Untuk apa dan untuk apa mikroprosesor atau CPU?

Juga dikenal sebagai CPU atau unit pemrosesan pusat, mikroprosesor adalah mesin komputasi lengkap yang diproduksi pada satu chip silikon. Ia juga dikenal sebagai jantung dari komputer biasa, baik itu mesin desktop, server atau laptop.

Apakah Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang itu? Jangan lewatkan artikel menarik kami!

Indeks isi

Apa itu mikroprosesor?

Tentunya mikroprosesor yang Anda gunakan di komputer Anda adalah Pentium, AMD Ryzen atau salah satu generasi Intel Core i3, i5, i7 atau i9. Ini adalah prosesor yang paling populer… tetapi mereka semua benar-benar melakukan "kira-kira sama" (saya biarkan dalam tanda kutip, karena ada teknologi yang membedakannya) dan dengan cara yang sama.

Mikroprosesor pertama adalah Intel 4004, diperkenalkan pada tahun 1971. Itu tidak terlalu kuat, karena yang bisa dilakukan hanyalah menambah dan mengurangi, dan itu hanya bisa dilakukan pada 4 bit sekaligus. Tapi itu luar biasa bahwa semuanya ada di chip.

Mikroprosesor biasanya ditempatkan melalui soket khusus pada motherboard komputer; dan yang ditambahkan, untuk operasi yang stabil dan benar, sistem pendingin, yang mencakup pendingin dan kipas, yang bertanggung jawab untuk menghilangkan semua panas berlebih yang diserap oleh pendingin.

Antara kapsul mikroprosesor dan heatsink, pasta termal umumnya digunakan untuk membuat konduktivitas panas lebih efektif. Selain itu, ada metode lain yang lebih modern dan lebih efisien di pasaran, seperti pendinginan cair atau penggunaan sel peltier untuk pendinginan yang lebih besar, meskipun praktik ini digunakan hampir secara eksklusif untuk overclocking.

Apa itu mikroprosesor?

Mikroprosesor adalah komponen yang melakukan instruksi dan tugas yang terlibat dalam pemrosesan komputer dan merupakan "mesin" yang dimulai ketika Anda menghidupkan komputer. Dalam sistem komputer, mikroprosesor adalah unit pusat yang mengeksekusi dan mengelola instruksi logis yang dikirimkan ke sana.

Mikroprosesor dirancang untuk melakukan operasi tipikal seperti menambah, mengurangi, membagi, melipatgandakan, interprocess dan komunikasi perangkat, input, manajemen output, dan banyak lagi.

Itu terdiri dari sirkuit terintegrasi yang berisi ribuan transistor, tergantung pada kekuatan peralatan.

Mikroprosesor umumnya diklasifikasikan menurut jumlah instruksi yang dapat mereka proses dalam waktu tertentu, frekuensi clock diukur dalam megahertz, dan jumlah bit yang digunakan per instruksi.

Mikroprosesor dirancang untuk melakukan operasi aritmatika dan logis yang menggunakan area retensi kecil yang disebut register.

Ketika komputer Anda hidup, mikroprosesor menerima instruksi sistem input / output dasar (BIOS) pertama yang disertakan dengan komputer sebagai bagian dari memorinya.

Setelah itu, BIOS, atau sistem operasi yang memuat BIOS ke dalam memori komputer, "menggerakkan" mikroprosesor, memerintahkannya untuk melakukannya. Sebuah mikroprosesor menerima data biner sebagai input dan memberikan output setelah pemrosesan, sesuai dengan instruksi yang tersimpan dalam memori.

Apa itu Chip?

Sebuah chip juga disebut sirkuit terintegrasi. Ini umumnya bagian kecil, tipis dari silikon ke mana transistor yang membentuk mikroprosesor telah terukir.

Sebuah chip dapat sebesar satu inci di satu sisi dan dapat menampung puluhan juta transistor. Prosesor yang paling sederhana dapat terdiri dari beberapa ribu transistor yang diukir pada chip beberapa milimeter persegi.

Bagaimana cara kerja mikroprosesor?

Gambar dari wikipedia

Prosesor adalah otak komputer yang pada dasarnya terdiri dari unit aritmatika dan logika (ALU), unit kontrol, dan matriks register.

