CPU: Forskelle mellem versioner

← Gå til forrige forskel Gå til næste forskel →

Content deleted Content added

Inline

Versionen fra 12. okt. 2019, 14:04

Central Processing Unit (forkortet "CPU"), også kaldet centralenhed eller i daglig tale blot processor. Historisk set er CPU'en en separat enhed, men i dag bruges begrebet til at betegne hele mikroprocessorer, hvori CPU'en er den centrale regneenhed^[1]. CPU'ernforetager størstedelen af beregningerne i en computer (fx en PC eller et indlejret system).

Der findes forskellige typer af CPU'er. De mest kendte i personlige computere er fra Intel, AMD, Sun, Motorola og Transmeta. Det ses ofte, at man sætter flere CPU'er sammen i en computer (SMP) for at opnå større regnekraft.

CPU'ers "hastighed" angives med SI-enheden for frekvens Hertz (Hz) til at betegne hvor mange regnecyklusser de kan gennemfører per sekund. Fra 1970'eren og indtil årtusindskiftet blev CPU-frekvenser angivet i megahertz og siden i gigahertz.

Kerner

Uddybende artikel: Flerkerne-processor

Kernen i CPU'en er der, hvor beregningerne foretages, og det er almindeligt, at producenterne indlægger flere kerner i en CPU. Designet af hver kerne er identisk, og de kan foretage samme type beregninger med samme hastighed. At producere en processor med flere kerner letter designomkostningerne betydeligt, da man, i stedet for at designe en dobbelt så stor og effektiv kerne, kan nøjes med at anvende flere af samme arkitektur og lade dem udføre beregningerne sideløbende. At udnytte en CPU med flere kerner stiller krav til de programmer, man kører på computeren, da programmerne skal optimeres til at sprede de nødvendige beregninger ud over alle kernerne. Mange programmer er begrænset til kun at udnytte en kerne, og derfor kan ydedelsesforbedringerne for et enkelt program være minimale ved at bruge en CPU med flere kerner. Flere kerner kan imidlertid være en stor fordel, hvis man kører flere krævende programmer på sin computer samtidig, da programmerne kan deles ud over kernerne.

AMD var først på markedet med en 2-kernet processor, som hed Athlon X2. Intel lavede derefter deres Pentium D processor. I dag ser man CPU'er med mere end 22 kerner i servermiljøer.

Pipelining

I dag benytter de fleste CPU'er instruktionspipelining, der betyder, at en CPU kan starte en ny instruktion hver cyklus. Visse CPU'er kan have 10-20 instruktioner i gang samtidigt.

Single Instruction Multiple Data (SIMD)

Nogle CPU'er understøtter også SIMD – vektor processering. Hos Intel Pentium 4 hedder det MMX/SSE/SSE2, og i Motorola's G4 hedder det AltiVec Velocity Engine.

Både pipelining og SIMD gør CPU-hastigheden potentielt hurtigere, men pipelining kræver, at oversættere (eng. compiler) flytter rundt på instruktionsrækkefølgen, så de bliver optimeret til pipelining. For at SIMD skal udføre programmer hurtigere, er det nødvendigt at optimere dem til det.

CPU-arkitekturer

Hoved-CPU-arkitekturen i en PC eller et indlejret system afgør almindeligvis også, hvilke styresystemer (eng. Operativ System, OS) der kan anvendes:

Intel x86, Intel Pentium.
AMD x86, AMD K5, K6. Anvendes i PC, som f.eks. kan køre DOS, Microsoft Windows eller en Unix variant: Linux, FreeBSD og OpenBSD.
Motorola, IBM PowerPC G3, G4, G5. Anvendes i IBM's CHRP. Apple Macintosh kan f.eks. køre Apple Mac OS X (FreeBSD- og MACH-baseret).
SUN Sparc, UltraSparc. Anvendes i PC som f.eks. kan køre SUN Solaris.
Acorn (nu Intel) ARM, StrongARM.
Intel Xscale (ARM baseret).
Transmeta
- Crusoe. Crusoe processoren kan effektivt simulere en x86 processor.
- Efficeon. Transmeta.com: Efficeon, Efficeon CPU Chosen by HP for Blade PC

Eksterne henvisninger

Noter

^ Kuck, David L., "Structure of Computers and Computations, Vol 1", John Wiley & Sons, Inc. 1978

