|
|image2 = Intel 80486DX2 bottom.jpg
|caption2 = Intel 80486DX2, pogled na spodnjo stran}}
*
'''Procésor''' ali '''osrédnja/centrálno procésna enôta''' ('''CPE'''; {{jezik-en|Central processing unit}} - CPU) je osrednji del [[računalnik]]a, ki skrbi za izračunavanje in obdelavo (procesiranje) [[podatek|podatkov]] ([[dvojiški številski sistem|dvojiških]] [[število|števil]]) ter nadzor in upravljanje drugih enot. Procesorji so narejeni iz [[silicij]]a, ovoji pa so se skozi zgodovino zelo spreminjali (keramika, aluminij). Pri tem bi bilo pametno, če bi omenil še proizvodnjo toplote (kar veliko). Pri procesorjih je načeloma več je bolje, razen toplote in porabe energije.
Procesorji se načeloma delijo po številu [[tranzistor]]jev (''transistor''), [[jedro (računalništvo)|jeder]] (''core''), [[nit]]i (''thread''), [[podnožje|podnožju]] (''socket'') in velikosti [[pomnilnik]]a. Jedro je računski del procesorja, narejen iz silicija. Je glavni krivec za proizvodnjo toplote (poleg tranzistorjev). Nekateri procesorji imajo poleg procesorskega jedra še grafično, ki je namenjeno računanju grafike. Nit je proces, ki ga procesor opravlja, če je procesor večniten, to pomeni da lahko opravlja več procesov naenkrat in je s tem hitrejši. Na primer, če je procesor 2 niten, bi moral v teoriji biti 1-krat hitrejši. V praksi pa ni tako: imata lahko različni jedri (Prescott, Silverthrone), različna delovna takta, proizvajalca, FSB … Podnožje je tip povezave z matično ploščo v obliki nožic (med glavnimi so LGA 775, LGA 1156, LGA 1366, AM2+, AM3). Pomnilnik v procesorju je namenjen začasnem shranjevanju podatkov, torej več kot je, bolje je.
==Delovanje==
Osnovno delovanje večine CPU-jev je, ne glede na svojo fizično obliko, izvajanje zaporedja shranjenih [[nabor ukazov|ukazov]] imenovanih program. Ukazi so shranjeni v [[Pomnilnik|računalniškem spominu]]. Obstajajo štirje koraki, ki jih v svojem delovanju uporabljajo skoraj vsi CPU-ji: prevzem ukazov, dekodiranje, izvajanje in zapis rezultatov.
[[Slika:zgradba_cpe.png]]
Glede na ''strojno implementacijo'', procesorje v grobem delimo na dve kategoriji: ''[[RISC]]'' (Reduced Instruction Set Computer) in ''[[CISC]]'' (Complex Instruction Set Computer).
*Procesorji tipa RISC imajo veliko število preprostih in pogosto uporabljenih ukazov, ki se izvršujejo približno v istem času. Z uporabo preprostejših ukazov je možno realizirati tudi zahtevnejše funkcije. Najbolj znani RISC procesorji so Alpha, ARM, MIPS, PIC in SPARC.
*Procesorji tipa CISC imajo nabor zapletenih ukazov, ki naredijo več operacij v enem ciklu (primer so sploh posebni ukazi MMX, 3D NOW!). Znana proizvajalca CISC procesorjev sta AMD in Intel.</br>
== Zasnova in izvedba ==
Osnovni koncept CPU je sledeč:
V CPU zasnovi je vgrajen seznam osnovnih operacij, ki jih lahko izvaja, t.j. [[nabor ukazov]] (''instruction set''). Te operacije lahko lahko vključujejo seštevanje in odštevanje dveh števil, primerjavo števil ali skočne ukaze na različne dele programov. Vsaka izmed teh osnovnih operacij je predstavljena z določenim zaporedjem [[bit]]ov; to zaporedje se imenuje [[opcode]] (operacijska koda) za to določeno operacijo. Pošiljanje določene operacijske kode v CPU bo povzročilo izvajanje operacije, ki jo ta operacijska koda predstavlja. Za izvajanje inštrukcij v računalniškem programu CPU uporablja operacijsko kodo za to inštrukcijo kot tudi njene argumente (npr. dve števili, ki jih je treba sešteti - v primeru operacije seštevanja). [[Računalniški program]] je zatorej zaporedje inštrukcij, v vsaki inštrukciji je vključena operacijska koda in argumenti te operacije.
Dejanska matematična operacija za vsako inštrukcijo je izvajana s strani podenote CPU, ki je poznana kot [[aritmetično logična enota]] (''ALU - arithmetic logic unit''). Poleg uporabljanja svoje aritmetično logične enote za izvajanje operacij, je CPU odgovoren tudi za branje naslednje inštrukcije iz spomina, za branje podatkov določenih v argumentih iz spomina in za zapis rezultatov v spomin.
V večih CPU zasnovah se nabor ukazov očitno razlikuje od operacij za nalaganje podatkov iz spomina in tistimi za izvajanje matematike. V tem primeru so podatki naloženi iz spomina shranjeni v [[procesorski register|register]], in matematična operacija nima argumentov ampak preprosto le izvaja matematiko nad podatki v registrih in jih zapiše v nov register, katerih vrednost v spomin zapiše druga operacija.
Tri glavne značilnosti procesorja so:
* ''[[frekvenca|Frekvenca ali delovni takt]]'' - število ciklov procesorja na sekundo. Giblje se od nekaj deset [[Herc|KHz]] pri procesorjih za posebne namene do nekaj GHz v procesorjih v osebnih računalnikih. Število operacij v enem ciklu je lahko tudi večje ali manjše, odvisno od zapletenosti operacije.