Seperti namanya, ALU melakukan semua operasi aritmatika dan logis pada data yang diterima dari memori atau perangkat input.

Matriks register terdiri dari serangkaian register seperti akumulator (A), B, C, D, dll., Yang bertindak sebagai lokasi sementara dari memori akses cepat untuk memproses data.

Untuk bagiannya, unit kontrol mengelola aliran instruksi dan data di seluruh sistem.

Jadi pada dasarnya, mikroprosesor mengambil input dari perangkat yang terhubung, memprosesnya sesuai dengan instruksi yang diberikan dalam memori, dan menghasilkan output.

Keuntungan mikroprosesor

• Biaya rendah : mikroprosesor tersedia dengan biaya rendah berkat teknologi sirkuit terintegrasi. Yang mengurangi biaya sistem komputer. Kecepatan tinggi : Chip mikroprosesor dapat bekerja dengan kecepatan sangat tinggi berkat teknologi yang digunakan di dalamnya. Ia mampu menjalankan jutaan instruksi per detik. Ukuran kecil : Karena teknologi integrasi skala besar dan ultra-skala besar, mikroprosesor diproduksi dengan ukuran permukaan yang sangat berkurang. Ini akan mengurangi ukuran seluruh sistem komputer. Serbaguna : Mikroprosesor sangat fleksibel, chip yang sama dapat digunakan untuk sejumlah aplikasi hanya dengan mengubah program (instruksi disimpan dalam memori). Konsumsi Daya Rendah : Mikroprosesor biasanya diproduksi menggunakan teknologi semikonduktor oksida logam (CMOS) komplementer, di mana MOSFET (transistor efek medan logam-oksida-semikonduktor) bekerja dalam mode saturasi dan cutoff. Karena itu, konsumsi daya sangat rendah.

KAMI MENYARANKAN ANDA Apa itu Vcore dan bagaimana Anda dapat menyesuaikannya untuk menurunkan konsumsi prosesor

• Generasi panas yang lebih sedikit : Dibandingkan dengan perangkat tabung vakum (katup termo-ionik), perangkat semikonduktor tidak memancarkan panas sebanyak-banyaknya. Andal : Mikroprosesor sangat andal, dan tingkat kegagalannya jauh lebih rendah karena teknologi semikonduktor digunakan. Portable : Perangkat atau sistem komputer yang terbuat dari mikroprosesor dapat dibuat portabel karena ukurannya yang kecil dan konsumsi daya yang rendah.

Istilah umum yang digunakan dalam mikroprosesor

Untuk memahami cara kerja mikroprosesor, akan sangat membantu untuk melihat ke dalam dan mempelajari tentang logika yang digunakan untuk membuatnya. Dalam prosesnya Anda juga dapat belajar tentang bahasa asli mikroprosesor dan banyak hal yang dapat dilakukan insinyur untuk meningkatkan kecepatan prosesor.

Berikut adalah beberapa istilah umum yang digunakan dalam bidang mikroprosesor:

Bus

Bus adalah seperangkat konduktor yang dimaksudkan untuk mengirimkan data, alamat, atau mengontrol informasi ke berbagai elemen mikroprosesor. Biasanya, mikroprosesor akan memiliki 3 jenis bus: Bus Data, Bus Kontrol dan Bus Alamat. Prosesor 8 bit akan menggunakan bus lebar 8 bit.

Set instruksi

Set instruksi adalah kelompok perintah yang dapat dipahami oleh mikroprosesor. Set instruksi adalah antarmuka antara perangkat keras dan perangkat lunak. Sebuah instruksi menginstruksikan prosesor untuk mengubah transistor yang relevan untuk melakukan pemrosesan data. Misalnya ADD A, B; digunakan untuk menambahkan dua nomor yang disimpan dalam register A dan B.

Panjang kata

Panjang kata adalah jumlah bit pada bus data internal prosesor, atau jumlah bit yang dapat diproses prosesor pada satu waktu.

Sebagai contoh, prosesor 8-bit akan memiliki bus data 8-bit, register 8-bit, dan akan memproses 8 bit pada suatu waktu. Untuk melakukan operasi bit yang lebih tinggi (32 atau 16 bit), Anda akan membaginya menjadi serangkaian operasi 8 bit.

