang proseso, sasabihin namin sa iyo na ang microprocessor ay kumokonekta sa isang high-performance PLL circuit na tumutulong dito na isagawa ang mga nakaimbak na tagubilin sa anyo ng mga binary digit sa pangunahing memorya nito.
Ang proseso ay nagsisimula sa pagtanggap ng tagubilinNagde-decode at naghahanap ito ng mga katugmang programa upang isagawa ang utos; kapag tapos na ito, magpapatuloy ito sa pagsusuri ng ibinigay na datos; at sa wakas, ipinapakita nito sa atin ang mga huling resulta ng buong proseso bago lumipat sa susunod na utos, sa isang takdang oras. sa mga bahagi ng isang segundo.
Ano ang mga pinakamahalagang katangian na tumutukoy sa isang microprocessor?
Upang talakayin ang mga katangiang karaniwan sa lahat ng microprocessor, Kinakailangang gawin ito sa pamamagitan ng paglalarawan ng bahagi ng arkitektura nitoSamakatuwid, upang gumana ito nang maayos, ang bawat bahagi ay dapat matugunan ang mga tiyak na kinakailangan.
Sa ibaba ay ilalarawan namin ang mga ito nang mas detalyado:
- Naka-encapsulateIto ay tumutukoy sa manggas o takip na nagpoprotekta sa silicon chip kung saan ginawa ang maliit na aparato. Tinitiyak nito na nananatili itong walang mga partikulo ng dumi at oksihenasyon na dulot ng oxygen.
- NakatagoAng bahaging ito ng microprocessor ay responsable sa pag-iimbak ng datos na maaaring magamit agad nang hindi kinakailangang i-access ang Memory RAMMalaki ang nababawasan nito sa mga oras ng pagtugon sa pagitan ng mga tagubilin, na nagbibigay dito ng mga ultra-fast na katangian ng memorya.
- Koprosesong MatematikalMaaari natin itong tukuyin bilang utak ng processor, dahil ang mga kalkulasyon sa matematika ay isinasagawa sa seksyong ito. Gumagana ito bilang isang floating-point unit.
- RecordsIto ay isang uri ng maliit na memorya na binubuo ng dalawang grupo na may kabuuang 32 rehistro, ang bawat grupo ay nakatuon sa pagkontrol sa mga partikular na tungkulin sa loob ng microprocessor. Ang isang grupo ay idinisenyo upang maiwasan ang pagkawala ng kontrol ng processor nang mag-isa, habang ang isa naman ay tumutulong sa... CPU sa ilang mga gawain.
- Memorya: ay ang bahaging pinupuntahan ng aparato kapag nakatanggap ito ng isang tagubilin, dahil dito nakaimbak ang mga programa at ang kanilang datos.
- Mga PortAng mga ito ang responsable sa pagpapanatili ng isang palagian at koordinadong ugnayan sa pagitan ng lahat ng iba pang bahagi ng computer. Sa madaling salita, sila ang nagpapagana ng iba't ibang circuit at iba pang bahagi ng sistema kung kinakailangan.
Kasaysayan at ebolusyon ng microprocessor: Kailan at sino ang nag-imbento ng mga ito?
Bagama't dapat linawin na ang microprocessor ay nagmula sa mga teknolohiyang nagsimula noong mga 50s, tulad ng computing at larangan ng semiconductors, mainam ding bigyang-diin na ang pagsilang nito mula noong 1971. Noong taong iyon ang pagsasanib ng mga naunang teknolohiya Nagresulta ito sa mga semi-tapos na produkto na kilala natin ngayon.
Marcian E. Hoff, na noon ay nagtrabaho para sa kumpanyang Intel, ay itinuturing na ama ng napakatalinong imbensyong ito, na walang alinlangang nagpabago sa mundo ng computing at naging isang kailangang-kailangan na kagamitan para sa maraming gawain sa modernong buhay.
