Що таке CPU?

Комп`ютер являє собою комплекс з різних пристроїв, об`єднаних в єдиний блок за допомогою шин (актуально для внутрішніх комплектуючих). Наприклад, до складу будь-якого комп`ютера входять оперативна пам`ять, центральний процесор, відеоадаптер та ін. Їх характеристики визначають загальну підсумкову продуктивність і можливості. Одним з найважливіших компонентів є центральний процесор. Іноді можна зустріти інші його назви: CPU (англ. Central Processing Unit - основна обчислювальна одиниця), проц, камінь.

Що таке CPU з точки зору пересічного користувача? За аналогією з тілом людини проц можна порівняти з мозком. Він виконує всі математичні розрахунки і частково забезпечує взаємодію компонентів між собою. Фізично процесор являє собою найбільшу мікросхему, встановлену в спеціальний роз`єм материнської плати. Всередині неї містяться складні логічні схеми з декількох мільярдів транзисторів. Люди, які цікавляться питанням «що таке CPU», можуть легко визначити процесор серед інших внутрішніх компонентів. Адже на ньому завжди розташована система активного охолодження: масивний металевий радіатор і вентилятор. Необхідність в них викликана тим фактом, що споживана мікросхемою електрична потужність часто становить десятки ват. Малий обсяг рассеивающей поверхні і висока потужність призводять до нагрівання корпусу CPU, що вимагає використання охолодження.

Виробники процесорів по-різному вирішують питання нагріву: одні оптимізують архітектуру, вносячи механізми відключення невикористовуваних блоків, інші знижують напруга живлення і використовують для виробництва новітні досягнення («тонкий» техпроцес) та ін. В даний час основними «гравцями» на ринку центральних процесорів для настільних комп`ютерів і ноутбуків є дві компанії - Intel і AMD. Відповідно, вся інша інфраструктура підлаштовується під особливості їхньої продукції.

Часто на запитання «що таке CPU» дають досить узагальнюючі відповіді. Це пояснюється дуже просто: зараз термін «процесор» набув більш широке значення, ніж «частина комп`ютера». Так, в будь-якому сучасному мобільному телефоні є блок, що виконує математичні розрахунки - це теж процесор. Навіть власникам керованих дитячих іграшок корисно знати, що таке CPU, адже в них теж присутня обчислювальний блок.

Очевидно, що не розглянувши принцип роботи процесора, зрозуміти загальні особливості його роботи неможливо. Роботою CPU управляють програми. Вони являють собою набори інструкцій для процесора, написані на якому-небудь мові програмування. Говорячи людською мовою, у програмі вказано точний порядок дій. Всі пам`ятають або хоча б чули про мові програмування Basic. У ньому для того, щоб намалювати на екрані коло, потрібно виконати команду Circle (координати). Сучасні принципи створення програм залишилися такими ж: завдання створюються командами мов програмування. При запуску програми на комп`ютері спеціальний програмний декодер перетворює команди використовуваної мови в машинний код, призначений для безпосередньої обробки на CPU. Цей код - двійковий, являє собою послідовність одиниць і нулів. Багато хто не може зрозуміти, чому було вирішено використовувати саме двійкову систему, а не звичну десяткову. Насправді все пояснюється дуже просто: двійкові розряди легко можна уявити командами для самих транзисторів. Наприклад, так як мова йде про цифрових пристроях, то можна уявити цифру «1» як наявність напруги на базі певного транзистора, а «0» - як його відсутність. Відповідно, у першому випадку транзистор відкритий і пропускає через себе струм, а в другому - замкнений (звичайно, все спрощено і з безліччю застережень).

Швидкість виконання інструкцій програми визначає швидкодію процесора. На це впливають архітектура, частота роботи внутрішніх схем, оптимізація коду.