▷ส่วนต่าง ๆ ของโปรเซสเซอร์ภายนอกและภายใน: แนวคิดพื้นฐาน

แน่นอนเราทุกคนรู้ว่า CPU คืออะไร แต่ เรารู้ จริง ๆ ว่าส่วนใดของโปรเซสเซอร์คือ อะไร หนึ่งในหลักสำคัญแต่ละอันซึ่งจำเป็นสำหรับซิลิคอนสี่เหลี่ยมจัตุรัสเล็ก ๆ นี้เพื่อให้สามารถประมวลผลข้อมูลจำนวนมากสามารถถ่ายทอดมนุษยชาติไปสู่ยุคที่ไม่ต้องมีระบบอิเล็กทรอนิกส์

โปรเซสเซอร์เป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของเราโดยเฉพาะคนที่เกิดในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา หลายคนเติบโตขึ้นมาผสมกับเทคโนโลยีอย่างสมบูรณ์ ไม่ต้องพูดถึงคนตัวเล็กที่นำสมาร์ทโฟนมาไว้ใต้วงแขนแทนที่จะเป็นก้อน… ในอุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมดมีองค์ประกอบทั่วไปที่เรียกว่า โปรเซสเซอร์ ซึ่ง มีหน้าที่รับผิดชอบในการให้ เครื่องจักร รอบตัวเรา หากองค์ประกอบนี้ไม่มีอยู่ไม่ว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์, โทรศัพท์มือถือ, หุ่นยนต์และแอสเซมบลีในระยะสั้นทุกคนจะมีงาน… แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่เราจะสร้างมันขึ้นมา ทุกอย่างจะไป

ดัชนีเนื้อหา

โปรเซสเซอร์คืออะไรและเหตุใดจึงสำคัญ

ก่อนอื่นเราต้องระวังว่า ไม่เพียง แต่คอมพิวเตอร์ที่มี โปรเซสเซอร์อยู่ภายใน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทั้งหมด มีองค์ประกอบที่ทำหน้าที่เป็นโปรเซสเซอร์ ไม่ว่าจะเป็นนาฬิกาดิจิตอลออโตเมติกที่ตั้งโปรแกรมได้หรือสมาร์ทโฟน

แต่แน่นอนว่าเราต้องทราบด้วยเช่นกันว่าขึ้นอยู่กับความสามารถและสิ่งที่พวกเขาผลิตขึ้น ตัวประมวลผลอาจมีความซับซ้อนมากขึ้นหรือน้อยลง จากการดำเนินการต่อเนื่องของรหัสไบนารี่ไปจนถึงแผงไฟ LED ไปจนถึงการจัดการจำนวนมาก ข้อมูล รวมถึงการเรียนรู้จากพวกเขา (การเรียนรู้ของเครื่องและปัญญาประดิษฐ์)

หน่วยประมวลผลกลาง หรือ CPU ในภาษาสเปน เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความสามารถในการปฏิบัติงานและคำสั่งต่าง ๆ ที่มีอยู่ในโปรแกรม คำแนะนำเหล่านี้ง่ายมากและต้มลงไปที่ การคำนวณทางคณิตศาสตร์ขั้นพื้นฐาน (การบวกการลบการคูณและการหาร) การดำเนินการทางตรรกะ (AND, OR, NOT, NOR, NAND) และการควบคุมอินพุต / เอาต์พุต (I / O) ของอุปกรณ์

จากนั้นตัวประมวลผลคือองค์ประกอบที่รับผิดชอบการดำเนินการทั้งหมดที่เป็นไปตามคำแนะนำของโปรแกรม ถ้าเราให้มุมมองของเครื่องจักร การดำเนินการเหล่านี้จะลดลงเป็นเชนของศูนย์และสิ่งที่ เรียกว่าบิตและนั่นหมายถึงสถานะ ปัจจุบัน / ไม่หมุนเวียน ดังนั้นจึงสร้างโครงสร้างตรรกะแบบไบนารีที่แม้แต่มนุษย์ก็ยังมีความสามารถ เพื่อทำความเข้าใจและโปรแกรมใน รหัสเครื่องแอ สเซมเบลอร์หรือผ่านภาษาการเขียนโปรแกรมระดับสูงขึ้น

