Vijesti

Procesor: Mozak računala


Procesor ili centralna procesorska jedinica (engl. CPU – central processing unit) središnja je jedinica zadužena za obradu podataka. Najvažnija je komponenta svakog računala te se nalazi na matičnoj ploči.

Po fizičkoj građi možemo ga opisati kao poluvodički sklop (čip), koji na jednoj pločici ima milijun tranzistora, tj. elektroničkih sklopova potrebnih za obradu podataka. Svi procesori nastali na takvom čipu nazivaju se mikroprocesori, a računala izgrađena na njima mikroračunala. S obzirom da su sva osobna, pa i sva ostala računala mikroračunala, prefiks se miče.

Nalazi se u svim računalima, od najjednostavnijih (kalkulator) do najkompliciranijih (mobitel, osobno računalo). Funkcionira pomoću binarnog koda, seta nula i jedinica. Obrađuje informacije zadane tim kodom te ih izvršava. Glavni zadaci, odnosno funkcije procesora su obavljanje svih potrebnih operacija s podacima te kontroliranje i usklađivanje rada svih ostalih hardverskih dijelova računala. Vodeći proizvođači su AMD i Intel.
 
Dva osnovna dijela procesora su aritmetičko-logička jedinica (ALU – Arithmetic and Logic Unit) i upravljačka jedinica (CU – Control Unit). ALU na temelju instrukcija koji joj daje program obavlja aritmetičke (+,-,* i /) i logičke operacije (je li neki uvjet ispunjen ili nije) nad podacima. S druge strane, CU na temlju instrukcija koji joj daje program nadzire i usklađuje rad cijelog računala. Ostali dijelovi su registri i dekoderi, program counter, priručni spremnik, itd.
 
Svaki procesor obrađuje informacije, no ono što ih razlikuje jest koliko informacija u određenom vremenu obrađuju. Karakteristike svakog procesora su frekvencija, odnosno takt rada te količina bita koju može dohvatiti i obraditi u jednom koraku (32-bitni, 64-bitni). Frekvencija se iskazuje u MHz (megaherc – milijun izvršenih koraka u sekundi) ili GHz (gigaherc – milijarda izvršenih koraka u sekundi). Brzina obrade podataka se iskazuje u MIPS-ima (milijun instrukcija po sekundi). Također postoje faktori kao što su višejezgrenost (više jezgri predstavlja više procesora koji paralelno izvršavaju operacije), količina cache memorije (brza priručna memorija), napon procesora te mogućnost ubrzanja (overclocking) koji utječu na to koliko je procesor dobar.
 
Prvi procesor s 2300 tranzistora Intel 4004 napravila je firma Intel 1971. g. Bio je to 4-bitni mikroprocesor namijenjen za digitalne kalkulatore. Nedugo nakon toga, 1972. g., Intel donosi novi, jači 8-bitni procesor Intel 8008 s 3500 tranzistora. Sa 6000 ugrađenih tranzistora, Intel 8080, nasljednik Intela 8008 napravljen je 1974. godine te su na njemu izgrađena brojna računala tog doba. Veći skok u napretku procesora donosi Intelov Intel 8086 te Intel 8088 (29000 tranzistora), objavljeni 1979. Model 8088 bio je odabran za uporabu na IBM-ovim osobnim računalima. Motorola je te iste godine objavila mnogo jači 16/32-bitni procesor izuzetno visokih performansi zvan Motorola 68000, dobivši ime po broju tranzistora. Koristio se u mnogim Apple-ovim računalima te u nekim Amiga modelima. Sun Microsystems predstavio je prve mikroprocesore temeljene na SPARC (Scalable Processor Architecture), koji su korišteni u računalnim okruženjima s visokim performansama, kao što su mainframeovi. Godine1993. Intel započinje izdavati procesore serije Pentium. Ovi procesori imali su nevjerojatnih 3,1 milijuna tranzistora i radili su na taktu od 60Hz. Predviđajući budućnost mobilnog računarstva, Intel je 2000. objavio mikroprocesore serije Celeron, prvenstveno za upotrebu u prijenosnim računalima. IBM je prva tvrtka koja je uvela višejezgrene procesore, ali Intel i AMD sa svojim Pentium D i Athlon 64 x2 respektivno izdanima 2005. godine učinili su je popularnom među osobnim računalima.
 
Isprva su računala zasnovana na mikroprocesoru bila slabije računalne snage od miniračunala i velikih računala, pa su bila ponajprije namijenjena za kućnu i osobnu upotrebu. S vremenom je njihova računalna snaga rasla, pa današnja osobna računala snagom mnogostruko nadmašuju negdašnja velika računala, a mikroprocesori su postali sastavnim dijelom svih računala. Snažnija računala koja služe kao poslužitelji računalnih mreža imaju više procesora (višeprocesorska računala).

Danas se u računala osim mikroprocesora ugrađuju i drugi čipovi: memorijski, pristupnih sklopova za povezivanje ulazno-izlaznih naprava i dr. Uz takve vrste mikroprocesora i njima pripadne porodice čipova proizvode se i čipovi kod kojih je na jednoj silicijskoj pločici izvedeno cijelo računalo, tj. na istoj pločici uz procesor nalazi se i spremnik te pristupni sklopovi za povezivanje ulazno-izlaznih naprava. Takvi se sklopovi uobičajeno nazivaju mikroupravljačima. Računalna je snaga njihova procesora skromnija, a spremnik ima ograničen kapacitet.

Prikladni su za obavljanje upravljačkih funkcija u različitim sustavima, od jednostavnih elektroničkih igara, kućanskih aparata, telefona, digitalnih fotoaparata i kamera do industrijskih postrojenja, robota, automobila i zrakoplova.


Luka Novaković Bobanac