Επεξεργαστής εναντίον Μικροεπεξεργαστή
Είναι ένας μικροεπεξεργαστής (ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα χτισμένο σε μια γκοφρέτα/πλάκα ημιαγωγών) που είναι κοινώς γνωστός ως Επεξεργαστής και ονομάζεται Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ενός συστήματος υπολογιστή. Είναι ένα ηλεκτρονικό τσιπ που επεξεργάζεται πληροφορίες με βάση τις εισόδους. Είναι σε θέση να χειρίζεται, να ανακτά, να αποθηκεύει και/ή να εμφανίζει πληροφορίες σε δυαδική μορφή. Κάθε στοιχείο στο σύστημα λειτουργεί σύμφωνα με τις οδηγίες άμεσα ή έμμεσα από τον επεξεργαστή.
Ο πρώτος μικροεπεξεργαστής αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1960 μετά την ανακάλυψη του τρανζίστορ ημιαγωγών. Ένας αναλογικός επεξεργαστής ή ένας υπολογιστής αρκετά μεγάλος ώστε να γεμίζει πλήρως ένα δωμάτιο θα μπορούσε να μικρογραφηθεί χρησιμοποιώντας αυτήν την τεχνολογία στο μέγεθος μιας μικρογραφίας. Η Intel κυκλοφόρησε τον πρώτο μικροεπεξεργαστή Intel 4004 στον κόσμο το 1971. Έκτοτε είχε τεράστιο αντίκτυπο στον ανθρώπινο πολιτισμό, προωθώντας την τεχνολογία των υπολογιστών.
Ένας επεξεργαστής εκτελεί εντολές σε συχνότητα που καθορίζεται από έναν ταλαντωτή, ο οποίος λειτουργεί ως μηχανισμός χρονισμού για το κύκλωμα. Στην κορυφή κάθε σήματος ρολογιού, ο επεξεργαστής εκτελεί μια μεμονωμένη στοιχειώδη λειτουργία ή ένα μέρος μιας εντολής. Η ταχύτητα του επεξεργαστή καθορίζεται από αυτήν την ταχύτητα ρολογιού. Επίσης, το Cycles per Instruction (CPI) δίνει τον μέσο αριθμό κύκλων που απαιτούνται για την εκτέλεση μιας εντολής για τον επεξεργαστή. Οι επεξεργαστές με χαμηλότερες τιμές CPI είναι ταχύτεροι από εκείνους με υψηλότερες τιμές CPI.
Ένας επεξεργαστής αποτελείται από πολλές διασυνδεδεμένες μονάδες. Οι μονάδες μνήμης cache και καταχωρητών, η μονάδα ελέγχου, η μονάδα εκτέλεσης και η μονάδα διαχείρισης διαύλου είναι τα κύρια στοιχεία ενός επεξεργαστή. Η μονάδα ελέγχου συνδέει τα εισερχόμενα δεδομένα, τα αποκωδικοποιεί και τα μεταβιβάζει σε στάδια εκτέλεσης. Περιέχει υποσυστατικά που ονομάζονται sequencer, τακτικός μετρητής και καταχωρητής εντολών. Ο Sequencer συγχρονίζει τον ρυθμό εκτέλεσης εντολών με την ταχύτητα του ρολογιού και επίσης περνά τα σήματα ελέγχου σε άλλες μονάδες. Ο τακτικός μετρητής διατηρεί τη διεύθυνση της τρέχουσας εντολής που εκτελείται και ο καταχωρητής εντολών περιέχει τις επόμενες εντολές που πρόκειται να εκτελεστούν.
Η μονάδα εκτέλεσης εκτελεί τις λειτουργίες με βάση τις οδηγίες. Η αριθμητική και η λογική μονάδα, η μονάδα κινητής υποδιαστολής, ο καταχωρητής κατάστασης και ο καταχωρητής συσσωρευτή είναι τα υποσυστατικά της μονάδας εκτέλεσης. Η Αριθμητική και Λογική Μονάδα (ALU) εκτελεί βασικές αριθμητικές και λογικές συναρτήσεις, όπως πράξεις AND, OR, NOT και XOR. Αυτές οι πράξεις εκτελούνται σε δυαδική μορφή και υπόκεινται στη λογική Boole. Η μονάδα κινητής υποδιαστολής εκτελεί λειτουργίες που σχετίζονται με τιμές κινητής υποδιαστολής, οι οποίες δεν εκτελούνται από την ALU.
Οι καταχωρήσεις είναι μικρές θέσεις τοπικής μνήμης μέσα στο τσιπ που αποθηκεύουν προσωρινά τις οδηγίες για τις μονάδες επεξεργασίας. Ο καταχωρητής συσσωρευτή (ACC), ο καταχωρητής κατάστασης, ο καταχωρητής εντολών, ο τακτικός μετρητής και ο καταχωρητής buffer είναι οι κύριοι τύποι καταχωρητών. Η προσωρινή μνήμη είναι επίσης μια τοπική μνήμη που χρησιμοποιείται για την προσωρινή αποθήκευση των πληροφοριών που είναι διαθέσιμες στη μνήμη RAM για ταχύτερη πρόσβαση κατά τη διάρκεια των λειτουργιών.
Οι επεξεργαστές κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας διαφορετικές αρχιτεκτονικές και σύνολα εντολών. Ένα σύνολο εντολών είναι το άθροισμα των βασικών λειτουργιών που μπορεί να πραγματοποιήσει ένας επεξεργαστής. Με βάση τα σύνολα εντολών, οι επεξεργαστές κατηγοριοποιούνται ως εξής.
• Οικογένεια 80×86: (το "x" στη μέση αντιπροσωπεύει την οικογένεια) 386, 486, 586, 686, κ.λπ.
• ARM
• IA-64
• MIPS
• Motorola 6800
• PowerPC
• SPARC
Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες σχεδίων μικροεπεξεργαστών Intel για υπολογιστές.
386: Η Intel Corporation κυκλοφόρησε το τσιπ 80386 το 1985. Είχε μέγεθος μητρώου 32 bit, δίαυλο δεδομένων 32 bit και δίαυλο διευθύνσεων 32 bit και μπορούσε να χειριστεί μνήμη 16 MB. είχε 275.000 τρανζίστορ μέσα. Αργότερα το i386 αναπτύχθηκε σε υψηλότερες εκδόσεις.
Οι 486, 586 (Pentium), 686 (Pentium II class) ήταν προηγμένοι μικροεπεξεργαστές που σχεδιάστηκαν με βάση την αρχική σχεδίαση i386.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ επεξεργαστή και μικροεπεξεργαστή;
Ο Επεξεργαστής είναι η ίδια συσκευή που ονομάζεται Μικροεπεξεργαστής. Στην πραγματικότητα, ο επεξεργαστής είναι ένας συντομευμένος όρος για τον μικροεπεξεργαστή.
