Какво е процесор? Централният процесор или централният процесор^{(Central Processing Unit)} е мозъкът на компютъра, който счупва числата. Всичко, което прави компютърът, от игра на видео игри^{(video games)} до помощ за писане на есе, е разбито на набор от математически инструкции. Процесорът приема^(CPU) тези инструкции и ги изпълнява. 

Подробностите за това как прави това, разбира се, са много^{(much )} по-сложни от това просто обяснение. Най-важното нещо, което трябва да знаете, е, че процесорът^(CPU) е основният математически двигател на компютъра.

(Изключително) кратката история на процесорите^{(The (Extremely) Short History Of CPUs)}

Историята на компютрите е дълга и сложна. Той също така се връща по-назад в историята от цифровите технологии, електрониката или дори електричеството. Абакусът е вид процесор. Както и механичните калкулатори. Голямата разлика е, че тези машини могат да изпълняват само една или няколко математически задачи. Те не са процесори с общо предназначение^{(general purpose)} , пример за които е съвременният процесор .^(CPU)

Това, което прави CPU устройство за изчисление с общо предназначение, е използването на логика. През 1903 г. Никола Тесла^{(Nikola Tesla)} патентова електрически вериги, известни като порти и ключове. Използвайки тези схеми, можете да изградите устройства, които изпълняват логически операции, при които можете да накарате машината да действа при определени условия. 

В средата до края на 40-те години на миналия век Уилям Шокли^{(William Shockley)} , Джон Бардийн^{(John Bardeen)} и Уолтър Братайн^{(Walter Brattain)} изобретиха и патентоваха устройство, наречено транзистор, докато работеха в Bell Laboratories . Транзисторът е основният градивен елемент на процесора^(CPU) . Транзисторите са сравнително малки компютърни компоненти. Транзисторът е толкова важно изобретение, че тримата изобретатели получиха Нобелова награда^{(Nobel Prize)} за него.

В края на 50-те години на миналия век Робърт Нойс^{(Robert Noyce)} и Джак Килби направиха^{(Jack Kilby)} една огромна крачка напред и създадоха първата работеща интегрална схема^{(integrated circuit)} . Интегралната схема е набор от електронни схеми, интегрирани в едно парче полупроводников материал. В повечето случаи този материал е силиций. Ето какво имат предвид хората, когато казват „микрочип“. 

Процесорът се^(CPU) състои от един или повече микрочипа. Това е важно изобретение, защото милиарди транзистори могат да бъдат опаковани в един процесор^(CPU) . Това създава невероятно мощни математически машини.

Използвайки изобретенията на логически порти, транзистори и интегрални схеми, целият свят е променен. Микрочиповете са във всичко в наши дни, не само във вашия компютър. А процесорите^(CPUs) са най-модерните микрочипове с общо предназначение, които можем да направим.

Как работят процесорите?^{(How Do CPUs Work?)}

Целият принцип на процесора^(CPU) се основава на двоичен код^{(binary code)} . Човешките същества са склонни да представят числа, използвайки система, наречена база 10^{(base 10)} или десетична система. Стойностите на мястото на всяка цифра в число се увеличават с коефициент десет. Така че „111“ съдържа сто, десет и едно.

Компютрите и техните процесори^(CPUs) изобщо не могат да разберат база 10. Транзисторите работят на принципа или да са включени или изключени. Което означава, че логическите порти, които изграждате от тях, също могат да работят само с тези две състояния. Ето защо по същество процесорите^(CPUs) работят с двоичен код^{(binary code)} . Тази бройна система има различни позиционни стойности. Вместо това, ако са 1, 10, 100, 1000 и така нататък, стойностите на мястото са 1,2,4,8,16,32,64,128 и т.н. 

Така че в двоичен код „111“ ще бъде 7 в десетични числа, тъй като добавяте 1,2 и 4 заедно. Ако някое от числата е нула, просто го пропускате и добавяте стойността на мястото на следващото 1. По този начин можете да изразите всяка десетична стойност. Просто^(Just) имайте предвид, че двоичните числа често се четат отдясно наляво, така че стойността на мястото „1“ ще бъде най-вдясно.