ทรานซิสเตอร์ผู้กระทำผิดของทุกสิ่ง

โปรเซสเซอร์จะไม่มีอยู่อย่างน้อยก็เล็กถ้าไม่ได้ใช้สำหรับ ทรานซิสเตอร์ พวกเขาเป็นหน่วยพื้นฐานที่ จะพูดของโปรเซสเซอร์และวงจรรวมใด ๆ เป็น อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ปิดหรือเปิดวงจรไฟฟ้า หรือขยายสัญญาณ ด้วยวิธีนี้มันเป็นวิธีที่เราสามารถสร้างคนและศูนย์ ภาษาไบนารี ที่ CPU เข้าใจ

ทรานซิสเตอร์เหล่านี้ เริ่มต้นจากการเป็นวาล์วสุญญากาศ ซึ่งเป็นอุปกรณ์ขนาดใหญ่ที่มีลักษณะคล้ายหลอดไฟที่ สามารถแสดงกระแสไฟฟ้า ของทรานซิสเตอร์ได้ แต่มีองค์ประกอบเชิงกลในสุญญากาศ คอมพิวเตอร์อย่าง ENIAC หรือ EDVAC มีวาล์วสุญญากาศอยู่ข้างในแทนที่จะเป็นทรานซิสเตอร์และพวกมัน ก็มีขนาดใหญ่ และกินพลังงานจากเมืองเล็ก ๆ เครื่องจักรเหล่านี้เป็นเครื่องแรกที่มี สถาปัตยกรรมของ Von Neumann

แต่ ในช่วงทศวรรษที่ 1950 ถึง 1960 ซีพียูทรานซิสเตอร์ตัวแรกก็เริ่มสร้างขึ้น จริง ๆ แล้วมันเป็นไอบีเอ็มในปี 1958 เมื่อมันสร้างเครื่องที่ใช้ทรานซิสเตอร์เซมิคอนดักเตอร์ตัวแรกกับ IBM 7090 ตั้งแต่นั้นมาวิวัฒนาการก็น่าตื่นเต้นผู้ผลิตอย่าง Intel และต่อมา AMD ก็เริ่มสร้าง โปรเซสเซอร์ตัวแรกสำหรับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป โดยใช้ สถาปัตยกรรม x86 ที่ ปฏิวัติวงการด้วย CPU Intel 8086 ที่จริงแล้วทุกวันนี้ โปรเซสเซอร์เดสก์ท็อปของเราใช้สถาปัตยกรรมนี้ หลังจากนั้นเราจะเห็นส่วนต่างๆของโปรเซสเซอร์ x86

หลังจากนี้สถาปัตยกรรมเริ่มซับซ้อนมากขึ้นด้วยชิปขนาดเล็กและยังมีการเปิดตัวของ แกน แรก เพิ่มเติมภายใน แล้วมี แกนที่ทุ่มเทเป็นพิเศษเพื่อการประมวลผลกราฟิก แม้แต่ธนาคารหน่วยความจำความเร็วสูงพิเศษที่เรียกว่า แคชหน่วยความจำ และบัสเชื่อมต่อที่มีหน่วยความจำหลักก็มีการเปิดตัว RAM ภายในชิปขนาดเล็กเหล่านี้

ส่วนภายนอกของโปรเซสเซอร์

หลังจากที่ได้ตรวจสอบประวัติโปรเซสเซอร์โดยย่อจนกระทั่งเราอยู่ในยุคของเราเราจะเห็น องค์ประกอบภายนอกที่โปรเซสเซอร์ปัจจุบันมี อยู่ เรากำลังพูดถึงองค์ประกอบทางกายภาพที่สามารถสัมผัสได้และในมุมมองของผู้ใช้ สิ่งนี้จะช่วยให้เราเข้าใจความต้องการทางกายภาพและการเชื่อมต่อของโปรเซสเซอร์ได้ดีขึ้น

