CPU

Centrální procesorová jednotka, zjednodušeně procesor (zkratka CPU, anglicky central processing unit) je v informatice označení základní elektronické součásti v počítači, která umí vykonávat strojové instrukce, ze kterých je tvořen počítačový program a obsluhovat jeho vstupy a výstupy. Historicky byl CPU složen z velmi mnoha elektronických součástek, avšak kolem roku 1970 byly všechny potřebné obvody sloučeny do jednoho integrovaného obvodu, který je označován jako mikroprocesor.

CPU
https://www.flickr.com/photos/jeremyknight9/8113383738

Základními jednotkami, které tvoří vnitřní strukturu procesorů, jsou:

- Řadič, který má za úkol číst operandy (data, čísla) a instrukce z operační paměti, dekódovat je a na základě provádění mikrokódu, generovat řídící signály, tedy řídit činnost ostatních jednotek v procesoru a počítači.

- ALU, mající za úkol na základě řídících signálů z řadiče CPU provádět matematické a logické operace. Pro práci s reálnými čísly s plovoucí (pohyblivou) řádovou čárkou jsou v procesoru integrovány výpočetní jednotky FPU (Floating Point Unit). Nejstarší procesory řady x86 (8086, 80186, 80286, 80386) obsahovaly pouze jednotku ALU, která pracovala jak s celými, tak reálnými čísly s pohyblivou řádovou čárkou. Pro zvýšení výkonu byla na základní desce patice pro připojení tzv. matematického koprocesoru, který se využíval pro aritmetické operace s reálnými čísly s pohyblivou řádovou čárkou (zvýšení výpočetního výkonu). Tento specializovaný procesor nesl označení podobné hlavnímu procesoru (např. Intel 80287). ALU a FPU nazýváme výkonné jednotky (Execution Units)

-Registry, jsou rychlé statické paměti typu RAM (čtení/zápis) malé kapacity uvnitř jádra procesoru, které slouží k uchování aktuálních instrukcí, adres v paměti, operandů, mezivýsledků a výsledků matematických a logických operací.

Ve stolních počítačích IBM PC kompatibilních se prosadily složité CISC procesory architektury x86. V přenosných počítačích naopak jednodušší RISC procesory architektury ARM, které jsou méně energeticky náročné. V malých zařízeních jako jsou kardiostimulátory nebo IoT jsou používány jednoduché procesory s vysokou integrací (systém na čipu), případně jsou používány jednoúčelové procesory navržené pro konkrétní použití (např. digitální hodinky).

Krátká historie

Procesory prvních počítačů se skládaly z obvodů obsahujících množství tzv. diskrétních součástek – elektronek, tranzistorů, rezistorů a kondenzátorů. Takový procesor mohl zabírat i několik skříní. V 60. letech 20. století se začaly používat hybridní i monolitické integrované obvody, kterých bylo pro vytvoření CPU potřeba několik desítek nebo stovek. V 70. letech 20. století miniaturizace a zvyšování integrace dosáhly stádia, kdy podstatnou část CPU bylo možné umístit do jediného integrovaného obvodu, který nazýváme mikroprocesor. První mikroprocesory měly nepatrný výkon v porovnání s CPU tehdejších počítačů, ale postupně se tento rozdíl snižoval, takže v současné době prakticky všechny počítače mají CPU tvořené mikroprocesory.

Zdroj: Wikipedia.org