Процессор, он же в простонародье "камень", все потому что он состоит почти целеком из кремния - минировала, который чаще встречается нам в виде песка.
Эксперты от уфологии на полном серьезе доказывают, что отсчет компьютерной эры надлежит вести с 1949 г., когда в небе над Нью-Мексико сошла с рельсов и грохнулась на землю знаменитая «летающая тарелка». Якобы, именно при потрошении остатков оной и были найдены те загадочные детальки, которые позднее превратились благодаря шаловливым ручонкам инженеров из Intel в первые микропроцессоры. Следует, правда, признать, что земные ученые отлично замаскировались: поначалу, для отвода глаз, им пришлось изобрести транзисторы, затем — интегральные схемы. А уже потом, выждав почти четверть века, явить народу его величество микропроцессор!
Допустим, так оно и было. И инопланетяне были (вскрытие их тел даже вроде бы было запечатлено на кинопленку, и сегодня соответствующий фильм продается едва ли не в каждом киоске), и инопланетные же процессоры. Правда, трудно представить себе НЛО, чьим управлением заведуют устройства, аналогичные первым процессорам Intel-4004. Но, может быть, поэтому и грохнулась тарелочка.
В 1970 г. мудрый доктор Хофф (американцы несколько фамильярно зовут его Тэдом, но нам не помешает знать полное имя — Маршиан Эдвард Хофф) с командой инженеров из Intel сконструировал первый микропроцессор. Во всяком случае, так принято считать — хотя в действительности еще в 1968 г. инженеры Рэй Холт и Стив Геллер создали подобную универсальную микросхему SLF для бортового компьютера истребителя F-14. Но их разработка так и осталась в хищных когтях ястребов из Пентагона, в то время как детище Intel ждала иная судьба.
Изначально процессор 4004 предназначался для микрокалькуляторов и был изготовлен по заказу японской компании Busicom. Правда, ввиду финансовых трудностей от выпуска калькулятора на основе микропроцессора японцы отказались, и разработка перешла в собственность не ожидавшей такого счастья Intel! Появление микропроцессоров изменило весь рынок микроэлектроники, и именно они способствовали появлению тех самых компьютеров, с которыми мы работаем сегодня!
Парадоксально, но практически сразу после появления микропроцессоров Intel утратила майку лидера в этой области: в брюшке первых персональных компьютеров, обжились «камешки» производства не Intel, а ее многочисленных конкурентов! Прежде всего Zilog и Motorola — именно эти компании были подлинными королями процессорного рынка 70-х. В частности, на мотороловском процессоре работал знаменитый «Альтаир», сбивший с пути истинного юного Билла Гейтса.
Сама же Intel тоже получила шанс урвать свой кусок от пирога — но на этот раз синяя птица пролетела мимо руководства корпорации незамеченной. Однажды в дверь кабинета Гордона Мура, президента Intel, робко поскребся один из сотрудников. И, заикаясь от волнения, предложил шефу сварганить на основе ставшего популярным камешка недорогой компьютер. Совсем маленький — чтобы на столе помещался!
Первый процессор работал на частоте всего 750 кГц. Сегодняшние процессоры от Intel быстрее своего прародителя более чем в десять тысяч раз, а любой домашний компьютер обладает мощностью и «сообразительностью» во много раз большей, чем компьютер, управлявший полетом космического корабля «Аполлон» к Луне.
И еще процессор в компьютере не один: собственным процессором снабжена видеоплата, звуковая плата, множество внешних устройств (к примеру, принтер). Часто по производительности эти микросхемы могут поспорить с Центральным Процессором. Но все они являются узкими специалистами, каждый отвечат за "свое дело".
Любой современный процессор состоит из сотен миллионов отдельных электронных переключателей-транзисторов, соединенных между собой по специальной схеме.
Для изготовления используется выращенный по специальной технологии кристалл кремния, в который внесены специальные добавки. После изготовления пластину покрывают тонким слоем диэлектрика — оксида кремния, который в свою очередь покрывается светочувствительным лаком с особыми свойствами — фоторезистом. Затем на этот лак, как на обычную фотопленку, переносится со специального фотошаблона схема будущего процессора. Во время экспонирования (засветки с помощью ультрафиолетовых лучей) фоторезист изменяет свои свойства: в зависимости от его типа засвеченные (или наоборот, не засвеченные) участки образуют устойчивый к внешним воздействиям защитный слой. Лак на незащищенных участках впоследствии протравливается, а в образовавшиеся «раны» на теле пластины добавляются специальные примеси, проникающие в кристаллическую решетку кремния. Одним слоем дело не ограничивается.
С логической точки зрения процессор состоит из множества обрабатывающих информацию ячеек. Хранить такая ячейка может от 1 до 8 байт информации (комбинация из двух байтов иначе называется «машинным словом»). Впрочем, далеко не все регистры заняты обработкой данных: часть из них, так называемые «адресные» и «сегментные» регистры, занимаются «пропиской» данных в ячейках памяти, другие регистры отвечают за самодиагностику процессора.
Для того чтобы объяснить взаимодействие процессора с программной начинко, попробуем представить себе компьютер в виде большой кухни, где есть повар, плита и продукты, из которых готовятся блюда. Задачи программы (которая в этой кухне работает поваром) — подготовить данные (продукты) для кулинарной обработки на плите-процессоре. Подобно тому, как повар шинкует и нарезает кубиками овощи, программа переводит данные на язык понятных процессору инструкций. Один большой процесс, будь то сложение двух чисел или воспроизведение музыкальной композиции, разбивается на множество кусочков-операций. На уровне процессора это выглядит просто :«считать информацию, проживающую в памяти по такому-то адресу, переместить ее в такой-то регистр». Каждый кусочек информации проходит через своеобразный конвейер, где каждый «рабочий» выполняет только одну простую операцию.
Впрочем, один процессор, каким бы могучим он не был, с обработкой информации справиться не в состоянии: для этого ему нужно общаться со множеством других компьютерных устройств: жестким диском, оперативной памятью и т. д. Для этого в компьютере существует специальная скоростная магистраль, по которой данные передаются к процессору и обратно — она называется «шиной».
Когда речь заходит о покупке нового компьютера, то первым делом мы смотрим именно на процессор: от его выбора зависит очень и очень многое! А выбор этот сделать порой не просто: сегодня на рынке можно найти десятки моделей процессоров. И у каждого из них есть свои особенности и отличия в скорости, архитектуре. И, конечно, в цене.