Procesor

Počítá a počítá

Procesor (též mikroprocesor, zkratka CPU, anglicky Central Processing Unit)[1] je základní součástí počítače. V současné době jde většinou o velmi složitý číslicový integrovaný obvod, který vykonává jednotlivé strojové instrukce, ze kterých je složen počítačový program umístěný v té chvíli v operační paměti počítače. Obvykle jde o operační systém nebo spuštěné programy, které se nahrávají do operační paměti z harddisku, CD nebo DVD disku, flash disku, diskety atd.

Procesor, který by vykonával program zapsaný ve vyšším programovacím jazyku by byl příliš složitý, a především omezený zaměřením daného jazyka. Proto se i při návrhu moderních procesorů stále zůstává u strojového kódu, tedy u nevelké sady instrukcí, které více odpovídají způsobu práce procesoru (např. přesun čísla z registru do registru) než způsobu práce programátora. Přesto každá architektura procesorů definuje svůj vlastní strojový jazyk. Například architektura Intelovská x86 používá jiný strojový kód než architektura ARM. Programy psané ve vyšších jazycích musí být přeloženy do strojového kódu dané architektury - ať už předem (pomoci tzv. překladače) nebo za běhu programu (pomoci tzv. interpretu).

Procesory prvních počítačů se skládaly z obvodů obsahujících množství tzv. diskrétních součástek – elektronek nebo tranzistorů, rezistorů a kondenzátorů. Takový procesor mohl zabírat i několik skříní. Počátkem 70. let 20. století započala miniaturizace procesorů. Nejprve byly složeny z několika desítek nebo stovek integrovaných obvodů. Když se pak podařilo umístit základní obvody procesoru do jediného integrovaného obvodu, vznikl mikroprocesor.

V obecnějším pojetí může být pojem „procesor“ použit pro jakoukoli funkční jednotku schopnou provádět operace s daty nebo signály, například „signálový procesor“, „obrazový procesor“, „přenosový procesor pro styk s periferiemi“, „audioprocesor“, atp.

CPU provádí základní aritmetické, logické, a vstupně/výstupní operace systému. Procesor má v počítači podobné postavení jako motor v autě, případně jako mozek v těle. Termín procesor (CPU) je v počítačovém průmyslu užíván již od počátku ranných šedesátých let. I když se technologie procesorů od jejich vzniku dramaticky změnila, jejich základní operace zůstávají téměř stejné.

Součásti procesoru

-Řadič nebo řídicí jednotka, která zajišťuje řízení součinnosti jednotlivých částí procesoru dle prováděných strojových instrukcí (jejich dekódování, načítání operandů instrukcí z operační paměti a ukládání výsledků zpracování instrukcí).
-Sada registrů pro uchování operandů a mezivýsledků. Přístup k registrům je mnohem rychlejší než přístup do operační paměti připojené k procesoru pomocí sběrnice. Registry dělíme na obecné (pracovní, universální) a řídící (např. čítač instrukcí, stavové registry, registr vrcholu zásobníku, indexregistry). Bitová šířka pracovních registrů je jednou ze základních charakteristik procesoru.
-Jedna nebo více aritmeticko-logických jednotek (ALU, anglicky Arithmetic-Logic Unit), které provádí nad daty aritmetické a logické operace.
-Některé procesory obsahují jeden (nebo více) matematických koprocesorů (FPU, anglicky Floating Point Unit), které provádějí operace v plovoucí řádové čárce.

Procesory zpravidla obsahují mnoho dalších rozsáhlých funkčních bloků jako například paměť cache a různých periferií, které z ortodoxního hlediska nejsou součástí procesoru. Proto vznikl pojem „jádro procesoru“, aby bylo možné rozlišit mezi vlastním procesorem a integrovanými periferními obvody. Vzhledem k současné vysoké integraci tak mnohde dochází k rozmazávání hranice mezi pojmem mikroprocesor a mikropočítač. Příkladem jsou tzv. „systém na čipu“ (SoC - system on chip). Jde o integrované obvody, které obsahují kromě vlastního procesoru i další subsystémy, např. pro zpracování grafiky, zvuku či připojení periferií (ty jsou v osobních počítačích obvykle v tzv. chipsetech, nebo na samostatných kartách). „Systémy na čipu“ mohou být použity například v PDA, herních konzolích, tenkých klientech, domácí elektronice, nebo v mobilních telefonech.

Některé současné procesory obsahují více jader, takže v jednom pouzdru je obsaženo více samostatných procesorů.

Počítačové processory od firmy intel a AMD

Processory pro mobilní telefony nebo tablety od firem Nvidia(Tegra), Qualcom(Snapdragon) a Samsung(Exynos)