Что такое ЦП?

Что такое ЦП?

ЦП означает центральный процессор, и в строгом смысле это один из компонентов микропроцессора, который играет центральную роль в арифметической обработке. Однако в текущей ситуации ЦП чаще используется почти как синоним микропроцессора.

Компоненты компьютера можно разделить на ЦП, память, графические устройства и жесткие диски, а также устройства ввода-вывода, такие как интерфейсы связи Ethernet.

На заре развития компьютеров эти компоненты были разрозненными и объединялись для создания компьютера.

Среди этих компонентов ЦП — это устройство, которое считывает и выполняет набор инструкций, хранящихся в памяти, одну за другой на основе средств считывания и выполнения инструкций, которые у него есть внутри.

С последующим быстрым развитием полупроводниковой технологии память, графика и различные интерфейсные функции, которые ранее находились за пределами ЦП, были включены в ЦП, наряду с прогрессом и сложностью микропроизводства полупроводников, что в значительной степени способствовало миниатюризации и снижению веса устройств.

Использование ЦП

ЦП установлены во всех компьютерах.

От суперкомпьютеров до высокопроизводительных компьютеров для использования в бизнесе, потребительских компьютеров и даже ноутбуков, смартфонов и планшетных устройств, которые мы часто используем в нашей повседневной жизни, все они содержат ЦП, хотя масштаб этих устройств различается.

ЦП также встречаются в самых разных потребительских и профессиональных устройствах.

К ним относятся телевизоры, рекордеры, аудиооборудование, автомобили, мотоциклы и различные измерительные приборы для профессионального использования. Многие из ЦП, установленных в этих устройствах, также называются однокристальными микрокомпьютерами, и они способствуют миниатюризации устройств путем включения периферийного оборудования и других компонентов, которые оптимизированы для соответствующих областей и приложений.

Принцип работы ЦП

Первоначальная роль ЦП заключалась в считывании инструкций из памяти, их декодировании и выполнении.
Выполнение означает выполнение операций сложения, вычитания, умножения и деления, а также возврат результатов в память.

Внутри ЦП есть предопределенный набор инструкций, которые можно понять, и что должно быть сделано для каждой инструкции. Инструкции в памяти последовательно считываются ЦП с наименьшего адреса в памяти и выполняются одна за другой.

В соответствии с результатами операций данные выводятся на периферийные устройства или считываются с них.

Кроме того, если встроена графическая функция, данные записываются в графику. Затем графическая функция отображается на подключенном ЖК-дисплее или мониторе.

Если встроена функция связи Ethernet, она принимает пакетные данные, отправленные ей по сети, анализирует и вычисляет данные внутри себя и выводит данные обратно в сеть.

Архитектура ЦП

ЦП имеют разные базовые конструкции, называемые архитектурами, в зависимости от продукта. Архитектура является самой фундаментальной частью ЦП и предназначена для определения того, как инструкции обрабатываются на аппаратном уровне.

Процессоры используют основную память и внутренний кэш для выполнения операций, но методы обработки и правила работы различаются в зависимости от архитектуры. Поскольку эти различия влияют на уровень приложений, который является более поверхностным слоем, ОС и различные приложения должны быть спроектированы в соответствии с архитектурой ЦП.

Существуют поколения архитектур ЦП, которые, как правило, обновляются каждые несколько лет. Поскольку архитектура оказывает значительное влияние на производительность ЦП, при выборе ЦП рекомендуется проверить, на какой архитектуре основан ЦП.

Тепловой истощение ЦП

Чтобы максимизировать производительность ЦП, очень важен отвод тепла. Чтобы предотвратить это, необходимо разработать способ отвода тепла.

Обычно вентилятор крепится к ЦП для отвода тепла, а смазка наносится на точки контакта между ЦП и вентилятором для улучшения теплопроводности. Это улучшает эффективность отвода тепла вентилятором. Смазку необходимо периодически наносить повторно для поддержания производительности.

Вместо крепления вентилятора к ЦП иногда используется метод водяного охлаждения, называемый водяным охлаждением. Метод водяного охлаждения более эффективен для охлаждения и эффективен для ПК с высокими техническими характеристиками. Однако следует отметить, что водяное охлаждение стоит дорого и существует риск утечки охлаждающей жидкости в случае неисправности.

Помимо отвода тепла от самого ЦП, также важно отводить тепло из корпуса наружу, чтобы тепло не скапливалось внутри корпуса. Если детали плотно упакованы внутри корпуса или количество воздуха, отводимого из корпуса наружу, мало, независимо от того, насколько сильно охлаждается ЦП, можно получить лишь ограниченный эффект.