Hur fungerar en processor?

En datorprocessor brukar kallas CPU, eller central processorenhet i en dator. Processorn är den primära komponenten i en dator som är utformad för att flytta och bearbeta data. Datorprocessorer kallas vanligen för den hastighet som CPU:n kan bearbeta datorinstruktioner per sekund mätt i hertz och är ett av de främsta försäljningsargumenten för en dator.

Hur fungerar processorn?

Datorprocessorn fungerar som den primära samordnande komponenten i datorn. Processorn får tillgång till program, data eller andra datorfunktioner från RAM (Random Access Memory) när den anropas av datorns operativsystem. Processorn tolkar sedan de datorinstruktioner som är relaterade till den beställda uppgiften innan den skickar tillbaka den till datorns RAM för utförande via datorsystembussen i rätt utförandeordning.

Datorprocessorns logik

Kärnan i datorprocessorn är förmågan att bearbeta maskinspråkskod. Det finns tre grundläggande maskinspråksinstruktioner som processorn kan utföra:

– Flytta data från en plats i datorns minne till en annan

– Hoppa till nya instruktionsuppsättningar baserade på logiska operationer eller val

– Utföra matematiska operationer med hjälp av Arithmetic Logic Unit (ALU)

För att kunna utföra dessa operationer använder sig processorn av en adressbuss som används för att sända adresser till datorminnet samt en databuss som används för att hämta eller skicka information till datorminnet. Den har också en separat styrledning som meddelar datorns minne om den hämtar eller sänder/ställer in en viss minnesplats. För att kunna utföra alla sina planerade operationer har processorn också en klocka som utgör grunden för att synkronisera processorns åtgärder med resten av datorn. För att få tillgång till vanligt förekommande datorinstruktioner eller data kommer processorer också att implementera olika caching-system för att få tillgång till de nödvändiga uppgifterna snabbare än om man använder direktåtkomst till RAM.

Processorminne

Datorprocessorn använder sig av minnen med inläsbart minne och minne med slumpmässig åtkomst (ROM och RAM respektive). Processorns ROM är programmerad med förinställd information som är permanent programmerad med kärnfunktioner för att underlätta processorns kommunikation med databussen. ROM kallas vanligen BIOS (Basic Input/Output System) på Windows-datorer och används också för att hämta uppstartssektorn för datorn.

Processorn kan läsa och skriva till RAM-minnet beroende på vilken eller vilka åtgärder den aktuella instruktionsuppsättningen har bestämt att processorn måste utföra. RAM är inte konstruerat för att permanent spara data och vilar när datorn stängs av eller förlorar ström.

Den 64-bitars processorns roll

Och även om 64-bitars dataprocessorer har använts sedan början av 1990-talet, har de bara använts på konsumentnivå i stort antal under de senaste åren. Alla större tillverkare av dataprocessorer tillverkar nu 64-bitars dataprocessorer som kan användas i olika typer av operativsystem. Den främsta fördelen med en 64-bitars datorprocessor jämfört med äldre konstruktioner är det betydligt större adressutrymme som är tillgängligt för processorn. De tidigare 32-bitarsprocessorerna var begränsade till högst två till fyra gigabyte effektiv RAM-åtkomst. 64 gigabyte-processorer kan också ge ökad ingångs-/utgångstillgång till hårddiskar och datorns grafikkort som bidrar till att ytterligare öka den totala systemprestandan.

Förstagångsanvändare av 64-bitars-processorer ser inte nödvändigtvis en stor systemprestanda om de inte utför uppgifter med hög efterfrågan, t.ex. videoredigering eller spelar nätverksbaserade 3D-videospel. Detta kommer att fortsätta att förändras i takt med att fler tillämpningar utformas för att dra nytta av 64-bitars processorer och den ökade minneskapaciteten hos de nya datorprocessorerna.