Dapat ding tandaan na si inhinyero Hoff ay nagkaroon ng kolaborasyon ng kanyang mga kasamahan. Federico Faggin, Stanley Mazor at Masatoshi Shima, na kinikilala ng kasaysayan bilang mga kapwa-imbentor. Gayunpaman, dapat maging malinaw na ang imbensyon ay palaging iniuugnay kay Hoff, dahil siya ang nagharap ng panukala noong 1969.
Ang imbensyon ay ang Intel 4004, isang 4-bit microprocessor, ang unang mabibili sa komersyo. Ito ay isang programmable processor, na binuo gamit ang 2.300 transistor sa isang kapsula, na di-nagtagal ay tumigil sa pagiging sapat para sa mga pangangailangang nagsisimula nang hingin ng mga pagsulong sa computing.
Siyempre, ang nabanggit ay humantong sa paghahanap ng mga pagpapabuti sa disenyo at mga kakayahan, at sa gayon ay sinimulan ng microprocessor ang ebolusyon nito patungo sa mga kamangha-manghang pag-unlad na alam natin ngayon. Ngunit tatalakayin natin ang paksang iyan nang mas detalyado sa susunod na seksyon.
Kronolohiya ng pinakamahalagang microprocessor sa kasaysayan ng computing
Sa seksyong ito, ipapakita namin sa inyo ang ilang piling processor na nagkaroon ng mahahalagang pangyayari sa hindi mapigilang ebolusyon ng mga microprocessor. na ngayon ay nagawa nang bawasan ang kanilang saklaw ng integrasyon, mula sa maliliit na simula, hanggang sa nanometriko:
Intel 4004
Gaya ng nabanggit namin kanina, ito ang unang microprocessor na naging komersyal na makukuha sa buong mundo. Kaya nitong tugunan ang 4096 na lokasyon, gamit ang 4-bit memory nito. Ang arkitektura nito ay nagpapahintulot dito na magsagawa ng hanggang 60000 operasyon kada segundo, dahil sa kakayahan nitong gumana sa clock frequency na humigit-kumulang 700 KHz.
Isa sa mga limitasyon nito, na kalaunan ay humantong sa paghahanap ng mga pagpapabuti sa sistema, ay ang Maaari lamang nitong hawakan ang isang set ng 45 iba't ibang mga tagubilinHindi nito pinayagan na humawak ng napakaraming aplikasyon, kaya noong una ay ginamit lamang ito sa mga aplikasyon na limitado ang mapagkukunan.
Intel 8008
Ipinakilala noong kalagitnaan ng 1972, ang 8008 ay talagang dinisenyo para sa epektibong paggamit sa mga terminal ng computer. Isinama sa maliit nitong kapsula ang... 3300 transistorna nagbibigay sa atin ng ideya ng ang nakamit na pag-unlad noong panahong iyon.
Mahalagang tandaan na ito ang nagpasimula sa panahon ng 8-bit microprocessors, na nagbigay-daan upang mapalawak ang memorya sa 16 KB. Dahil dito, nakapagproseso ito ng hanggang 48 karagdagang mga tagubilin, sa mga frequency ng orasan na hanggang 800 KHz.
Intel 8080
Ito ay inilabas noong 1973 at dinisenyo para sa napakaraming gamit. Bagama't isa pa rin itong 8-bit microprocessor, nagawa ng mga developer na gawing mas malaki ang memorya nito. Dahil dito, nakapagsagawa ito ng mga instruksyon. sa 10 beses na mas maikling oras kaysa sa hinalinhan nito.
Bukod pa rito, ang 8080 ay kumakatawan sa isang malaking hakbang tungo sa pagkamit ng pagkakaugnay sa karamihan ng mga karaniwang bahagi ng TTL, salamat sa pagiging tugma ng microprocessor na ito sa lohika ng pagkalkula na ito.
SC/MP
Ipinakilala noong 1974 ng kompanya Pambansang SemiconductorMabilis itong sumikat dahil sa mababang halaga nito. Nilagyan ito ng 8-bit data bus na sinamahan ng 16-bit address bus.
