מעבד - יחידת עיבוד מרכזית.

Post date: Nov 10, 2014 7:54:01 AM

מעבד-

CPU – Central Process Unit

יחידת העיבוד המרכזית במחשב , נחשבת למוח של המחשב.

הרכיב הכי חשוב במערכת המחשב , מגיע בסגנונות שונים ובצורות שונות .

יש להתאים את המעבד לתושבת או חריץ מתאים על לוח האם.

התושבת הוא הממשק המחבר בין לוח האם למעבד.

PGA — Pin Grid Array :בטכנולוגיה זו יש פינים בצידו התחתון של המעבד המוכנסים לתושבת לפי כיוון הפין הראשון , המעבד מהודק על ידי התקן של התושבת שניקרא מנוף . טכנולוגיה נפוצה ביותר .

land grid array (LGA : יש פינים על התושבת כאשר על המעבד יש מגעים אשר מחברים את המעבד חשמלית ומהודקים על ידי מנוף של התושבת .

Ball grid array (BGA) : בטכנולוגיה זו יש כדורי חומר הלחמה על המעבד שמולחמים לתושבת על לוח האם , עובד גם לפי סימון הפין הראשון כמו PGA. בשימוש במכשירים ניידים .

ZIF- Zero Insertion Forse : הפעלת כח אפסית. בכדי להושיב את המעבד בתושבת לא צריך להפעיל כח מעבד מותאם בצורתו לחריץ ההרחבה ומכוון על ידי כיוון הפינים .

התושבת בנויה יציבה ללא תזוזה כאשר רק המנוף מהדק את המעבד לתושבת ללא סכנה של פגיע במעבד , המנוף מזיז הצידה את הפינים וכך מהדק את המעבד לתושבת .

Socket - תושבת למעבד.

שקע המעבד הוא רכיב מכני המספק חיבורים מכניים וחשמליים בין המעבד CPU ללוח המעגלים המודפס . טכנולוגיה זו מאפשרת החלפת מעבד ללא הלחמה . לתושבות הנפוצות יש קליפסים השומרים על כח קבוע שמתגבר כשהמכשיר מותקן בה על ידי התקן של התושבת . ישנם טכנולוגיות שונות של תושבות אשר יכולות למנוע פגיע במעבד או להשנות לפי דרישה או צורך של המכשיר ( ניידים , שרתים וכו.. ) .

המעבד מריץ תוכנות או מבצעה סידרה של פקודות . לכל מעבד מובנת סידרת פקודות לפיה הוא עובד. המעבד מפעיל את התוכנה על-ידי עיבוד של פיסות מידע כפי שפוקדת התוכנה או סדרת הפקודות המובנת בו.

בזמן שהמעבד מבצעה צעד אחד מהתוכנה כל שאר הפעולות העתידיות נשמרות בזכרון קרוב לליבה שהוא זכרון מטמון (CACHE) .

CACHE MEMORY – זיכרון מטמון .

טכנולוגית SRAM משמשת כזיכרון מטמון , זהוא זיכרון שנשמר בו המידע התכוף ביותר.

זכרון הדרוש למעבד לעיבוד המידע במהירות רבה יותר .

L1- זיכרון פנימי שמובנה בתוך המעבד

L2- זיכרון שהיה במקור מוטבע על לוח האם סמוך למעבד , כיום מובנה בתוך המעבד.

L3- זיכרון זה יושב על לוח האם ליד המעבד , בשימוש רק במחשבים חזקים כמו שרתים ותחנות עבודה.

יש שתי ארכיטקטורות הקשורות בסדרת פקודות במעבדים :

*RISC — REDUSED INSTRUCTION SET COMPUTER

מבנה זה משתמש בסדרת פקודות המעוצבת לביצוע מהיר מאד של פעולות וכך צורך יותר חשמל.

*CISC — COMPLEX INSTRUCTION SET COMPUTER

מבנה זה משתמש בסדרת פקודות המבצעת את הפעולה בפחות שלבים .

וכך צורך פחות חשמל, בשימוש לרוב בניידים.

בחלק מהמעבדים יש טכנולוגיה לשיפור ביצוע המעבד- HYPERTHREADING

במצב כזה המעבד מבצעה פיסות קוד מרובות ומערכת ההפעלה רואה אותו כאילו היה שני מעבדים נפרדים.

*מצב כזה גם משפיע על שחיקת המעבד.

מהירות המעבד נמדדת במספר סיבובים (מחזורים) לשניה

MHZ – מיליון מחזורים לשניה

GHZ – מיליארד מחזורים לשניה

כמות המידע שאותו יכול המעבד לעבד ברגע נתון תלויה בגודל אפיק המידע של המעבד:

FSB — FRONT SIDE BUS ככל שאפיק זה רחב יותר כך עולה עוצמת המעבד ,32 — 64 BIT (סיביות ).

- FSB הוא בעצם הכביש המחבר בין המעבד לזכרון .

