Mi az a CPU? A CPU vagy a központi feldolgozó egység^{(Central Processing Unit)} a számítógép számtörő agya. Minden, amit egy számítógép csinál, a videojátékoktól^{(video games)} kezdve az esszéírásig, matematikai utasításokra van lebontva. A CPU fogadja ezeket az utasításokat és végrehajtja azokat. 

Ennek részletei természetesen sokkal^{(much )} bonyolultabbak, mint az egyszerű magyarázat. A legfontosabb dolog, amit tudnod kell, hogy a CPU a számítógép fő matematikai motorja.

A CPU-k (rendkívül) rövid története^{(The (Extremely) Short History Of CPUs)}

A számítástechnika története hosszú és összetett. Ez is messzebbre nyúlik vissza a történelembe, mint a digitális technológia, az elektronika vagy akár az elektromosság. Az abacus egyfajta processzor. Ilyenek a mechanikus számológépek is. A nagy különbség az, hogy ezek a gépek csak egy vagy néhány matematikai feladatot tudnak elvégezni. Ezek nem általános célú^{(general purpose)} processzorok, amire a modern CPU jó példa.

Ami a CPU -t általános célú számítási eszközzé teszi, az a logika használata. 1903-ban Nikola Tesla szabadalmaztatta a kapuk és kapcsolók néven ismert elektromos áramköröket. Ezekkel az áramkörökkel logikai műveleteket végrehajtó eszközöket építhet, ahol a gép bizonyos feltételek mellett működhet. 

Az 1940-es évek közepén és végén William Shockley , John Bardeen és Walter Brattain feltalálta és szabadalmaztatta a tranzisztor nevű eszközt, miközben a Bell Laboratories -nál dolgozott . A tranzisztor a CPU^(CPU) alapvető építőköve . A tranzisztorok viszonylag apró számítógép-alkatrészek. A tranzisztor annyira fontos találmány, hogy a három feltaláló Nobel-díjat^{(Nobel Prize)} kapott érte.

Az 1950-es évek végén Robert Noyce és Jack Kilby egy hatalmas lépéssel tovább ment, és létrehozta az első működő integrált áramkört^{(integrated circuit)} . Az integrált áramkör egyetlen félvezető anyagba integrált elektronikus áramkörök összessége. A legtöbb esetben ez az anyag szilícium. Erre gondolnak az emberek, amikor azt mondják, hogy „mikrochip”. 

A CPU egy vagy több mikrochipből áll. Ez egy fontos találmány, mert több milliárd tranzisztort lehet egyetlen CPU -ba csomagolni . Ez hihetetlenül erős matematikai motorokat hoz létre.

A logikai kapuk, tranzisztorok és integrált áramkörök találmányainak felhasználásával az egész világ megváltozott. A mikrochip manapság mindenben megtalálható, nem csak a számítógépében. A CPU^(CPUs) -k pedig a legfejlettebb általános célú mikrochipek, amelyeket készíthetünk.

Hogyan működnek a CPU-k?^{(How Do CPUs Work?)}

A CPU teljes elve ^(CPU)bináris kódon^{(binary code)} alapul . Az emberi lények hajlamosak a számokat egy 10-es bázisnak^{(base 10)} vagy tizedes rendszernek nevezett rendszer segítségével ábrázolni. Egy szám minden számjegyének helyiértéke tízszeresére nő. Tehát a „111” százat, tízet és egyet tartalmaz.

A számítógépek és a CPU^(CPUs) -k egyáltalán nem értik az alap 10-et. A tranzisztorok a be- vagy kikapcsolt elven működnek. Ami azt jelenti, hogy a belőlük felépített logikai kapuk is csak ezzel a két állapottal működhetnek. Ez az oka annak, hogy a CPU -k alapvetően ^(CPUs)bináris kóddal^{(binary code)} futnak . Ennek a számrendszernek különböző helyértékei vannak. Ehelyett, ha 1, 10, 100, 1000 és így tovább, a helyi értékek 1,2,4,8,16,32,64,128 és így tovább. 

Tehát binárisan a „111” 7 lenne decimális számokban, mivel összeadja az 1-et, a 2-t és a 4-et. Ha bármelyik szám nulla, egyszerűen kihagyja, és hozzáadja a következő 1 helyiértékét. Így bármilyen decimális értéket megadhat. Csak^(Just) vegye figyelembe, hogy a bináris számokat gyakran jobbról balra olvassák, így az „1” helyérték a jobb szélen található.

