Aujourd’hui, l’utilisation des ordinateurs est si répandue que de nombreuses fois nous oublions, ou laissons de côté, connaissons pleinement chacun des composants qui rendent possible le fonctionnement de ces merveilles de technologie.
Dans cet article, nous vous informerons de tout ce qui concerne le microprocesseur , un composant sans lequel il serait impossible de réaliser tout ce que vous pouvez faire avec votre ordinateur. Tout cela, vous le comprendrez en vous plongeant dans la lecture de notre livraison aujourd’hui, en passant par des aspects tels que les fonctions du microprocesseur, ses utilisations dans l’informatique et le fonctionnalités plus importantes qui l’accompagnent.
De même, vous découvrirez leur histoire et évolution , en plus de connaître chronologiquement la sortie de certains des microprocesseurs qui ont laissé leur marque dans le monde de l’informatique.
Qu’est-ce qu’un microprocesseur et à quoi sert-il en informatique?
Table des matières
La façon la plus courante de conceptualiser le microprocesseur est de le désigner comme le cerveau de l’ordinateur. Cela nous donne une idée claire de son importance vitale dans le fonctionnement de l’ordinateur, car sans lui, il serait impossible d’effectuer la plupart des opérations qui se produisent sur l’ordinateur.
Communément appelé processeur, il est intégré à la carte mère de l’ordinateur, en passant par toutes les opérations arithmétiques et / ou logiques simples, y compris la logique binaire et l’accès à la mémoire. De cette façon, permet d’exécuter des programmes , qui vont d’un système d’exploitation particulier aux applications utilisateur via le logiciel.
De même, il faut savoir qu’un microprocesseur peut être composé par des centaines de milliers de circuits intégrés au sein d’une puce ou d’une puce de silicium. Cette puce est couplée à la carte mère du processeur via un socket en conjonction avec un système anti-chauffage, qui est composé d’un ventilateur interne et de matériaux spécialement conçus pour dissiper la chaleur.
À ce stade, nous devons nous arrêter à la méthode de fabrication d’un processeur, qui provient d’un processus simple. Tout commence par l’extraction du silicium du sable contenant du quartz en quantité suffisante pour qu’il réponde aux exigences d’optimisation sans équivoque du produit final.
En ce qui concerne les performances des microprocesseurs, nous devons souligner que bien qu’il n’y ait pas de métrique établie à cet effet, il est possible d’affirmer que tout sera basé sur les exigences auxquelles ils peuvent être soumis selon l’équipement où ils sont installés.
Quelles sont les principales fonctions d’un microprocesseur dans un ordinateur?
Avant d’aborder directement les principales fonctions que le microprocesseur est capable d’exécuter sur les ordinateurs, il est important de montrer qu’aujourd’hui est de loin le produit de l’industrie technologique la plus utilisée par tous dans le monde. En effet, il est nécessaire dans le fonctionnement d’une large gamme d’appareils de tous les jours .
Son fonctionnement s’arrête pour une synchronisation d’étape parfaite , afin que tout se passe comme prévu dans sa conception. C’est grâce à une horloge qui coordonne tout ce qui se développe dans les blocs fonctionnels.
Pour illustrer un peu plus le processus, nous vous dirons que le microprocesseur est connecté à un circuit PLL haute performance qui l’aide à exécuter les instructions stockées sous forme de figures binaires dans sa mémoire principale .
Le processus commence par la réception de l’instruction , son décodage et la recherche de programmes compatibles pour exécuter la commande; Ceci fait, procède à l’analyse des données fournies; et, enfin, il nous montre les résultats finaux de l’ensemble du processus avant de passer à l’ordre suivant, dans un temps mesuré en fractions de seconde .
Quelles sont les caractéristiques les plus importantes qui définissent un microprocesseur?
Pour parler des caractéristiques communes à tous les microprocesseurs, il faut le faire en décrivant une partie de son architecture . Ainsi, pour remplir pleinement son fonctionnement, chaque partie doit répondre à des caractéristiques particulières.
Nous les présentons ici plus en détail:
- Encapsulé : il s’agit de la chemise ou de la housse qui protège la tablette en silicone dans laquelle le petit appareil a été fabriqué. Cela garantit qu’il est exempt de particules de saleté et d’oxydation de l’oxygène.