- יש צורך להתאים את מהירות המעבד למהירות הFSB , כמו כן מערכת ההפעלה צריכה לתמוך במהירות זו .

OVERCLOCKING – המהרה

שיטה לא אמינה במיוחד שמאפשרת למעבד לעבוד מהר יותר ממה שהיצרן התכוון. שיטה זו יכולה לגרום נזק למעבד .

THROTLING – האטה

שיטה שגורמת למעבד לעבוד לאט יותר מהמהירות המוכתבת מהיצרן.

שיטה זו בשימוש למחשבים ניידים בעיקר , מורידה את צריכת החשמל ומקלה על העומס.

MMX — MULTIMEDIA INSTRUCTION

אוסף של פקודות המובנה לתוך המעבד של חברת INTEL.

מעבדים בטכנולוגיה זו יכולים לעבד נתונים גרפיים בעצמם , פעולות שבדרך כלל מטופלות על-ידי כרטיסי מסך וקול .

*רק תוכנות מיוחדות יכולות להשתמש בטכנולוגיה זו.

*היום טכנולוגיה זו נקראת – הרחבת עיבוד ישיר למדיה-

SSE - STERAMING SINGLE INSTRUCTION MULTI - DATA EXTENTION.

טכנולוגיות חדישות מאפשרות ליצרנים לכלול יותר מליבה אחת בשבב אחד , ריבוי זה מאפשר ביצוע של פקודות רבות יותר בו זמנית .

SINGLE CORE CPU – מעבד בעל ליבה אחת .

ישנה גם אפשרות לייצר לוח אם בעל כמה תושבות שבונה מחשב עוצמתי בעל מעבדים מרובים על לוח האם .

DUAL CORE CPU – שתי ליבות מובנות לתוך שבב אחד , שני המעבדים יכולים לעבד מידע שונה בו זמנית .

TRIPLE CORE CPU – זהוא מעבד שמובנות בתוכו ארבע ליבות ואחת מהם חסומה , ללקוח שרוצה מוצר זול יותר .

QUAD CORE CPU – מעבד עוצמתי בעל ארבע ליבות בתוך שבב אחד.

GPU — GRAFFIC PROCESS UNIT

יחידת עיבוד גרפית שזה בעצם כרטיס קול או מסך עם מעבד מובנה לתוכו , נותר לו אפשרות לעבד מידע מבלי לגשת למעבד.

מערכות קירור- רכיבים אלקטרוניים מייצרים חום כתוצה מזרם חשמלי הזורם דרכם .

יותר מידי חום ברכיבים יכול לגרום להם לפעול לאט יותר ואפילו להזיק ללהם. הרכיבים האלקטרוניים פועלים טוב יותר בטמפרטורות נמוכות יותר (20-21C) .

הגברת זרימת האויר בתוך המארז מאפשרת לפנות את החום . ישנם כמה סוגי אוורור :

1. מאוורר שמותקן על המארז , מייעל את תהליך האוורור מוציא את החום מחוץ למארז וכך מרחיק אותו מהרכיבים במחשב.

2. מאוורר המורכב על גוף קירור שיושב על המעבד, מרחיק את החום מהמעבד.

3. מאווררים נוספים יכולים לבוא על כטיסי מסך שעלולים לייצר חום רב , גם כרטיסים עם מערכת עיבוד מובנית GPU צריכים קירור .

מחשבים בעלי יכולות מוגברות ( מעבדים ומאיצים גראפיים ) עשויים להשתמש במערכת קירור מים.מערכת עם לוחית מתכת וצינוריות בהם זורמים מים שעוברים דרך רדיאטור בו הם מקוררים באמצעות אויר.

Chipset –

מערך שבבים הגורם לרכיבי המחשב לתקשר עם המעבד ולוח האם .רכיבי המחשב המתקשרים דרכו הם :CPU , ROM , RAM , כרטיסי הרחבה למיניהם , כרטיס מסך והתקני פלט וקלת אחרים . כמו כן ערכת השבבים קובעת את כמות הזכרון בה יתמוך לוח האם ובמהירות ההעברה שלו (32-64BIT ) וגם את סוגי המחברים של לוח האם (תושבות) . רוב המערכים מתחלקים לשני חלקים :

NORTHBRIDGE – הגשר הצפוני, המקשר בין הזיכרון RAM, כרטיס המסך והמהירות בה המעבד מקשר איתם . בדרך כלל מנהל את הגישה לזיכרון RAM ולכרטיס המסך וקובע את המהירות בה המעבד יתקשר איתם (32-64 BIT).

SOUTHBRIDGE – הגשר הדרומי, המקשר בין המעבד לכוננים הקשיחים

והאופטיים, כרטיסי הקול יציאות הUSB וכל כניסות הקלט ופלט (I/O) במחשב.

בדרך כלל מנהל את התקשורת בין המעבד לכוננים הקשיחים , כרטיס קול , USB ,

ושאר כניסות ויציאות למחשב (I\O ).