Memori cache

Cache adalah memori akses acak yang terpasang pada prosesor. Dengan cara ini, prosesor dapat mengakses data dalam memori cache lebih cepat daripada dengan RAM normal. Juga dikenal sebagai "memori CPU." Cache digunakan untuk menyimpan data atau instruksi yang sering dirujuk oleh perangkat lunak atau program selama operasi. Ini akan meningkatkan kecepatan operasi secara keseluruhan.

Frekuensi jam

Mikroprosesor menggunakan sinyal jam untuk mengontrol kecepatan instruksi dijalankan, menyinkronkan komponen internal lainnya, dan mengontrol transfer data di antara mereka. Oleh karena itu, kecepatan clock mengacu pada kecepatan di mana mikroprosesor menjalankan instruksi. Secara umum, diukur dalam hertz dan dinyatakan dalam megahertz (MHz), gigahertz (GHz), dll.

Klasifikasi mikroprosesor

Mikroprosesor dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

Panjang kata

Berdasarkan panjang kata dari sebuah prosesor, kita dapat memiliki prosesor 8-bit, 16-bit, 32-bit, dan 64-bit.

RISC - Set Instruksi Berkurang

RISC adalah jenis arsitektur mikroprosesor yang menggunakan set instruksi kecil, untuk keperluan umum, sangat dioptimalkan, daripada set instruksi yang lebih khusus seperti yang ditemukan dalam komponen lain.

KAMI MENYARANKAN ANDA Cara memeriksa suhu prosesor

RISC menawarkan kinerja tinggi di atas arsitektur CISC yang berlawanan. Dalam sebuah prosesor, pelaksanaan setiap instruksi memerlukan sirkuit khusus untuk memuat dan memproses data. Oleh karena itu, dengan mengurangi instruksi, prosesor akan menggunakan sirkuit sederhana dan pengoperasian yang lebih cepat.

Mikroprosesor ini memiliki:

• Set instruksi sederhana Program yang lebih besar Terdiri dari sejumlah besar register Sirkuit prosesor sederhana (sejumlah kecil transistor) Lebih banyak menggunakan RAM Instruksi panjang tetap Mode pengalamatan sederhana Biasanya jumlah siklus clock untuk menjalankan instruksi ditetapkan

CISC - Kumpulan Instruksi Kompleks

CISC adalah arsitektur mikroprosesor yang bertentangan dengan RISC. Hal ini dilakukan untuk mengurangi jumlah instruksi per program, mengabaikan jumlah siklus per instruksi. Dengan cara ini, instruksi kompleks dikonversi langsung ke perangkat keras, yang membuat prosesor lebih kompleks dan lambat untuk beroperasi.

Arsitektur ini dirancang untuk mengurangi biaya memori, mengurangi durasi program.

Mikroprosesor ini memiliki:

• Kumpulan instruksi kompleks. Program terkecil. Jumlah register yang lebih sedikit. Sirkuit prosesor yang kompleks (lebih banyak transistor). Sedikit penggunaan RAM. Variabel panjang instruksi. Berbagai mode pengalamatan.

Prosesor khusus

Ada beberapa prosesor yang dirancang untuk menangani beberapa fungsi spesifik:

• Coprocessor DSP (Digital Signal Processors): prosesor yang digunakan bersama dengan prosesor utama (math coprocessor 8087 digunakan dengan 8086) prosesor I / OTransputer: mikroprosesor dengan memori lokal sendiri

KAMI MENYARANKAN ANDA Prosesor mana yang akan dipilih untuk PC baru saya?

Akhirnya, mikroprosesor adalah unit paling penting dalam sistem komputer dan bertanggung jawab untuk memproses serangkaian instruksi dan proses yang unik, oleh karena itu, penting untuk menganalisis mikroprosesor mana yang terbaik saat ini untuk membuat pilihan yang baik. Rincian ini yang telah kami komentari adalah dari prosesor, tetapi mendasar untuk memahami bagaimana prosesor 20 - 30 tahun yang lalu bekerja. Saat ini ada banyak fitur lainnya, yang kami undang untuk Anda selidiki. Apa pendapat Anda tentang artikel kami? Kami menantikan komentar Anda!