Schemat , budowa , parametry , rodzaje i zasada działania procesora.
Procesor (ang. processor), także CPU (ang. Central Processing Unit) -to główny element komputera, urządzenie cyfrowe sekwencyjne, którego zadaniem jest wykonywanie rozkazów i sterowanie pracą wszystkich pozostałychbloków systemu (m.in. pamięci iukładów wejścia-wyjścia). Procesor przetwarza informacje, wykonując na niej elementarne operacje zwane instrukcjami maszynowymi (bądź rozkazami). Ciąg takich instrukcji realizujący konkretne zadanie przetwarzania informacjinazywamy programem. Do systemu mikroprocesorowego oprócz danych wejściowych musimy więc dostarczyć także program lub zestaw programów, czyli oprogramowanie (ang. software). W przypadku systemu mikroprocesorowego sposób przetwarzania informacji jest określony głównie przez oprogramowanie. Ułatwia to w razie potrzeby zmianę sposobu przetwarzania informacji.
Procesory (zwane mikroprocesorami) wykonywane są zwykle jako układy scalone zamknięte w hermetycznej obudowie, często posiadającej złocone wyprowadzenia (stosowane ze względu na odporność na utlenianie). Ich sercem jest monokryształ krzemu, na który naniesiono techniką fotolitografii szereg warstw półprzewodnikowych, tworzących, w zależności od zastosowania, sieć od kilku tysięcy do kilkuset milionów tranzystorów. Połączenia wykonane są z metalu (aluminium, miedź).
Wszystkie mikroprocesory zawierają podobne elementy:
1.układ sterowania i synchronizacji, który kontroluje pracę procesora i wytwarza sygnały potrzebnedo sterowania niektórymi elementami komputera.
2.arytmometr, czyli układ, który wykonuje operacje arytmetyczne i logiczne (niektóre procesory mają kilkaarytmometrów).
3.rejestry, tj. układy pamięci.
4.wbudowana pamięć podręczna cache, która działa podobnie do zewnętrznej pamięci RAM. Zapewnia ona, że procesornie jest zmuszony czekać na dane potrzebne mu do pracy.
5.koprocesor matematyczny, który jest zestawem instrukcji przeznaczonych do obsługi skomplikowanych operacji matematycznych.
6.wewnętrzne szyny łączące elementy procesora.
ALU -układ ten jest często nazywany układem wykonawczym procesora, ponieważ wykonuje on większość rozkazów zlecanych procesorowi. Blok ALU jest układem, który realizuje różne funkcje w zależności od zaprogramowanej operacji, tj. rozkazu umieszczonego w programie. Argumentami tych rozkazów są słowa binarne. Rozkazy te mogą dotyczyć operacji arytmetycznych (dodawanie i odejmowanie) lub logicznych (sumowanie, mnożenie itp.).
- Akumulator-A-jest to rejestr, który zawiera jeden z argumentów wykonywanej operacji ido którego ładowany jest wynik wykonywanej operacji.
- Rejestrflagowy-F -zawiera dodatkowe cechy wyniku wykonywanej operacji, które potrzebne są do podjęcia decyzji o dalszym sposobie przetwarzania informacji. Cechami tymi mogą być: znak wyniku, przekroczenie zakresu, parzysta lub nieparzysta liczba jedynek. Wystąpienie określonej cechy sygnalizowane jest ustawieniem lub wyzerowaniem określonego bitu w rejestrze flagowym. Ustawione bity nazywane są znacznikami lub flagami.
- Licznik rozkazów-PC-jest jednym z istotniejszych rejestrów dzięki któremu procesor potrafi pobierać kolejne rozkazy do wykonania. Licznik rozkazów zawiera adresy komórki pamięci w której przechowywany jest kod rozkazu przeznaczony do wykonania jako następny.
- Oprócz tego procesor ma kilka (kilkanaście) rejestrów używanych w czasie wykonywania niektórych rozkazów np. wskaźnik stosu-SP-służący do adresowania pamięci. Stosem nazywamywyróżniony obszar pamięci, używany według następujących reguł:
- Informacje zapisywane są na stos do kolejnych komórek przy czym żadnego adresu nie wolno pominąć
- Informacje odczytuje się w kolejności odwrotnej do zapisu
- Informacje odczytujemy z ostatnio uzupełnianej komórki natomiast zapisujemy do pierwszej wolnej
- Stos jest wydzielonym miejscem w pamięci w którym obowiązuje zasada: ostatni wchodzi pierwszy wychodzi
- Procesor posiada określone parametry:
- rozmiar elementów budujących jego strukturę -im są one mniejsze, tym niższe jest zużycie energii, napięcie pracy oraz wyższa możliwa do osiągnięcia częstotliwość pracy,
- długość słowa (liczba bitów) danych wewnątrz procesora (w mikroprocesorach 8, 16 32 lub 64 bity),
- długość słowa adresu (zwykle 16 lub 20 bitów)
- lista rozkazów (kopiowanie danych, działania arytmetyczne, działania na bitach, skoki),
- czas cyklu maszynowego -szybkość z jaką procesor wykonuje rozkazy; przy danej architekturze procesora, szybkość ta w znacznym stopniu zależy od czasu trwania pojedynczego taktu.
