Što je CPU? CPU ili središnja procesorska jedinica^{(Central Processing Unit)} je mozak računala koji krcka brojeve. Sve što računalo radi, od igranja videoigara^{(video games)} do pomoći pri pisanju eseja, raščlanjeno je na skup matematičkih uputa. CPU preuzima te upute i izvršava ih. 

Pojedinosti o tome kako to radi su, naravno, puno^{(much )} kompliciranije od tog jednostavnog objašnjenja. Najvažnija stvar koju trebate znati je da je CPU glavni matematički motor računala.

(Izuzetno) kratka povijest CPU-a^{(The (Extremely) Short History Of CPUs)}

Povijest računalstva duga je i složena. Također seže dalje u povijest od digitalne tehnologije, elektronike ili čak električne energije. Abakus je vrsta procesora. Kao i mehanički kalkulatori. Velika razlika je u tome što ovi strojevi mogu obaviti samo jedan ili nekoliko matematičkih zadataka. Oni nisu procesori opće namjene^{(general purpose)} , za što je primjer moderni CPU .

Ono što CPU čini uređajem za računanje opće namjene je korištenje logike. Nikola Tesla je 1903. patentirao električne krugove poznate kao kapije i prekidači. Koristeći ove sklopove, mogli biste izgraditi uređaje koji izvode logičke operacije, gdje biste mogli natjerati stroj da djeluje pod određenim uvjetima. 

Sredinom do kasnih 1940-ih William Shockley , John Bardeen i Walter Brattain izumili su i patentirali uređaj nazvan tranzistor, dok su radili u Bell Laboratories . Tranzistor je osnovni građevni blok CPU -a . Tranzistori su relativno male komponente računala. Tranzistor je toliko važan izum da su trojica izumitelja za njega dobili Nobelovu nagradu^{(Nobel Prize)} .

U kasnim 1950-ima, Robert Noyce i Jack Kilby otišli su jedan veliki korak dalje i stvorili prvi radni integrirani krug^{(integrated circuit)} . Integrirani sklop je skup elektroničkih sklopova integriranih u jedan komad poluvodičkog materijala. U većini slučajeva taj materijal je silicij. To je ono što ljudi misle kada kažu "mikročip". 

CPU se sastoji od jednog ili više mikročipova. Ovo je važan izum jer se milijarde tranzistora mogu upakirati u jedan CPU . Time se stvaraju nevjerojatno moćni matematički motori.

Koristeći izume logičkih vrata, tranzistora i integriranih sklopova, cijeli je svijet promijenjen. Mikročipovi su danas u svemu, a ne samo u vašem računalu. A procesori^(CPUs) su najnapredniji mikročipovi opće namjene koje možemo napraviti.

Kako rade procesori?^{(How Do CPUs Work?)}

Cijeli princip CPU - a temelji se na binarnom kodu^{(binary code)} . Ljudska bića imaju tendenciju predstavljati brojeve koristeći sustav koji se naziva baza 10^{(base 10)} ili decimalni sustav. Vrijednosti mjesta svake znamenke u broju rastu za faktor deset. Dakle, "111" sadrži sto, deset i jedan.

Računala i njihovi procesori^(CPUs) uopće ne mogu razumjeti bazu 10. Tranzistori rade na principu da su uključeni ili isključeni. Što znači da logička vrata koja sagradite od njih također mogu raditi samo s ova dva stanja. To je razlog zašto, u osnovi, procesori^(CPUs) rade na binarnom kodu^{(binary code)} . Ovaj brojevni sustav ima različite vrijednosti mjesta. Umjesto da su 1, 10, 100, 1000 i tako dalje, vrijednosti mjesta su 1,2,4,8,16,32,64,128 i tako dalje. 

Dakle, u binarnom obliku “111” bi bilo 7 u decimalnim brojevima budući da zbrojite 1,2 i 4 zajedno. Ako je bilo koji od brojeva nula, jednostavno ga preskočite i dodate mjesnu vrijednost sljedećeg 1. Na taj način možete izraziti bilo koju decimalnu vrijednost. Samo^(Just) imajte na umu da se binarni brojevi često čitaju s desna na lijevo, tako da bi vrijednost "1" bila krajnje desno.

