Njësia Qëndrore e Përpunimit – CPU

Njësia Qëndrore e Përpunimit – CPU (Central Processing Unit)

 

Për të kuptuar përpunimin e të dhënave,duhet të kuptojmë ndërtimin e CPU-së dhe funksionimin e saj. CPU-ja vendoset në qëndër të bordit të sistemit dhe kryen punën më të madhe dhe të dhënat vazhdimisht kolojnë nëpër të. Ajo vazhdimisht merr instruksione dhe i ekzekuton. Secili instruksion është një urdhër pëerpunimi. Puna në vetvete paraqet llogaritje dhe transport të dhënash.

Kalimi i të dhënave drejt CPU dhe anasjellas realizohet nëpërmjet bus-it të sistemit të shpleguar në kapitullin tre.

Komunikimi i CPU me pjesët e tjera

CPU  përbëhet nga disa komponente ndër të cilët përmendim: Njësinë aritmetike (ALU), njësinë e kontrollit(CU),regjistrat të cilët ndahen në veçanti,numëruesi i programeve (PC).

Bashkësitë e instruksioneve CISC,RISC dhe FPU

 

Bashkësia e instuksioneve CISC

CPU-të e para ishin të pajisura me një bashkësi instruksionesh CISC(Complex Instruction Set Computer).Kjo do të thotë që CPU mund të kuptonte instruksione të shumtë në numër dhe tëpër komplekse.Bashkësia e instruksioneve X86 ështe një shembull tipik i instruksioneve CISC.

 

Bashkësia e instruksioneve RISC

CPU-të  e reja filluan të pajisen me bashkësi  instruksionesh RISC(Reduce Instruction Set Computer).Kjo bashkësi instruksionesh është më pak komplekse dhe më e shpejtë.Për çdo CPU të re kem një zgjerim të bashkësisë së instruksioneve.

 

Njësia me presje të lëvizhme

Në brendësi të CPU ndodhet një njësi e veçantë e cila punon si me numrat integer ashtu dhe me ata me presje.Kjo njësi mer emrin njësia me presje të lëvizshme(FPU).

Përdorimi i njësisë me presje të lëvizshme nuk është i përhershëm.Perdorimi i saj bëhet në rastet kur aplikime të veçantë e kërkojnë këtë gjë.Programet  Office nuk e përdorin FPU,ndërsa programet grefike 3D apo Auto Cad e përdorin atë.

 

PC CPU Viti Numri i tranzistorve
Gjenerata 1 8086 dhe8088

 

1978-1981 22.000
Gjenerata 2 80286 1984 128.000
Gjenerata 3 80386DX dhe 80386SX 1987-1988 250.000
Gjenerata 4 80486SX,DX,SX2,DX4 1990-1992 1.200.000
Gjenerata 5 Pentium,Cyrix6X86,AMD 1993-1997 3.100.000
Përmirësim i gjeneratës 5 AMD K6,Cyrix6X86MX 1997 7.500.000
Gjenerata 6 Pentium Pro,PentiumII 1997 8.800.000

Disa CPU të vjetra

Në këtë tabelë nuk janë paraqitur të dhëna për PC e mëpasme pasi ka aq shumë përmirsime sa do të duhej një libër i tërë për ti paraqitur.

Frekuenca e clock-ut

Kur dëgjojmë shprehje “Pentium 2GHz” duhet të kuptojmë frekuencën e orës dhe jo shpejtësinë e komunikimit me pajisjet e tjera.Kjo shpejtësi kufizohet nga shpejtësia e bus-it të sistemit.

Në bordin e sistemit ndodhet një kristal kuarci i cili gjeneron sinjalet e orës.Në çdo sinjal ore ndodh diçka në CPU.Sa më shumë sinjale për njësi kohe të kemi aq më shumë veprime kruen CPU.Frekuencat e para të orës kanë qënë 16,25,50,66,90,133 MHz dhe vitet e fundit kemi arritur në frekuenca të rendit Giga Hz,për të mos folur për teknologjinë më të fundit Dual Core.

 

Përdorimi i memories Cache

CPU duhet të të dërgojë të dhëna me shpejtësi shumë të lartë.Kjo shpejtësi nuk mund të suportohet nga RAM.Për këtë arsye një memorie e veçantë RAM integrohet brenda CPU dhe quhet memoria Cache.Kjo memorie shërben si buffer ku depozitohen të dhënat që do të dërgohen në RAM.Familja e procesorëve 486 ishte e pajisur me një L1-cache RAM prej  8KB.Më vonë kjo familje filloi të përdorte dy blloqe cache L1 dhe L2,Ku L1 me shpejtësi tepër të lartë integrohej në CPU ndërsa L2 me shpejtësi më të ulët  që ishin chip-e të vogla SRAM,vendosej në bordin e sistemit.