[1] Kuck, David L., "Structure of Computers and Computations, Vol 1", John Wiley & Sons, Inc. 1978

[1]

@@ Linje 1: / Linje 1: @@
 [[Fil:Pentium4 northwood.png|thumb|250px|En Intel Pentium 4 CPU]]
-'''Central Processing Unit''' forkortes næsten altid til '''CPU'''. Kaldes også en '''centralenhed''' eller blot en '''processor'''. Den er så lille, at den kan være i en [[Mikrochip|chip]], kaldes den for en [[mikroprocessor]].
+'''Central Processing Unit''' (forkortet "'''CPU")''', også kaldet [[centralenhed]] eller i daglig tale blot [[processor]]. Historisk set er CPU'en en separat enhed, men i dag bruges begrebet til at betegne hele [[Mikroprocessor|mikroprocessorer]], hvori CPU'en er den centrale regneenhed<ref>Kuck, David L., "''Structure of Computers and Computations, Vol 1",'' John Wiley & Sons, Inc. 1978</ref>. CPU'ernforetager størstedelen af beregningerne i en computer (fx en PC eller et indlejret system).
-CPU'en er den centrale regneenhed i en [[computer]], og den omtales af mange som computerens [[hjerne]]. Det var CPU'en, der foretog alle beregningerne, indtil grafikkort omkring årtusindskiftet blev programmerbare.<ref>[http://www.version2.dk/artikel/er-cpuen-langsom-brug-grafikkortet-og-regn-50-gange-hurtigere-47949 Aarhusiansk forsker flytter dine beregninger fra CPU til GPU - og 50-dobler hastigheden] - Torsdag, d. 27. september 2012 - 6:29</ref> En computer kan f.eks. være en [[Personlig Computer|PC]] eller et [[indlejret system]].
 Der findes forskellige typer af CPU'er. De mest kendte i [[Personlig Computer|personlige computere]] er fra [[Intel]], [[AMD]], [[Sun]], [[Motorola]] og [[Transmeta]]. Det ses ofte, at man sætter flere CPU'er sammen i en computer ([[SMP]]) for at opnå større regnekraft.
+CPU'ers "hastighed" angives med SI-enheden for frekvens [[Hertz]] (Hz) til at betegne hvor mange regnecyklusser de kan gennemfører per sekund. Fra 1970'eren og indtil årtusindskiftet blev CPU-frekvenser angivet i megahertz og siden i gigahertz.
-Når en CPU's hastighed skal betegnes, nævnes dens interne regnehastighed i [[Hertz|Hz]] ([[Megahertz|MHz]] og [[Gigahertz|GHz]]). Dette afspejler ikke direkte, hvor mange beregninger per sekund en CPU kan udføre. I "gamle dage" kunne en CPU normalt udføre: beregninger per sekund = Hz divideret med cyklusser per instruktion og det er almindeligt med 2-200 cyklusser per instruktion. Se også [[CPU Benchmark]] [[CPU Benchmark|FLOPS]], [[CPU Benchmark|MIPS]] og [[CPU Benchmark|BogoMips]].
-== Flere kerner ==
+== Kerner ==
 {{Uddybende|Flerkerne-processor}}
 Kernen i CPU'en er der, hvor beregningerne foretages, og det er almindeligt, at producenterne indlægger flere kerner i en CPU. Designet af hver kerne er identisk, og de kan foretage samme type beregninger med samme hastighed. At [[producere]] en processor med flere kerner letter designomkostningerne betydeligt, da man, i stedet for at designe en dobbelt så stor og effektiv kerne, kan nøjes med at anvende flere af samme arkitektur og lade dem udføre beregningerne sideløbende. At udnytte en CPU med flere kerner stiller krav til de [[Computerprogram|programmer]], man kører på computeren, da programmerne skal [[Optimering (datalogi)|optimeres]] til at sprede de nødvendige beregninger ud over alle kernerne. Mange programmer er begrænset til kun at udnytte en kerne, og derfor kan ydedelsesforbedringerne for et enkelt program være minimale ved at bruge en CPU med flere kerner. Flere kerner kan imidlertid være en stor fordel, hvis man kører flere krævende programmer på sin computer samtidig, da programmerne kan deles ud over kernerne.