Prezentarea Sistemului de Calcul

Procesorul este piesa cea mai importanta a unui calculator (cea care face "calculele") si este alcatuit dintr-o multitudine de microcircuite integrate, care sînt compuse la rîndul lor din tranzistori, rezistori (rezistente), capacitori (condensatori) si diode. Toate aceste componente servesc la alcatuirea unor circuite care formeaza porti logice (logic gates) ce stau la baza principiului de functionare a microprocesorului.

Procesorul se mai numeste si CPU (Central Processing Unit). Puterea unui procesor este data de de frecventa de functionare ("viteza cu care face calculele"), de arhitectura sa interna si de cantitatea de memorie de pe pastila procesorului. Frecventa de functionare este denumita de obicei "frecventa de ceas" ("clock frequency") sau "frecventa de tact" si este masurata în MegaHertzi (MHz) sau GigaHertzi (GHz). Arhitectura procesorului se refera in principal la tipul de microcircuite si dispunerea lor în cadrul nucleului (nucleelor) acestuia. Memoria existenta pe pastila procesorului se numeste memorie "cache" de nivel 1, 2 sau 3, scrisa prescurtat de obicei L1, L2, L3. Memoria cache ("cache" = depozit) de pe pastila procesorului este o memorie rapida folosita exclusiv de procesor, care în acest fel îsi scade dependenta fata de memoria sistemului (memoria RAM) si devine mai rapid în executarea instructiunilor sale. Memoria cache serveste la stocarea datelor accesate frecvent de procesor si are o importanta deosebita în aplicatiile (jocurile pe calculator, etc.) care utilizeaza frecvent aceleasi seturi de date. Frecventa de functionare ("viteza") a unui procesor este data de produsul dintre frecventa ("viteza") magistralei principale de date ("Front Side Bus - FSB") si factorul de multiplicare a acesteia ("multiplier"). De exemplu un procesor cu frecventa de functionare ("clock frequency") de 1467 MHz are o frecventa a magistralei principale de date de 133 MHz si un factor de multiplicare de 11.

In mod clasic procesoarele pentru calculatoarele personale au o arhitectura bazata pe un singur nucleu si lucreaza cu instructiuni pe 32 de biti. Cresterea de performanta a noilor generatii de procesoare se bazeaza pe marirea frecventei de tact, a magistralei principale (FSB) si a cantitatii de memorie cache, procese posibile intre altele si prin imbunatatirea procesului de fabricare. Dar in anul 2004 a devenit evident ca aceste proceduri de crestere a performantei isi atinsesera limita fizica si nu puteau fi impinse mai departe. Ca urmare atit AMD cit si INTEL au inceput sa caute modalitati noi prin care sa reuseasca sa scoata in continuare generatii de procesoare cit mai performante. S-a preconizat deci pe de o parte construirea unor procesoare care sa utilizeze instructiuni pe 64 de biti, iar pe de alta parte construirea unor procesoare care sa inglobeze mai multe nuclee. Procesoarele pe 64 de biti au fost lansate de AMD in anul 2003 si de INTEL in anul 2005, iar procesoarele cu doua nuclee ("dual-core" - binucleate) ale celor doi producatori si-au facut si ele aparitia in 2005. Procesoarele binucleate sint indicate pentru cei care lucreaza in mod curent cu aplicatii ce suporta modul multifir (multithread), adica editarea audio-video, codarea audio-video, prelucrarea de grafica 3D (modelare, randare, etc.) si proiectarea asistata de calculator (CAD). Liniile de procesoare clasice nu au fost inca abandonate, insa este posibil ca in citiva ani ele sa cedeze locul aproape in totalitate procesoarelor cu mai multe nuclee si care folosesc instructiuni pe 64 de biti.