Tegyük egy táblázatba, hogy kristálytiszta legyen:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	0	0	0	0	0

Látod, miért jön össze a 7 tizedesjegy? Tegyük a 23-as számot:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	1	0	0	0	0

Tehát a 111 a „7”, az „11101” pedig a 23, mert a bináris ötödik helyértéke 16. Nagyon^(Pretty) klassz, igaz? Bármilyen lehetséges számot kifejezhet, amely decimálisan írható így. Ez azt jelenti, hogy a tranzisztorokból épített számítógépek bármilyen számmal működhetnek.

Hogyan készülnek a CPU-k?

A modern CPU^(CPUs) -k gyártási folyamata is, ahogy az várható volt, meglehetősen összetett. Az alapfolyamat nagy szilíciumkristály hengerek termesztéséből áll. Félvezető tulajdonságai ideálissá teszik bináris integrált áramkörök építéséhez.

Ezeket a nagy kristályokat vékony ostyákra szeleteljük. Az ostyákat ezután egy másik vegyszerrel „adalékolják”, hogy finomítsák a tulajdonságait. A nanoméretű áramkört ezután fény segítségével az ostya felületébe marják a fotolitográfia^{(photolithography)} néven ismert eljárással .

CPU tervezés és teljesítmény

^(CPUs)Nem minden CPU egyenlő. A modern CPU első igazi őse , az Intel 8086 integrált áramkörében körülbelül 29 000 tranzisztor volt. Ma egy olyan processzor, mint az Intel i99900K, valamivel több mint 1,7 milliárd^(billion) tranzisztorral rendelkezik. Minél sűrűbbek a CPU logikai áramkörei , annál összetettebb és több utasítást tud végrehajtani órajelenként. 

Várj^(Hang) , "óraciklus"? Igen, ez a CPU teljesítményének másik fő összetevője. A CPU egy adott frekvencián fut, a CPU órajelének minden egyes impulzusával számítási ciklus történik. Ha ugyanazt a CPU -t veszed, és megduplázod az órajelet, akkor (elméletileg) kétszer gyorsabban kell működnie. 

Az 1978 -as Intel 8086 5 MHz-en futott, amikor elindították. Ez ötmillió órajel másodpercenként. Az Intel i9-9900K? 3,6 Ghz-ről indul^{(starts )} . Ez a 3600 ^{(Ghz.That 3600)} Mhz , lehetőség szerint 5000 Mhz -re növelhető .

A CPU^(CPU) -teljesítmény újabb ráncainak növelése érdekében a modern CPU^(CPUs) -k valójában több „magot” tartalmaznak. Mindegyik mag valójában egy független CPU . Manapság jellemző, hogy legalább négy ilyen mag van, de mostanában az volt a norma, hogy a mainstream számítógépek hat-nyolc maggal rendelkeznek. A csúcskategóriás professzionális számítógépek körülbelül 100 CPU maggal rendelkezhetnek. 

A több mag birtoklása azt jelenti, hogy a CPU több utasításkészletet tud párhuzamosan végrehajtani. Ez azt jelenti, hogy számítógépeink több dolgot is meg tudnak csinálni egyszerre, probléma nélkül. Egyes CPU^(CPUs) -k „többszálas” magokkal rendelkeznek. Ezek a magok maguk is két külön feladatot tudnak kezelni. Az Intel CPU^{(Intel CPUs)} -kban ezt „ hiperszálazásnak^{(hyperthreading)} ” nevezik.

Tehát a CPU teljes teljesítménye a következők kombinációjából adódik:

• Ez a teljes tranzisztorszám és a logikai áramkörök tervezésének fejlettsége
• Az órajel frekvenciája^{(clock frequency)}
• A magok száma^{(number of cores)}
• A szálak száma

Természetesen ennél a négy fő pontnál többről van szó. Ez azonban a négy fő szempont a CPU jó teljesítményéhez.

A CPU szerepe^(Role) a számítógépben^{(Your Computer)} _

Az utolsó dolog, amit ki kell térnünk, az, hogy a CPU^(CPU) milyen munkát játszik a számítógépében. Végül is nem ez az egyetlen integrált áramköri mikrochip a számítógépében. Például a GPU^(GPUs) -k (grafikus feldolgozó egységek) gyakran még tranzisztorsűrűbbek, mint a CPU -k .

Szükségük van saját hűtésre és tápegységre, valamint memóriára. Olyan, mint egy kis extra számítógép! Ugyanez mondható el a hangot, az USB -t és a merevlemez-forgalmat irányító chipekről is. Akkor miért különleges a CPU ? Ezek a fő okok:

• BÁRMILYEN^(ANY) utasítást képes feldolgozni , a GPU csak bizonyos típusú feldolgozást végez
• Összeköti az összes többi alkatrészt, adatokat tolva és húzva, hogy a számítógép működjön
• A CPU bizonyos mértékig részt vesz minden olyan munkában, amelyet a számítógépnek kell elvégeznie

Röviden: a CPU a legfontosabb általános célú teljesítménykomponens a számítógépében. Ne^(Don) vedd természetesnek!

What Is a CPU & What Does It Do?

What is a CPU? The CРU or Central Processing Unit is the number-crunching brain of a computer. Everything a computer does, from playing video games to helping you write an essay, is broken down into a set of mathematical instructions. The CPU takes those instructions and executes them. 

The details of how it does this is, of course, much more complicated than that simple explanation. The most important thing you need to know is that the CPU is the main mathematical engine of a computer.

The (Extremely) Short History Of CPUs

The history of computing is long and complex. It also goes further back into history than digital technology, electronics or even electricity. An abacus is a sort of processor. So are mechanical calculators. The big difference is that these machines can only do one or a few mathematical tasks. They aren’t general purpose processors, which the modern CPU is an example of.

What makes a CPU a general purpose calculation device is the use of logic. In 1903 Nikola Tesla patented electrical circuits known as gates and switches. Using these circuits, you could build devices that perform logical operations, where you could have the machine act on certain conditions. 

In the mid- to late- 1940s William Shockley, John Bardeen and Walter Brattain invented and patented a device called a transistor, while working at Bell Laboratories. The transistor is the basic building block of a CPU. Transistors are relatively tiny computer components. The transistor is such an important invention that the three inventors were awarded a Nobel Prize for it.

In the late 1950s, Robert Noyce and Jack Kilby went one massive step further and created the first working integrated circuit. An integrated circuit is a set of electronic circuits integrated into a single piece of semiconductor material. In most cases, that material is silicon. This is what people mean when they say “microchip”. 

A CPU consists of one or more microchips. This is an important invention because billions of transistors can be packed into a single CPU. This creates incredibly powerful mathematical engines.

Using the inventions of logic gates, transistors and integrated circuits, the entire world has been changed. Microchips are in everything these days, not just your computer. And CPUs are the most advanced general-purpose microchips we can make.

How Do CPUs Work?

The entire principle of a CPU is based on binary code. Human beings tend to represent numbers using a system called base 10 or the decimal system. The place values of each digit in a number go up by a factor of ten. So “111” contains one hundred, ten and one.

Computers and their CPUs can’t understand base 10 at all. Transistors work on the principle of either being on or off. Which means the logic gates you build from them can also only work with these two states. This is why, fundamentally, CPUs run on binary code. This number system has different place values. Instead if 1, 10, 100, 1000 and so on, the place values are 1,2,4,8,16,32,64,128 and so on. 

So in binary “111” would be 7 in decimal numbers Since you add 1,2, and 4 together. If any of the numbers are a zero, you simply skip it and add the place value of the next 1. This way you can express any decimal value. Just note that binary numbers are often read from right to left, so the “1” place value would be at the far right.

Let’s put it in a table to make it crystal clear:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	0	0	0	0	0

Can you see why it adds up to the number 7 in decimal? Let’s do the number 23:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	1	0	0	0	0

So 111 is “7”, but “11101” is 23 because the fifth place value in binary is 16. Pretty cool, right? You can express any possible number that can be written in decimal this way. Which means computers built from transistors can work with any numbers as well.

How Are CPUs Made?

The production process of modern CPUs is also, as you’d expect, pretty complex. The basic process involves growing large cylinders of silicon crystal. Its semiconductor properties make it ideal for building a binary integrated circuit.

These large crystals are sliced into thin wafers. The wafers are then “doped” with another chemical to fine tune its properties. The nano-scale circuitry is then etched into the wafer surface using light using a process known as photolithography.

CPU Design and Performance

CPUs are not all made equal. The first proper ancestor of the modern CPU, the Intel 8086, had about 29 000 transistors in its integrated circuit. Today, a processor like the Intel i99900K has just over 1.7 billion transistors. The denser the logic circuits of a CPU, the more complex and higher the number of instructions it can perform per clock cycle. 

Hang on, “clock cycle”? Yes, that’s the other major component of CPU performance. A CPU runs at a particular frequency, with each pulse of the CPU clock a cycle of calculations are done. If you take the same CPU and double it’s clock speed then (in theory) it should perform twice as fast. 

That 1978 Intel 8086 ran at 5Mhz when it was launched. That’s five million clock cycles per second. The Intel i9-9900K? It starts at 3.6 Ghz.That 3600 Mhz, with the option to ramp things up to 5000 Mhz when possible.

To add yet another wrinkle to CPU performance, modern CPUs actually contain multiple “cores”. Each core is actually an independent CPU itself. It’s typical to have at least four such cores these days, but lately the norm has been for mainstream computers to have six or eight cores. High end professional computers may have in the region of a 100 CPU cores. 

Having multiple cores means that the CPU can perform multiple sets of instructions in parallel. Which means our computers can do many things at once without issue. Some CPUs have “multithreaded” cores. These cores can themselves handle two separate tasks each. In Intel CPUs this is branded as “hyperthreading”.

So the total performance of a CPU comes down to a combination of:

• It’s total transistor count and how advanced the design of its logic circuits are
• The clock frequency
• The number of cores
• The number of threads

There is, of course, more to it than these four main points. However, those are the four main considerations for making a CPU perform well.

The Role of the CPU in Your Computer

The last thing we have to cover is what job the CPU plays in your computer. It is, after all, not the only integrated circuit microchip in your computer. For example, GPUs (graphics processing units) are often even more transistor-dense than a CPU.

They need their own cooling and power supply, as well as memory. It’s like a small extra computer! The same can be said for the chips that control your sound, USB and hard drive traffic. So why is the CPU special? These are the main reasons:

• It can process ANY instruction, a GPU only does certain types of processing
• It ties all the other components together, pushing and pulling data to make your computer work
• The CPU is involved with all work the computer is asked to do to some extent

In short, the CPU is the most important general-purpose performance component in your computer. Don’t take it for granted!

Related posts

• Miért okoz magas CPU-t az Ntoskrnl.Exe, és hogyan javítható?

• Miért okoz magas CPU-használatot a Wsappx, és hogyan javítható?

• Az audiodg.exe magas CPU-használat elhárítása Windows 11/10 rendszeren

• Miért okoz magas CPU-használatot a Dwm.exe, és hogyan javítható?

• Az SD-kártya nem olvasható? A következőképpen javíthatja ki

• A grafikus illesztőprogram a Microsoft Basic Display Adaptert mutatja? Hogyan lehet javítani

• Az ütemezett feladat javítása nem fut .BAT fájl esetén

• Hogyan lehet javítani a Windows billentyűzet billentyűit, amelyek nem működnek

• 10 hibaelhárítási ötlet, ha az Amazon Fire Stick nem működik

• A nyomtatási feladat nem törlődik a Windows rendszerben? 8+ módszer a javításra

• Mi az az 503-as szolgáltatás elérhetetlen hibája (és hogyan javítható)

• Az Outlook alkalmazás nem szinkronizálódik? 13 kipróbálható javítás

• FIX: A Verizon Message+ folyamatosan leáll vagy nem működik

• Hibaelhárítási tippek, ha a Bluetooth nem működik számítógépén vagy okostelefonján

• FIX: Nem rendszerlemez vagy lemezhiba a Windows rendszerben

• Minden újraindításkor javítsa a „Telepítő előkészíti a számítógépet az első használatra” című részt

• Mi az a DirectX és miért fontos?

• Mi a teendő, ha úgy gondolja, hogy számítógépét vagy kiszolgálóját rosszindulatú program fertőzte meg

• Mi a teendő, ha a rendszer nem észleli a második monitort

• FIX: Nem lehet csatlakozni a Steam hálózathoz Hiba