- Cache : cette partie du microprocesseur est chargée de stocker les données qui peuvent être utilisées pour manière immédiate sans avoir à aller à la RAM , de sorte que les temps de réponse soient réduits entre une instruction et la suivante. Cela lui confère des propriétés de mémoire ultrarapides.
- Coprocesseur mathématique : Nous pourrions le définir comme le cerveau du processeur, puisque dans cette section des calculs mathématiques sont effectués. Il agit comme une unité à virgule flottante.
- Enregistrements : C’est une sorte de petite mémoire composée de deux groupes qui totalisent 32 enregistrements, chaque groupe étant dédié au contrôle de fonctions spécifiques au sein du microprocesseur L’un des groupes a été conçu pour empêcher le processeur de devenir hors de contrôle de manière autonome; tandis qu’un autre sert à aider le CPU dans certaines tâches.
- Mémoire : c’est la partie vers laquelle l’appareil est dirigé lorsqu’il reçoit une instruction, car c’est là que les programmes et leurs données sont stockés.
- Ports : ils sont chargés de maintenir un lien constant et coordonné entre tous les autres composants informatiques. En d’autres termes, ce sont eux qui mettent en action les différents circuits et autres parties du système au moment où ils sont requis.
Histoire et évolution du microprocesseur Quand et qui les a inventés?
S’il convient de préciser que le microprocesseur dérive de technologies qui ont commencé vers les années 1950, comme l’informatique et le domaine des semi-conducteurs, il est également bon de noter que sa naissance date de 1971 < / fort>. C’est cette année-là que la fusion des technologies précédentes a abouti au semi tel que nous les connaissons aujourd’hui.
Marcian E. Hoff , qui travaillait actuellement pour la société Intel, est considéré comme le père de cette grande invention, qui est sans aucun doute venue révolutionner le monde de l’informatique et devenir un outil indispensable pour de nombreuses tâches dans la vie moderne.
Il convient également de noter que l’ingénieur Hoff a eu la collaboration de ses collègues Federico Faggin, Stanley Mazor et Masatoshi Shima , que l’histoire reconnaît comme co-inventeurs. Cependant, il doit être clair que la paternité de l’invention a toujours été attribuée à Hoff, puisque c’est lui qui a présenté la proposition en 1969.
L’invention est devenue l’Intel 4004 4 bits, le premier microprocesseur commercial. Il s’agissait d’un processeur programmable, assemblé avec 2 300 transistors dans une seule capsule, qui a rapidement cessé d’être suffisant pour répondre aux exigences que les progrès informatiques commençaient à exiger.
Bien sûr, ce qui précède a entraîné en conséquence la recherche d’améliorations dans la conception et les capacités, avec lesquelles le microprocesseur a commencé son évolution jusqu’aux développements étonnants que nous connaissons aujourd’hui. Mais nous développerons ce sujet plus en détail dans la section suivante.
Chronologie des microprocesseurs les plus importants de l’histoire de l’informatique
Dans cette partie, nous vous laisserons un échantillon des processeurs qui ont marqué une étape importante dans l’évolution imparable des microprocesseurs, qui ont actuellement pu réduire leur échelle d’intégration, dans les micro débuts, jusqu’à nanométrique :
Intel 4004
Comme nous l’avons dit précédemment, il s’agit du premier microprocesseur commercialisé dans le monde. Il a pu adresser 4096 emplacements, avec sa mémoire 4 bits. Son architecture lui a permis d’effectuer jusqu’à un maximum de 60 000 opérations par seconde , grâce au fait qu’il pouvait fonctionner à une fréquence d’horloge d’environ 700 KHz.
L’une de ses limites, qui a finalement conduit de manière décisive à la recherche d’améliorations du système, était que ne pouvait gérer qu’un ensemble de 45 instructions différentes . Cela ne lui a pas permis d’assister à trop de candidatures, donc il n’était initialement utilisé que dans des applications aux ressources limitées.
Intel 8008
Présenté au milieu de 1972, le 8008 était destiné à être utilisé efficacement dans les terminaux informatiques. Dans sa petite capsule ont été intégrés les 3300 transistors , ce qui nous donne une idée des progrès réalisés pour l’instant.
