Устройство современного процессора компьютера

Современные процессоры имеют форму небольшого прямоугольника, который представлен в виде пластины из кремния. Сама пластина защищена специальным корпусом из пластмассы или керамики. Под защитой находятся все основные схемы, благодаря им и осуществляется полноценная работа ЦП. Если с внешним видом все предельно просто, то, что касается самой схемы и того, как устроен процессор? Давайте разберем это подробнее.

Как устроен процессор компьютера

В состав ЦП входит небольшое количество различных элементов. Каждый из них выполняет свое действие, происходит передача данных и управления. Обычные пользователи привыкли отличать процессоры по их тактовой частоте, количеству кэш-памяти и ядрам. Но это далеко не все, что обеспечивает надежную и быструю работу. Стоит уделить отдельное внимание каждому компоненту.

Внешний вид процессора

Архитектура

Внутренняя конструкция ЦП часто отличается друг от друга, каждому семейству присущ свой набор свойств и функций – это и называется его архитектурой. Пример конструкции процессора вы можете наблюдать на изображении ниже.

Пример архитектуры процессора

Но многие под архитектурой процессора привыкли подразумевать немного другое значение. Если рассматривать ее с точки зрения программирования, то она определяется по его возможности выполнять определенный набор кодов. Если вы покупаете современный CPU, то скорее всего он относится к архитектуре x86.

Читайте также: Определяем разрядность процессора

Ядра

Основная часть CPU называется ядром, в нем содержатся все необходимые блоки, а также происходит выполнение логических и арифметических задач. Если вы посмотрите на рисунок ниже, то сможете разобрать как выглядит каждый функциональный блок ядра:

Схематическое устройство процессора
  1. Модуль выборки инструкций. Здесь осуществляется распознавание инструкций по адресу, который обозначается в счетчике команд. Число одновременного считывания команд напрямую зависит от количества установленных блоков расшифровки, что помогает нагрузить каждый такт работы наибольшим количеством инструкций.
  2. Предсказатель переходов отвечает за оптимальную работу блока выборки инструкций. Он определяет последовательность исполняемых команд, нагружая конвейер ядра.
  3. Модуль декодирования. Данная часть ядра отвечает за определения некоторых процессов для выполнения задач. Сама задача декодирования очень сложная из-за непостоянного размера инструкции. В самых новых процессорах таких блоков встречается несколько в одном ядре.
  4. Модули выборки данных. Они берут информацию из оперативной или кэш-памяти. Осуществляют они именно выборку данных, которая необходима на этот момент для исполнения инструкции.
  5. Управляющий блок. Само название говорит уже о важности данного компонента. В ядре он является главнейшим элементом, поскольку производит распределение энергии между всеми блоками, помогая выполнять каждое действие вовремя.
  6. Модуль сохранения результатов. Предназначен для записи после окончания обработки инструкции в RAM. Адрес сохранения указывается в исполняющейся задаче.
  7. Элемент работы с прерываниями. ЦП способен выполнять сразу несколько задач благодаря функции прерывания, это позволяет ему останавливать ход работы одной программы, переключаясь на другую инструкцию.
  8. Регистры. Здесь хранятся временные результаты инструкций, данный компонент можно назвать небольшой быстрой оперативной памятью. Часто ее объем не превышает несколько сотен байт.
  9. Счетчик команд. Он хранит в себе адрес команды, которая будет задействована на следующем такте процессора.

Системная шина

По системной шине CPU соединяются устройства входящие в состав ПК. К ней напрямую подключен только он, остальные элементы подсоединяются через разнообразные контроллеры. В самой шине присутствует множество сигнальных линий, через которые происходит передача информации. Каждая линия имеет свой собственный протокол, обеспечивающий связь по контроллерам с остальными подключенными компонентами компьютера. Шина имеет свою частоту, соответственно, чем она выше, тем быстрее совершается обмен информацией между связующими элементами системы.

Системная шина процессора

Кэш-память

Быстродействие ЦП зависит от его возможности максимально быстро выбирать команды и данные из памяти. За счет кэш-памяти сокращается время выполнения операций благодаря тому, что она играет роль временного буфера, обеспечивающего мгновенную передачу данных CPU к ОЗУ или наоборот.

Основной характеристикой кэш-памяти является ее различие по уровням. Если он высокий, значит память более медленная и объемная. Самой скоростной и маленькой считается память первого уровня. Принцип функционирования данного элемента очень прост – CPU считывает из ОЗУ данные и заносит их в кэш любого уровня, удаляя при этом ту информацию, к которой обращались давно. Если процессору нужна будет эта информация еще раз, то он получит ее быстрее благодаря временному буферу.