PGA
- Socket S1 - gniazdo na platformy mobilne, z obsługą dual channel DDR2-SDRAM.
- Socket 5 - AMD K5.
- Socket 7 - AMD K6.
- Super Socket 7 - AMD K6-2, AMD K6-III.
- Socket 462 (zwany także Socket A) - AMD Athlon, Duron, Athlon XP, Athlon XP-M, Athlon MP, i Sempron.
- Socket 463 (zwany także Socket NexGen) - NexGen Nx586.
- Socket 563 - AMD Athlon XP-M (µ-PGA Socket).
- Socket 754 - AMD Athlon 64, Sempron, Turion 64. Obsługa pojedynczego kanału pamięci DDR-SDRAM, tzw. single-channel.
- Socket 939 - AMD Athlon 64, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Sempron, Turion 64, Opteron (seria 100). Obsługa podwójnego kanału pamięci DDR-SDRAM, tzw. dual channel.
- Socket 940 - AMD Opteron (seria 100, 200, 800), Athlon 64 FX. Obsługa podwójnego kanału pamięci DDR-SDRAM, tzw. dual channel.
- Socket AM2 - AMD Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Sempron, Turion 64, Opteron (seria 100). Obsługa dual channel DDR2-SDRAM. Posiada 940 pinów.
- Socket AM2+ - AMD Athlon, Phenom, Sempron, Phenom II. Obsługa dual channel DDR2-SDRAM, oraz Obsługa dual channel DDR3-SDRAM i HyperTransport 3 z mniejszym zapotrzebowaniem na energię. Posiada 940 pinów.
- Socket AM3 - gniazdo pod procesor AMD, charakteryzujący się obsługą dual channel DDR3-SDRAM, oraz HyperTransport - Phenom II, Athlon II, Sempron.
- Socket FM1 - gniazdo pod procesor AMD Vision z nowej serii APU, wykonany w 32nm procesie produkcyjnym, zintegrowana karta graficzna. Technologia x86. AMD Llano
- Socket FM2+ - Gniazdo pod procesory AMD A6, A8, A10 z zintegrowanymi układami Radeon
- Socket AM3+ - gniazdo umożliwiające instalacje procesorów z architektury Bulldozer.
- Socket AM4 - najnowsze gniazdo pod procesor AMD
LGA
- Socket 1207 (zwane także Socket F) - Supports AMD Opteron (seria 200, 800). Zastąpił Socket 940. Obsługa dual channel DDR2-SDRAM.
Intel Socket
Slot
- Slot 1 - Intel Celeron, Pentium II, Pentium III.
- Slot 2 - Intel Pentium II Xeon, Pentium III Xeon.
PGA
- 40 pin - Intel 8086, Intel 8088.
- 68 pin - Intel 80186, Intel 80286, Intel 80386.
- Socket 1 - 80486.
- Socket 2 - 80486.
- Socket 3 - 80486 (3.3 V i 5 V).
- Socket 4 - Intel Pentium 60/66 MHz.
- Socket 5 - Intel Pentium 75-133 MHz.
- Socket 7 - Intel Pentium, Pentium MMX.
- Socket 8 - Intel Pentium Pro.
- Socket 370 - Intel Pentium III, Celeron; Cyrix III; VIA C3.
- Socket 423 - Intel Pentium 4 z jądrem Willamette.
- Socket 478 - Intel Pentium 4, Celeron, Pentium 4 Extreme Edition, Pentium M.
- Socket 479 - Intel Pentium M i Celeron M.
- Socket 437 - Intel Atom.
- Micro-FCBGA - Intel Mobile Celeron, Core 2 Duo (mobile), Core Duo, Core Solo, Celeron M, Pentium III (mobile), Mobile Celeron.
- Socket 486 - 80486.
- Socket 603 - Intel Xeon.
- Socket 604 - Intel Xeon.
- PAC418 - Intel Itanium.
- PAC611 - Intel Itanium 2.
LGA
- LGA 775 (zwane także Socket 775 lub Socket T) - Intel Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium Extreme Edition, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Celeron, Xeon seria 3000, Core 2 Quad.
- LGA 771 (zwane także Socket 771 lub Socket J) - Intel Xeon.
- LGA 1366 (zwane także Socket 1366 lub Socket B) - Intel Core i7.
- LGA 1156 (zwane także Socket 1156 lub Socket H) - Intel Core i7, Core i5, Core i3, Xeon, Pentium, Celeron.
- LGA 1155 (zwane także Socket 1155 lub Socket H2) - Intel Sandy Bridge, Ivy Bridge
- LGA 1150 (zwane także Socket 1150 lub Socket H3) - Intel Haswell, Broadwell
- LGA 2011 (zwane także Socket 2011 lub Socket R) - Intel Core i7 (Sandy Bridge-E, Ivy-Bridge-E)
- LGA 1151 (zwane także Socket 1151 lub Socket H4) - Intel Skylake, Kaby Lake