Mi az a processzor?

A processzor egy integrált elektronikus áramkör, amely a számítógépet működtető számításokat végzi. A processzor számítási, logikai, beviteli/kiadási (I/O) és egyéb alapvető utasításokat hajt végre, amelyeket az operációs rendszer (OS) ad át. A legtöbb más folyamat a processzor műveleteitől függ.

A processzor, a központi feldolgozó egység (CPU) és a mikroprocesszor kifejezéseket általában szinonimaként kapcsolják össze. Manapság a legtöbben a „processzor” szót a „CPU” kifejezéssel felcserélve használják, ez technikailag nem helyes, mivel a CPU csak az egyik processzor a személyi számítógép (PC) belsejében.

A grafikus feldolgozó egység (GPU) egy másik processzor, és technikailag még egyes merevlemezek is képesek bizonyos feldolgozási műveletek elvégzésére.

A processzorok számos modern elektronikus eszközben megtalálhatóak, beleértve a PC-ket, okostelefonokat, táblagépeket és egyéb kézi eszközöket. Céljuk, hogy programutasítások formájában bemenetet fogadjanak, és számítások trillióit hajtsák végre, hogy a felhasználó által kezelt kimenetet biztosítsák.

A processzor egy aritmetikai logikai és vezérlőegységet (CU) tartalmaz, amely a következőkben méri a képességeket:

• Az utasítások adott időben történő feldolgozásának képessége.
• A bitek/utasítások maximális száma.
• Relatív órajelsebesség.

Minden alkalommal, amikor egy számítógépen műveletet hajtanak végre, például amikor egy fájlt módosítanak vagy egy alkalmazást megnyitnak, a processzornak értelmeznie kell az operációs rendszer vagy a szoftver utasításait. Képességeitől függően a feldolgozási műveletek gyorsabbak vagy lassabbak lehetnek, és nagy hatással vannak a CPU úgynevezett „feldolgozási sebességére”.

Minden processzor egy vagy több önálló feldolgozóegységből, úgynevezett „magokból” áll. Minden egyes mag egyetlen számítási feladat utasításait egy bizonyos sebességgel dolgozza fel, amelyet „órajelsebességként” határoznak meg, és gigahertzben (GHz) mérnek. Mivel az órajsebesség egy bizonyos ponton túli növelése technikailag túl nehézzé vált, a modern számítógépek ma már több processzormaggal rendelkeznek (kétmagos, négymagos stb.). Ezek együtt dolgoznak az utasítások feldolgozásában és több feladat egyidejű elvégzésében.

A modern asztali számítógépek és laptopok ma már külön processzorral rendelkeznek a grafikus megjelenítéshez és a kimenetnek a kijelző-monitor eszközre történő továbbításához. Mivel ezt a processzort, a GPU-t kifejezetten erre a feladatra tervezték, a számítógépek hatékonyabban tudnak kezelni minden olyan alkalmazást, amely különösen nagy grafikai igényű, például a videojátékokat.

A processzor négy alapelemből áll: az aritmetikai logikai egységből (ALU), a lebegőpontos egységből (FPU), a regiszterekből és a gyorsítótár memóriákból. Az ALU és az FPU alapvető és haladó aritmetikai és logikai műveleteket végez a számokkal, majd az eredményeket a regiszterekbe küldi, amelyek az utasításokat is tárolják. A gyorsítótárak olyan kisméretű és gyors memóriák, amelyek az adatok másolatait tárolják gyakori használatra, és a véletlen hozzáférésű memóriához (RAM) hasonlóan működnek.

A CPU az utasítási ciklus három fő lépésén keresztül hajtja végre műveleteit: az utasításlehívás, a dekódolás és a végrehajtás.

• Behívás: a CPU az utasításokat általában a RAM-ból hívja le.
• Dekódolás: a dekódoló az utasítást jelekké alakítja át a számítógép többi alkatrésze számára.
• Végrehajtás: az immár dekódolt utasításokat elküldi az egyes komponenseknek, hogy a kívánt műveletet végre lehessen hajtani.