Da bi se procesori, kvalitetniji od manje kvalitetnih, mogli razlikovati postoje tipovi, oznake i karakteristike procesora. U današnjim trgovinama vidimo enormne razlike u ceni procesora, a često nam njihova imena i karakteristike ništa ne znače, mislimo da ako kupujemo skuplje kupujemo i bolje, no to nije uvijek slučaj. Za raspoznavanje i pravljenje selekcije između dobrih i onih lošijih procesora se služimo se tipom procesora, njegovim karakteristikama i oznakama. Većina ljudi koji kupuju računar ne znaju koliko je CPU ( procesor ) u stvari bitna komponenta i ne znaju raspoznati između dobrih i loših procesora. Većinom se tipovi procesora dele na po mnogima glavnu podelu CPU-a po tipu na power CPU (važna je snaga procesora i analogno tome je skuplji, ali verovatno i kvalitetniji) i budget CPU (važna je cena procesora, traži se ekonomičnije rešenje ).
Druga vrlo važna podela je ta po tipu socketa kojeg neki procesor koristi jer ako imamo procesor, a nemam odgovarajuće podnožje, taj procesor nam ne vredi ništa jer ga mi nećemo biti u mogućnosti koristiti. Karakteristike procesora nam govore kakav je taj dotični procesor. U većini slučajeva, bar što se procesora tiče što su veći bojevi u njegovim karakteristikama znači da je taj procesor bolji, brži, jači i sve što se još od njega očekuje. U karakteristike spadaju:
- brzina sabirnice (FSB – Front Side Bus),
- cache memorija (L1, L1, L2),
- clock množitelj,
- napon napajanja,
- napon U/I jedinica,
- broj tranzistora,
- veličina internog registra ( u bitovima ) itd.
No te su najosnovnije karakteristike. Oznaka procesora je njegovo ime koje sadrži ime firme koja je proizvela taj procesor i naziv modela tog procesora (npr. AMD Athlon) uz koji još može biti dodatna šifra ( broj modela ) koja označava da je to noviji/stariji model toga istog modela procesora ( npr. AMD Athlon 1500+ ).
Potreba za jačim i bržim procesorima jačala je sa usavršavanjem drugih komponenti koje su za izvođenje svojih instrukcija i procesa zahtjevale bolje procesore, tj. brže izvođenje naredbi.
Najveći trag u procesorskoj istoriji ostavila je kompanija Intel sa svojim 32-bitnim procesorom Intel 80386 1985. Godine, koji je takođe prvi 32-bitni procesor u istoriji i sa Intel Pentium procesorima koji su računaru olakšali povezivanje „stvarnog sveta“ kao govor, zvuk, fotografije i rukopis i ubrzo postali svetski poznati brand, te kompanija IBM koja je uvela prvi 64-bitni procesor već 1961. godine.
1971. godine proizveden je mikroprocesor 4004 koji je označio početak ere procesora, sledeće godine na tržište je izašao mikroprocesor 8008 koji je bio duplo jači i brži od 4004. 1974. godine izašao je Intel 8080 koji je postao mozak prvog PC-a Altair. 1985. godine izašao je prvi 32-bitni procesor Intel 80386 koji je imao 100 puta više tranzistora od mikroprocesora 4004 te je mogao obavljati „multi-tasking“. 1989. godine, izašao je Intel486™ DX CPU mikroprocesor koji je prvi procesor koji je ponudio da se matematički koprocesor ugradi u njega kako bi olakšao matematičke funkcije izvođene u CPU-u i tako ubrzao rad računara. 1993. godine izašao je prvi Intel procesor sa Pentium oznakom. 1995. godine Intel® Pentium® Pro procesor je prvi procesor koji ima cache memoriju koja dodatno ubrzava rad procesora. 2000. godine izašao je procesor koji će promeniti celu istoriju procesora, Intel® Pentium® 4, uveo je mnoge nove procedure kao što su: istovremeni rad više multimedijskih programa i interneta, dekodiranje muzike za MP3, računar može izraditi kvalitetni video i mnoge druge značajke.
64-bitni procesori postoje još od 1970-ih u superračunalima Cray-1 ( 1975.g ), CDC 6000 Series (1964.g, 60-bitni). Sredinom 1990-ih neke tvrke ( HAL Computer Systems, Hawlett Packard, IBM, Silicon Graphics ) su razvile arhitekturu i tehnologiju 64-bitne radne stanice. 2006. godine u proizvodnju je izdan prvi dvojezgreni procesor. On radi na temelju virtualnih jezgri, zapravo nema dva jezgra, već je jedna jezgra podeljena na dve virtualne kako bi se procesi i zadaci procesora podelile i brže izvodile. U današnje vreme se koriste Quad Core procesori koji se sastoje od dva procesora od kojih je svaki podeljen na dva jezgra.
