Σε ποια συσκευή υπολογιστή επεξεργάζονται οι πληροφορίες; Επεξεργαστής υπολογιστών

Σε ποια συσκευή υπολογιστή επεξεργάζονται οι πληροφορίες, τις οποίες λαμβάνει; Πώς γίνεται αυτή η διαδικασία; Τι είδους συσκευή χρησιμοποιείται; Ποιες είναι οι προοπτικές για την ανάπτυξή της;

Τι είναι επεξεργαστής υπολογιστή;

Πρόκειται για μικροεπεξεργαστή (ολοκληρωμένο κύκλωμα) ήμια ηλεκτρονική μονάδα που εκτελεί τις οδηγίες μηχανής (απλά, κώδικας προγραμμάτων). Είναι το κύριο μέρος του υλικού του υπολογιστή. Μερικές φορές το πρόθεμα "micro-" προστίθεται στο όνομά του. Πρόκειται για μια ειδική συσκευή υπολογιστή που έχει σχεδιαστεί για να επεξεργάζεται πληροφορίες. Ας πάμε λίγο στην ιστορία. Αρχικά, ο όρος "συσκευή επεξεργαστή" περιγράφει μια ειδική κατηγορία λογικών μηχανών που απαιτούνται για την εκτέλεση σύνθετων προγραμμάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σταδιακά, το όνομα ολόκληρης της συσκευής μεταφέρθηκε στο τμήμα της. Η υλοποίηση, η αρχιτεκτονική και η εκτέλεση των επεξεργαστών από την έναρξή τους έχουν αλλάξει πολλές φορές. Αλλά το λειτουργικό παρέμεινε το ίδιο όπως πριν. Κατά την αξιολόγηση κάθε συσκευής, είναι απαραίτητο να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθες παράμετροι: απόδοση, συχνότητα ρολογιού, κατανάλωση ρεύματος, αρχιτεκτονική, πρότυπα της λιθογραφικής διαδικασίας. Αυτό είναι όπου ο υπολογιστής επεξεργάζεται πληροφορίες.

Προοπτικές

Ένας υπολογιστής ως συσκευή γενικής επεξεργασίαςοι πληροφορίες συνεχώς βελτιώνονται. Όλο και περισσότερο, λένε ότι σύντομα οι σύγχρονοι επεξεργαστές θα φθάσουν στα φυσικά τους όρια, έτσι το υλικό τους μέρος θα αλλάξει ριζικά. Υπάρχουν τέτοιες παραλλαγές:

1. Μοριακοί υπολογιστές.Αυτά είναι υπολογιστικά συστήματα που θα χρησιμοποιούν τις δυνατότητες των μορίων (θεωρητικά - οργανικά). Χρησιμοποιούν την ιδέα της πραγματοποίησης των δυνατοτήτων των ατόμων και της θέσης τους στο διάστημα.
2. Οπτικοί υπολογιστές. Σε αυτά, τα ηλεκτρόνια θα χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση σημάτων με χρήση φωτονίων.
3. Κβαντικοί υπολογιστές.Θεωρητικά, το έργο τους θα βασίζεται σε κβαντικά αποτελέσματα. Τώρα λειτουργικές εκδόσεις τέτοιων επεξεργαστών αναπτύσσονται ενεργά. Αυτή η τεχνολογία επεξεργασίας πληροφοριών υπολογιστών θεωρείται η πιο ελπιδοφόρα.

Ο μύθος των megahertz

Λίγα λόγια για τις αρχές της επεξεργασίας πληροφοριώνυπολογιστή. Μεταξύ των συνήθων χρηστών, η ευρέως διαδεδομένη άποψη ότι όσο υψηλότερη είναι η ταχύτητα του ρολογιού έχει επεξεργαστή, τόσο περισσότερες επιδόσεις μπορεί να καυχηθεί. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Ένας τέτοιος ισχυρισμός μπορεί να εφαρμοστεί μόνο σε εκείνους τους επεξεργαστές που έχουν τις ίδιες αρχιτεκτονικές και μικροαρχιτεκτονικές.

Τι είναι στη Ρωσική Ομοσπονδία;

Μπορεί τώρα να καυχιέται για κάτι; Τώρα η πλειοψηφία των ερευνητικών κέντρων και των επιχειρήσεων της ηλεκτρονικής βιομηχανίας εδραιώνονται στην εκμετάλλευση Rouselectronika. Ιδρύθηκε το 1997. Τη στιγμή της δημιουργίας, περιλάμβανε 33, και τώρα 123 επιχειρήσεις. Ειδικεύονται στην ανάπτυξη και βιομηχανική παραγωγή ηλεκτρονικού εξοπλισμού, εξοπλισμού και υλικών. Μπορούν επίσης να δημιουργηθούν συσκευές ημιαγωγών και τεχνικά μέσα επικοινωνίας. Οι περισσότεροι από αυτούς κάνουν συγκεκριμένα προϊόντα, αλλά υπάρχουν προσπάθειες να εισέλθουν στη μαζική αγορά (ακόμα και αν δεν είναι πολύ επιτυχημένες).

