Je jednotkou, která zpracovává téměř všechny data, informace, požadavky, úkoly, které počítač realizuje
Mozek počítače, zajišťuje nejdůležitější funkce, řídí činnost PC
Součástka, která umí vykonávat strojové instrukce (strojový kód) počítačového programu
Procesor vzniká spojením řadiče a ALU vycházející z von Neumannova schématu
Registry = důležitou součástí procesoru, kterému slouží pro ukládání mezivýpočtů
První procesor CPU vyrobila společnosti Intel
Základní architektura CPU se skládá z:
ALU – Aritmeticko-Logické jednotky, která vykonává matematické a logické operace
Řídící jednotky – přesměrovává a řídí veškeré operace
Vnitřní paměti – uchovává data v průběhu výpočetních operací ALU (CACHE); registry – rychlé statické paměti typu RAM
Aby byl procesor univerzálně použitelný, zpracovává tyto instrukce ve vlastním strojovém kódu
Procesor neustále přijímá a zpracovává vstupní data od aktivních programů či aplikací
Každý procesor obsahuje minimálně jedno jádro, ale pro zvýšení výkonu se využívají procesory vícejádrové
Procesory používané v počítačích používají dvě základní architektury, které se liší zpracovávanými instrukcemi:
CISC – typ architektury mikroprocesorů – označení procesorů s komplexní instrukční sadou - strojové instrukce pokrývají velmi široký okruh funkcí, které by jinak šly naprogramovat pomocí jednodušších již obsažených strojových instrukcí
RISC – označení procesorů s redukovanou instrukční sadou, zaměřen na jednoduchou, vysoce optimalizovanou sadu strojových instrukcí
Základní stavební jednotkou procesoru je tranzistor zapojený jako spínač, jeho úkolem je měnit stav mezi logickou nulou a jedničkou – v procesoru jich je až miliardy
Socket procesoru slouží k propojení procesoru se základní deskou, rozlišujeme základní dva architektury
PGA – architektura, kde jsou piny zespod procesoru, které se zasouvají do socketu na základní desce
LGA – architektura, kde jsou piny v socketu namísto v procesoru
Frekvence procesoru – jak rychle dokáže tranzistor v procesoru změnit stav z logické jedničky na nulu; udává se v Hz; často také označováno jako kmitočet nebo takt procesoru; frekvence je jedním z hlavních faktorů, které ovlivňují výkon procesoru
Parametry procesoru:
Rychlost – počet operací provedených za jednu sekundu; také označováno jako frekvence
Počet instrukčních kanálů – kolik instrukcí dovede procesor vykonat v jednom taktu
Šířka slova – max. počet bitů, které je možné zpracovat během jedné operace
Interní cache paměť – kapacita rychlé interní cache paměti – vyrovnávací paměť k ukládání mezivýpočtů
Počet jader – čím více jader tím dokáže procesor provádět několik operací naráz
Patice/socket – potřeba aby byla kompatibilní se základní deskou
HyperThreading – technologie využívána výrobcem procesorů Intel, slouží k vytvoření z jednoho fyzického dva logické procesory a tím zrychlí výpočty
Simultánní multithreading – technologie využívána výrobcem Procesorů Intel k zvýšení rychlosti výpočtů procesoru
Výrobci: Intel, AMD, Samsung, Qualcomm, Apple
Čipová sada (Chipset)
Je hlavní logický integrovaný obvod základní desky
Jeho úkolem je řídit komunikaci mezi procesorem a ostatními zařízeními
V dnešní době převažují čipové say, které se dělí na dva integrované obvody
Severní most (North bridge)
Jižní most (South bridge)
North bridge – nazýván obvodem MCH
Zajišťuje komunikaci mezi procesorem, operační pamětí, grafickou sběrnicí AGP nebo PCI Express x16 a také zajišťuje spojení s jižním mostem
Některé obsahují integrované grafické karty
Základní prvek, který určuje rychlost, druh procesorů, jejich množství a druh paměti RAM, který bude použit
Hraje roli pokud chceme přetaktovat procesor na vyšší frekvence z důvodu chlazení
South bridge – nazýván obvodem ICH
Je pomalejší než severní most, umožňuje připojení periferních zařízení k základní desce
Obsahuje řadiče disků ATA, SATA, RAID; USB; PS/2 a řídí komunikaci na sběrnici PCI, PCI Express pro připojení rozšiřujících karet
Dále je připojen zvukový adaptér, paměťový obvod obsahující BIOS, integrovaný síťový adaptér
Chlazení
Je nutné nadměrné ztrátové teplo v dostatečném množství odvést z povrchu polovodičového čipu, tedy zajistit vhodné chlazení příslušných počítačových komponent
Zdroj, procesor, obvody čipové sady, grafická karta, pevný disk ….)
Pasivní chlazení – kovová nepohyblivá součástka, která má na sobě navařená žebra pro zajištění co největší plochy z důvodu lepšího předávání tepla okolnímu vzduchu (vyrobeny buď z mědi(dražší) nebo z hliníku (levnější))
Pro zvýšení účinnosti přenosu tepla z povrchu polovodičové součástky na chladič je ve styčných bodech nanesena teplovodivá pasta – vyplnění malých povrchových nerovností styčných ploch mezi součástkou, te které chceme odvádět teplo a chladičem (silikonové, keramické a kovové báze)
Aktivní chlazení – prováděno proudícím vzduchem – rotující ventilátor vhání pomocí vhodně tvarovaných lopatek vzduch na pasivní část chladiče, která je v přímém kontaktu s chlazenou komponentou a odvádí od ní teplo
Vzduch proudí do pasivu a odvádí teplo pryč – aktivní chlazení je nejčastěji používáno jako doplněk pasivního chlazení procesoru
Heatpipe – jedná se o měděnou, nebo ocelovou trubici, která je na obou koncích zavařena nebo zapájeno – uvnitř se nachází malé množství kapalné pracovní látky; při určité teplotě se začne odpařovat pracovní látka; v prostředí s nižší teplotou pára kondenzuje a vznikající kapalina je absorbována knotem za uvolnění tepelné energie
Vodní chlazení – tvoří uzavřený okruh ve kterém chladící médium, v tomto případě voda, obíhá ; na jedné stran se přenáší teplo z chlazené komponenty do kapaliny a na druhé straně tuto kapalinu ochlazujeme; voda dokáže odvést více tepla než vzduch
Architektury
HyperThreading; Intel SpeedStep, AMD Cool’n’Quiet; Výcejádrové 64 bitové architektury; Integrace severního mostu čipové sady do procesoru; Technologie Turbo Boost (INTEL), Turbo Core (AMD)