Shembuj ndryshimesh të CPU

 8088 dhe 8086

E para si CPU është imolementuar 8088.Kjo ishte 16 bit CPU por vetëm brenda saj sepse bus-i i të dhënave ishte vetëm 8 bit.Më pas u implumentua 8086 e cila ishte CPU 16 bit dhe me bus të dhënash 16 bit,duke e bërë kështu CPU së cilës i referohemi për familjen X86 të procesorëve.

 

8086 në 80286

286 ishtë një CPU me shumë përparime për kohën dhe për gjeneratën e parë të CPU.Frekuenca e orës u rrit,por përmirsimi më i madh ishte optimizimi në trajtimin e instruksioneve.286 realizonte më shumë instruksione për impuls ore sesa 8088 apo 8086.Kjo CPU kishte mundësi të punonte në Protection Mode duke bëre një hap në avancimin e ideve për kalimin nga DOS në Windows.

 

80286 në 80386

Ky ndryshim erdhi në fund të viteve ’80.Kjo ushte e para CPU me 32 bit.Nga pikpamja e sistemit tradicional DOS kjo nuk përbënte një revolucion.

 

80386 në 80486

Kjo CPU zakonisht njihet si 486 dhe punte dy herë më shpejt se 386.Kjo arrihej nga një implementim i mirë i instruksioneve të X86.Këta instruksione punojnë më mirë në metodën RISC.

 

Cyrix 486SLC

Cyrix dhe Texas Instruments prodhuan serinë  e chip-eve 486SLC.Ata përdorën të njëjtën bashkësi instruksionesh si te 486DX dhe ishte 32 bit internal.Punontë me 16 bit bus external.Kishte 16MB RAM,nuk kishte co-procesor matematike dhe kishte një  cache të brendshme 1 KB.

 

IBM 486SLC2

IBM kishte një chip 486 të sajin.Seria u quajt SLC2 dhe SLC3.Këta chip-e mund të të krahasoheshin me Intel 486SX,përderisa ata nuk kishin një co-procesor matematike të integruar.Kishin cache të brendshme 16 KB,krahasuar me atë Intel që ishte 8KB.Performancën  e tyre e reduktonte ndërfaqja bus e cila ishte adoptuar nda një chip 386.

SLC2 punonte me një frekuencë 25 MHz internally dhe 50 MHz externally.

SLC3 punonte me një frekuencë 25/75 dhe 33/100 MHz.

IBM mund të ndryshonte arkitekturën  e këtyre CPU,por këta chip-a mund të përdoreshin vetëm në PC  dhe bordet e prodhuara nga IBM.

 

DX4

Procesori DX4 u prodhua nga Intel dhe ishte një përmirsim i serisë 80846.Shpejtësia u trefishua nga 25 në 75 MHz dhe nga 33 në 100MHz. DX4 kishte cache të brendshme 16 KB e cila operonte në 3.3 V.Kjo CPU kishte probleme me ngrohjen

 

GJENERATA E 5-TË DHE E 6-TË E CPU

 Pentium Classic (P54C)

Ky chip u zhvillua nga Intel Haifa në Izrael.Procesori është superskalar,në kuptimin që mund të ekzekutojë më shumë se një instruksion për një puls ore.Në të njëjtën kohë,ka pësur ndryshime të mëdha në bus-in e sistemit.Ky bus ishte 64 bit dhe shpejtësia u rrit në 60,66 MHz.Pentium doli  me dy versione një 60 MHz dhe tjetri 66 MHz.Të dy këta versione operonin me 5 volt.Kjo prodhonte shumë nxehtësi(thuhej se mund të skuqej një vezë mbi të).Versionet e mëpasme të Pentium(P54C) kishin një ndërtim 11/2 clock doubling dhe punonin në 31/2 Volt.Kjo tregonte më shumë kujdes në nxehtësi.