เบ้า

ซ็อกเก็ตซีพียูหรือซ็อกเก็ต เป็น ระบบไฟฟ้าที่ ติดตั้งบนเมนบอร์ดซึ่ง รับผิดชอบการเชื่อมต่อโปรเซสเซอร์กับองค์ประกอบอื่น ๆ บนบอร์ด และคอมพิวเตอร์ มีซ็อกเก็ตพื้นฐานหลายประเภทในท้องตลาดและมีการกำหนดค่าที่แตกต่างกันมากมาย มี สามองค์ประกอบในชื่อ หรือสกุลเงิน ของคุณ ที่จะทำให้เราเข้าใจว่าเรากำลังพูดถึงสิ่งใด:

ผู้ผลิตสามารถเป็น Intel หรือ AMD ใน กรณีของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลนี่เป็นสิ่งที่เข้าใจง่าย สำหรับ ประเภทของการเชื่อมต่อ เรามีสามประเภท:

• LGA: (กริดผู้ติดต่อแบบกริด) หมายความว่าพินที่ติดต่อถูกติดตั้งในซ็อกเก็ตในขณะที่ CPU มีอาเรย์แบบหน้าสัมผัสแบบแบน PGA: (กริดอาเรย์ของพิน) มันเป็นเพียงตรงกันข้ามกับอันก่อนหน้านี้มันเป็นโปรเซสเซอร์ที่มีหมุดและซ็อกเก็ตรูเพื่อแทรก BGA: (อาร์เรย์กริดลูก) ในกรณีนี้โปรเซสเซอร์จะบัดกรีโดยตรงกับเมนบอร์ด

สำหรับหมายเลขสุดท้ายมันระบุ ชนิดของการแจกจ่ายหรือจำนวนพินการเชื่อมต่อ ที่ CPU มีกับซ็อกเก็ต มีจำนวนมหาศาลทั้งใน Intel และ AMD

ชั้นล่าง

สารตั้งต้น นั้นเป็น PCB ที่ติดตั้งชิปซิลิคอน ซึ่งมีวงจรอิเล็กทรอนิกส์ของแกนเรียกว่า DIE โปรเซสเซอร์ของวันนี้ อาจมีมากกว่าหนึ่งองค์ประกอบเหล่านี้ ติดตั้งแยกต่างหาก

แต่ PCB ขนาดเล็กนี้ยัง ประกอบด้วยเมทริกซ์พินทั้งหมดของการเชื่อมต่อ กับซ็อกเก็ตของเมนบอร์ดซึ่งมักจะ ชุบทอง เพื่อปรับปรุงการถ่ายโอนไฟฟ้าและมีการป้องกันการโอเวอร์โหลดและกระแสไฟกระชากในรูปแบบของตัวเก็บประจุ

DIE

DIE เป็น สี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือชิปที่มีวงจรรวม และส่วนประกอบภายในของโปรเซสเซอร์อย่างแม่นยำ สายตาจะเห็นเป็นองค์ประกอบสีดำขนาดเล็กยื่นออกมาจากพื้นผิวและ สัมผัสกับองค์ประกอบการกระจายความร้อน

เนื่องจากระบบการประมวลผลทั้งหมดอยู่ภายใน DIE ถึงอุณหภูมิสูงอย่างไม่น่าเชื่อ ดังนั้นจึงต้องได้รับการปกป้องโดยองค์ประกอบอื่น ๆ

ไอเอชเอ

เรียกอีกอย่างว่า DTS หรือ Integrated Thermal Diffuser และหน้าที่ของมันคือการจับอุณหภูมิทั้งหมดของแกนประมวลผลและ ถ่ายโอนไปยังฮีทซิงค์ ที่องค์ประกอบนี้ได้ติดตั้ง มันทำจาก ทองแดง หรือ อลูมิเนียม

องค์ประกอบนี้เป็นแผ่นหรือห่อหุ้มที่ ปกป้อง DIE จากด้านนอก และสามารถสัมผัสโดยตรงกับมัน โดยใช้ความร้อนวางหรือเชื่อมโดยตรง ในอุปกรณ์เกมที่กำหนดเอง ผู้ใช้ลบ IHS ​​นี้เพื่อวางฮีทซิงค์โดยตรง กับ DIE โดยใช้แผ่นความร้อนในสารประกอบ โลหะเหลว กระบวนการนี้เรียกว่า Delidding และจุดประสงค์คือเพื่อปรับปรุงอุณหภูมิโปรเซสเซอร์อย่างมาก

ฮีทซิงค์

องค์ประกอบสุดท้ายที่ รับผิดชอบในการจับความร้อนให้ได้มากที่สุดและถ่ายโอนไปยังชั้นบรรยากาศ พวกเขาเป็นบล็อกขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่ที่ ทำจากอลูมิเนียมและฐานทองแดง ให้กับแฟน ๆ ที่ช่วยให้เย็นทั่วทั้งพื้นผิวโดยวิธีการบังคับอากาศปัจจุบันผ่านครีบ

โปรเซสเซอร์พีซีทุกตัวต้องใช้ฮีทซิงค์เพื่อทำงานและรักษาอุณหภูมิภายใต้การควบคุม

ตอนนี้เราจะได้เห็นชิ้นส่วนทางเทคนิคที่สุดแล้วส่วนประกอบภายในของมัน

สถาปัตยกรรมฟอนนอยมันน์

คอมพิวเตอร์ในวันนี้มีพื้นฐานมาจาก สถาปัตยกรรมของ Von Neumann ซึ่ง เป็นนักคณิตศาสตร์ที่รับผิดชอบในการมอบชีวิตให้กับคอมพิวเตอร์เครื่องแรกในประวัติศาสตร์ในปี 1945 คุณรู้ไหม ENIAC และเพื่อนใหญ่คนอื่น ๆ สถาปัตยกรรมนี้ เป็นวิธีที่องค์ประกอบหรือส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์มีการกระจายเพื่อให้การดำเนินงานเป็นไปได้ ประกอบด้วยสี่ส่วนพื้นฐาน:

• หน่วยความจำโปรแกรมและข้อมูล: เป็นองค์ประกอบที่จัดเก็บคำแนะนำในการประมวลผล ประกอบด้วย ไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลหรือฮาร์ดไดรฟ์ RAM การเข้าถึงแบบสุ่มและโปรแกรม ที่มีคำแนะนำด้วยตนเอง หน่วยประมวลผลกลางหรือ CPU: นี่คือตัวประมวลผลหน่วยที่ควบคุมและประมวลผลข้อมูลทั้งหมดที่มาจากหน่วยความจำหลักและอุปกรณ์อินพุต หน่วยอินพุตและเอาต์พุต: อนุญาตการสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อพ่วงและส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกับหน่วยกลาง ทางกายภาพเราสามารถระบุพวกเขาเป็น สล็อตและพอร์ตของเมนบอร์ดของเรา ดาต้าบัส: คือแทร็กแทร็ กหรือสายเคเบิลที่เชื่อมต่อองค์ประกอบต่างๆ ใน CPU พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็น บัสควบคุมบัสข้อมูลและบัสแอดเดรส

โปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์

ก่อนที่เราจะเริ่มแสดงรายการส่วนประกอบภายในของโปรเซสเซอร์สิ่งสำคัญคือต้อง รู้ว่าแกนประมวลผลคืออะไร และทำหน้าที่อะไรใน โปรเซสเซอร์

แกนประมวลผลคือ วงจรรวมที่รับผิดชอบการคำนวณที่จำเป็น พร้อมข้อมูลที่ผ่านไป โปรเซสเซอร์แต่ละตัวทำงานที่ความถี่ที่แน่นอนซึ่ง วัดเป็น MHz ซึ่ง ระบุจำนวนการทำงานที่สามารถดำเนินการ ได้ ตัวประมวลผลปัจจุบันไม่เพียง แต่มีคอร์ แต่ ยังมีตัวประมวลผลทั้งหมดที่มีส่วนประกอบภายในเดียวกันและสามารถดำเนินการและ แก้ไขคำสั่งได้พร้อมกัน ในแต่ละรอบนาฬิกา

ดังนั้นหากตัวประมวลผลหลักสามารถดำเนินการหนึ่งคำสั่งในแต่ละรอบหากมี 6 ก็สามารถดำเนินการ 6 คำสั่งเหล่านี้ในรอบเดียวกัน นี่เป็นการยกระดับประสิทธิภาพอย่างมาก และเป็นสิ่งที่โปรเซสเซอร์ปัจจุบันทำอย่างแม่นยำ แต่เราไม่เพียง แต่มีแกน ประมวลผลเท่านั้น แต่ยังประมวลผลเธรด ซึ่งเป็นแกนตรรกะชนิดหนึ่งซึ่งเธรดของโปรแกรมจะหมุนเวียน

เยี่ยมชมบทความของเราเกี่ยวกับ: ตัวประมวลผลคืออะไร ความแตกต่างกับนิวเคลียสต้องรู้เพิ่มเติมในเรื่อง

ชิ้นส่วนภายในของโปรเซสเซอร์ (x86)

มีสถาปัตยกรรมและการกำหนดค่าไมโครโปรเซสเซอร์ที่แตกต่างกันมากมาย แต่สิ่งที่เราสนใจคือสิ่งที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ของเรา และนี่คือสิ่งที่ได้รับชื่อ x86 อย่างไม่ต้องสงสัย เราสามารถเห็นได้โดยตรงทั้งทางร่างกายและแผนผังเพื่อทำให้ชัดเจนขึ้นเล็กน้อยรู้ว่า ทั้งหมดนี้อยู่ใน DIE

เราต้องจำไว้ว่าหน่วยควบคุม, หน่วยคำนวณและตรรกะ, รีจิสเตอร์และ FPU จะปรากฏในแต่ละแกนประมวลผล

ก่อนอื่นให้ดูที่ส่วนประกอบภายในหลัก:

หน่วยควบคุม

ในภาษาอังกฤษเรียกว่า Conrol Unit หรือ CU มันมีหน้าที่ควบคุมการทำงานของโปรเซสเซอร์ ทำได้โดย การออกคำสั่งในรูปแบบของสัญญาณควบคุมไปยัง RAM, หน่วยคำนวณและตรรกะและอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต เพื่อให้พวกเขารู้วิธีจัดการข้อมูลและคำแนะนำที่ส่งไปยังโปรเซสเซอร์ ตัวอย่างเช่นพวกเขารวบรวมข้อมูลทำการคำนวณและเก็บผลลัพธ์

หน่วยนี้ ทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบที่เหลือทำงานประสานกัน โดยใช้ สัญญาณนาฬิกา และเวลา โปรเซสเซอร์ทั้งหมดมีหน่วยนี้อยู่ภายใน แต่สมมุติว่ามันอยู่นอกเหนือสิ่งที่เป็นแกนหลักของการประมวลผลตัวเอง ในทางกลับกันเราสามารถแยกแยะความแตกต่างได้ดังนี้:

• นาฬิกา (CLK): รับผิดชอบสร้างสัญญาณสี่เหลี่ยมที่ซิงโครไนซ์ส่วนประกอบภายใน มีนาฬิกาอื่น ๆ ที่รับผิดชอบการซิงโครไนซ์นี้ระหว่างองค์ประกอบเช่นตัวคูณซึ่งเราจะเห็นในภายหลัง โปรแกรมนับ (CP): มีที่อยู่หน่วยความจำของคำสั่งถัดไปที่จะดำเนินการ Instruction Register (RI): บันทึกคำสั่งที่กำลังดำเนินการ Sequencer และ Decoder: ตีความและดำเนินการคำสั่งผ่านคำสั่ง

หน่วยคำนวณและตรรกะ

แน่นอนคุณจะรู้เรื่องนี้โดย ย่อ "ALU" ALU มีหน้าที่ดำเนินการทางคณิตศาสตร์และการคำนวณเชิงตรรกะทั้งหมดที่มีจำนวนเต็มที่ระดับบิต หน่วยนี้ทำงานโดยตรงกับคำแนะนำ (ตัวถูกดำเนินการ) และการดำเนินการที่หน่วยควบคุมได้สั่งให้ทำ (ตัวดำเนินการ)

ตัวถูกดำเนินการอาจมา จากการลงทะเบียนภายในของตัวประมวลผลหรือโดยตรงจากหน่วยความจำ RAM พวกเขายังสามารถสร้างขึ้นใน ALU เองจากการดำเนินการอื่น ผลลัพธ์ของสิ่งนี้จะเป็นผลของการดำเนินการซึ่ง เป็นอีกคำหนึ่งที่จะถูกเก็บไว้ในทะเบียน นี่คือส่วนพื้นฐาน:

• รีจิสเตอร์ของทางเข้า (REN): พวกมันจะถูกประเมินค่าตัวถูกดำเนินการ รหัสการดำเนินการ: CU ส่งโอเปอเรเตอร์เพื่อให้การดำเนินการ สะสมหรือผลลัพธ์: ผลลัพธ์ของการดำเนินการมาจาก ALU เป็นคำที่ ลงทะเบียนสถานะ ไบนารี (ธง): มันเก็บเงื่อนไขที่แตกต่างเพื่อพิจารณาในระหว่างการดำเนินการ

หน่วยจุดลอย

คุณจะรู้ว่ามันคือ FPU หรือ Floating Point Unit โดยทั่วไปเป็นการปรับปรุงที่ดำเนินการโดยโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ ที่เชี่ยวชาญในการคำนวณการดำเนินการจุดลอยตัว โดยใช้ตัวประมวลผลทางคณิตศาสตร์ มีหน่วยที่สามารถทำการคำนวณตรีโกณมิติหรือเอ็กซ์โปเนนเชียลได้

โดยทั่วไปเป็นการปรับตัว เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ในการประมวลผลกราฟิก ที่การคำนวณที่จะดำเนินการนั้นหนักและซับซ้อนกว่าในโปรแกรมปกติ ใน บางกรณีฟังก์ชั่นของ FPU นั้นดำเนินการโดย ALU เองโดยใช้ไมโครโค้ดคำสั่ง

บันทึก

โปรเซสเซอร์ของวันนี้มี ระบบจัดเก็บข้อมูลของตนเอง ดังนั้นการพูดและหน่วยที่เล็กที่สุดและเร็วที่สุดคือการลงทะเบียน โดยทั่วไปจะเป็นคลังเก็บขนาดเล็กที่ มีคำแนะนำในการประมวลผลและผลลัพธ์ที่ได้จากการจัดเก็บ

หน่วยความจำแคช

หน่วยความจำแคชในระดับต่อไปคือหน่วยความจำแคชซึ่งเป็น หน่วยความจำที่เร็ว มากซึ่งมากกว่าหน่วยความจำ RAM ที่รับผิดชอบในการจัดเก็บคำแนะนำที่โปรเซสเซอร์จะถูกใช้ หรืออย่างน้อยคุณจะพยายามเก็บคำแนะนำที่คุณคิดว่าจะใช้เพราะบางครั้งไม่มีทางเลือกนอกจากขอให้พวกเขาโดยตรงจาก RAM

แคชของโปรเซสเซอร์ปัจจุบันรวมอยู่ใน DIE เดียวกันของโปรเซสเซอร์และ แบ่งออกเป็นสามระดับคือ L1, L2 และ L3:

• แคชระดับ 1 (L1): มันเล็กที่สุดหลังจากบันทึกและ เร็วที่สุด ในสาม แกนประมวลผลแต่ละตัวมีแคช L1 ของตัวเอง ซึ่งแบ่งออกเป็นสองส่วนคือ ข้อมูล L1 ซึ่งมีหน้าที่จัดเก็บข้อมูลและ คำสั่ง L1 ซึ่งเก็บคำแนะนำในการดำเนินการ โดยปกติแล้วจะมีขนาด 32KB แคชระดับ 2 (L2) - หน่วยความจำนี้ช้ากว่า L2 แต่ยังใหญ่กว่า โดยทั่วไป แต่ละคอร์มี L2 ของตัวเองซึ่งอาจมีขนาดประมาณ 256 KB แต่ในกรณีนี้มันไม่ได้รวมเข้ากับวงจรหลักโดยตรง แคชระดับ 3 (L3): มันช้าที่สุดในสามตัว แม้ว่าจะเร็วกว่าแรม มาก มัน ตั้งอยู่นอกนิวเคลียส และกระจายอยู่ในนิวเคลียสหลาย ๆ มันอยู่ในช่วงระหว่าง 8 MB และ 16 MB ถึงแม้ว่าใน CPU ที่ทรงพลังมากมันจะสูงถึง 30 MB

