Микропроцессор — это компьютерный процессор, состоящий только из одной интегральной схемы ( Иногда некоторые из них объединяются ). Одноблочный микропроцессор содержит все логические, управляющие и арифметические элементы, необходимые для работы в качестве стандартного ЦП ПК. Интегральная схема может выполнять запрограммированные инструкции.
Функционально микропроцессор является частью компьютера, известной как процессорный блок. Он принимает двоичные входные данные, обрабатывает их, а затем доставляет выходные данные в виде инструкций к различным частям компьютера и некоторым периферийным устройствам. Полученная информация обрабатывается арифметико-логическим устройством (АЛУ). Затем он пропускается через консоль и группу регистрации. Пул реестра — это небольшой объем немедленно доступной памяти, необходимый для высокой производительности. Когда данные завершают обработку, они передаются контроллеру и, в конечном итоге, любым другим элементам компьютера, которым они нужны.
Микропроцессоры против микроконтроллеров
Микроконтроллер — это похожая, но отдельная часть технологии — хотя он состоит почти из одних и тех же вещей в параллельной конфигурации, он не используется для одних и тех же вещей. Микропроцессоры обладают большей вычислительной мощностью и, следовательно, больше, чтобы вместить структуры, необходимые для поддержки их инфраструктуры.
Еще одно заметное отличие заключается в том, что у микроконтроллера есть внутренняя память, а у микропроцессора ее нет. Память должна быть подключена снаружи. В большинстве случаев это небольшой объем оперативной памяти и немного флэш-памяти. В отличие от микроконтроллеров, микропроцессоры могут работать под управлением таких операционных систем, как Linux или Windows. Это делает программирование более сложным — микроконтроллер, который просто выполняет любое программное обеспечение, установленное непосредственно на нем, относительно легко настроить и запустить.
Другое очевидное отличие — стоимость. Микроконтроллеры дешевы в изготовлении и дешевы в производстве, доступны по цене несколько долларов за штуку. Микропроцессор может быть одной из самых дорогих частей компьютера. В случае AMD Threadripper это может стоить сотни или даже тысячи долларов.
История микропроцессоров
Первый полноценный микропроцессор, Intel 4004, был изобретен в 1971 году. До этого, в 1959 году, была создана первая интегральная схема — основной строительный блок, необходимый для создания микропроцессора. Первое поколение микропроцессоров закончилось в 1972 году — быстродействие этих процессоров составляло 740 кГц. Он мало что мог сделать — даже большинство арифметических вычислений были за пределами его возможностей.
Второе поколение включало в себя первые 8-битные микропроцессоры — по сравнению с 4-битными. Это началось всего через шесть месяцев после выпуска 4004 с выпуском Intel 8008. Хотя второе поколение было лучше первого, оно было полезно почти исключительно для консольных приложений, а не для процессорного блока. В то время он был пионером, но его быстро заменили в быстро развивающейся области.
Третье и четвертое поколения были выпущены в конце 1970-х — начале 1980-х годов. Они были первыми, кто мог делать больше, чем просто арифметические операции. В частности, четвертое поколение, первые 32-разрядные процессоры, были популярным выбором для процессоров в компьютерах. Это поколение включает в себя первый процессор Pentium — хорошо известное имя на рынке процессоров.
В то время как первые несколько поколений просуществовали всего несколько лет, пятое поколение процессоров началось в 1995 году и активно используется по сей день. Современные 64-битные процессоры значительно лучше и быстрее старых моделей того же поколения. До сих пор нет шестого поколения микропроцессоров, использующих 128-битную логику. В ограниченных в настоящее время случаях использования, когда эта длина слова была бы полезна, доступны расширения набора инструкций x86, позволяющие 64-битному ЦП работать со 128, 256 и даже 512-битными данными. Это увеличивает потребляемую мощность и тепловыделение, что приводит к снижению тактовой частоты.
заключение
Микропроцессор — это однокристальный многоцелевой процессор. Микропроцессоры обычно используются в компьютерах и других вычислительных устройствах. Некоторые устройства, такие как мобильные устройства, могут использовать более сложные процессоры, называемые SoC или системами на кристалле. Они обеспечивают дополнительную специализированную вычислительную мощность на том же одном чипе, что и многоцелевой процессор. Текущие микропроцессоры являются 64-разрядными без каких-либо признаков перехода на 128-разрядные процессоры.