Hvad er en CPU? CPU'en eller Central Processing Unit er en computers tal-knasende hjerne. Alt, hvad en computer gør, lige fra at spille videospil^{(video games)} til at hjælpe dig med at skrive et essay, er opdelt i et sæt matematiske instruktioner. CPU'en tager^(CPU) disse instruktioner og udfører dem. 

Detaljerne om, hvordan den gør dette, er selvfølgelig meget^{(much )} mere kompliceret end den simple forklaring. Det vigtigste du skal vide er, at CPU'en^(CPU) er den vigtigste matematiske motor på en computer.

CPU'ernes (ekstremt) korte historie^{(The (Extremely) Short History Of CPUs)}

Computerhistorien er lang og kompleks. Det går også længere tilbage i historien end digital teknologi, elektronik eller endda elektricitet. En abacus er en slags processor. Det samme er mekaniske regnemaskiner. Den store forskel er, at disse maskiner kun kan udføre en eller nogle få matematiske opgaver. De er ikke processorer til generelle formål^{(general purpose)} , hvilket den moderne CPU er et eksempel på.

Det, der gør en CPU til en generel beregningsenhed, er brugen af ​​logik. I 1903 patenterede Nikola Tesla elektriske kredsløb kendt som porte og kontakter. Ved at bruge disse kredsløb kan du bygge enheder, der udfører logiske operationer, hvor du kan få maskinen til at handle på bestemte betingelser. 

I midten til slutningen af ​​1940'erne opfandt og patenterede William Shockley , John Bardeen og Walter Brattain en enhed kaldet en transistor, mens de arbejdede på ^{(Walter Brattain)}Bell Laboratories . Transistoren er den grundlæggende byggesten i en CPU . Transistorer er relativt små computerkomponenter. Transistoren er så vigtig en opfindelse, at de tre opfindere blev tildelt en Nobelpris^{(Nobel Prize)} for den.

I slutningen af ​​1950'erne gik Robert Noyce og Jack Kilby et massivt skridt videre og skabte det første fungerende integrerede kredsløb^{(integrated circuit)} . Et integreret kredsløb er et sæt elektroniske kredsløb integreret i et enkelt stykke halvledermateriale. I de fleste tilfælde er dette materiale silicium. Det er, hvad folk mener, når de siger "mikrochip". 

En CPU består af en eller flere mikrochips. Dette er en vigtig opfindelse, fordi milliarder af transistorer kan pakkes ind i en enkelt CPU . Dette skaber utrolig kraftfulde matematiske motorer.

Ved at bruge opfindelserne af logiske porte, transistorer og integrerede kredsløb er hele verden blevet ændret. Mikrochips er i alt i disse dage, ikke kun din computer. Og CPU'er^(CPUs) er de mest avancerede mikrochips til generelle formål, vi kan lave.

Hvordan fungerer CPU'er?^{(How Do CPUs Work?)}

Hele princippet om en CPU er baseret på binær kode^{(binary code)} . Mennesker har en tendens til at repræsentere tal ved hjælp af et system kaldet base 10 eller decimalsystemet. Pladsværdierne for hvert ciffer i et tal stiger med en faktor ti. Så "111" indeholder hundrede, ti og en.

Computere og deres CPU'er^(CPUs) kan slet ikke forstå base 10. Transistorer arbejder ud fra princippet om enten at være tændt eller slukket. Hvilket betyder, at de logiske porte, du bygger ud fra dem, også kun kan fungere med disse to tilstande. Dette er grunden til, at CPU'er^(CPUs) grundlæggende kører på binær kode^{(binary code)} . Dette talsystem har forskellige stedværdier. I stedet hvis 1, 10, 100, 1000 og så videre, er stedværdierne 1,2,4,8,16,32,64,128 og så videre. 

Så i binært vil "111" være 7 i decimaltal, da du lægger 1,2 og 4 sammen. Hvis nogen af ​​tallene er et nul, springer du blot over det og tilføjer pladsværdien for den næste 1. På denne måde kan du udtrykke enhver decimalværdi. Bare^(Just) bemærk, at binære tal ofte læses fra højre mod venstre, så "1"-pladsværdien ville være yderst til højre.

Lad os sætte det i en tabel for at gøre det krystalklart:

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

Kan du se, hvorfor det lægges op til tallet 7 i decimal? Lad os gøre tallet 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

Så 111 er "7", men "11101" er 23, fordi den femte plads værdi i binær er 16. Ret^(Pretty) cool, ikke? Du kan udtrykke ethvert muligt tal, der kan skrives med decimal på denne måde. Hvilket betyder, at computere bygget af transistorer også kan arbejde med alle tal.

Hvordan er CPU'er lavet?

Produktionsprocessen af ​​moderne CPU'er^(CPUs) er også, som du ville forvente, ret kompleks. Den grundlæggende proces involverer dyrkning af store cylindre af siliciumkrystal. Dens halvlederegenskaber gør den ideel til at bygge et binært integreret kredsløb.

Disse store krystaller er skåret i tynde skiver. Vaflerne "doteres" med et andet kemikalie for at finjustere dets egenskaber. Kredsløbet i nanoskala ætses derefter ind i waferoverfladen ved hjælp af lys ved hjælp af en proces kendt som fotolitografi^{(photolithography)} .

