Bajardi: Komiljonov Otajon

TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI
Kompyuterning tashkil etilishi fanidan
MUSTAQIL ISH
Mavzusi: Protsessorlarda qo’llaniladigan zamonaviy texnologiyalar
Guruh: 020-19
Bajardi: Komiljonov Otajon


Toshkent – 2021

Markaziy protsessor (CPU; shuningdek markaziy protsessor - CPU; inglizcha markaziy protsessor, markaziy protsessor, so'zma-so'z - markaziy protsessor, ko'pincha faqat protsessor) - elektron blok yoki mashina ko'rsatmalarini (dastur kodi) bajaradigan integral mikrosxema, asosiy kompyuter uskunasining bir qismi yoki dasturlashtiriladigan mantiqiy kontroller. Ba'zan mikroprotsessor yoki oddiygina protsessor deb ataladi.

Dastlab, markaziy protsessor atamasi murakkab kompyuter dasturlarini bajarish uchun mo'ljallangan mantiqiy mashinalarning ixtisoslashtirilgan sinfini tavsiflaydi.

Ushbu belgi o'sha paytda mavjud bo'lgan kompyuter protsessorlarining funktsiyalariga juda aniq muvofiqligi sababli, u tabiiy ravishda kompyuterlarning o'ziga o'tdi. Ushbu atama va uning qisqartmasi kompyuter tizimlariga nisbatan qo'llanilishining boshlanishi 1960-yillarda qo'yilgan. O'shandan beri protsessorlarning qurilmasi, arxitekturasi va amalga oshirilishi ko'p marta o'zgargan, ammo ularning asosiy bajariladigan funktsiyalari avvalgidek saqlanib qolgan.

Protsessorning asosiy xarakteristikalari: soat tezligi, unumdorligi, quvvat sarfi, ishlab chiqarishda qo'llaniladigan litografik jarayon normalari (mikroprotsessorlar uchun) va arxitektura.
Dastlabki protsessorlar noyob va hatto o'ziga xos kompyuter tizimlari uchun noyob qurilish bloklari sifatida ishlab chiqilgan. Keyinchalik, kompyuter ishlab chiqaruvchilari bir yoki bir nechta yuqori ixtisoslashtirilgan dasturlarni ishga tushirish uchun mo'ljallangan protsessorlarni ishlab chiqishning qimmat usulidan ko'p maqsadli protsessor qurilmalarining odatiy sinflarini ommaviy ishlab chiqarishga o'tdilar.
Kompyuter komponentlarini standartlashtirish tendentsiyasi yarimo'tkazgichli elementlar, asosiy kompyuterlar va mini-kompyuterlarning portlovchi rivojlanish davrida paydo bo'ldi va integral mikrosxemalar paydo bo'lishi bilan u yanada mashhur bo'ldi. Mikrosxemalarning rivojlanishi protsessorning jismoniy hajmini qisqartirgan holda murakkabligini yanada oshirish imkonini berdi. Protsessorlarni standartlashtirish va miniatyuralashtirish ularga asoslangan raqamli qurilmalarning kundalik hayotga chuqur kirib borishiga olib keldi. Zamonaviy protsessorlarni nafaqat kompyuterlar kabi yuqori texnologiyali qurilmalarda, balki avtomobillarda, kalkulyatorlarda, mobil telefonlarda va hatto bolalar o'yinchoqlarida ham topish mumkin.
Ko'pincha ular mikrokontrollerlar bilan ifodalanadi, bu erda hisoblash qurilmasidan tashqari, chipda qo'shimcha komponentlar (dastur va ma'lumotlar xotirasi, interfeyslar, kirish-chiqish portlari, taymerlar va boshqalar) joylashgan. Mikrokontrollerning zamonaviy hisoblash imkoniyatlari o'n yil oldingi shaxsiy kompyuter bilan taqqoslanadi va ko'pincha ularning ishlashidan sezilarli darajada oshadi.
Bitta paketda bir nechta protsessor yadrolari mavjud (bir yoki bir nechta kristallarda).

Operatsion tizimning bir nusxasini bir nechta yadrolarda ishlatish uchun mo'ljallangan protsessorlar ko'p ishlov berishning yuqori darajada integratsiyalashgan amalga oshirilishidir.

Birinchi ko'p yadroli mikroprotsessor IBM kompaniyasining POWER4 protsessori bo'lib, u 2001 yilda paydo bo'lgan va ikkita yadroga ega edi.

2004 yil oktyabr oyida Sun Microsystems ikkita modifikatsiyalangan UltraSPARC III yadrolaridan tashkil topgan ikki yadroli UltraSPARC IV protsessorini chiqardi. 2005 yil boshida ikki yadroli UltraSPARC IV+ yaratildi.

2005 yil 9 mayda AMD iste'molchi shaxsiy kompyuterlari uchun yagona matritsadagi birinchi ikki yadroli protsessorni - Manchester yadroli Athlon 64 X2 ni taqdim etdi. Yangi protsessorlarni jo'natish rasman 2005 yil 1 iyunda boshlangan.

2005 yil 14 noyabrda Sun sakkiz yadroli UltraSPARC T1 ni chiqardi, har bir yadro 4 ta ipni bajaradi.

2006-yil 5-yanvarda Intel mobil platformasi uchun yagona matritsadagi birinchi ikki yadroli protsessor - Core Duo-ni taqdim etdi.