Isa pang dahilan para sa malaking pagtanggap nito ay ang mga pinalayang bus ay maaaring ibinabahagi ng higit sa isang processor kasabay nito, ang pagiging unang may ganoong katangian.
Motorola 6800
Upang hindi mahuli sa karera para sa pagpapaunlad ng kompyuter, iniharap ng Motorola ang panukalang ito noong 1975, na isinama sa isang makabuluhang bilang ng mga sinaunang microcomputer na nagsisimula nang makita noong mga taong iyon ng kalagitnaan ng dekada 70.
Ito ay nagmarka ng isang mahalagang milestone sa ebolusyon ng mga microprocessor, dahil ito ang unang nilagyan ng talaan ng indeksIlan sa mga pinakakilalang microprocessor ng brand na ito ay hinango mula rito.
Intel 8086
Ang unang 16-bit microprocessor, ang 8086, ay dumating sa merkado noong 1978 at walang alinlangang kumakatawan sa isang malaking pagsulong sa mundo ng computing. Ang 29.000 transistors nito ay nagbibigay-daan dito upang isagawa ang mga tagubilin sa loob lamang ng 400 nanosecondsIto ang unang may kakayahang magpatakbo ng 1 MB ng memorya.
Sa panahon ng paglulunsad nito, halos walang mga aplikasyon na may kakayahang gumana sa 16 bits, kaya napilitan ang tagagawa na ipakita ang modelo nito. 8088, na may ideya na mapanatili ang kanilang bahagi sa merkado.
Intel 80386
Dito ay pinag-uusapan na natin ang tungkol sa isang microprocessor ng 32 bitIto ay ipinagbili noong kalagitnaan ng dekada 80. Dahil sa 275.000 transistors nito, maaari itong umabot sa bilis na 33 MHz. Ang kapasidad ng memorya nito ay 4 na GByte.
Kabilang sa mga bagong tampok nito ay ang pagpapasimple ng pagpapatupad ng mga operating system na nangangailangan ng virtual memory, sa pamamagitan ng yunit ng pagsasalin ng pahina isinama sa chip na ito.
DEC Alpha (AXP)
Walang dudang isang rebolusyon sa mundo ng mga microprocessor, ito ay nilagyan ng isang RISC instruction set na may kakayahang 64 bit, partikular na nakatuon sa mga kalkulasyon ng floating-point. Mula noon, nagawa nang kumatawan ng mga computer totoong mga numero na may higit na kahusayan.
Dapat ding tandaan na pagkatapos ng paglitaw nito, en 1992, nagsimulang maging ang mga microprocessor dinisenyo upang gumana sa mga talaan, kaya ang memorya ng RAM ay kailangan lamang para sa paglo-load at pag-iimbak ng mga tagubilin.
Intel Pentium
Ito ay isang microprocessor ng 64 bitna ipinakilala noong 1993. Bagama't nauna rito ang DEC Alpha noong 1992, mas naging popular ang Pentium dahil mas mura ito kaysa sa karibal nito. Sa paggawa ng bawat yunit ay ginamit 3.100.000 transistor para sa kapasidad ng memorya na 4 GBytes, at isang gumaganang dalas na 66 MHz.
Pentium nang walang duda ay nagmarka ng isang panahon Sa larangan ng teknolohiya, ito ay isang malawakang ginagamit na pangalan sa larangan ng kompyuter. Maraming pag-unlad ang batay sa 64-bit data bus nito.
Bagama't ang mga iniharap namin sa inyo ay nag-iwan ng marka bago at pagkatapos Sa hindi mapigilang ebolusyon ng mga microprocessor, mayroon at patuloy na magkakaroon ng iba pa na lalong kahanga-hanga, kaya sa panahong ito ay mayroon tayong dami at iba't ibang uri ng mga ito para sa paggamit sa iba't ibang larangan.
