Een processor (CPU) is het logische circuit dat reageert op de basisinstructies die een computer aansturen, en deze verwerkt. De CPU wordt beschouwd als de belangrijkste en meest cruciale geïntegreerde schakeling (IC) chip in een computer, aangezien hij verantwoordelijk is voor het interpreteren van de meeste computeropdrachten. CPU's voeren de meeste rekenkundige, logische en I/O-bewerkingen uit, en geven opdrachten aan andere chips en componenten in een computer.
De term processor wordt door elkaar gebruikt met de term centrale verwerkingseenheid (CPU), hoewel de CPU strikt genomen niet de enige processor in een computer is. De GPU (grafische verwerkingseenheid) is het meest opmerkelijke voorbeeld, maar de harde schijf en andere apparaten in een computer voeren ook zelfstandig bepaalde bewerkingen uit. Nevertheless, the term processor is generally understood to mean the CPU.
Processors can be found in PCs, smartphones, tablets and other computers. The two main competitors in the processor market are Intel and AMD.
The basic elements of a processor
The basic elements of a processor include:
- The arithmetic logic unit (ALU), which carries out arithmetic and logic operationson the operands in instructions.
- The floating point unit (FPU), also known as a math coprocessor or numeric coprocessor, a specialized coprocessorthat manipulates numbers more quickly than the basic microprocessor circuitry can.
- Registers, which hold instructions and other data. Registers supply operands to the ALU and store the results of operations.
- L1 and L2cache memory. Their inclusion in the CPU saves time compared to having to get data from random access memory (RAM).
CPU Operations
The four primary functions of a processor are fetch, decode, execute and write back.
- Fetch- is the operation which receives instructions from program memory from a systems RAM.
- Decode- is where the instruction is converted to understand which other parts of the CPU are needed to continue the operation. This is performed by the instruction decoder
- Execute- is where the operation is performed. Each part of the CPU that is needed is activated to carry out the instructions.
Components and how CPUs work
The main components of a CPU are the ALU, registers and control unit. De basisfuncties van de ALU en de registers zijn beschreven in het bovenstaande gedeelte "basiselementen van een processor". De regeleenheid zorgt voor het ophalen en uitvoeren van instructies.
De processor in een personal computer of ingebouwd in kleine apparaten wordt vaak een microprocessor genoemd. Die term betekent dat de elementen van de processor zich in één enkele IC-chip bevinden. Sommige computers werken met een multikernprocessor - een chip die meer dan één CPU bevat. Een CPU is meestal een klein apparaatje met pinnen erop die naar beneden gericht zijn in een moederbord. CPU's kunnen ook op een moederbord worden bevestigd met een koellichaam en een ventilator om de warmte af te voeren.
Types
De meeste processoren zijn tegenwoordig multi-core, wat betekent dat het IC twee of meer processoren bevat voor betere prestaties, lager stroomverbruik en efficiëntere gelijktijdige verwerking van meerdere taken (zie: parallel processing). Multi-core-opstellingen zijn vergelijkbaar met het hebben van meerdere, afzonderlijke processoren in dezelfde computer, maar omdat de processoren feitelijk in dezelfde aansluiting zijn gestoken, is de verbinding tussen de processoren sneller.
De meeste computers kunnen maximaal twee-vier cores hebben; dit aantal kan echter oplopen tot bijvoorbeeld 12 cores. Als een CPU slechts één set instructies tegelijk kan verwerken, dan wordt hij beschouwd als een single-core processor. Als een CPU twee reeksen instructies tegelijk kan verwerken, wordt hij een dual-core processor genoemd; vier reeksen zou als een quad-core processor worden beschouwd. Hoe meer cores, hoe meer instructies een computer tegelijk kan verwerken.
Sommige processoren maken gebruik van multi-threading, waarbij gebruik wordt gemaakt van gevirtualiseerde processorkernen. Gevirtualiseerde processorkernen worden vCPU's genoemd. Deze zijn niet zo krachtig als fysieke cores, maar kunnen worden gebruikt om de prestaties in virtuele machines (VM's) te verbeteren. Het toevoegen van onnodige vCPU's kan echter ten koste gaan van consolidatie ratio's, dus er zouden ongeveer vier-zes vCPU's per fysieke core moeten zijn.