Mikroprotsessorlar - Shaxsiy kompyuter arxitekturasi va texnik

Mikroprotsessorlar
Birinchi mikroprotsessor 1971 – da Intel (AQSh)-4-bit Intel 4004
tomonidan chiqarildi. Hozirgi kunda bir necha yuz turli mikropro-
tsessorlar ishlab chiqarilmoqda, ammo HDPE-da ishlatiladigan
mikroprotsessorlar orasida x86 oilasining mikroprotsessorlari eng
mashhur hisoblanadi. Ishlab chiqaruvchilar orasida Intel (Pentium,
Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium IV,
Xeon, Celeron) va AMD Corp kabi kompaniyalar mavjud. (protses-
sorlar – Duron, Athlon, Sempron) va Apple Makintosh.
Strukturaviy ravishda, zamonaviy mikroprosessor – bu yarim
super o‘tkazuvchilar kristallda-bir necha kvadrat millimetrli to‘rtbur-
chak shakldagi kristalli silikonning nozik plastinkasida amalga
oshiriladigan juda katta integral devor. Protsessorning barcha
funksiyalarini amalga oshiradigan sxemalar mavjud. Kristall plastinka
odatda plastik yoki keramika tekis tanaga joylashtiriladi va oltin pinalar
bilan metall pinlarga ulanadi, shunda u biriktirilishi mumkin.
Tashqi qurilmalar va birinchi navbatda RAM bilan protsessor bir
nechta super o‘tkazuvchilar guruhlari – shinalar (ma’lumotlar avtobus-
lari, manzil avtobuslari va buyruq avtobuslari) bilan bog‘langan.
Protsessorlarning asosiy parametrlari quyidagilardir: ish kuchla-
nishi, bit chuqurligi, ish soat tezligi, ichki soat tezligi va Kesh hajmi.
Protsessorning ish kuchlanishi anakart tomonidan ta’minlanadi,
shuning uchun turli xil anakartlar turli xil protsessorlarga mos keladi
(ular birgalikda tanlanishi kerak). Protsessor texnologiyasi rivojlanib
borayotganligi sababli ishchi kuchlanishning bosqichma-bosqich
pasayishi kuzatiladi. Intel Pentium protsessorlariga o‘tish bilan 3,3 V ga
tushirildi va hozirda 3 V dan kam.
Ishchi kuchlanishning pasayishi protsessor kristallidagi struktu-
raviy elementlar orasidagi masofani elektr uzilishdan qo‘rqmasdan
37
millimetrning o‘n minginchi qismiga kamaytirishga imkon beradi.
Voltajning kvadratiga mutanosib ravishda, protsessorda issiqlik
tarqalishi kamayadi va bu uning haddan tashqari issiqlik tahdidisiz
ishlashini oshiradi. Shunga qaramay, har doim mikroprosessorning
yuqori qismida ishlaydigan sovutish uchun fan (sovutgich) o‘rnatiladi.
Protsessorning bit tezligi bir vaqtning o‘zida (bir soat ichida)
registrlarida qancha ma’lumotni qabul qilishi va ishlashi mumkinligini
ko‘rsatadi. Birinchi x86 protsessorlari 16-bit edi. 80386 protsessoridan
boshlab ular 32-bit arxitekturasiga ega. Intel Pentium oilasining
zamonaviy protsessorlari 32-bitli bo‘lib qoladi, ammo ular 64-bitli
ma’lumotlar avtobuslari bilan ishlaydi (protsessorning hajmi ichki
registrlar hajmi bilan belgilanadi).
Operatsion soat tezligi va uning ichki ko‘paytirish koeffitsienti.
Protsessorda har bir jamoaning ishlashi muayyan miqdordagi vaqtni
oladi. Soat pulslari anakartda joylashgan mikroprotsessor to‘plamiga
(chipset) kiritilgan chiplardan birini o‘rnatadi. Protsessorga keladigan
soat tezligi qanchalik baland bo‘lsa, u bir vaqtning o‘zida ko‘proq
buyruqlar bajarishi mumkin. Birinchi x86 protsessorlari 4,77 MGts dan
yuqori bo‘lmagan chastotada ishlashi mumkin edi va bugungi kunda
protsessorlarning ish chastotasi sekundiga uch milliard soat (3 GGs) dan
oshib ketdi.
Soat signallari protsessor anakartdan olinadi, bu faqat jismoniy
sabablarga ko‘ra protsessor kabi yuqori chastotalar bilan ishlamaydi.
Bugungi kunda uning chegarasi yuzlab MGts. Protsessorda yuqori
chastotalarni olish uchun 3 koeffitsienti bo‘yicha ichki chastota
ko‘paytiriladi; 3,5; 4; 4,5; 5 va undan ko‘p. Misol uchun, 2,4 GHz MP
chastotasi 400 MGts tizim avtobusining chastotasi bo‘lib, 6 koeffitsienti
bilan ko‘paytiriladi.
Protsessor ichidagi ma’lumotlar almashinuvi RAM kabi boshqa
qurilmalar bilan almashishdan bir necha marta tezroq bo‘ladi. Ramga
murojaatlar sonini kamaytirish uchun protsessor ichida bufer maydoni
yaratiladi-Kesh xotirasi deb ataladi. Bu «super-operativ xotira»kabi.
Protsessor ma’lumotlarga muhtoj bo‘lsa, u avval Kesh xotirasiga kiradi
va faqat kerakli ma’lumotlar bo‘lmasa, uning Ramga aylanishi sodir
bo‘ladi. Ramdan ma’lumotlar blokini olib, protsessor uni bir vaqtning
o‘zida Keshga olib keladi. Yuqori samarali protsessorlar har doim
yuqori Kesh hajmiga ega.
38
Protsessor anakartda joylashgan va protsessor ulagichiga (Socket)
ulangan. Shu munosabat bilan, protsessor faqat mos keladigan Socket
bo‘lgan tizim kartasiga ulanishi mumkin. Socket 478, Socket 775,
Socket A, Socket 754, Socket 939 / 940 va boshqalar: quyidagi
protsessor ulagichlar ulangan CPU topishingiz mumkin.
|