* ''Širina podatkovnega vodila'', merjena v [[bit]]ih, ki jih procesor obdela v eni operaciji je navadno 64 bitov, počasi se premika proti 128. Starejše generacije so imele vodilo širine 32 ali 16 bitov.
* ''Širina naslovnega vodila'', merjena v bitih, da največji možen naslovni prostor procesorja, navadno merjen v megabajtih ali gigabajtih. Seveda pa je najvišji razpoložljivi fizični naslov odvisen od količine fizičnega pomnilnika, ki je procesorju na razpolago. Trenutno je naslovno vodilo običajno enako široko kot podatkovno, v preteklosti, pa ni bilo vedno tako.
Naslovno vodilo je možno še dodatno razširiti z zunanjo logiko za pomnilnik, vendar navadno ne več kot za (izvirna_širina-1+n), pri čemer je ''n'' običajno širina podatkovnega vodila v bitih.
Število elementov ([[tranzistor]]jev) v procesorju je lahko več sto [[milijon]]ov.
=== Krmilna enota ===
Krmilna enota CPU-ja vsebuje vezje, ki uporablja električne signale za usmerjanje celotnega sistema računalnika za izvajanje shranjenih programskih inštrukcij. Skrbi za pretok podatkov in ukazov iz pomnilnika v procesor in obratno. Bere ukaz za ukazom v strojni obliki, jih dekodira ter krmili njihovo izvajanje preko krmilnih signalov. Krmilna enota ne izvaja programskih inštrukcij; preusmerja jih v druge dele sistema kjer se ukazi izvedejo. Krmilna enota mora znati komunicirati z aritmetično-logično enoto in spominom.
=== Obseg celih števil ===
[[Image:MOS 6502AD 4585 top.jpg|thumb|MOS 6502 mikroprocesor v ohišju z dvovrstnimi kontakti (''dual in-line package''); izredno popularna 8-bitna zasnova.]]
Način kako CPU predstavlja števila je izbira zasnove, ki vpliva na način kako procesor operira z elementarnimi funkcijami. Nekateri zgodnji digitalni računalniki so za notranje predstavljanje števil uporabljali električni model [[Desetiški številski sistem|desetiškega]] (osnova deset) [[številski sistem|številskega sistema]]. Nekateri drugi računalniki so uporabljali bolj eksotične številske sisteme kot je [[Balanced ternary|ternarni]] (osnova tri). Skoraj vsi moderni CPU-ji predstavljajo števila v [[Dvojiški številski sistem|dvojiški]] obliki, kjer je vsaka cifra predstavljena z eno izmed dveh veličin kot sta »visoka« ali »nizka« [[Volt|napetost]].<ref group=lower-alpha>Koncept [[napetost|napetosti]] je po svoji naravi analogni, saj ima praktično neskončni obseg možnih vrednosti. Za namene predstavitve dvojiških števil je nabor obsegov napetosti definiran kot ena ali nič. Na te obsega običajno vplivajo zasnove vezij in parametrov delovanja preklopnih elementov, ki sestavljajo CPU, kot je [[tranzistor]]jev pragovni nivo.</ref>
Povezano s predstavitvijo števil je natančnost števil, ki jih lahko CPU predstavi. V primeru binarnega (dvojiškega) CPU. Število bitov, ki jih CPU uporablja za tako predstavljanje, pogosto imenujemo kot »dolžina besede« ali pa »natančnost celih števil«, ko imamo striktno opravka s celimi števili (za razliko od [[plavajoča vejica|plavajoče vejice]]). To število se med arhitekturami razlikuje, in pogosto se razlikuje tudi med posameznimi deli iste CPU. Na primer, [[8-bitna računalniška arhitektura|8-bitni modeli]] CPU nudijo obseg števil, ki se jih lahko predstavi z osmimi dvojiškimi ciframi (vsaka cifra ima le dve možni vednosti), t.j. 2<sup>8</sup> oziroma 256 diskretnih števil.
=== Frekvenca ali delovni takt ===
Delovni takt ali takt ure je hitrost s katero mikroprocesor izvaja ukaze. Vsak računalnik vsebuje notranjo uro, ki regulira hitrost s katero se ukazi izvajajo in sinhronizira vse različne komponente računalnika. Hitrejša kot je ura, več ukazov lahko CPU izvede na sekundo.
== Glej tudi ==
[[Slika:80486dx2-large.jpg|thumb|right|[[Intel 80486DX2]] je CPE, ki ga je leta 1992 uvedel Intel.]]
* [[koprocesor]]
* [[fizikalni procesor]] (PPU)
* [[grafični procesor]] (GPU)
* [[signalni procesor]] (DSP)
* [[matična plošča]]
==Sklici in opombe==
===Opombe===
{{sklici|group=lower-alpha}}
===Sklici===
{{Reflist|30em}}
== Zunanje povezave ==
Proizvajalci procesorjev:
* [http://www.amd.com/ AMD Advanced Micro Devices]
* [http://www.intel.com/ Intel Semiconductor]
* [http://www-03.ibm.com/chips/ IBM Microelectronics]
* [http://www.freescale.com/ Freescale] (bivša [[Motorola]])
* [http://www.arm.com/ ARM]
* [http://www.mips.com/ MIPS Technologies]
* [http://www.ti.com/home_p_allsc TI Semiconductors]
Ostalo:
* [http://www.gamezero.com/team-0/articles/math_magic/micro/index.html Processor Design]
* [http://computer.howstuffworks.com/microprocessor.htm How Microprocessors Work]
{{comp-stub}}
| 