Stavimo to u tablicu da bude kristalno jasno:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	0	0	0	0	0

Možete li vidjeti zašto se zbraja u decimalnom broju 7? Napravimo broj 23:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	1	0	0	0	0

Dakle, 111 je "7", ali "11101" je 23 jer je vrijednost petog mjesta u binarnoj verziji 16. Prilično^(Pretty) cool, zar ne? Na ovaj način možete izraziti bilo koji mogući broj koji se može zapisati decimalno. Što znači da računala izgrađena od tranzistora mogu raditi i s bilo kojim brojevima.

Kako se izrađuju procesori?

Proces proizvodnje modernih CPU-^(CPUs) a također je, kao što biste očekivali, prilično složen. Osnovni proces uključuje uzgoj velikih cilindara silicij kristala. Njegova poluvodička svojstva čine ga idealnim za izgradnju binarnog integriranog kruga.

Ovi veliki kristali su narezani na tanke oblatne. Oblatne se zatim "dopiraju" drugom kemikalijom kako bi se fino prilagodila njihova svojstva. Nano-sklop se zatim urezuje u površinu pločice pomoću svjetlosti pomoću procesa poznatog kao fotolitografija^{(photolithography)} .

Dizajn i performanse CPU-a

CPU-^(CPUs) ovi nisu svi jednaki. Prvi pravi predak modernog CPU -a , Intel 8086 , imao je oko 29 000 tranzistora u svom integriranom krugu. Danas procesor poput Intela^(Intel) i99900K ima nešto više od 1,7 milijardi^(billion) tranzistora. Što su logički sklopovi CPU -a gušći , to je složeniji i veći broj instrukcija koje može izvesti po ciklusu takta. 

Pričekaj^(Hang) , "ciklus sata"? Da, to je druga glavna komponenta performansi procesora^(CPU) . CPU radi na određenoj frekvenciji, sa svakim impulsom procesorskog^(CPU) takta obavlja se ciklus izračuna. Ako uzmete isti CPU i udvostručite njegovu brzinu, onda bi (u teoriji) trebao raditi dvostruko brže. 

Taj Intel 8086 iz 1978. radio je na 5Mhz kada je lansiran. To je pet milijuna taktnih ciklusa u sekundi. Intel i9-9900K^(Intel) ? Počinje na 3,6 Ghz . To je ^{(starts )}3600 ^{(Ghz.That 3600)} Mhz , s mogućnošću povećanja do 5000 Mhz kada je to moguće.

Kako bismo dodali još jedan problem performansama procesora^(CPU) , moderni procesori^(CPUs) zapravo sadrže više "jezgri". Svaka jezgra je zapravo neovisni CPU . Danas je tipično imati najmanje četiri takve jezgre, ali u posljednje vrijeme uobičajeno je da mainstream računala imaju šest ili osam jezgri. Vrhunska profesionalna računala mogu imati oko 100 CPU jezgri. 

Imati više jezgri znači da CPU može izvoditi više skupova instrukcija paralelno. Što znači da naša računala mogu raditi mnogo stvari odjednom bez problema. Neki procesori^(CPUs) imaju "višenitne" jezgre. Ove jezgre mogu same rješavati dva zasebna zadatka. U Intelovim CPU-^{(Intel CPUs)} ima to je označeno kao " hyperthreading ".

Dakle, ukupna izvedba CPU -a svodi se na kombinaciju:

• To je ukupan broj tranzistora i koliko je napredan dizajn njegovih logičkih sklopova
• Frekvencija sata^{(clock frequency)}
• Broj jezgri^{(number of cores)}
• Broj niti

Tu je, naravno, više od ove četiri glavne točke. Međutim, to su četiri glavna razloga za dobar rad CPU- a.

Uloga CPU - a^(Role) u vašem računalu^{(Your Computer)}

Posljednja stvar koju moramo pokriti je koji posao CPU igra u vašem računalu. To, uostalom, nije jedini mikročip integriranog kruga u vašem računalu. Na primjer, GPU^(GPUs) -ovi (jedinice za grafičku obradu) su često čak i gušće tranzistora od CPU -a .