Нека го поставим в таблица, за да стане кристално ясно:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	0	0	0	0	0

Можете ли да видите защо сумата е числото 7 в десетичната запетая? Нека направим числото 23:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	1	0	0	0	0

Така че 111 е „7“, но „11101“ е 23, защото стойността на петото място в двоичен код е 16. Доста^(Pretty) готино, нали? Можете да изразите всяко възможно число, което може да бъде записано в десетичен знак по този начин. Което означава, че компютрите, изградени от транзистори, могат да работят и с всякакви числа.

Как се правят процесорите?

Производственият процес на съвременните процесори^(CPUs) също, както бихте очаквали, е доста сложен. Основният процес включва отглеждане на големи цилиндри от силициев кристал. Неговите полупроводникови свойства го правят идеален за изграждане на двоична интегрална схема.

Тези големи кристали се нарязват на тънки вафли. След това вафлите се „легират“ с друг химикал, за да настроят фино свойствата им. След това наномащабната схема се гравира в повърхността на пластината с помощта на светлина, използвайки процес, известен като фотолитография^{(photolithography)} .

Дизайн и производителност на процесора

Не всички процесори^(CPUs) са равни. Първият истински предшественик на съвременния процесор^(CPU) , Intel 8086 , имаше около 29 000 транзистора в своята интегрална схема. Днес процесор като Intel i99900K има малко над 1,7 милиарда^(billion) транзистора. Колкото по-плътни са логическите вериги на процесора^(CPU) , толкова по-сложни и по-голям е броят на инструкциите, които той може да изпълнява за такт. 

Чакайте^(Hang) , „цикъл на часовник“? Да, това е другият основен компонент на производителността на процесора^(CPU) . Процесорът работи на определена честота, с всеки импулс на тактова на процесора^(CPU) се извършва цикъл от изчисления . ^(CPU)Ако вземете същия процесор^(CPU) и удвоите неговата тактова честота, тогава (на теория) той трябва да работи два пъти по-бързо. 

Този Intel 8086^{(Intel 8086)} от 1978 г. работеше на 5Mhz, когато беше пуснат. Това са пет милиона тактови цикъла в секунда. Intel i9-9900K ? Започва от 3,6 Ghz. Това 3600 ^{(Ghz.That 3600)}Mhz ,^{(starts )} с опция за увеличаване на нещата до 5000 Mhz , когато е възможно.

За да добавите още една бръчка към производителността на процесора^(CPU) , съвременните процесори^(CPUs) всъщност съдържат множество „ядра“. Всяко ядро ​​всъщност е самостоятелен процесор^(CPU) . Типично е да има поне четири такива ядра в наши дни, но напоследък нормата е масовите компютри да имат шест или осем ядра. Професионалните компютри от висок клас може да имат около 100 процесорни^(CPU) ядра. 

Наличието на множество ядра означава, че процесорът^(CPU) може да изпълнява няколко набора от инструкции паралелно. Което означава, че нашите компютри могат да правят много неща наведнъж без проблеми. Някои процесори^(CPUs) имат „многонишкови“ ядра. Тези ядра могат сами да се справят с две отделни задачи. В процесорите на Intel^{(Intel CPUs)} това е маркирано като „ hyperthreading “.

Така че общата производителност на процесора^(CPU) се свежда до комбинация от:

• Това е общият брой на транзисторите и колко напреднал е дизайнът на неговите логически вериги
• Тактова честота^{(clock frequency)}
• Броят на ядрата^{(number of cores)}
• Броят на нишките

Има, разбира се, нещо повече от тези четири основни точки. Това обаче са четирите основни съображения за добра работа на процесора^(CPU) .

Ролята на процесора^(Role) във вашия ^{(Your Computer)}компютър^(CPU)

Последното нещо, което трябва да покрием, е каква работа изпълнява процесорът^(CPU) във вашия компютър. В крайна сметка това не е единственият микрочип с интегрална схема във вашия компютър. Например графичните процесори^(GPUs) (графични процесори) често са дори с по-голяма транзисторна плътност от CPU .

