Үҙәк процессор

Үҙәк процессор (ЦП; шулай уҡ үҙәк процессор ҡоролмаһы ЦПУ; . central processing unit, CPU, һүҙмә-һүҙ үҙәк эшкәртеү ҡоролмаһы, йыш ҡына ябай процессор) — машина инструкцияларын (программалар коды) үтәүсе электрон блок йәки интеграль схема, , компьютерҙы аппарат менән тәьмин итеүҙең төп өлөшөһәм программалаштырылған логик контроллер. Ҡайһы берҙә был компонентты ҡыҫҡаса процессор тип атайҙар.

II Phenom 840 X4 AMD, өҫтән күренеш.

Socket 2600K LGA1155 Intel Core i7, аҫтан күренеш, платформа майҙансығында текстолит контакттары урынлашҡан

Тәүҙә үҙәк эшкәртеү ҡоролмаһы терминында логик операцияларҙы яйға һалыу ғына түгел, ә компьютер программаларының машина кодын аңлау һәм үтәү өсөн тәғәйенләнгән элементтарҙың махсуслаштырылған системаһы тасуирлана. Компьютер системаларына ҡарата терминды ҡулланыу 1960-се йылдарҙа башлана. Шул ваҡыттан алып процессорҙарҙы проектлау, архитектуралау, тормошҡа ашырыу күп тапҡырҙар үҙгәрә. Хәҙерге заман иҫәпләү системаларында бөтә функцияларҙы юғары интеграцияланған чип — микропроцессор башҡара.

ЦПУ-ның төп характеристикалары булып: такт йышлығы, етештереүсәнлек, энергия ҡулланыу, етештереүҙә ҡулланылған литографик процесс нормалары (микропроцессорҙар өсөн) һәм архитектура тора.

Тәүге Үҙәк процессорҙар уникаль һәм хатта үҙ төрөндә берҙәм компьютер системалары өсөн уникаль ҡушма өлөштәр рәүешендә булдырыла. Һуңыраҡ бер йәки бер нисә тар махсуслаштырылған программаны үтәү өсөн тәғәйенләнгән процессорҙар эшләүҙең ҡиммәтле ысулынан компьютер етештереүселәр күп маҡсатлы процессор ҡоролмаларының типовой кластарын сериялы әҙерләүгә күсә. Компьютер комплекттарын стандартлаштырыуға тенденция ярымүткәргес элементтарҙың, мейнфреймдарҙың һәм мини-компьютерҙарҙың ҡыҙыу үҫеше осоронда барлыҡҡа килә, ә интеграль схемалар барлыҡҡа килеү менән ул тағы ла популярлаша. Микросхема булдырыу, шул уҡ ваҡытта уларҙың физик үлсәмдәре кәмеү менән, ЦП-ның ҡатмарлылығын тағы ла арттырырға мөмкинлек бирә. Процессорҙарҙың стандартлаштырылыуы һәм миниатюрлығы уларға нигеҙләнгән цифрлы ҡоролмаларҙың кешенең көндәлек тормошона тәрән үтеп инеүенә килтерә. Хәҙерге заман процессорҙарын компьютерҙар кеүек юғары технологиялы ҡоролмаларҙа ғына түгел, автомобилдәрҙә, калькуляторҙарҙа, мобиль телефондарҙа һәм хатта балалар уйынсыҡтарында ла табырға мөмкин. Йыш ҡына улар микроконтроллерҙарҙан тора, унда, хисаплау ҡоролмаһынан тыш, кристаллда өҫтәмә компоненттар (программалар һәм мәғлүмәттәр хәтере, интерфейстар, ввод-вывод порттары, таймерҙар һ. б. урынлашҡан.Микроконтроллерҙың заманса иҫәпләү мөмкинлектәре утыҙ йыл элек персональ компьютерҙар эшкәртеүселәре менән сағыштырыла, хәҙерге үҙәк процессор эшсәнлегекүпкә артығыраҡ.

Тарихы

Процессорҙар етештереүҙең үҫеше башҡа электрон компоненттар һәм схемалар етештереү технологияһының үҫешенә тулыһынса тап килә.

