Microprocesseur: de quoi s’agit-il, à quoi sert-il et quelles sont ses caractéristiques?

Aujourd’hui, l’utilisation des ordinateurs est si répandue que bien souvent nous oublions, ou mettons de côté, bien comprendre chacun des composants qui rendent possible le fonctionnement de ces merveilles de la technologie.

Dans cet article, nous allons vous présenter tout ce qui a à voir avec le microprocesseur , un composant sans lequel il serait impossible de réaliser tout ce que vous pouvez faire avec votre ordinateur. Vous comprendrez tout cela en vous plongeant dans la lecture de notre La livraison d’aujourd’hui, car nous allons parcourir des aspects tels que les fonctions du microprocesseur, ses utilisations en informatique et les caractéristiques les plus importantes qui l’accompagnent.

De même, vous y découvrirez des données sur son histoire et son évolution , en plus de connaître de manière chronologique la mise sur le marché de certains des microprocesseurs qui ont laissé leur empreinte dans le monde de l’informatique.

Qu’est-ce qu’un microprocesseur et à quoi sert-il en informatique?

La manière la plus courante de conceptualiser le microprocesseur est de l’appeler le cerveau de l’ordinateur. Cela nous donne une idée claire de son importance vitale dans le fonctionnement de l’ordinateur, car sans elle, il serait impossible d’ effectuer la plupart des opérations qui se produisent dans l’ordinateur.

Communément appelé processeur, il est intégré à la carte mère de l’ordinateur, en y passant toutes les opérations simples arithmétiques et / ou logiques, jusqu’à la logique binaire et les accès mémoire. De cette manière, il permet l’exécution de programmes , qui vont d’un système d’exploitation particulier aux applications utilisateur en passant par le logiciel.

De même, il faut savoir qu’un microprocesseur peut être constitué de centaines de milliers de circuits intégrés au sein d’une puce ou d’une tablette de silicium. Cette puce est attachée à la carte mère du CPU via une prise en conjonction avec un système anti-chaleur, 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 pas simple. Tout commence par l’extraction du silicium du sable contenant du quartz en quantités suffisantes pour répondre aux exigences d’optimisation sans équivoque du produit final.

Concernant les performances des microprocesseurs, il faut souligner que bien qu’il n’y ait pas de métrique établie à cet effet, il est possible d’affirmer que tout dépendra des demandes auxquelles ils pourront être soumis en fonction de 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’accomplir dans les ordinateurs, il est important de montrer qu’aujourd’hui c’est de loin le produit de l’industrie technologique le plus utilisé par tout le monde dans le monde. En effet, il est nécessaire au fonctionnement d’une large gamme d’appareils de tous les jours .

Son fonctionnement s’arrête pour une synchronisation parfaite par étapes , de sorte que tout se passe comme prévu dans sa conception. C’est grâce à une horloge qui coordonne tout ce qui est développé dans les blocs fonctionnels.

Pour illustrer un peu plus le processus, nous vous dirons que le microprocesseur se connecte à un circuit PLL haute performance qui l’aide à exécuter les instructions stockées sous forme de chiffres 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; fait cela, procéder 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 de définition les plus importantes d’un microprocesseur?

Pour parler des caractéristiques communes à tous les microprocesseurs, il faut le faire en décrivant une partie de leur architecture . Ainsi, pour se conformer pleinement à son fonctionnement, chaque pièce doit répondre à des caractéristiques particulières.

Nous les présentons ici plus en détail:

• Encapsulé : c’est la jaquette ou la housse qui sert de protecteur à la tablette de silicium dans laquelle le petit appareil a été fabriqué. Cela garantit qu’il est exempt de particules de saleté et d’oxydation par l’oxygène.
• Cache : cette partie du microprocesseur est en charge de sauvegarder les données qui peuvent être utilisées immédiatement sans avoir besoin d’aller dans la mémoire RAM , réduisant ainsi les temps de réponse entre une instruction et la suivante. Cela lui donne des propriétés de mémoire ultra-rapides.
• Coprocesseur mathématique : Nous pourrions le définir comme le cerveau du processeur, puisque dans cette section les calculs mathématiques sont effectués. Il agit comme une unité à virgule flottante.
• Registres : C’est une sorte de petite mémoire composée de deux groupes totalisant 32 registres, chaque groupe étant dédié au contrôle de fonctions spécifiques au sein du microprocesseur. L’un des groupes a été conçu pour éviter que le processeur ne devienne incontrôlable de manière autonome; tandis qu’un autre sert à aider le CPU dans certaines tâches.
• Mémoire : c’est la partie vers laquelle se dirige l’appareil lorsqu’il reçoit une instruction, car c’est là que sont stockés les programmes et leurs données.
• Ports : ils sont chargés de maintenir un lien constant et coordonné entre tous les autres composants de l’ordinateur. En d’autres termes, ce sont eux qui mettent en action les différents circuits et autres parties du système lorsqu’ils sont nécessaires.

