Α' Λυκείου - Κεφάλαιο 1 - Μικροεπεξεργαστές

Το πιο έξυπνο μέρος ενός υπολογιστή και ταυτόχρονα ένα από αυτά που πάντα προσέχουμε περισσότερο, είναι ο επεξεργαστής, που θεωρείται το "μυαλό" ή η "καρδιά" του υπολογιστή. 

Είναι ένα άκρως πολύπλοκο κομμάτι μικροσκοπικών ηλεκτρονικών και συχνά λέγεται και κεντρική μονάδα επεξεργασίας (Central Processing Unit / CPU).

Η μονάδα αυτή βρίσκεται πίσω από όλες τις λειτουργίες που εκτελεί ένας υπολογιστής. Ο επεξεργαστής είναι σε άμεση επικοινωνία με τη μνήμη RAM. Από εκεί αντλεί τις εντολές του προγράμματος και τα στοιχεία που είναι απαραίτητα για την εφαρμογή του.


Σε περίπτωση που το πρόγραμμα ή τα δεδομένα δεν χωρούν στην κύρια μνήμη, τότε ο επεξεργαστής τα καλεί από τη μονάδα του δίσκου. 

Ενδιάμεσα και τελικά αποτελέσματα από την εκτέλεση του προγράμματος εγγράφονται προσωρινώς στη μνήμη (εάν υπάρχει χώρος) και τελικώς στη μονάδα του δίσκου.

Κύρια χαρακτηριστικά του επεξεργαστή είναι το εύρος των εντολών, η ταχύτητα χρονισμού και ο αριθμός πυρήνων που διαθέτει.

Εύρος εντολών : Οι πρώτοι επεξεργαστές για προσωπικούς υπολογιστές είχαν εύρος εντολών 8 bit, δηλαδή μπορούσαν να έχουν πρόσβαση και να επεξεργαστούν ένα byte κάθε φορά. Οι σημερινοί επεξεργαστές έχουν εύρος 32-64 bit.

Ταχύτητα χρονισμού ή συχνότητα ρολογιού: Το κυριότερο χαρακτηριστικό ενός επεξεργαστή είναι η συχνότητα λειτουργίας του. Μετριέται σε GHz και μας δείχνει πόσο γρήγορα εκτελεί ένας επεξεργαστής τις εντολές. Χαρακτηριστικές τιμές 1.5GHz, 2GHz, 3.2GHz, 3.5 GHz κ.α.

Πυρήνες : Οι σύγχρονοι επεξεργαστές περιέχουν από 1 μέχρι 8 πυρήνες. 

Ένας επεξεργαστής που διαθέτει πολλούς πυρήνες μπορεί να εκτελέσει πολλές διεργασίες ταυτόχρονα. Ο αριθμός των πυρήνων επηρεάζει την ταχύτητα του επεξεργαστή και κατ' επέκταση την τιμή του. 

Στην διπλανή εικόνα φαίνεται το εσωτερικό ενός μικροεπεξεργαστή της Intel - μοντέλο Core i7 - με 8 πυρήνες (Cores).

Διακρίνονται σε διάταξη οι 8 πυρήνες, η κρυφή μνήμη (Cache Memory - L3 Cache Shared), ο ελεγκτής μνήμης, η μονάδα εισόδου-εξόδου.

Κατασκευαστές : Οι κυριότεροι κατασκευαστές επεξεργαστών είναι οι εταιρίες Intel και AMD

Ψήκτρα του επεξεργαστή : Επειδή ο επεξεργαστής εκτελεί όλες τις εντολές σε έναν Η/Υ, αυξάνεται εύκολα η θερμοκρασία του. Γενικά όσο μεγαλύτερης συχνότητας είναι ένας επεξεργαστής, τόσο μεγαλύτερη θερμότητα αναπτύσσει. Η αύξηση της θερμοκρασίας του επεξεργαστή, έχει ως αποτέλεσμα την πτώση της απόδοσής του ή την καταστροφή του. Για τον λόγο αυτό, είναι απαραίτητη η χρήση ψήκτρας ή και ανεμιστήρα για το πάγωμα του επεξεργαστή. Ενίοτε χρησιμοποιούνται και συστήματα υδρόψυξης.

Ο επεξεργαστής αποτελείται από υπομονάδες, που συνήθως περιλαμβάνουν τον κυρίως επεξεργαστή, τη μαθηματική μονάδα, που εκτελεί μαθηματικές πράξεις πραγματικών αριθμών (με υποδιαστολή), και μνήμη για την αποθήκευση ενδιαμέσων αποτελεσμάτων.

Περισσότερες πληροφορίες για τους μικροεπεξεργαστές στην wikipedia. 

Στο βίντεο που ακολουθεί μπορείτε  να δείτε πως κατασκευάζονται οι μικροεπεξεργαστές από άμμο και πως είναι στο εσωτερικό τους τα εργαστήρια κατασκευής επεξεργαστών της INTEL.

Σε περίπτωση που θελήσετε να αλλάξετε μικροεπεξεργαστή στην μητρική κάρτα του υπολογιστή σας, αφού αγοράσετε το μικροεπεξεργαστή που ταιριάζει στη μητρική κάρτα που έχετε, μπορείτε να πάρετε βοήθεια από το παρακάτω βίντεο :