הבית > תערוכה > תוכן

מבנה המיקרו

Mar 09, 2019

ההסדר הפנימי של המיקרו משתנה בהתאם לגיל התכנון ולמטרות המיועדות של המיקרו. המורכבות של מעגל משולב (IC) מוגבלת על ידי מגבלות פיזיות על מספר הטרנזיסטורים שניתן לשים על שבב אחד, מספר סיומות החבילה שיכולים לחבר את המעבד לחלקים אחרים של המערכת, מספר חיבורים זה אפשר לעשות על השבב, ואת החום כי השבב יכול לפזר. טכנולוגיה מתקדמת הופכת שבבים מורכבים וחזקים יותר לייצור.


מעבד היפותטי מינימלי עשוי לכלול רק יחידת לוגיקה אריתמטית (ALU) וקטע לוגיקה של בקרה. ה- ALU מבצע פעולות כגון חיבור, חיסור ופעולות כגון AND או OR. כל פעולה של ALU קובעת דגל אחד או יותר במרשם סטטוס, המציין את התוצאות של הפעולה האחרונה (ערך אפס, מספר שלילי, גלישה או אחרים). לוגיקת הבקרה מאחזרת קודי הוראה מהזיכרון ומפעילה את רצף הפעולות הנדרשות עבור ALU לביצוע ההוראה. קוד מבצע יחיד עשוי להשפיע על נתיבי נתונים בודדים, רישומים ורכיבים אחרים של המעבד.


כמו טכנולוגיה מעגל משולב מתקדם, זה היה אפשרי לייצר יותר ויותר מעבדים מורכבים על שבב אחד. הגודל של אובייקטים הנתונים הפך גדול יותר; המאפשר טרנזיסטורים יותר על שבב מותר גדלים מילה להגדיל מ -4 ו 8 ביט מילים עד היום של 64 סיביות מילים. נוספו תכונות נוספות לארכיטקטורת המעבד; יותר על שבבים רושמים sped את התוכניות, וכן הוראות מורכבות יכול לשמש כדי להפוך תוכניות קומפקטיות יותר. נקודה אריתמטית נקודה, למשל, לא הייתה זמינה לעתים קרובות במיקרו-מעבדים של 8 סיביות, אבל הייתה צריכה להתבצע בתוכנה. שילוב של יחידת נקודה צפה הראשון כמו מעגל משולב נפרד ולאחר מכן כחלק מאותו שבב המיקרו האיץ את החישובים נקודה צפה.


מדי פעם, מגבלות פיזיות של מעגלים משולבים עשו פרקטיקות כאלה כמו גישה פרוסת קצת צורך. במקום לעבד את כל מילה ארוכה על מעגל משולב אחד, מעגלים מרובים בתתי קבוצות מעובדות מקבילים של כל מילה נתונים. אמנם זה נדרש לוגיקה נוספת לטפל, למשל, לשאת ולהצליח בתוך כל פרוסה, התוצאה היתה מערכת שיכולה להתמודד, למשל, 32 סיביות מילים באמצעות מעגלים משולבים עם קיבולת של רק ארבעה סיביות כל אחד.


היכולת לשים מספר גדול של טרנזיסטורים על שבב אחד עושה את זה אפשרי לשלב זיכרון על אותו למות כמו המעבד. מטמון CPU זה יש יתרון של גישה מהירה יותר מאשר זיכרון שבב מחוץ ומגביר את מהירות העיבוד של המערכת עבור יישומים רבים. תדירות שעון המעבד גדלה במהירות רבה יותר ממהירות הזיכרון החיצוני, למעט בעבר הקרוב, [מתי?] זיכרון המטמון הכרחי אם המעבד אינו מתעכב על ידי זיכרון חיצוני איטי יותר.