Apa itu CPU & apa yang dilakukannya?

Apa itu CPU? CPU atau Unit pemrosesan utamaadalah otak komputer yang berderak angka. Segala sesuatu yang dilakukan komputer, mulai dari bermain video game hingga membantu Anda menulis esai, dipecah menjadi serangkaian instruksi matematika. CPU mengambil instruksi itu dan menjalankannya. 

Rincian bagaimana hal ini, tentu saja, banyak lebih rumit dari penjelasan sederhana itu. Hal terpenting yang perlu Anda ketahui adalah bahwa CPU adalah mesin matematika utama komputer.

Pada akhir 1950 -an, Robert Noyce dan Jack Kilby melangkah lebih jauh dan menciptakan pekerjaan pertama sirkuit terpadu. Sirkuit terintegrasi adalah satu set sirkuit elektronik yang terintegrasi ke dalam satu bagian dari bahan semikonduktor. Dalam kebanyakan kasus, bahan itu adalah silikon. Inilah yang dimaksud orang ketika mereka mengatakan "microchip".

CPU terdiri dari satu atau lebih microchip. Ini adalah penemuan penting karena miliaran transistor dapat dikemas ke dalam satu CPU. Ini menciptakan mesin matematika yang sangat kuat.

Menggunakan penemuan gerbang logika, transistor dan sirkuit terintegrasi, seluruh dunia telah diubah. Microchips ada dalam segala hal hari ini, bukan hanya komputer Anda. Dan CPU adalah microchip serba guna paling canggih yang dapat kita buat.

Bagaimana cara kerja CPU?

Seluruh prinsip CPU didasarkan pada Kode biner. Manusia cenderung mewakili angka menggunakan sistem yang disebut Basis 10 atau sistem desimal. Nilai tempat setiap digit dalam angka naik dengan faktor sepuluh. Jadi "111" berisi seratus, sepuluh dan satu.

Komputer dan CPU mereka tidak dapat memahami basis 10 sama sekali. Transistor bekerja berdasarkan prinsip hidup atau mati. Yang berarti gerbang logika yang Anda bangun darinya juga hanya dapat bekerja dengan kedua negara bagian ini. Inilah sebabnya, pada dasarnya, CPU terus berjalan Kode biner. Sistem angka ini memiliki nilai tempat yang berbeda. Sebaliknya jika 1, 10, 100, 1000 dan seterusnya, nilai tempatnya adalah 1,2,4,8,16,32,64,128 dan seterusnya.

Jadi dalam biner "111" akan menjadi 7 dalam angka desimal karena Anda menambahkan 1,2, dan 4 bersama -sama. Jika salah satu angka yang nol, Anda cukup melewatkannya dan menambahkan nilai tempat dari 1 berikutnya. Dengan cara ini Anda dapat mengekspresikan nilai desimal apa pun. Perhatikan saja bahwa angka biner sering dibaca dari kanan ke kiri, jadi nilai tempat "1" akan berada di paling kanan.

Mari masukkan ke dalam meja untuk membuatnya jernih:

Dapatkah Anda melihat mengapa itu menambahkan hingga nomor 7 dalam desimal? Mari kita lakukan nomor 23:

Jadi 111 adalah "7", tetapi "11101" adalah 23 karena nilai tempat kelima dalam biner adalah 16. Cukup keren, benar? Anda dapat mengekspresikan jumlah yang mungkin yang dapat ditulis dengan cara ini. Yang berarti komputer yang dibangun dari transistor juga dapat bekerja dengan angka apa pun.

Bagaimana CPU dibuat?

Proses produksi CPU modern juga, seperti yang Anda harapkan, sangat kompleks. Proses dasar melibatkan pertumbuhan silinder besar kristal silikon. Sifat semikonduktornya membuatnya ideal untuk membangun sirkuit terintegrasi biner.

Kristal besar ini diiris menjadi wafer tipis. Wafer kemudian "didoping" dengan bahan kimia lain untuk menyempurnakan sifatnya. Sirkuit skala nano kemudian terukir ke permukaan wafer menggunakan cahaya menggunakan proses yang dikenal sebagai fotolitografi.

Desain dan kinerja CPU

CPU tidak semuanya dibuat sama. Nenek moyang pertama yang tepat dari CPU modern, Intel 8086, memiliki sekitar 29.000 transistor di sirkuit terintegrasi. Hari ini, prosesor seperti Intel i99900k memiliki lebih dari 1.7 miliar transistor. Semakin padat sirkuit logika CPU, semakin kompleks dan lebih tinggi jumlah instruksi yang dapat dilakukan per siklus clock.

Tunggu, "Siklus Jam"? Ya, itulah komponen utama lainnya dari kinerja CPU. CPU berjalan pada frekuensi tertentu, dengan setiap pulsa jam CPU siklus perhitungan dilakukan. Jika Anda mengambil CPU yang sama dan menggandakan kecepatan clock itu (secara teori) itu harus berkinerja dua kali lebih cepat.

Bahwa 1978 Intel 8086 berlari pada 5MHz ketika diluncurkan. Itu lima juta siklus clock per detik. Intel I9-9900K? Dia dimulai di 3.6 GHz.Itu 3600 MHz, dengan opsi untuk meningkatkan semuanya hingga 5000 MHz jika memungkinkan.

Untuk menambahkan kerutan lain ke kinerja CPU, CPU modern sebenarnya mengandung beberapa "core". Setiap inti sebenarnya adalah CPU independen itu sendiri. Adalah khas untuk memiliki setidaknya empat inti seperti itu hari ini, tetapi akhir -akhir ini norma adalah untuk komputer arus utama memiliki enam atau delapan core. Komputer profesional kelas atas mungkin memiliki di wilayah 100 core CPU.

Memiliki banyak inti berarti bahwa CPU dapat melakukan beberapa set instruksi secara paralel. Yang berarti komputer kita dapat melakukan banyak hal sekaligus tanpa masalah. Beberapa CPU memiliki inti "multithreaded". Inti ini sendiri dapat menangani dua tugas terpisah masing -masing. Di Intel CPU ini dicap sebagai "Hyperthreading".

Jadi total kinerja CPU turun ke kombinasi:

• Jumlah total transistor dan seberapa canggih desain sirkuit logikanya
• Frekuensi jam
• Jumlah core
• Jumlah utas

Tentu saja ada lebih dari itu daripada empat poin utama ini. Namun, itu adalah empat pertimbangan utama untuk membuat CPU berkinerja baik.

Peran CPU di komputer Anda

Hal terakhir yang harus kami bahas adalah pekerjaan apa yang dimainkan CPU di komputer Anda. Bagaimanapun, ini bukan satu -satunya microchip sirkuit terintegrasi di komputer Anda. Misalnya, GPU (unit pemrosesan grafis) seringkali bahkan lebih padat transistor daripada CPU.

Mereka membutuhkan pendinginan dan catu daya mereka sendiri, serta memori. Ini seperti komputer tambahan kecil! Hal yang sama dapat dikatakan untuk chip yang mengontrol suara Anda, USB, dan lalu lintas hard drive. Jadi mengapa CPU spesial? Ini adalah alasan utama:

• Itu dapat memproses instruksi apa pun, GPU hanya melakukan jenis pemrosesan tertentu
• Itu mengikat semua komponen lainnya bersama -sama, mendorong dan menarik data untuk membuat komputer Anda berfungsi
• CPU terlibat dengan semua pekerjaan yang diminta komputer sampai batas tertentu

Singkatnya, CPU adalah komponen kinerja tujuan umum yang paling penting di komputer Anda. Jangan menerima begitu saja!