Сокет (разъем)

Благодаря тому, что процессор имеет собственный разъем (гнездовой или щелевой), вы можете легко заменить его при поломке или модернизировать компьютер. Без наличия сокета ЦП просто бы впаивался в материнскую плату, усложняя последующий ремонт или замену. Стоит обратить внимание – каждый разъем предназначен исключительно для установки определенных процессоров.

Разъем для процессора

Часто пользователи по невнимательности покупают несовместимые процессор и материнскую плату, из-за чего появляются дополнительные проблемы.

Читайте также:
Выбираем процессор для компьютера
Выбираем материнскую плату для компьютера

Видеоядро

Благодаря внедрению в процессор видеоядра он выполняет роль видеокарты. Конечно, по мощности он с ней не сравнится, но если вы покупаете CPU для несложных задач, то вполне можно обойтись и без графической карточки. Лучше всего встроенное видеоядро показывает себя в недорогих ноутбуках и дешевых настольных компьютерах.

Графическое ядро CPU

В этой статье мы подробно разобрали из чего состоит процессор, рассказали о роли каждого элемента, его важности и зависимости от других элементов. Надеемся, что эта информация была полезна, и вы узнали новое и интересное для себя из мира CPU.

Помогла ли Вам статья?
Да Нет
Задайте вопрос или оставьте мнение
Получить ответ на Email
Уведомить о

2 ответов
По рейтингу
Новые Старые
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Аноним
9 ноября 2018 21:02

при отключении питания сбивается время

Анастасия
10 ноября 2018 15:37
Ответить на  Аноним

Если у вас сбивается время, значит не все в порядке с материнской платой или у нее села батарейка. Второй вариант наиболее вероятен, особенно если ПК или конкретно мат. плата старая и работает давно. Проще всего попробовать ее заменить вручную — это очень легко.

Подробнее: Замена батарейки на материнской плате

Инструкции по операционным системам:
AndroidAndroid iOSiOS Windows 11Windows 11 Windows 10Windows 10 Windows 7Windows 7 Windows 8Windows 8 Windows XPWindows XP Общее по компьютерамОбщее по компьютерам LinuxLinux macOSmacOS
Инструкции по мессенджерам и соц.сетям:
ВконтактеВконтакте ОдноклассникиОдноклассники TelegramTelegram ViberViber WhatsAppWhatsApp SkypeSkype ZoomZoom InstagramInstagram
Инструкции по работе в программах:
WordWord ExcelExcel PowerPointPowerPoint OutlookOutlook DirectXDirectX PhotoshopPhotoshop LightroomLightroom Premiere ProPremiere Pro Google ChromeGoogle Chrome Яндекс БраузерЯндекс Браузер Mozilla FirefoxMozilla Firefox OperaOpera Internet ExplorerInternet Explorer Уроки по остальным браузерамПо остальным браузерам Расширения для браузеровРасширения браузеров Уроки по антивирусамПо антивирусам AvastAvast AudacityAudacity Apple IDApple ID AutoCADAutoCAD BandicamBandicam BlueStacksBlueStacks DAEMON ToolsDAEMON Tools DiscordDiscord Epic GamesEpic Games FL StudioFL Studio HamachiHamachi iСloudiСloud iTunesiTunes OBSOBS OriginOrigin Play MarketPlay Market Sony VegasSony Vegas SpotifySpotify SteamSteam TeamViewerTeamViewer The Bat!The Bat! TikTokTikTok TunngleTunngle UltraISOUltraISO uTorrentuTorrent VirtualBoxVirtualBox Торрент клиентыТоррент клиенты Яндекс ДискЯндекс Диск Яндекс.КартыЯндекс.Карты Яндекс.НавигаторЯндекс.Навигатор В остальных программахВ остальных программах Драйвера для устройствДрайвера Подборки программПодобрать программу Остальные программыСкачать программы
Инструкции по онлайн-сервисам:
ЯндексЯндекс GoogleGoogle ДзенДзен YouTubeYouTube FacebookFacebook TwitterTwitter AliExpressAliExpress AvitoAvito ChatGPTChatGPT QiwiQiwi Другие онлайн-сервисыДругие сервисы Все о почтеВсе о почте Яндекс почтаЯндекс почта GmailGmail Почта Mail.ruПочта Mail.ru Рамблер почтаРамблер почта
Инструкции по телефонам:
SamsungSamsung XiaomiXiaomi HuaweiHuawei Прошивки устройствПрошивки телефонов ТелефонОбщие по телефонам
Инструкции по периферийным устройствам:
МышкаМышка КлавиатураКлавиатура ПринтерПринтер РоутерРоутер ФлешкаФлешка Карта памятиКарта памяти HDMIHDMI Игровые консолиИгровые консоли Яндекс СтанцияЯндекс Станция AirPodsAirPods
Инструкции по комплектующим:
Материнская платаМатеринская плата ПроцессорПроцессор ВидеокартаВидеокарта SSD дискиSSD диски Жесткий дискЖесткий диск BIOSBIOS