Il convient de noter qu’il a inauguré l’ère des microprocesseurs 8 bits, qui ont permis d’étendre la mémoire jusqu’à 16 Ko. De cette façon, il a pu traiter jusqu’à 48 instructions supplémentaires , à des fréquences d’horloge allant jusqu’à 800 KHz.
Intel 8080
Il est apparu en 1973 et était destiné à d’innombrables utilisations. Bien qu’il s’agisse encore d’un microprocesseur 8 bits, les développeurs ont réussi à gérer une plus grande quantité de mémoire. De cette façon, il a pu exécuter les instructions en un temps 10 fois moins que son prédécesseur.
De plus, le 8080 a été une étape importante pour atteindre l’interconnexion avec la plupart des composants standard du type TTL, ceci grâce à la compatibilité de ce microprocesseur avec cette logique de calcul.
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SC / MP
Présenté en 1974 par la société National Semiconductor , il est rapidement devenu très populaire grâce à son faible coût. Il était équipé d’un bus de données 8 bits en combinaison avec un bus d’adresse 16 bits.
Une autre raison de sa grande acceptation tient au fait que les bus libérés pourraient être partagés par plusieurs processeurs simultanément, étant les premiers à disposer de cette fonctionnalité.
Motorola 6800
Afin de ne pas prendre de retard dans la carrière des développements informatiques, la société Motorola a présenté en 1975 cette proposition, qui a été incorporée dans un nombre important des premiers micro-ordinateurs qui commençaient déjà à être vus dans ces années à partir du milieu des années 70.
Il a marqué une étape importante dans l’évolution des microprocesseurs, car il a été le premier à être équipé d’un registre d’index . De là, plusieurs des microprocesseurs les plus reconnus de cette marque ont été dérivés.
Intel 8086
Premier microprocesseur 16 bits, le 8086 est arrivé sur le marché en 1978 et a sans aucun doute signifié une avancée gigantesque dans le monde de l’informatique. Ses 29 000 transistors vous permettent d’exécuter les instructions en seulement 400 nanosecondes . Il a été le premier capable d’exécuter 1 Mo de mémoire.
Au moment de son lancement, les applications capables de fonctionner en 16 bits étaient pratiquement inexistantes, le constructeur a donc été contraint de présenter son modèle 8088 , avec l’idée de maintenir sa part de marché .
Intel 80386
Ici, nous parlons déjà d’un microprocesseur 32 bits , commercialisé au milieu des années 80. Parce qu’il avait 275 000 transistors, il pouvait atteindre des vitesses de 33 MHz. Son espace mémoire était de 4 Go .
Parmi ses innovations, la simplification de la mise en œuvre de systèmes d’exploitation qui nécessitent de la mémoire virtuelle, ceci grâce à l’unité de transfert de page intégrée à cette puce.
DEC Alpha (AXP)
Sans aucun doute, une révolution dans l’univers des microprocesseurs a été équipée d’un ensemble d’instructions RISC d’une capacité de 64 bits , spécifiquement dédié au calcul de virgule flottante. À partir de ce moment, les ordinateurs ont pu représenter plus efficacement les nombres réels .
Il convient également de noter qu’après leur apparition, en 1992 , les microprocesseurs ont commencé à être conçus pour fonctionner sur des enregistrements , de sorte que la RAM n’était déjà nécessaire pour les instructions de chargement et de stockage.
Intel Pentium
Il s’agit d’un microprocesseur 64 bits , qui a fait sa présentation en 1993. Avant de quitter DEC Alpha en 1992, le Pentium est devenu plus populaire car il était beaucoup moins cher que son rival . Dans la fabrication de chaque unité, 3 100 000 transistors ont été utilisés pour une capacité de mémoire de 4 Go et une fréquence de travail de 66 MHz.
Pentium a sans aucun doute marqué le temps dans la sphère technologique, étant un nom largement utilisé dans le spectre informatique. Il existe de nombreux développements basés sur votre bus de données 64 bits.
Bien que ceux que nous vous avons présentés ont marqué un avant et après dans l’évolution imparable des microprocesseurs, il y en a eu et continuerons à en laisser d’autres de plus en plus étonnants chaque jour, avec ce que nous avons en ce moment avec une quantité et une variété d’entre eux pour des utilisations dans différents domaines.