מבנה מעבד

 המעבד מורכב ממספר פסים המאפשרים את התקשורת בינו לבין שאר התקני המחשב.

פס (Bus) - מסלול משותף להזרמת אותות חשמליים בין רכיבים שונים על לוח המחשב וכרטיסי ההרחבה המקשרים ביניהם.

במחשב קיימים 3 סוגי פסים עיקריים:

  • פס נתונים (Data Bus) - מסלול העברת הנתונים.
  • פס מענים (Address Bus) - משמש לגישה לנתונים ולהעברת מיקום הנתונים בזיכרון.
  • פס בקרה ותזמון (Control Bus) - קווים אלה עוסקים בסנכרון פעולת היע"מ עם הרכיבים האחרים במחשב.

 היע"מ הוא החלק החשוב ביותר במחשב. היע"מ אחראי על כל האירועים המתרחשים במחשב. הוא שולט על כל ההתקנים הפנימיים והחיצונים ומבצע חישובים מתמטיים ולוגיים.

הפעולות שהיע"מ מבצע נקראות "אוסף הוראות" (Instruction Set) הם קובעים את שפת היע"מ. ככל שמקבץ ההוראות מסובך יותר היע"מ עובד לאט יותר. קיימות שתי משפחות עיקריות של ארכיטקטורות:

(Reduced Instruction Set Computer) RISC

(Complex Instruction Set Computer) CISC

אנו נדון רק במחשבי PC, כלומר בארכיטקטורת CISC.

יע"מים נבדלים זה מזה במקבץ ההוראות שלהם. אם תוכנה רצה על שני מחשבים שונים זה אומר שהם תואמים (לדוגמה: Amd , Intel ,cyrix - כולם תואמי IBM). תוכנה שרצה על מחשב תואם IBM לא תוכל לרוץ על Apple/Mac כיוון שמקבץ ההוראות שלהם שונה.

 מדמי יע"מ (CPU Emulators)

ישנה דרך לעקוף את מגבלת אוסף ההוראות. כיום קיימות תוכנות החקייה (Emulation) המאפשרות ליע"מ מסוג אחד לפעול כי"עמ מסוג אחר. לדוגמה, למחשבי Apple/Mac יש תוכנת אמולציה הנקראת SoftPC ומאפשרת להריץ תוכנות המיועדות לתואמי IBM.

חשוב לציין שהרצת תוכנת אמולציה מאיטה בצורה משמעותית את מהירות היע"מ ולכן את מהירות העבודה של המחשב בכלל.

שתי התכונות העיקריות של יע"מ הן:

  1. קצב מחזורי שעון
  2. רוחב מילה

רוחב מילה הוא מספר הסיביות שהיע"מ מעבד בו-זמנית. לדוגמה, במחשבי 8088, רוחב המילה היה 8 סיביות. במחשבי 8086 רוחב המילה גדל ל-16 סיביות. ב-80486 רוחב המילה עלה ל-32 סיביות והיום רוחב המילה עומד על 64 סיביות .

 טכנולוגית יע"מים

היע"מ משתמש בטכנולוגית CMOS עם טרנזיסטורים שהולכים וקטנים בהתמדה. התוצאה היא:

פיסה – החלק הקטן בתוך רכיב היע"מ המכיל בתוכו את הטרנזיסטורים.

1)        גודל הפיסה קטן בהדרגה.

2)        הפיסה מכילה יותר ויותר טרנזיסטורים.

3)        צריכת האנרגיה קטנה.

4)        תדר השעון עולה.

CPUיע"מ   -  

רוחב ערוץ

(טכנולוגיית ייצור)

מספר הטרנזיסטורים

גודל הפיסה

486

1.0 micron

1,200,000

79 mm2

Intel Pentium

0.5 micron

3,100,000

161 mm2

Cyrix 6X86

0.5 micron

3,100,000

392 mm2

Intel Pentium MMX

0.35 micron

5,500,000

128 mm2

AMD K6

0.25 micron

8,000,000

68 mm2

Intel Pentium II

0.35 micron
0.25 micron

7,500,000

131 mm2

Intel Celeron

0.25 micron

7,500,000

131 mm2

155 mm2

Cyrix MII

0.25 micron

6,500,000

119 mm2

IDT

WinChip 2 3D

0.25 micron

6,000,000

88 mm2

AMD K6-2

0.25 micron

9,300,000

81 mm2

AMD K6-3

0.25 micron

?

118 mm2

AMD ATHLON

0.25 micron

22,000,000

184 mm2

Intel Pentium III CuMine

0.18 micron

28,000,000

106 mm2

AMD ATHLON "Thunderbird"

0.18 micron

37,000,000
(22 mil. + 15 mil.)

117 mm2

Intel Pentium 4

0.18 micron

42,000,000

217 mm2

 חוק  Moore

היע"מים מכפילים את מהירות העבודה שלהם כל 18 חודשים. דבר זה נקרא חוק מור. ב-1965 קבע גורדון מוּר (Gordon Moore) חוק זה ובשלושים ומשהו שנה האחרונות, חוק זה התקיים.


אתר חומרת המחשבים
עבור לעמוד הבא עבור אל מפת האתר עבור אל מסך הפתיחה עבור אל עמוד הבית עבור לעמוד הקודם עבור אל ראש העמוד