1940-сы йылдарҙан 1950-се йылдар аҙағына тиклемге осорҙа электромеханик реле, феррит үҙәктәрен (хәтер ҡоролмаларын) һәм вакуум лампаларын ҡулланып процессорҙар булдырыу беренсе этап була. Улар махсус разъемдарға ҡуйыла. Проводтар менән тоташтырылған бындай ҡоролма беренсе процессор була. Ышаныслылыҡтың , тиҙлеге түбән булыуы һәм йылылыҡ бүлеү артыҡ күп булыуы — беренсе процессорҙарҙың үҙенсәлеге.

Икенсе этапта, 1950-се йылдар уртаһынан 1960-сы йылдар уртаһына тиклем, транзисторҙар индерелә. Транзисторҙар хәҙерге заманға яҡын торған платаларға монтажлана. Элеккесә, процессор уртаса бер нисә баҫҡыстан тора. Тиҙ эшкәртеү, ышаныслылыҡ арта, энергия ҡулланыу кәмей.

1960-сы йылдар уртаһында башланған өсөнсө этап — микросхемалар ҡулланыу башлана. Тәүҙә түбән дәрәжәләге интеграция микросхемалары ҡулланыла, уларҙа ябай транзистор һәм резистор йыйылмалар була, һуңынан, технология үҫешеү менән, цифрлы схема техникаһының айырым элементтарын тормошҡа ашырыусы микросхемалар ҡулланыла башлай (тәүҙә элементар асҡыстар һәм логик элементтар, һуңынан сумматор һәм регистор кеүек ҡатмарлы элементтар ҡулланыла), һуңыраҡ микросхемалылар барлыҡҡа килә, һуңыраҡ процессорҙың функциональ блоктары булған чиптар — арифметик-логик ҡоролмалар, реестрҙар етештерелә.

Дүртенсе этап, 1970-се йылдар башында, технологияны алға этәреү арҡаһында, БИС һәм СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем (ҙур һәм үтә ҙур интеграль схемалар)), микропроцессорҙар эшләнә, уның кристаллында процессорҙың бөтә төп элементтары һәм блоктары урынлаша. Intel фирмаһы 1971 йылда донъяла беренсе 4 разрядлы 4004 микропроцессорын эшләй, ул микрокалькуляторҙарҙа ҡулланыу өсөн тәғәйенләнә. Яйлап бөтә процессорҙар ҙа тиерлек микропроцессорҙар форматында сығарыла башлай. Оҙаҡ ваҡыт махсус мәсьәләләрҙе хәл итеү өсөн аппаратта оптималләштерелгән (мәҫәлән, ҡайһы бер хәрби мәсьәләләрҙе хәлтеү өсөн суперкомпьютерҙар йәки процессорҙар) йәки ышаныслылыҡ, тиҙ эшләү йәки электромагнит импульстарынан һәм ионлаштырыусы радиация буйынса махсус талаптар ҡуйылған процессорҙар ғына иҫәпкә алынмай. Яйлап, заманса технологиялар арзанайғандан һуң, был процессорҙар шулай уҡ микропроцессор форматында етештерелә башлай.

Хәҙер «микропроцессор» һәм «процессор» һүҙҙәре синонимдарға әйләнгән, әммә ул саҡта улай булмай, сөнки ғәҙәти (ҙур) һәм микропроцессорлы ЭВМ 10-15 йыл буйы ҡулланыла, һәм тик 1980-се йылдар башында ғына микропроцесстар ЭВМ-ды ҡыҫырыҡлап сығара. Шуға ҡарамаҫтан, ҡайһы бер суперкомпьютерҙарҙың үҙәк процессор ҡоролмалары бөгөн дә ҙур һәм үтә ҙур интеграция дәрәжәһе булғанмикросхемалары нигеҙендә төҙөлгән ҡатмарлы комплекстарҙан ҡулланыла.

Микропроцессорҙарға күсеү һуңынан шәхси компьютерҙар булдырырға мөмкинлек бирә, улар һәр йортҡа тиерлек үтеп инә.

Беренсе дөйөм ҡулланылыштағы микропроцессор Intel 4004 була, ул 1971 йылдың 15 ноябрендә Intel корпорацияһы тарафынан тәҡдим ителә. Уның составында 2300 транзистор була, 92,6 кГц такт йышлығында эшләй һәм хаҡы 300 доллар була.