รถบัสขาเข้าและขาออก

บัส เป็นช่องทางการสื่อสารระหว่างองค์ประกอบต่าง ๆ ที่ประกอบเป็นคอมพิวเตอร์ พวกเขาเป็นสายทางกายภาพซึ่งข้อมูลไหลเวียนในรูปแบบของไฟฟ้าคำแนะนำและองค์ประกอบทั้งหมดที่จำเป็นในการประมวลผล บัสเหล่านี้สามารถวางโดยตรงภายในโปรเซสเซอร์หรือภายนอกบนเมนบอร์ด คอมพิวเตอร์มีสามประเภทด้วยกัน:

• Data bus: เป็นวิธีที่เข้าใจง่ายที่สุดเนื่องจากเป็นบัสที่ ส่งและรับข้อมูลโดยส่วนประกอบต่าง ๆ ไหลเวียน ไปยังหรือจากโปรเซสเซอร์ ซึ่งหมายความว่ามันเป็นบัสสองทิศทางและผ่านมันจะ หมุนเวียนคำที่มีความยาว 64 บิต ความยาวที่โปรเซสเซอร์สามารถจัดการได้ ตัวอย่างของบัสข้อมูลคือ LANES หรือ PCI Express Lines ซึ่งสื่อสาร CPU กับสล็อต PCI ตัวอย่างเช่นสำหรับการ์ดกราฟิก Address บัส: บัสแอดเดรสไม่หมุนเวียนข้อมูล แต่ที่อยู่หน่วยความจำเพื่อค้นหาตำแหน่งที่เก็บข้อมูลในหน่วยความจำ RAM เปรียบเสมือนที่เก็บข้อมูลขนาดใหญ่แบ่งเป็นเซลล์และแต่ละเซลล์เหล่านี้มีที่อยู่ของตัวเอง มันจะเป็นหน่วยประมวลผลที่ถามหน่วยความจำสำหรับข้อมูล โดยการส่งที่ อยู่ หน่วยความจำที่ อยู่นี้จะต้องมีขนาดใหญ่เท่าเซลล์ที่มีหน่วยความจำแรม ปัจจุบันโปรเซสเซอร์สามารถระบุแอดเดรสหน่วยความจำได้สูงสุด 64 บิตนั่นคือ เราสามารถจัดการความทรงจำได้สูงสุด 2 ⁶⁴ เซลล์ คอนโทรล บัส: บัส ควบคุม มีหน้าที่ในการจัดการบัสสองคันก่อนหน้านี้ โดยใช้สัญญาณควบคุมและกำหนดเวลาเพื่อใช้ข้อมูลทั้งหมดที่ซิงโครไนซ์และไหลเวียนไปยังหรือจากโปรเซสเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพ มันจะเป็นเหมือนหอควบคุมการจราจรทางอากาศของสนามบิน

BSB หน่วยอินพุต / เอาต์พุตและตัวคูณ

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่า โปรเซสเซอร์ปัจจุบันไม่มี FSB หรือ Front Bus แบบดั้งเดิม ซึ่งใช้ในการสื่อสาร CPU กับองค์ประกอบอื่น ๆ ของเมนบอร์ดเช่นชิปเซ็ตและอุปกรณ์ต่อพ่วงผ่านสะพานเหนือและสะพานใต้ นี่เป็นเพราะ ตัวบัสถูกแทรกลงใน CPU เป็น หน่วย จัดการ ข้อมูลอินพุตและเอาต์พุต (I / O) ที่สื่อสาร RAM โดยตรงกับตัวประมวลผลราวกับว่ามันเป็นบริดจ์เหนือแบบเก่า เทคโนโลยีเช่น HyperTransport ของ AMD หรือ HyperThreading ของ Intel มีหน้าที่จัดการการแลกเปลี่ยนข้อมูลเกี่ยวกับโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูง

BSB หรือ Back Side Bus เป็นบัสที่ รับผิดชอบในการเชื่อมต่อไมโครโปรเซสเซอร์กับหน่วยความจำแคชของตัวเอง โดยปกติจะเป็น L2 ด้วยวิธีนี้ Front Bus สามารถเป็นอิสระจากการโหลดค่อนข้างมากและทำให้ความเร็วของแคชใกล้เคียงกับความเร็วของแกนกลางมากยิ่งขึ้น