CPU design og ydeevne

CPU'er^(CPUs) er ikke alle lavet lige. Den første egentlige forfader til den moderne CPU , Intel 8086 , havde omkring 29.000 transistorer i sit integrerede kredsløb. I dag har en processor som Intel i99900K lidt over 1,7 milliarder^(billion) transistorer. Jo tættere en CPU 's logiske kredsløb er, jo mere komplekse og højere antal instruktioner kan den udføre pr. clock-cyklus. 

Vent^(Hang) , "ur cyklus"? Ja, det er den anden vigtige komponent i CPU- ydeevnen. En CPU kører ved en bestemt frekvens, med hver puls af CPU- uret udføres en cyklus af beregninger. Hvis du tager den samme CPU og fordobler dens clockhastighed, så burde den (i teorien) fungere dobbelt så hurtigt. 

Den Intel 8086 fra 1978 kørte ved 5Mhz, da den blev lanceret. Det er fem millioner urcyklusser i sekundet. Intel i9-9900K ? Den starter^{(starts )} ved 3,6 Ghz. At 3600 ^{(Ghz.That 3600)} Mhz , med mulighed for at rampe tingene op til 5000 Mhz , når det er muligt.

For at tilføje endnu en rynke til CPU- ydelsen indeholder moderne CPU'er^(CPUs) faktisk flere "kerner". Hver kerne er faktisk en uafhængig CPU selv. Det er typisk at have mindst fire sådanne kerner i disse dage, men på det seneste har normen været, at almindelige computere har seks eller otte kerner. Avancerede professionelle computere kan have omkring 100 CPU- kerner. 

At have flere kerner betyder, at CPU'en^(CPU) kan udføre flere sæt instruktioner parallelt. Hvilket betyder, at vores computere kan gøre mange ting på én gang uden problemer. Nogle CPU'er^(CPUs) har "multithreaded" kerner. Disse kerner kan selv håndtere to separate opgaver hver. I Intel CPU'er^{(Intel CPUs)} er dette mærket som " hyperthreading ".

Så den samlede ydeevne af en CPU kommer ned til en kombination af:

• Det er det samlede transistorantal og hvor avanceret designet af dets logiske kredsløb er
• Urfrekvensen^{(clock frequency)} _
• Antallet af kerner^{(number of cores)}
• Antallet af tråde

Der er selvfølgelig mere i det end disse fire hovedpunkter. Det er dog de fire vigtigste overvejelser for at få en CPU til at fungere godt.

CPU'ens ^(CPU)rolle^(Role) i din computer^{(Your Computer)} _

Den sidste ting vi skal dække er, hvilket job CPU'en^(CPU) spiller i din computer. Det er trods alt ikke den eneste integrerede kredsløbsmikrochip i din computer. For eksempel er GPU'er^(GPUs) (grafikbehandlingsenheder) ofte endnu mere transistor-tætte end en CPU .

De har brug for deres egen køling og strømforsyning samt hukommelse. Det er som en lille ekstra computer! Det samme kan siges om de chips, der styrer din lyd, USB og harddisktrafik. Så hvorfor er CPU'en^(CPU) speciel? Disse er hovedårsagerne:

• Den kan behandle ENHVER^(ANY) instruktion, en GPU udfører kun visse typer behandling
• Den binder alle de andre komponenter sammen, skubber og trækker data for at få din computer til at fungere
• CPU'en^(CPU) er involveret i alt arbejde, computeren bliver bedt om at udføre i et vist omfang

Kort sagt, CPU'en^(CPU) er den vigtigste generel ydelseskomponent i din computer. Tag^(Don) det ikke for givet!

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

• Hvorfor Ntoskrnl.Exe forårsager høj CPU, og hvordan man fikser det

• Hvorfor Wsappx forårsager højt CPU-forbrug, og hvordan man løser det

• Sådan rettes audiodg.exe høj CPU-brug på Windows 11/10

• Hvorfor Dwm.exe forårsager højt CPU-forbrug, og hvordan man fikser det

• Kan SD-kort ikke læses? Sådan løser du det

• Grafikdriver Viser Microsoft Basic Display Adapter? Sådan rettes det

• 21 CMD-kommandoer, som alle Windows-brugere bør kende

• Rette planlagt opgave vil ikke køre for .BAT-fil

• FIX: Adblock virker ikke på Crunchyroll

• Hvad skal du gøre, hvis du tror, ​​at din computer eller server er blevet inficeret med malware

• Hvad er en 503 Service Unavailable-fejl (og hvordan rettes den)

• 9 rettelser, når Microsoft Edge bliver ved med at gå ned

• FIX: Ikke-systemdisk eller diskfejl i Windows

• 10 Idéer til fejlfinding, når din Amazon Fire Stick ikke virker

• FIX: Bærbar computer vil ikke oprette forbindelse til Wi-Fi

• Ret "Instruktion ved refereret hukommelse kunne ikke læses"-fejl

• FIX: Verizon Message+ bliver ved med at stoppe eller ikke fungere

• Print Screen-knap virker ikke i Windows 10? Sådan rettes det

• Sådan rettes fejlen "Scratch Disks Are Full" i Photoshop

• Sådan løses problemer med Google Stadia Lag