Potrebno im je vlastito hlađenje i napajanje, kao i memorija. To je kao malo dodatno računalo! Isto se može reći i za čipove koji kontroliraju vaš zvuk, USB i promet na tvrdom disku. Pa zašto je CPU poseban? Ovo su glavni razlozi:

• Može obraditi BILO KOJU^(ANY) instrukciju, GPU radi samo određene vrste obrade
• Povezuje sve ostale komponente zajedno, gura i povlači podatke kako bi vaše računalo radilo
• CPU je u određenoj mjeri uključen u sav posao koji se od računala traži

Ukratko, CPU je najvažnija komponenta performansi opće namjene u vašem računalu. Nemojte^(Don) to uzimati zdravo za gotovo!

What Is a CPU & What Does It Do?

What is a CPU? The CPU or Central Processing Unit is the number-crunching brain of a computer. Everything a computer does, from playing video games to helping you write an essay, is broken down into a set of mathematical instructions. The CPU takes those instructions and executes them. 

The details of how it does this is, of course, much more complicated than that simple explanation. The most important thing you need to know is that the CPU is the main mathematical engine of a computer.

The (Extremely) Short History Of CPUs

The history of computing is long and complex. It also goes further back into history than digital technology, electronics or even electricity. An abacus is a sort of processor. So are mechanical calculators. The big difference is that these machines can only do one or a few mathematical tasks. They aren’t general purpose processors, which the modern CPU is an example of.

What makes a CPU a general purpose calculation device is the use of logic. In 1903 Nikola Tesla patented electrical circuits known as gates and switches. Using these circuits, you could build devices that perform logical operations, where you could have the machine act on certain conditions. 

In the mid- to late- 1940s William Shockley, John Bardeen and Walter Brattain invented and patented a device called a transistor, while working at Bell Laboratories. The transistor is the basic building block of a CPU. Transistors are relatively tiny computer components. The transistor is such an important invention that the three inventors were awarded a Nobel Prize for it.

In the late 1950s, Robert Noyce and Jack Kilby went one massive step further and created the first working integrated circuit. An integrated circuit is a set of electronic circuits integrated into a single piece of semiconductor material. In most cases, that material is silicon. This is what people mean when they say “microchip”. 

A CPU consists of one or more microchips. This is an important invention because billions of transistors can be packed into a single CPU. This creates incredibly powerful mathematical engines.

Using the inventions of logic gates, transistors and integrated circuits, the entire world has been changed. Microchips are in everything these days, not just your computer. And CPUs are the most advanced general-purpose microchips we can make.

How Do CPUs Work?

The entire principle of a CPU is based on binary code. Human beings tend to represent numbers using a system called base 10 or the decimal system. The place values of each digit in a number go up by a factor of ten. So “111” contains one hundred, ten and one.

Computers and their CPUs can’t understand base 10 at all. Transistors work on the principle of either being on or off. Which means the logic gates you build from them can also only work with these two states. This is why, fundamentally, CPUs run on binary code. This number system has different place values. Instead if 1, 10, 100, 1000 and so on, the place values are 1,2,4,8,16,32,64,128 and so on. 

So in binary “111” would be 7 in decimal numbers Since you add 1,2, and 4 together. If any of the numbers are a zero, you simply skip it and add the place value of the next 1. This way you can express any decimal value. Just note that binary numbers are often read from right to left, so the “1” place value would be at the far right.

Let’s put it in a table to make it crystal clear:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	0	0	0	0	0

Can you see why it adds up to the number 7 in decimal? Let’s do the number 23:

Binary Place Values	1	2	4	8	16	32	64	128	256
The decimal number 7 in binary	1	1	1	0	1	0	0	0	0

So 111 is “7”, but “11101” is 23 because the fifth place value in binary is 16. Pretty cool, right? You can express any possible number that can be written in decimal this way. Which means computers built from transistors can work with any numbers as well.

How Are CPUs Made?

The production process of modern CPUs is also, as you’d expect, pretty complex. The basic process involves growing large cylinders of silicon crystal. Its semiconductor properties make it ideal for building a binary integrated circuit.

