Микропроцессоры

Микропроцессор (МП или CPU) – функционально-законченное программно-управляемое устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших или сверхбольших интегральных схем.

Основные функции микропроцессоров:

· вычисление адресов команд и операндов;

· выборка и дешифрация команд из основной памяти;

· выработка управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК;

· прием и обработка запросов и команд от адаптеров и т.д.

Каждому типу МП соответствует свой состав инструкций – перечень, вид и тип команд, автоматически исполняемых МП.

В зависимости от типа МП имеют разный конструктив – физические разъемные соединения, в которые устанавливается МП (Slot – щелевой разъем, Socket – разъем-гнездо). Этим определяются рабочие напряжения, которые подаются с материнской платы на МП. Каждый МП характеризуется разрядностью шины данных (количество разрядов, над которыми одновременно могут выполняться операции), разрядностью шины адреса (определяет адресное пространство – максимальное количество ячеек основной памяти, которое может быть адресовано МП), рабочей тактовой частотой и кэш-памятью. Кэш-память имеет два уровня: L1 – первый, находится внутри МП и работает на его полной частоте; L2 – второй, размещается на материнской плате и работает на полной или половинной частоте МП.

Все МП делят на четыре группы:

1) CISC;       3) VLIW;

2) RISC;       4) MISC.

МП типа CISC имеют полный набор системы команд. Выпускаются такие МП фирмами Intel, AMD, Cyrix, IBM и другими. Наиболее распространенные МП Pentium 4, Celeron, AMD, Duron являются CISC-микропроцессорами.

МП типа RISC обладают усеченным набором системы команд и содержат только набор самых простых команд. В этих МП все простые команды имеют один размер, и на выполнение каждой требуется один машинный такт (в отличие от МП CISC, где на выполнение самой короткой команды тратится несколько тактов). Современные МП с RISC-архитектурой: Power PC (Apple), PPC (IBM), Alpha (DEC), PA (HP), Ultra SPARC (Sun) и другие. Например, МП Power PC широко применяются в серверах и имеют очень высокое быстродействие.

МП типа VLIW имеют сверхбольшое командное слово. Выпускаются такие МП фирмами Transmeta (МП Crusoe), Intel (МП Mersed), Hewlett-Packard (МП McKinley). Все программы (даже ОС) работают поверх специального низкоуровневого ПО, которое отвечает на трансляцию команд CISC в команды VLIW. Упрощение аппаратуры позволяет уменьшить габариты и энергопотребление МП.

МП MISC имеют минимальный набор системы команд и весьма высокое быстродействие. Такие МП имеют узкоспециализированный характер приложения и в ПК не применяются.