Те се нуждаят от собствено охлаждане и захранване, както и от памет. Това е като малък допълнителен компютър! Същото може да се каже и за чиповете, които контролират вашия звук, USB и трафик на твърдия диск. И така, защо процесорът^(CPU) е специален? Това са основните причини:

• Може да обработва ВСЯКАКВА^(ANY) инструкция, GPU извършва само определени видове обработка
• Той свързва всички други компоненти заедно, бута и изтегля данни, за да накара компютъра ви да работи
• Процесорът участва в цялата работа, която компютърът^(CPU) трябва да извърши до известна степен

Накратко, процесорът^(CPU) е най-важният компонент за производителност с общо предназначение във вашия компютър. Не го приемайте^(Don) за даденост!

What Is a CPU & What Does It Do?

What is a CPU? The CPU or Central Processing Unit is the number-crunching brain of a computer. Everything a computer does, from playing video games to helping you write an essay, is broken down into a set of mathematical instructions. The CPU takes those instructions and executes them. 

The details of how it does this is, of course, much more complicated than that simple explanation. The most important thing you need to know is that the CPU is the main mathematical engine of a computer.

The (Extremely) Short History Of CPUs

The history of computing is long and complex. It also goes further back into history than digital technology, electronics or even electricity. An abacus is a sort of processor. So are mechanical calculators. The big difference is that these machines can only do one or a few mathematical tasks. They aren’t general purpose processors, which the modern CPU is an example of.

What makes a CPU a general purpose calculation device is the use of logic. In 1903 Nikola Tesla patented electrical circuits known as gates and switches. Using these circuits, you could build devices that perform logical operations, where you could have the machine act on certain conditions. 

In the mid- to late- 1940s William Shockley, John Bardeen and Walter Brattain invented and patented a device called a transistor, while working at Bell Laboratories. The transistor is the basic building block of a CPU. Transistors are relatively tiny computer components. The transistor is such an important invention that the three inventors were awarded a Nobel Prize for it.

In the late 1950s, Robert Noyce and Jack Kilby went one massive step further and created the first working integrated circuit. An integrated circuit is a set of electronic circuits integrated into a single piece of semiconductor material. In most cases, that material is silicon. This is what people mean when they say “microchip”. 

A CPU consists of one or more microchips. This is an important invention because billions of transistors can be packed into a single CPU. This creates incredibly powerful mathematical engines.

Using the inventions of logic gates, transistors and integrated circuits, the entire world has been changed. Microchips are in everything these days, not just your computer. And CPUs are the most advanced general-purpose microchips we can make.

How Do CPUs Work?

The entire principle of a CPU is based on binary code. Human beings tend to represent numbers using a system called base 10 or the decimal system. The place values of each digit in a number go up by a factor of ten. So “111” contains one hundred, ten and one.

Computers and their CPUs can’t understand base 10 at all. Transistors work on the principle of either being on or off. Which means the logic gates you build from them can also only work with these two states. This is why, fundamentally, CPUs run on binary code. This number system has different place values. Instead if 1, 10, 100, 1000 and so on, the place values are 1,2,4,8,16,32,64,128 and so on. 

So in binary “111” would be 7 in decimal numbers Since you add 1,2, and 4 together. If any of the numbers are a zero, you simply skip it and add the place value of the next 1. This way you can express any decimal value. Just note that binary numbers are often read from right to left, so the “1” place value would be at the far right.

Let’s put it in a table to make it crystal clear:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	0	0	0	0	0

Can you see why it adds up to the number 7 in decimal? Let’s do the number 23:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	1	0	0	0	0

So 111 is “7”, but “11101” is 23 because the fifth place value in binary is 16. Pretty cool, right? You can express any possible number that can be written in decimal this way. Which means computers built from transistors can work with any numbers as well.

How Are CPUs Made?

The production process of modern CPUs is also, as you’d expect, pretty complex. The basic process involves growing large cylinders of silicon crystal. Its semiconductor properties make it ideal for building a binary integrated circuit.