และในที่สุดเราก็มี ตัวคูณ ซึ่งเป็นชุดขององค์ประกอบที่ตั้งอยู่ภายในหรือภายนอกโปรเซสเซอร์ที่ รับผิดชอบในการวัดความสัมพันธ์ระหว่างนาฬิกา CPU และนาฬิกาของรถโดยสารภายนอก ณ จุดนี้เรารู้ว่า CPU เชื่อมต่อกับองค์ประกอบเช่น RAM, ชิปเซ็ตและอุปกรณ์ต่อพ่วงอื่น ๆ ผ่านทางรถประจำทาง ต้องขอบคุณตัวคูณเหล่านี้ เป็นไปได้ที่ความถี่ของ CPU จะเร็วกว่าบัสภายนอก เพื่อให้สามารถประมวลผลข้อมูลได้มากขึ้น

ตัวคูณของ x10 จะ อนุญาตให้ระบบที่ทำงานที่ 200 MHz สามารถทำงานกับ CPU ที่ 2000 MHz ในโปรเซสเซอร์ปัจจุบัน เราสามารถค้นหาหน่วยที่ปลดล็อคตัวคูณได้ ซึ่งหมายความว่าเราสามารถเพิ่มความถี่และความเร็วในการประมวลผลได้ เราเรียกการโอเวอร์คล็อก นี้

IGP หรือการ์ดกราฟิกภายใน

เพื่อให้ชิ้นส่วนของโปรเซสเซอร์เสร็จสิ้นเราไม่สามารถลืม หน่วยกราฟิกรวม ที่บางส่วนมี ก่อนที่เราจะเห็นว่า FPU คืออะไรและในกรณีนี้เรากำลังเผชิญกับบางสิ่งที่คล้ายกัน แต่มีพลังมากขึ้น เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วพวกเขา เป็นชุดแกนประมวลผลที่สามารถประมวลผลกราฟิกของทีมของเราได้อย่างอิสระ การคำนวณจำนวนจุดลอยตัวและการเรนเดอร์กราฟิกจำนวนมากซึ่งต้องใช้หน่วยประมวลผลมาก

IGP ทำหน้าที่เหมือนกับการ์ดกราฟิกภายนอกซึ่งเป็นการ์ด ที่เราติดตั้งผ่านสล็อต PCI-Express เท่านั้นที่ขนาดหรือกำลังไฟ น้อยกว่า มันถูกเรียกว่า Integrated Graphics Processor เพราะมันเป็นวงจรรวมที่ติดตั้งในโปรเซสเซอร์เดียวกันที่ช่วยลดหน่วยกลางของกระบวนการที่ซับซ้อนชุดนี้ มันจะมีประโยชน์เมื่อเราไม่มีการ์ดกราฟิก แต่สำหรับตอนนี้มันไม่มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับสิ่งเหล่านี้

ทั้ง AMD และ Intel มีหน่วยที่รวม IGP ใน CPU จึงเรียกว่า APU (หน่วยประมวลผลเร่ง) ตัวอย่างของสิ่งนี้คือ Intel Core เกือบทั้งหมดในตระกูล i พร้อมกับ AMD Athlon และ Ryzen บางตัว

บทสรุปเกี่ยวกับชิ้นส่วนของโปรเซสเซอร์

ทีนี้เรามาถึงจุดสิ้นสุดของบทความยาว ๆ นี้แล้วที่เราเห็นในลักษณะพื้นฐานมากขึ้นหรือน้อยลง ว่าส่วนต่าง ๆ ของโปรเซสเซอร์คืออะไร จากมุมมองภายนอกและภายใน ความจริงก็คือมันเป็นหัวข้อที่น่าสนใจมาก แต่มีความซับซ้อนและน่าเกรงขามที่จะอธิบายรายละเอียดซึ่งเกินความเข้าใจของเราเกือบทั้งหมดที่ไม่ได้แช่อยู่ในสายการประกอบและผู้ผลิตอุปกรณ์ประเภทนี้

ตอนนี้เราปล่อยให้คุณมีบทเรียนที่น่าสนใจสำหรับคุณ

หากคุณมีคำถามหรือต้องการชี้แจงปัญหาใด ๆ ในบทความ เราขอเชิญคุณให้เขียนลงในช่องแสดงความคิดเห็น เป็นการดีเสมอที่จะมีความคิดเห็นและภูมิปัญญาของผู้อื่น