Istorijski razvoj procesora je bio iznimno brz, naime procesori su u 30 godina sa brzine od 108kHz došli na brzinu od 5GHz, da se automobilska industrija tako razvijala sada bi od San Francisca do New Yorka doputovali za 13 sekundi (2500km). Teško je poverovati da se sve do nedavno nije uopšte niti znalo za pojam višejezgreni procesori jer oni tada nisu ni postojali. No u današnje vreme teško je zamisliti procesor koji nije višejezgreni jer se takvi gotovo pa i ne proizvode više. Kada kažemo reč procesor, prvo pitanje koje nam padne napamet je koliko je jezgreni i da li je Intel-ov ili AMD-ov. Do pre svega par godina bio je luksuz imati višejezgreni procesor, a danas se taj luksuz pretvorio u komercijalu, tj. često se samo nabijaju jezgre procesorima jer je ljudska zabluda da procesor koji ima više jezgri je nužno bolji, brži i snažniji. Svakim danom se nove tehnologije i novi trendovi razvijaju u vezi višejezgrenih procesora, kao i ostatka računarnih komponenti. Višejezgreni procesori su podignuli mnogo prašine u računarskom svetu, no doneli su i mnoga pitanja, mnoge nove kvalitete, mnoge nove izazove kako za računarske arhitekte tako i za programere. Naravno da je bolje imati što više jezgra jer se posao tada deli na više manjih delova i izvodi se brže. No da li se izvodi brže onoliko puta koliko ima jezgri i da li je toliko puta snažniji, toliko puta skuplji i tako u nedogled…
Procesor (u stvari kratak oblik za reč mikroprocesor, koji se često zove i CPU ili centralna procesorska jedinica) predstavlja središnji sastavni deo PC računara. Ova vitalna komponenta je na neki način odgovorna za sve što radi PC računar. Procesor pored ostalog određuje, u najmanju ruku delimično, koji operativni sistemi će se upotrebiti, koji softverski paket može da radi na PC računaru, koliko mu je električne energije potrebno i koliko će sistem biti stabilan. Procesor takođe uglavnom određuje i koliko će ceo sistem da košta: što je procesor noviji i moćniji, “mašina” će biti skuplja. Kada je mađar po rođenju John von Neumann prvi predložio pamćenje niza instrukcija – to će reći programa – u istoj memoriji gde se nalaze i podaci, to je stvarno bila inovativna ideja. On je to napisao 1945. godine u svom “Prvom nacrtu izveštaja o EDVAC-u”. U tom izveštaju, računar je bio organizovan u četiri glavne celine:
- centralna aritmetička jedinica,
- centralna upravljačka jedinica,
- memorija i
- ulazno/izlazni uredjaji.
Danas, posle više od pola veka, gotovo svi procesori imaju “von Neumann-ovu” arhitekturu. Osnovni delovi procesora su:
- Jezgro (Mancheter, Northwood, Prescott, Smithfield, Toledo…),
- L2 cache,
- L1 cache (instrukcijski)
- L1 cache (informacioni)
- Logicki čip
- Memorijska sabirnica (BUS)
- Pinovi (”noge procesora”)
Procesor definiše tip PC računara. U njemu se realizuju sve računske i logičke operacije i izvršavaju komande koje su zadate programom. Karakteristike procesora su određene njegovom arhitekturom. To su:
- brzina procesora,
- dužina procesorske riječi,
- radni takt i
- interni keš.
Brzina procesora izražava se u milionima operacija koje procesor može da obradi u jednoj sekundi – MIPS-ovima (Milion Instruction Per Second) ili MFLOPS-ima (Milion Floating Point Operations Per Second). Procesor nije sastavni deo osnovne ploče, nego se na osnovnoj ploči samo nalaze konektori za njegovo priključenje. Zbog velike brzine rada dolazi do velikog zagrejavanja procesora pa se na njih montira dodatni ventilator koji ih hladi.
Brzina se rada procesora kvantitativno ne meri u megahercima, kako se standardno označavaju, nego u flopovima. Na starim je računarima još postojao i matematički koprocesor, koji je omogućavao operacije s pomičnim zarezom, a danas je to sastavni deo samog centralnog procesora. Da bi se ubrzao računar procesor ima svoju priručnu memoriju (engl. ”Cache”) za podatke i instrukcije tako da ih može dohvatati puno brže nego iz glavne memorije. Danas možemo videti kako su “spremnici” sve veći, te bolji proporcionalno sa radnim taktom. Procesoru je moguće dići radni takt iznad nazivnog te samim time efektivno povisiti performanse – ta se metoda zove [[overclocking]]. No, krajnji rezultat moze biti uništenje procesora. Ta metoda je zapravo sasvim suvišna za računare koje imaju slabe operativne delove, jer nećemo zapravo za tih 15% dobiti skoro ništa. Na ovaj način možemo uporediti brzinu AMD i Intel procesora.
Funkcije procesora
Procesor (centralni procesor, centralna jedinica) predstavlja programski upravljan digitalni uređaj koji obavlja sledeće funkcije:
- na osnovu instrukcija obrađuje podatke izvršavanjem nad njima relativno prostih operacija-mašinskih operacija;
- donosi odluke u procesu obrade o toku odvijanja izvršenja instrukcija programa;
- upravlja ostalim komponentama računara;
- obezbeđuje prenos podataka između komponenata računara, kao i razmenu podataka saspoljnim okruženjem.
Procesor radi izvršavajući program smešten u operativnu memoriju, koji se sastoji od sledećih aktivnosti:
- prenos (pozivanje) svake instrukcije izoperativne memorije u upravljačku jedinicu;
- prenos podataka iz operativne memorijeili registra procesora u aritmetičko-logičku jedinicu;
- izvršenje (realizacija) operacijepredviđene tom instrukcijom;
- pamćenje rezultata u operativnoj memoriji ili registrima.
Pitanja
- Kako je računar bio organizovan po von Neumann-u?
- Koji su osnovni delovi procesora?
- Šta je procesor?
- Koje su karakteristike procesora?
- Kako se¸izražava brzina procesora?
- Koje su funkcije procesora?