Εξοικονόμηση ενέργειας CPU

Συχνά αυτό ονομάζεται φτέρνα του Αχιλλέα. Έτσι, οι πρώτοι επεξεργαστές με αρχιτεκτονική x86 κατανάλωναν μια εξαιρετικά μικρή ποσότητα ενέργειας (σε σύγκριση με τα μοντέρνα δείγματα), ο όγκος των οποίων ήταν συνήθως κλάσμα ενός watt. Με την αύξηση του αριθμού των τρανζίστορ και της συχνότητας ρολογιού, αυτή η παράμετρος έχει αυξηθεί σημαντικά. Τώρα μπορείτε να συναντήσετε αντιπροσώπους που χρειάζονται 130 βατ και δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα γραφεία σχεδιασμού αναπτύσσουν ήδη "τέρατα" που χρειάζονται ακόμη περισσότερα. Προηγουμένως, ο συντελεστής κατανάλωσης ενέργειας ήταν ασήμαντος. Αλλά από τότε, οι αρχές της επεξεργασίας πληροφοριών υπολογιστών έχουν αλλάξει, η ισχύς των συσκευών έχει αυξηθεί. Τώρα ο επεξεργαστής έχει σημαντικό αντίκτυπο στις εξελικτικές διαδικασίες:

1. Είναι απαραίτητο να βελτιωθεί η τεχνολογία παραγωγής για να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας επεξεργαστή.
2. Θα πρέπει να αναζητήσετε νέα υλικά που θα μειώνουν τα ρεύματα διαρροής.
3. Είναι απαραίτητο να εργαστούμε για τη μείωση της τάσης για την τροφοδοσία του πυρήνα του επεξεργαστή.
4. Υπήρχαν υποδοχές με σημαντικό αριθμό επαφών, ο αριθμός των οποίων είναι πάνω από 1000. Είναι απαραίτητες για την παροχή ενέργειας στους επεξεργαστές.
5. Αλλαγή της διάταξης των συσκευών. Έτσι, ο κρύσταλλος κινήθηκε προς τα έξω από το εσωτερικό για να διευκολύνει τη διαδικασία απομάκρυνσης θερμότητας.
6. Υπάρχουν έξυπνα συστήματα που αλλάζουν δυναμικά την τάση τροφοδοσίας. Μπορούν να επηρεάσουν τη συχνότητα των πυρήνων και των μεμονωμένων μονάδων επεξεργαστή για να απενεργοποιήσουν προσωρινά κάτι που δεν χρησιμοποιείται.
7. Οι αισθητήρες θερμοκρασίας είναι ενσωματωμένοι στον κρύσταλλο, καθώς και συστήματα για την πρόληψη της υπερθέρμανσης. Μειώνουν τη συχνότητα του επεξεργαστή και μπορούν επίσης να τον σταματήσουν εντελώς εάν διασταυρωθεί μια συγκεκριμένη ακμή.
8. Υπήρχαν τρόποι εξοικονόμησης ενέργειας, οι οποίοι "κοιμούνται" τους επεξεργαστές παρουσία χαμηλού φορτίου.

Ο επεξεργαστής του υπολογιστή είναι σύνθετος και η κατανάλωση ενέργειας αποτελεί μια άλλη πρόκληση μαζί με παρενέργειες. Εδώ για αυτούς θα υπάρχει μια συζήτηση τώρα.

Θερμοκρασία λειτουργίας CPU

Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό. Υποδεικνύει τη μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή θερμοκρασίας, η οποία μπορεί να βρίσκεται στην επιφάνεια του επεξεργαστή ή του τσιπ ημιαγωγού, όταν είναι δυνατή η κανονική λειτουργία. Εξαρτάται άμεσα από την ποιότητα της ψύκτρας και του φορτίου. Όταν η θερμοκρασία υπερβαίνει το συνιστώμενο μέγιστο, δεν υπάρχουν εγγυήσεις για κανονική λειτουργία. Οι περισσότεροι επεξεργαστές λειτουργούν κανονικά εάν είναι μικρότεροι από 85 C. Εάν η θερμοκρασία είναι υψηλότερη, τότε υπάρχουν λόγοι για σφάλματα όταν εκτελούνται προγράμματα ή ο υπολογιστής μπορεί να παγώσει. Σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να εμφανιστούν μη αναστρέψιμες αλλαγές στον ίδιο τον επεξεργαστή. Τα σύγχρονα μοντέλα παρακολουθούν συνήθως την υπερθέρμανση και περιορίζουν τα χαρακτηριστικά τους. Αυτό είναι όπου η συσκευή υπολογιστή επεξεργάζεται πληροφορίες.

Επεξεργαστές απορρόφησης θερμότητας και διασπορά θερμότητας

Πώς να μειώσετε τις αρνητικές επιπτώσεις των αυξανόμενων βαθμών; Για την ψύκτρα χρησιμοποιούνται ενεργοί ψύκτες και παθητικά θερμαντικά σώματα. Κάθε μέθοδος έχει τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά της.

Μέτρηση και προβολή θερμοκρασίας CPU

Αλλά πώς οι συσκευές μαθαίνουν τι χρειάζονταινα αλλάξετε αυτό το χαρακτηριστικό; Στο κέντρο του καλύμματος έχει εγκατασταθεί ένας ειδικός αισθητήρας θερμοκρασίας, ο οποίος μπορεί να είναι θερμική δίοδος, θερμίστορ ή τρανζίστορ με κλειστό συλλέκτη και βάση.

Συμπέρασμα

Έτσι, ποια συσκευή χρησιμοποιείται για την επεξεργασίαπληροφορίες στον υπολογιστή; Είναι αλήθεια, ο επεξεργαστής του υπολογιστή. Τώρα γνωρίζετε την απάντηση όχι μόνο σε αυτό το ερώτημα, αλλά και τα χαρακτηριστικά αυτής της συσκευής και τα υπάρχοντα προβλήματα και προοπτικές. Έτσι, υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με το πώς λειτουργεί ένα τόσο σημαντικό συστατικό ενός σύνθετου τεχνικού συστήματος και με ποια επεξεργασία πληροφοριών πληροφορικής συσκευής.