These large crystals are sliced into thin wafers. The wafers are then “doped” with another chemical to fine tune its properties. The nano-scale circuitry is then etched into the wafer surface using light using a process known as photolithography.

CPU Design and Performance

CPUs are not all made equal. The first proper ancestor of the modern CPU, the Intel 8086, had about 29 000 transistors in its integrated circuit. Today, a processor like the Intel i99900K has just over 1.7 billion transistors. The denser the logic circuits of a CPU, the more complex and higher the number of instructions it can perform per clock cycle. 

Hang on, “clock cycle”? Yes, that’s the other major component of CPU performance. A CPU runs at a particular frequency, with each pulse of the CPU clock a cycle of calculations are done. If you take the same CPU and double it’s clock speed then (in theory) it should perform twice as fast. 

That 1978 Intel 8086 ran at 5Mhz when it was launched. That’s five million clock cycles per second. The Intel i9-9900K? It starts at 3.6 Ghz.That 3600 Mhz, with the option to ramp things up to 5000 Mhz when possible.

To add yet another wrinkle to CPU performance, modern CPUs actually contain multiple “cores”. Each core is actually an independent CPU itself. It’s typical to have at least four such cores these days, but lately the norm has been for mainstream computers to have six or eight cores. High end professional computers may have in the region of a 100 CPU cores. 

Having multiple cores means that the CPU can perform multiple sets of instructions in parallel. Which means our computers can do many things at once without issue. Some CPUs have “multithreaded” cores. These cores can themselves handle two separate tasks each. In Intel CPUs this is branded as “hyperthreading”.

So the total performance of a CPU comes down to a combination of:

• It’s total transistor count and how advanced the design of its logic circuits are
• The clock frequency
• The number of cores
• The number of threads

There is, of course, more to it than these four main points. However, those are the four main considerations for making a CPU perform well.

The Role of the CPU in Your Computer

The last thing we have to cover is what job the CPU plays in your computer. It is, after all, not the only integrated circuit microchip in your computer. For example, GPUs (graphics processing units) are often even more transistor-dense than a CPU.

They need their own cooling and power supply, as well as memory. It’s like a small extra computer! The same can be said for the chips that control your sound, USB and hard drive traffic. So why is the CPU special? These are the main reasons:

• It can process ANY instruction, a GPU only does certain types of processing
• It ties all the other components together, pushing and pulling data to make your computer work
• The CPU is involved with all work the computer is asked to do to some extent

In short, the CPU is the most important general-purpose performance component in your computer. Don’t take it for granted!

Related posts

• Zašto Ntoskrnl.Exe uzrokuje visok CPU i kako to popraviti

• Zašto Wsappx uzrokuje veliku upotrebu CPU-a i kako to popraviti

• Kako popraviti visoku potrošnju procesora audiodg.exe u sustavu Windows 11/10

• Zašto Dwm.exe uzrokuje veliku upotrebu CPU-a i kako to popraviti

• SD kartica se ne može čitati? Evo kako to popraviti

• Što učiniti ako ste zaboravili lozinku za Snapchat ili e-poštu

• Popravak planiranog zadatka koji se ne izvodi za .BAT datoteku

• POPRAVAK: Nesustavna greška diska ili diska u sustavu Windows

• POPRAVAK: Verizon Message+ se stalno zaustavlja ili ne radi

• Trebate li defragmentirati SSD?

• 21 CMD naredbe koje bi svi korisnici Windowsa trebali znati

• Kako popraviti tipke Windows tipkovnice koje prestanu raditi

• Aplikacija Outlook se ne sinkronizira? 13 popravaka za isprobavanje

• Gumb za pauzu na YouTubeu ne nestaje? 6 načina za popravak

• Što učiniti kada vaš drugi monitor nije otkriven

• Grafički upravljački program koji prikazuje Microsoftov osnovni adapter za zaslon? Kako to popraviti

• USB 3.0 portovi ne rade? Evo kako ih popraviti

• Trebam li kupiti ili izraditi računalo? 10 stvari koje treba uzeti u obzir

• 9 popravaka kada Xbox Party Chat ne radi

• WiFi se stalno prekida? Evo kako to popraviti