중앙 처리 장치의 역사

중앙 처리 장치(CPU)는 컴퓨터 또는 기타 프로그래밍 가능한 장치 내부의 하드웨어입니다. 그 임무는 기본 산술, 논리적 및 외부 작업 (입력 / 출력 단위에서 오는)을 수행하여 컴퓨터 프로그램의 지침을 해석하는 것입니다. 그것의 디자인과 발전은 그것의 창조 이후 현저하게 변화했습니다. 그것의 효율성과 전력을 증가시키고, 에너지 소비 및 비용과 같은 양상을 감소하도록 발달해왔습니다. 컴퓨터에는 두 개 이상의 CPU(다중 프로세싱)가 포함될 수 있습니다. 현재 마이크로프로세서는 멀티코어 프로세서(단일 집적 회로에 여러 CPU)가 있지만 단일 집적 회로(칩)로 구성됩니다. CPU를 포함하는 집적 회로에는 주변 장치 및 컴퓨터 시스템의 다른 구성 요소도 포함될 수 있습니다. RAM에서 덜 강력한 마이크로 컨트롤러가 그러합니다. 그리고 이와 유사한 칩(SoC)에 시스템을 호출합니다.

CPU의 구성 요소는 다음과 같습니다. 논리 산술 단위(ALU)를 구성합니다. 이것은 산술 및 논리적 작업을 수행합니다. 제어 장치(CU)는 중앙 처리 장치인 CPU가 레지스터 간에 정보 트래픽을 지시하고 메모리에서 추출한 지침을 ALU에 연결합니다. 내부 레지스터는 명령, 데이터 버스 및 주소 버스와 같은 일반 사용에 액세스 할 수 없습니다. 대신, 프로그램 카운터, 스택 포인터, 누적, 깃발 등과 같은 특정 사용에 액세스 할 수 있습니다.

ENIAC와 같은 초기 컴퓨터는 서로 다른 작업을 수행하기 위해 물리적으로 다시 조정되어야 했으며, 이로 인해 이러한 컴퓨터를 "고정 프로그램 컴퓨터"라고 불렀습니다. "CPU"라는 용어는 일반적으로 소프트웨어(컴퓨터 프로그램)를 실행하기 위한 장치로 정의되므로 CPU를 올바르게 호출할 수 있는 첫 번째 장치는 저장된 프로그램 컴퓨터의 출현과 함께 이루어졌습니다. 저장된 프로그램이 있는 컴퓨터의 아이디어는 이미 존 프레스퍼 에커트의 디자인과 존 윌리엄 Mauchly의 ENIAC에 존재했지만, 이 기능은 처음에 생략되어 장치가 더 일찍 준비될 수 있었습니다. 1945년 6월 30일, ENIAC가 건설되기 전에 수학자 존 폰 노이만은 EDVAC에 대한 보고서 초안이라는 제목의 작품을 배포했습니다. 그것은 1949년 8월에 완료된 저장된 프로그램 컴퓨터의 개요였다. EDVAC는 다양한 유형의 특정 수의 지침(또는 작업)을 수행하도록 설계되었습니다. 크게는 EDVAC에 대하여 작성된 프로그램은 컴퓨터의 고속 메모리에 저장하고 컴퓨터의 물리적 배선에 의해 지정되지 않도록 만들어졌습니다. 이는 새로운 작업을 수행하기 위해 장비를 재구성하는데 필요한 상당한 시간과 노력인 ENIAC의 심각한 제한을 극복한 결과입니다. 폰 노이만의 디자인으로 EDVAC를 실행한 프로그램이나 소프트웨어는 단순히 메모리의 내용을 변경하여 변경될 수 있습니다. 그러나 EDVAC는 최초의 저장된 프로그램 컴퓨터가 아니었으며, 작은 프로토타입 저장 프로그램 컴퓨터인 맨체스터 스몰 스케일 실험 기계가 1948년 6월 21일에 첫 번째 프로그램을 실행했습니다. 그 후계자인 맨체스터 마크 1세(Manchester Mark I)는 1949년 6월 16일부터 17일까지 첫 프로그램을 진행했다.

첫 번째 CPU는 일반적으로 동종 컴퓨터인 더 큰 컴퓨터의 일부로 맞춤 설계되었습니다. 그러나 특정 응용 프로그램에 대해 사용자 지정 CPU를 설계하는 이 방법은 크게 사라졌으며 하나 이상의 용도로 맞춤화된 저렴하고 표준화된 프로세서 클래스의 개발로 대체되었습니다. 이러한 표준화 추세는 일반적으로 이산 트랜지스터, 메인프레임 컴퓨터 및 마이크로컴퓨터의 시대에 시작되었으며 집적 회로(IC)의 대중화로 빠르게 가속화되었으며, 이를 통해 나노미터의 순서로 작은 공간에서 보다 복잡한 CPU를 설계하고 제조할 수 있게 되었습니다. CPU의 소형화와 표준화는 모두 전용 컴퓨팅 기계의 제한된 응용 프로그램을 훨씬 넘어 현대 생활에서 이러한 디지털 장치의 존재를 증가시켰습니다. 자동차에서 휴대 전화 또는 휴대전화 및 어린이 장난감에 이르기까지 모든 것에 현대적인 마이크로 프로세서가 나타납니다.