2006 yil noyabr oyida Kentsfield yadrosida birinchi to'rt yadroli Intel Core 2 Quad protsessori chiqarildi, bu bitta paketdagi ikkita Conroe kristalidan iborat. Ushbu protsessorning avlodi Yorkfild yadrosidagi (45 nm) Intel Core 2 Quad edi, arxitekturasi Kentsfildga o'xshaydi, lekin kattaroq kesh hajmi va ish chastotalari bilan.

2007 yil oktyabr oyida sakkiz yadroli UltraSPARC T2 sotuvga chiqdi, har bir yadro 8 ta ipdan iborat.

2007 yil 10 sentyabrda ishlab chiqish jarayonida AMD Opteron Barcelona kod nomiga ega bo'lgan AMD Opteron serverlari uchun haqiqiy (bitta kristall ko'rinishida) to'rt yadroli protsessorlar sotuvga chiqarildi [2]. 2007 yil 19 noyabrda AMD Phenom uy kompyuterlari uchun to'rt yadroli protsessor sotuvga chiqdi [3]. Ushbu protsessorlar K8L (K10) yangi mikroarxitekturasini amalga oshiradi.

AMD o'z yo'lini tanladi va bitta matritsali to'rt yadroli protsessorlarni ishlab chiqardi (Inteldan farqli o'laroq, uning birinchi to'rt yadroli protsessorlari ikkita ikki yadroli kristalni bir-biriga yopishtiradi).
Keshlash - bu asosiy (RAM) xotiradan ma'lumotlar bloklari nusxalarini saqlash uchun qo'shimcha yuqori tezlikdagi xotiradan (kesh deb ataladigan - inglizcha kesh, frantsuzcha kesh - "yashirish") foydalanish, ularga kirish ehtimoli. yaqin kelajak yuqori.

1, 2 va 3-darajali keshlar mavjud (L1, L2 va L3 uchun belgilangan - 1, 2 va 3-darajadan).

Protsessorning yana bir parametri yarimo'tkazgich kristalining (TJMax [en]) yoki protsessor yuzasining maksimal ruxsat etilgan harorati bo'lib, unda normal ishlash mumkin. Ko'pgina iste'molchi protsessorlari 85 ° C dan yuqori bo'lmagan sirt (kristal) haroratlarda ishlaydi [7] [8]. Protsessor harorati uning ish yukiga va issiqlik qabul qiluvchining sifatiga bog'liq. Ishlab chiqaruvchining maksimal haroratidan yuqori haroratlarda protsessorning to'g'ri ishlashiga kafolat yo'q.
Dastlab, ishlab chiquvchilarga texnik topshiriq beriladi, uning asosida kelajakdagi protsessorning arxitekturasi, uning ichki tuzilishi va ishlab chiqarish texnologiyasi qanday bo'lishi haqida qaror qabul qilinadi. Turli guruhlarga protsessorning mos keladigan funktsional bloklarini ishlab chiqish, ularning o'zaro ta'sirini, elektromagnit mosligini ta'minlash vazifasi yuklatilgan. Protsessor aslida mantiqiy algebra tamoyillariga to'liq javob beradigan raqamli avtomat bo'lganligi sababli, kelajakdagi protsessorning virtual modeli boshqa kompyuterda ishlaydigan maxsus dasturiy ta'minot yordamida quriladi.
Unda protsessor sinovdan o'tkaziladi, elementar buyruqlar bajarilishi, katta hajmdagi kodlar amalga oshiriladi, qurilmaning turli bloklarining o'zaro ta'siri ishlab chiqiladi, optimallashtirish amalga oshirilmoqda, ushbu darajadagi loyihada muqarrar xatolar. qidiriladi.
Shundan so'ng, raqamli elektronikaning elementar funktsional bloklarini o'z ichiga olgan raqamli bazaviy matritsa kristallari va mikrosxemalardan protsessorning fizik modeli quriladi, uning asosida protsessorning elektr va vaqtinchalik xususiyatlari tekshiriladi, protsessor arxitekturasi sinovdan o'tkaziladi, xatolar topiladi. tuzatilmoqda, elektromagnit moslashuv masalalari aniqlangan (masalan, 1 gigagertsli chastotada deyarli oddiy, o'tkazgichning 7 mm bo'limlari allaqachon uzatuvchi yoki qabul qiluvchi antennalar sifatida ishlaydi).

Bunday hollarda dasturlarning ishlashida xatolar yoki kompyuterni muzlatish mumkin. Ba'zi hollarda protsessorning o'zida qaytarib bo'lmaydigan o'zgarishlar bo'lishi mumkin. Ko'pgina zamonaviy protsessorlar haddan tashqari issiqlikni aniqlay oladi va bu holda o'z ish faoliyatini cheklaydi.

Shaxsiy kompyuterlar, noutbuklar va serverlar uchun protsessorlarning aksariyati Intel ko'rsatmalar to'plamiga mos keladi. Hozirda mobil qurilmalarda foydalanilayotgan protsessorlarning aksariyati ARM-mos keladi, ya'ni ular ARM Limited tomonidan ishlab chiqilgan ko'rsatmalar va dasturiy interfeyslarga ega.

Intel protsessorlari: 8086, 80286, i386, i486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Celeron (Pentiumning soddalashtirilgan versiyasi), Pentium 4, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core i3, Core i5, Core i7, Corei, Xeon (server protsessorlari seriyasi), Itanium, Atom (o'rnatilgan protsessorlar seriyasi) va boshqalar.