המעבד CPU .
Post date: Oct 26, 2013 6:17:47 AM
המעבד CPU
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.
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.. ) .
התושבת הוא הממשק המחבר בין לוח האם למעבד. היום רובם בנויים בנויים
בארכיטקטורה שנקראת
PGA — PIN GRID ARRAY : יש פינים בצידו התחתון של המעבד המוחנסים לתושבת .
בכדי להושיב את המעבד בתושבת לא צריך להפעיל כח מעבד מותאם בצורתו לחריץ ההרחבה (תושבת) שיטה זו נקראת
ZIF- ZERO INSERTION FORSE : הפעלת כח אפסית.
המעבד מריץ תוכנות או מבצעה סידרה של פקודות . לכל מעבד מובנת סידרת פקודות לפיה הוע 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) .
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 עוצמתו של 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 — GRAPHIC PROCESS UNIT
יחידת עיבוד גרפית שזה בעצם כרטיס מסך עם מעבד מובנה לתוכו , נותן 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 (20-21 C) .
הגברת זרימת האויר בתוך המארז מאפשרת לפנות את החום . ישנם כמה סוגי אוורור :
מאוורר שמותקן על המארז , מייעל את תהליך האוורור מוציא את החום מחוץ למארז וכך מרחיק אותו מהרכיבים במחשב.
מאוורר המורכב על גוף קירור שיושב על המעבד, מרחיק את החום מהמעבד.
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.
Cache Memory – זיכרון מטמון .
זיכרון העובד עם המעבד , בדרך כלל נימצא בתוכו או צמוד למעבד.
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.