Microprocesorul

1. Ce este microprocesorul

Procesorul sau microprocesorul (Central Processing Unit) reprezintă "creierul" unui sistem, analogia cu sistemele vii fiind valabilă, întrucât fără el un sistem de calcul nu poate opera. Calculele simple sau complexe, prelucrarea algoritmilor şi obtinerea rezultatelor se desfaşoara aici. Având acest rol fundamental, devine evident că procesorul trebuie să fie performant pentru a putea obţine o configuraţie performantă. Performanţa procesorului este definită, la suprafaţă, de frecvenţa sa de funcţionare şi de laţimea de bandă a bus-ului de memorie (prin care comunică cu northbridge), parametri de "fortă brută", iar în profunzime (lucru deloc de neglijat) de capabilităţile sale logice (seturi extinse de instrucţiuni, optimizate pentru diverse scopuri, asa cum sunt seturile SSE sau SSE2 implementate de Intel sau 3D Now! implementat de AMD).

1.1 Caracteristici

Viteza de lucru a unui calculator se referă la frecvenţa ceasului, exprimată de obicei în cicluri pe secundă. Un procesor cu viteza de 1MHz (megahertz) completează 1 milion de cicluri într-o secundă, dar mai nou pot executa mai multe instrucţiuni într-un ciclu. Viteza procesorului nu este un indicator potrivit pentru a calcula performanţa acestuia. Exista mulţi factori ai procesorului dar şi externi care au un impact major asupra acestuia dar şi a sistemului de calcul ca un întreg.

Prin „overclocking” se înţelege mărirea vitezei specificate şi recomandate de producător în scopul îmbunătăţirii performanţei. Overclocking-ul trebuie făcut cu grijă înrucât poate deveni instabil, duce la supraîncălzirea componentei respective şi chiar la distrugerea ei. De cele mai multe ori „bonusul” de performanţă obţinut în urma acestei proceduri este nesemnificativ.

Alimentarea unui procesor modern accesibil este în medie 65-70W, însă unul performant necesită chiar mai mult de 115W(consum mediu, însă poate atinge 200W la încărcare maximă).

Memoria cache este o zonă de memorie în interiorul procesorului, care are de regulă aceeaşi viteză şi îi oferă acestuia posibilitatea de a accesa rapid informaţii si instrucţiuni utilizate frecvent. Actualmente memoria cache este organizată pe 3 nivele, fiecare cu un rol bine determinat şi important în funcţionarea procesorului.

Hyper-threading este o tehnică folosită de procesoare care face ca un procesor cu un singur nucleu să se comporte ca un multi-procesor. CPU este compus din multe părţi, însă acestea nu sunt toate folosite în acelaşi timp. Tehnologia Hyper-Threading este replica a 5% din circuitele procesorului integrate în acesta care îi dau posibilitatea să lucreze la mai multe procese concomitent. Acele 5% din circuite nu procesează ci doar ţin evidenţa lucrului procesorului.

Tehnologia multi-nucleu este integrarea a mai multor nuclee într-un singur procesor. Acestea lucrează simultan într-un sistem de calcul şi fac posibilă procesarea paralelă. Folosirea a unui procesor cu mai multe nuclee în locul mai multor procesoare reprezintă un avantaj întrucât necesarul de curent electric precum şi căldura disipată sunt astfel micsorate.

FSB(Front Side Bus) este conectorul dintre placa de bază şi procesor. El descrie tipul de legatură, numărul de contacte, şi viteza legăturii. Totodată stabileşte legătura dintre procesor şi memoria principală, precum şi viteza la care aceasta poate opera. În general, cu cât FSB permite un transfer mai mare de date, cu atât sistemul de calcul este mai performant.

Hyper-transport este o tehnică folosită de procesoare pentru a elimina penalitatea de performanţă la transferul de informaţie dintre procesor şi echipamentele periferice sau dintre două procesoare. Această tehnică integrează şi porturile PCI, PCI-E, USB, FireWire, AGP 8x, şi multe altele. Hyper-Transport beneficiază de o arhitectură tip point-to-point care foloseşte un protocol cu pachete pentru a maximiza flexibilitatea şi a minimiza numărul de căi pentru comandă şi control.

La începutul noului mileniu controller-ul de memorie a fost integrat în procesor şi s-a stabilit o legatură de viteză între acestea. Sincronizându-se, CPU şi memoria principală operează mai eficient, şi astfel performanţa sistemului de calcul a crescut considerabil.

Portul de adresare a memoriei este o grupare de conexiuni folosită pentru a determina cărei zonă de memorie se adresează procesorul. Numărul de conexiuni limitează maximul de memorie RAM adresabilă de acesta.