Histoire et évolution du microprocesseur Quand et qui les a inventés?

S’il faut préciser que le microprocesseur dérive de technologies qui ont débuté vers les années 50, comme l’informatique et le domaine des semi-conducteurs, il est également bon de noter que sa naissance remonte à 1971 . 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 à l’époque 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 de la vie moderne.

Il faut également 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 en est venue à être l’Intel 4004, 4 bits, le premier microprocesseur commercial. C’était un processeur programmable, assemblé avec 2 300 transistors dans une seule capsule, qui a très vite cessé de suffire aux exigences que les progrès de l’informatique commençaient à exiger.

Bien sûr, ce qui précède a abouti à la recherche d’améliorations de conception et de 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, à la nanométrique :

Intel 4004

Comme nous l’avons déjà dit, c’est le premier microprocesseur commercialisé dans le monde. Il était capable d’adresser 4096 emplacements, avec sa mémoire 4 bits. Son architecture lui permettait d’effectuer jusqu’à 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 qu’il ne pouvait desservir qu’un ensemble de 45 instructions différentes . Cela ne lui permettait pas de servir trop d’applications, donc au début, il n’était utilisé que dans des applications avec des ressources limitées.

Intel 8008

Introduit au milieu de 1972, le 8008 lui-même était destiné à être utilisé efficacement dans les terminaux informatiques. 3300 transistors ont été intégrés dans sa petite capsule , ce qui nous donne une idée des progrès réalisés à cette époque.

Il est à noter qu’il a inauguré l’ère des microprocesseurs 8 bits, qui permettaient d’étendre la mémoire jusqu’à 16 Koctets. De cette façon, il était capable de traiter jusqu’à 48 instructions supplémentaires , à des fréquences d’horloge allant jusqu’à 800 KHz.

Intel 8080

Il a vu le jour 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 le faire adresser une plus grande quantité de mémoire. De cette manière, il était déjà capable d’exécuter les instructions en un temps 10 fois inférieur à celui de son prédécesseur.

De plus, le 8080 a été une grande étape dans la réalisation de l’ interconnexion avec la plupart des composants de type TTL standard, grâce à la compatibilité de ce microprocesseur avec ladite logique de calcul.

SC / MP

Introduit en 1974 par la National Semiconductor Company , il est rapidement devenu populaire en raison de 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 est liée au fait que les bus libérés pourraient être partagés par plusieurs processeurs simultanément, étant les premiers à avoir cette fonctionnalité.

Motorola 6800

Afin de ne pas être laissée pour compte dans la carrière du développement informatique, la société Motorola a présenté cette proposition en 1975, qui a été intégrée à un nombre important de premiers micro – ordinateurs qui commençaient déjà à être vus au cours de ces années au 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 . Plusieurs des microprocesseurs les plus reconnus de cette marque en ont été dérivés.

Intel 8086

Premier microprocesseur 16 bits, le 8086 est arrivé sur le marché en 1978 et représentait sans aucun doute une avancée gigantesque dans le monde de l’informatique. Ses 29 000 transistors lui permettent d’ exécuter des instructions en seulement 400 nanosecondes . C’était 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 conserver sa part de marché.

Intel 80386

On parle déjà ici d’un microprocesseur 32 bits , commercialisé vers le milieu des années 80. Grâce au fait qu’il disposait de 275 000 transistors, il pouvait atteindre des vitesses de 33 MHz et son espace mémoire était de 4 Go .

Parmi ses nouveautés figure la simplification de la mise en œuvre de systèmes d’exploitation nécessitant de la mémoire virtuelle, ceci grâce à l’ unité de traduction de page intégrée à cette puce.

DEC Alpha (AXP)

Sans aucun doute une révolution dans le monde des microprocesseurs, il était équipé d’un ensemble d’instructions RISC d’ une capacité de 64 bits , spécifiquement dédiées au calcul en virgule flottante. Dès lors, les ordinateurs ont pu représenter les nombres réels plus efficacement.

Il convient également de noter qu’après son apparition, en 1992 , les microprocesseurs ont commencé à être conçus pour fonctionner sur des registres , de sorte que la mémoire RAM n’était nécessaire que pour les instructions de chargement et de stockage.

Intel Pentium

Il s’agit d’un microprocesseur 64 bits , qui a fait son introduction en 1993. Bien que le DEC Alpha soit sorti avant lui 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.

Le Pentium a sans aucun doute marqué une époque dans le domaine technologique, étant un nom largement utilisé dans le spectre informatique. Il existe de nombreux développements basés sur son bus de données 64 bits.

Bien que ceux que nous vous avons présentés aient marqué un avant et un après dans l’évolution imparable des microprocesseurs, il y en a eu et continueront à paraître plus étonnants chaque jour, de sorte qu’à l’heure actuelle nous en avons un certain nombre et une variété à utiliser dans Différents domaines.

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