Pentium MMX (P55C)

MMX është një bashkësi instruksionesh (57 instruksione integer të rinj,4 tipe të reja të dhënash dhe 8 regjistra 64 bit),duke zhvilluar kapacitetet e CPU.Instruksionet e reja u ndërtuan për programe dizain dhe multimedia.MMX është një standarti i ri të cilin Intel do ta përdorte në të gjitha CPU e saj.Modelet e rinj Pentium si P55C kanë cache L1 me 32 KB.Kjo në vetvete përbën një përmirsim.Këto modele u pëemirsuan dhe në drejtim të frekuencës gjë e cila solli rritje të performancës 10-20 %.

Cyrix

Ky është një alternativë me kosto të ulët e Pentium-it.Chip-i për Cyrix u prodhua nga IBM në vitin 1996. Ky është një chip Pentium kompatibël dhë vendoset në një socket 7 i cili është një lidhës i Pentium me bordin.Cyrix paqitet në gjeneratën e gjashtë sepse përdorte teknikat më të avancuara,të cilat nuk përdoreshin në Pentium të Intel.Në këtë mënyrë kishte përmirsime në performancë me një shpejtësi ore të njëjtë.

AMD

AMD është një tjetër markë CPU.Chip-et e tyre ishin afërsisht si Pentium por në një variant më të përqëndruar.AMD përdorte teknologjnë e saj dhe kishin këto seri:

a)K5 që korespondon me Pentium të hershëm duje përjashtuar MMX

b)K6 i cili krahasohet me Pentium MMX dhe Pentium II

c)K7 i cili doli në 1999 dhe nuk ishte kompatibël me socket 7

K5

Ka një performancë të ngjashme me atë të Penitum P133 por punon vetëm me 100Mhz internally.Instalohet në një bord si ai i P133.Ka dhe versione të tjera të K5 si PR166.Siçe tregon dhe emri i tij Ka tendencë të krahasohet me P166 të Intel. Punon vetëm 116.6 MHz internally(1.75 x 66MHz). Por punon më shpejt se P166 për shkak të optimizimit të cache dhe përmirsimeve të tjera të reja.Ndryshe nga P166 që kishte njësi FPU,K5 nuke kishte këtë njësi.

 Cyrix 6X86MX (M2)

Cyrix ka edhe një chip të performancës së lartë që vendoset midis gjeneratë së pestë dhe asj të gjashtë.U anonçua si M2,por tani quhet 6X86MX.është një degë kompatibël me Pentium e cila ka një cache L1 64 KB.Përdor teknologji të reja që nuk janë përdorur në Pentium MMX.Ashtu si dhe MMX këto CPU ekzekutojnë instruksione origjinale CISK.

Pentium II

Ky është një model i përmirsuar i Pentium Pro.Kishte instruksionet e MMX,kishte përmirsuar 16 ekzekutime programesh,kishte një double cache L1 të përmirsuar,kishte një ritje të shpejtësisë së brendshmw nga 233MHz në 333MHz.Ndryshimi më i madh ishte ndarja e CPU dhe L2 cache.Kjo ishte tepër e kushtueshme në qoftë se implementohej në një chip të vetëm.Kishte dhe një kontroller të vogël (S82459AB) dhe një ftohës të mirë dimensionuar.të gjitha këto janë të montuara në një kartë.Karta peshon 380 g  dhe vendoset në një 242 pin edge connector në bordin e sistemit.

 Celeron (Pentium II-SX)

Intel pati një kohë të vështirë me Pentium II e cila i kushtoi shtrenjtë.Shumë përdorues blini AMD K6,i cili ofronte një performancë mo një çmim mesatar.Kështu Intel u detyrua të krijonte një markë të re që u quajt Celeron.Kjo markë është një Pentium II cartbridge përveç L2 cache .Ajo përdorte një bërthamë Convingtone dhe quhet

Pentium II-SX

Kjo kartë Celeron vendosej në një Slot 1 dhe punonte me një FSB 66 MHz.Ora e brendshme është 266 ose 300 MHz dhe realizon një performancë veçanërisht për lojra.Versionet më të vonshëm 333 MHz përmbanin një cache L2 128 Kbbrenda CPU duke përdorur një bërthamë të re Mendocino.

 Merced
Ky është emri i gjeneratës së shtatë të CPU në të cilën Intel dhe HP po punojnë së bashku.HP është një kompani me eksperiencë të lartë në prodhimin e CPU kryesisht me paketë instruksionesh RISC.Këto CPU përmbajnë një sistem të ri operativ (Windows 2000) dhe kanë CPU 64 bit.Frekuenca e orës arrin në rende Giga Hz.CPU përmbajnë 128 regjistra integer dhe 128 FP ku njësitë integer dhe FP punojnë në paralel.

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *