Uvod
Procesor
je najvažniji uređaj računara koji dešifruje naredbe programa i zadaje
akcije koje obezbenuju njihovo izvršavanje, tako što iz memorije preuzima podatake koji
se obranuju, nad njima realizuje aritmetičko-logičke operacije i rezultat smešta na zadatu
memorijsku adresu.
Procesor se sastoji iz četiri osnovne komponente:
•
upravljačkog organa u kome se vrši dekodirannje (dešifrovanje) i izvršavanje tekuće
naredbe, i formiranje adrese sledeće naredbe;
•
aritmetičko-logičke jedinice (ALU), u kojoj se obavljaju aritmetičko-logičke operacije;
•
radnih registara, u kojima se čuvaju menurezultati u toku izvonenja aritmetičko-logičkih
operacija;
•
keš-memorije, koja povećava brzinu procesora tako što pamti podatke (odabrane po
posebnom algoritmu) koji su najverovatniji kandidati za obradu u najskorije vreme. Može
se reći da se podaci koji su u keš-memoriji procesoru nalaze "na dohvat ruke", za razliku
od podataka koji se preuzimaju iz "udaljene"
RAM
memorije (što usporava izvršavanje
programa). Keš memorija može biti interna – kada se nalazi u procesoru i eksterna – kada
se nalazi neposredno uz procesor.
Osnovne karakteristike procesora su frekvenca, brzina procesora, dužina procesorske
reči, keš memorija.
-Komponenta generator takta proizvodi impulse koji se ponavljaju u fiksnim vremenskim
intervalima. Broj impulsa koje u sekundi proizvede generator takta predstavljaju
frekfencu procesora
. Impulsi u sekundi se nazivaju "herci" i označavaju sa
Hz
.
Izvršavanje svake mašinske naredbe traje odreneni broj taktova. U nekim
implementacijama operacija sabiranja zahteva dva takta, a deljenja do 25 taktova. To
znači da što je veća frekfenca to računar brže radi. Red veličine brzine savremenih
mikroprocesora se meri gigahercima, što znači da prave jednu ili više milijardi "tikova" u
sekundi.
-
Brzina
procesora MIPS (Milion Instruction Per Second) ili MFLOPS (Milion
Floating Point Operations Per Second)
-Moć računara zavisi i od broja bitova koji se mogu istovremeno preneti i obraditi
unutar procesora. Današnji mikroprocesori obranuju 32 ili 64 bita. Dužina mašinske reči
se često koristi kao osnovna karakteristika arhitekture računara, pa se često može čuti da
je računar 32-bitne ili 64-bitne arhitekture. Jasno je da što je veći broj bitova koji
obrazuju mašinsku reč to se može obraditi veća količina informacija.
2
ali danas se više ništa ne krece izuzev same struje. Najuobičajeniji tip prekidača u
današnjim računarima je transistor poznat kao MOSFET (metal-oksid poluprovodnicki
tranzistor sa efektom polja). Ova vrsta tranzistora izvodi jednostavnu, ali suštinski bitnu
funkciju: kada mu se dovede napon, on reaguje uključujući ili isključujući kolo. Većina
PC procesora danas radi na 3,3V, ali raniji procesori (do pojave, pa i ukljucujuci neke od
Pentijuma) radili su na 5V. Sa uobicajenim tipom MOSFET tranzistora, ulazni signal na
maksimalnoj vrednosti naponskog opsega, ili blizu nje uključuje kolo, dok ga onaj koji je
blizu 0 iskljucuje. Milioni MOSFET tranzistora rade zajedno, prema instrukcijama
programa, da bi upravljali tokom elektriciteta kroz logička kola i proizveli zahtevani
rezultat. Svako logičko kolo sadrži jedan ili više tranzistora i svaki tranzistor mora da
kontroliše struju tako da se kolo uključuje, isključuje ili ostaje u trenutnom stanju.
Jedinice kojima se meri brzina procesora
Najbitnija karakteristika savremenih procesora jeste radni takt, i on se danas meri
gigahercima - tu nema mnogo nedoumica, ali se one pojavljuju kod osnovne frekvencije.
Razvoj procesora tekao je brže od razvoja ostalih delova racunara, pa su negde kod
frekvencije od 50 MHz magistrale pocele da zaostaju; rešenje je nađeno u dvojnoj brzini
procesora: dok obraduje podatke, on radi vecom brzinom, a kada pristupa magistrali,
brzina se smanjuje. Tehnicki gledano, to je rešeno tako što procesor dobija niži radni takt
i njega koristi u komunikaciji s magistralom; kad se bavi "unutrašnjim poslovima", on taj
takt udvostruci (utrostruci, udesetostruci itd.). To upraksi znaci da ce npr. Athlon na 1,2
GHz sa osnovnom frekvencijom od133 MHz u proseku raditi brže nego Athlon na 1,2
GHz osnovne frekvencije 100 MHz, jer brže pristupa magistrali. Neki procesori su radili
brže od konkurentskih sa istim radnim taktom, pa su iz reklamnih razloga uvedene
oznake koje sugerišu viši radni takt od stvarnog - ranije je to radio Cyrix, a danas AMD.
Primera radi, Athlon XP 2400+ radi na 2 GHz, a oznaka 2400 ukazuje na performanse
uporedive s konkurentskim Pentiumom 4 frekvencije 2,4 GHz. U vezi s frekvencijom je i
zagrevanje procesora: viši radni takt znači više toplote. Ovaj problem konstruktori
pokušavaju da otklone smanjivanjem dimenzija tranzistora u procesoru. Većina današnjih
procesora ima elemente velicine 0,13 mikrona, a pojavljuju se i procesori uradeni 0,09-
mikronskom tehnologijim. U svakom slučaju, za hlađenje je važan dobar hladnjak, a još
su važniji dobar kontakt i termoprovodna pasta izmedu procesora i hladnjaka.
4
