У якому пристрої комп'ютера здійснюється обробка інформації? Процесор комп'ютера

У якому пристрої комп'ютера здійснюється обробка інформації, яку він отримує? Як цей процес здійснюється? Що за пристрій використовується? Які є перспективи його розвитку?

Що таке процесор комп'ютера?

Це мікропроцесор (інтегральна схема) або електронний блок, який виконує машинні інструкції (просто кажучи, код програм). Він є головною частиною апаратного забезпечення комп'ютера. Іноді до його назви додають префікс «мікро». Це спеціальний пристрій комп'ютера, призначений для обробки інформації. Давайте трохи зайдемо в історію. Спочатку терміном «процесорний пристрій» описували спеціальний клас логічних машин, які були потрібні для того, щоб виконувати складні комп'ютерні програми. Поступово відбулося перенесення назви цілого пристрою на його частину. Реалізація, архітектура і виконання процесорів з часу їх виникнення не раз змінювалися. Але функціонал залишився той же, що і раніше. При оцінці кожного приладу необхідно брати до уваги такі параметри: продуктивність, тактову частоту, енергоспоживання, архітектуру, норми литографического процесу. Ось у якому пристрої комп'ютера проводиться обробка інформації.

Перспективи

Комп'ютер як універсальний пристрій обробки інформації постійно вдосконалюється. Все частіше кажуть, що скоро сучасні процесори досягнуть своїх фізичних меж, тому їх матеріальна частина зміниться кардинальним чином. Розрізняють такі варіанти:

Молекулярні комп'ютери. Це обчислювальні системи, які будуть користуватися можливостями молекул (теоретично — органічних). Вони використовують ідею реалізації можливостей атомів і їх розташування в просторі.

Оптичні комп'ютери. В них разом електронів для передачі сигналів будуть застосовуватися фотони.

Квантові комп'ютери. Теоретично їх робота буде базуватися на квантових ефектах. Зараз активно розробляються робочі версії подібних процесорів. Дана технологія обробки інформації комп'ютером вважається найбільш перспективною.

Міф про мегагерцах

Трохи про принципи обробки інформації комп'ютером. Серед звичайних користувачів широке поширення набуло твердження, що чим більшу тактову частоту має процесор, тим значної продуктивністю він може похвалитися. Насправді це не зовсім вірно. Таке твердження можна застосувати тільки до тих процесорів, які є власниками однакових архітектур і мікроархітектур.

Що в Російській Федерації?

Може вона зараз похвалитися чимось? Зараз більшість науково-дослідних центрів та підприємств електронної промисловості консолідовані в холдингу «Росэлектроника». Він був заснований в 1997 році. На момент створення у нього входили 33 а зараз 123 підприємства. Вони спеціалізуються на розробці і промисловому виробництві електронної техніки, обладнання та матеріалів. Також можуть створюватись напівпровідникові прилади та технічні засоби зв'язку. У більшості вони виготовляють специфічні вироби, але є спроби вийти на масовий ринок (нехай і не дуже успішні).

Енергоспоживання процесорів

Часто це називають їх ахіллесовою п'ятою. Так, перші процесори з архітектурою х86 споживали надзвичайно малу кількість енергії (порівняно з сучасними зразками), обсяг якої зазвичай становив частки вата. Із збільшенням кількості транзисторів і тактової частоти цей параметр істотно зріс. Зараз можна зустріти представників, яких необхідно забезпечувати 130 ватами, і немає сумніву, що в конструкторських бюро вже зараз розробляються «монстри», яким необхідно ще більше. Раніше фактор енергоспоживання був несуттєвим. Але з тих пір принципи обробки інформації комп'ютером змінилися, зросла потужність пристроїв. Зараз же процесор надає значно вплив на еволюційні процеси:

Необхідно вдосконалювати технології виробництва, щоб зменшити споживання процесором енергії.

Слід шукати нові матеріали, які будуть знижувати струми витоку.

Необхідно працювати над зниженням напруги для запитывания ядра процесора.

З'явилися сокети, які володіють значною кількістю контактів, кількість яких більша 1000. Вони необхідні, щоб забезпечувати живлення процесорів.

Змінюється компонування пристроїв. Так, кристал перемістився на зовнішню сторону з внутрішньої, щоб полегшити процес відведення тепла.

З'явилися інтелектуальні системи, які динамічно змінюють напругу живлення. Вони можуть впливати на частоту ядер і окремих блоків процесора, щоб тимчасово відключати те, що не використовується.

В кристал інтегруються температурні датчики, а також системи недопущення перегрівів. Вони знижують частоту процесора, а також можуть взагалі зупинити його, якщо буде перейдена певна межа.

З'явилися енергозберігаючі режими, які «присипляють» процесори при наявності низького навантаження.

Пристрій процесора комп'ютера є складним, і енергоспоживання кидає ще один виклик разом з побічними ефектами. Ось про них і буде розмова зараз.

Робоча температура процесора

Ще одна важлива характеристика. Вона позначає максимально допустимий температурний значення, яке може бути на поверхні процесора або напівпровідникового кристалу, коли можливою є нормальна працездатність. Воно знаходиться в прямій залежності від якості тепловідводу і завантаженості. Коли температура перевищує рекомендований максимум, то немає ніяких гарантій нормальної роботи. Більшість процесорів функціонують нормально, якщо вона менше 85 ?С. Якщо температура більше, створюються підстави для помилок при роботі програм чи можливо зависання комп'ютера. В окремих випадках можуть статися незворотні зміни в самому процесорі. Сучасні моделі зазвичай відстежують перегрів і обмежують свої характеристики. Ось у якому пристрої комп'ютера здійснюється обробка інформації.

Тепловиділення процесорів і відведення тепла

Як зменшити негативні наслідки підвищення градусів? Для тепловідведення застосовуються активні кулери і пасивні радіатори. Кожен із способів має свої переваги і недоліки.

Вимір і відображення температури процесора

А ось як пристрої дізнаються, що їм необхідно поміняти цю свою характеристику? В центрі кришки встановлюють спеціальний датчик температури, в якості якого може виступати термодіод, терморезистор або транзистор з замкнутими колектором і базою.

Висновок

Отже, який пристрій використовується для обробки інформації в комп'ютері? Вірно, процесор комп'ютера. Тепер ви знаєте відповідь не тільки на це питання, але також і особливості даного приладу та існуючі проблеми і перспективи. А значить, є інформація про те, як діє така важлива складова складної технічної системи і в якому пристрої комп'ютера здійснюється обробка інформації.