Артабан уны 8-разрядлы Intel 8080 һәм 16-разрядлы 8086 алмаштыралар, улар бөтә заманса өҫтәл процессорҙары архитектураһына нигеҙ һала.

Һуңынан уның 80186 модификацияһы барлыҡҡа килә.

80286 процессорында 24 битлы адреслы һаҡланған режим барлыҡҡа килә, ул 16 Мб тиклем хәтерҙе файҙаланырға мөмкинлек бирә.

Intel 80386 процессоры 1985 йылда барлыҡҡа килә һәм уның яҡшыртылған һаҡланған режимы, 32 битлы адрестары була, был 4 Гб тиклем оператив хәтерҙе һәм виртуаль хәтер механизмын файҙаланырға мөмкинлек бирә. Процессорҙарҙың был линейкаһы регистр хисаплау моделенә ҡорола.

Параллель рәүештә стека иҫәпләү моделен нигеҙ итеп алған микропроцессорҙар үҫешә.

Микропроцессорҙар эшләгән йылдар эсендә уларҙың архитектураһы бик күп төрлө була. Уларҙың күбеһе (өҫтәмә һәм камиллаштырылған килеш) әле лә ҡулланыла. Мәҫәлән, Intel x86, башта 32-битлы IA-32, ә һуңыраҡ 64-битлы x86-64 (Intel EM64T тип атала) тип атала. x86 архитектураһы процессорҙары башта IBM (IBM PC) компанияһының персональ компьютерҙарында ғына ҡулланыла. Был әлеге ваҡытта компьютер индустрияһының бөтә өлкәләрендә лә әүҙем ҡулланыла. Шулай уҡ Alpha, POWER, SPARC, PA-RISC, MIPS (RISC-архитектура) һәм IA-64 (EPIC-архиектура) кеүек архитектураларҙы лы был исемлеккә индереп була.

Хәҙерге заман компьютерҙарында процессорҙар компакт модуль (үлсәмдәре яҡынса 5×5×0,3 см), ZIF-сокетҡа (AMD) йәки пружиналы конструкцияға (Intel) ҡуйылған. LGA разъемының үҙенсәлеге булып выводтар процессор корпусынан әсә платаһындағы сокет разъемына күсерелеүе тора. Хәҙерге заман процессорҙарының күп өлөшө бер ярымүткәргесле кристалл рәүешендә тормошҡа ашырыла, унда составында, ә күптән түгел миллионлаған транзисторҙар була. Шулай уҡ, ярымүткәргес кристалдарҙың күләме һәм ҡатмарлылығы арта.

XXI быуаттың 20-се йылдарҙа бер ҙур кристалды бер нисә бәләкәй кристаллға ("чиплеттар" тип аталған) бүлеү популярлыҡ яулай башлай. Был микросхемалар сығарыуҙы арттырырға һәм йылылыҡ бүлеп сығарыуҙы кәметергә мөмкинлек бирә.

Әҙәбиәт

• Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: Вильямс, 2007. — С. 59—241. — ISBN 0-7897-3404-4.
• Николай Алексеев Кремниевая эволюция // ComputerBild : журнал. — 2011. — № 22. — С. 80—85.
• Каган Борис Моисеевич Электронные вычислительные машины и системы. Третье издание. М.: Энергоатомиздат, 1991. — 590 с.
• Лазарев В. Г., Пийль Е. И. Синтез управляющих автоматов 1989.

Һылтанмалар

• Ҡыҫҡаса тарихы процесы: 31 йыл ғүмерен архитектураһы н hwp.ru
• Крис Касперски. Европейская vs. ориентальная RISC. CISC(недоступная ссылка) Проверено Июнь 2019., Компьютерр, 1999
• КОМПЬЮТЕР: Үҙәк процессорҙар Универсаль фәнни-популяр интернет-энциклопедияның Кругосвет
• Сағыштырыу процестың етештереүсәнлеге н cpubenchmark.net (инг.)
• Мобиль процестың етештереүсәнлеге сағыштырыу н notebookcheck-ru.com (инг.)
• Мәғлүмәттәр базаһы процесты (характеристика һәм фото) н cpu-world.com (инг.)