These large crystals are sliced into thin wafers. The wafers are then “doped” with another chemical to fine tune its properties. The nano-scale circuitry is then etched into the wafer surface using light using a process known as photolithography.

CPU Design and Performance

CPUs are not all made equal. The first proper ancestor of the modern CPU, the Intel 8086, had about 29 000 transistors in its integrated circuit. Today, a processor like the Intel i99900K has just over 1.7 billion transistors. The denser the logic circuits of a CPU, the more complex and higher the number of instructions it can perform per clock cycle. 

Hang on, “clock cycle”? Yes, that’s the other major component of CPU performance. A CPU runs at a particular frequency, with each pulse of the CPU clock a cycle of calculations are done. If you take the same CPU and double it’s clock speed then (in theory) it should perform twice as fast. 

That 1978 Intel 8086 ran at 5Mhz when it was launched. That’s five million clock cycles per second. The Intel i9-9900K? It starts at 3.6 Ghz.That 3600 Mhz, with the option to ramp things up to 5000 Mhz when possible.

To add yet another wrinkle to CPU performance, modern CPUs actually contain multiple “cores”. Each core is actually an independent CPU itself. It’s typical to have at least four such cores these days, but lately the norm has been for mainstream computers to have six or eight cores. High end professional computers may have in the region of a 100 CPU cores. 

Having multiple cores means that the CPU can perform multiple sets of instructions in parallel. Which means our computers can do many things at once without issue. Some CPUs have “multithreaded” cores. These cores can themselves handle two separate tasks each. In Intel CPUs this is branded as “hyperthreading”.

So the total performance of a CPU comes down to a combination of:

• It’s total transistor count and how advanced the design of its logic circuits are
• The clock frequency
• The number of cores
• The number of threads

There is, of course, more to it than these four main points. However, those are the four main considerations for making a CPU perform well.

The Role of the CPU in Your Computer

The last thing we have to cover is what job the CPU plays in your computer. It is, after all, not the only integrated circuit microchip in your computer. For example, GPUs (graphics processing units) are often even more transistor-dense than a CPU.

They need their own cooling and power supply, as well as memory. It’s like a small extra computer! The same can be said for the chips that control your sound, USB and hard drive traffic. So why is the CPU special? These are the main reasons:

• It can process ANY instruction, a GPU only does certain types of processing
• It ties all the other components together, pushing and pulling data to make your computer work
• The CPU is involved with all work the computer is asked to do to some extent

In short, the CPU is the most important general-purpose performance component in your computer. Don’t take it for granted!

Related posts

• Защо Ntoskrnl.Exe причинява висок процесор и как да го поправя

• Защо Wsappx причинява висока употреба на процесора и как да го поправите

• Как да коригирате високото използване на процесора audiodg.exe в Windows 11/10

• Защо Dwm.exe причинява високо използване на процесора и как да го поправите

• SD картата не може да се чете? Ето как да го поправите

• Трябва ли да купя или да създам компютър? 10 неща, които трябва да имате предвид

• Как да коригирам кода за грешка при GeForce Experience 0x0003

• Как да поправите клавишите на клавиатурата на Windows, които спират да работят

• 9 Поправки, когато Xbox Party Chat не работи

• Какво да направите, ако смятате, че компютърът или сървърът ви са били заразени със злонамерен софтуер

• Как да поправите грешката „Scratch Disks are full“ във Photoshop

• Трябва ли да дефрагментирате SSD?

• 21 CMD команди, които всички потребители на Windows трябва да знаят

• Бутонът за пауза в YouTube не изчезва? 6 начина за поправяне

• 9 Поправки, когато Microsoft Edge продължава да се срива

• Как да коригирате грешката „RPC сървърът не е наличен“ в Windows

• 10 идеи за отстраняване на неизправности, когато вашият Amazon Fire Stick не работи

• КОРЕКЦИЯ: Adblock не работи на Crunchyroll

• Бавна скорост на изтегляне на Chrome? 13 начина за поправяне

• USB 3.0 портовете не работят? Ето как да ги поправите