マイクロプロセッサとは：世代とそのタイプ

最初 マイクロプロセッサ Intel 4004のように、Ted Hoff、Masatoshi Shima、Federico Faggin、StanleyMazorによって発明されました。これらのプロセッサのサイズは、8ビットプロセッサ（一度に1バイトのみの読み取りまたは書き込み）、16ビット（一度に2バイトのみの読み取りまたは書き込み）、32ビット（一度に4バイトのみの読み取りまたは書き込み）および64ビット（一度に4バイトのみの読み取りまたは書き込み）です。一度に1バイトだけを読み書きします）。それはプログラマーによってアセンブリ言語で書かれたプログラムに依存するすべての操作または機能を実行し、その寿命は3000時間以上です。ほとんどすべての家庭用電子製品にはマイクロプロセッサが含まれています。たとえば、洗濯機、冷蔵庫、間欠泉、警報システム、電子レンジ、ラップトップなどがあります。

マイクロプロセッサとは何ですか？

マイクロプロセッサは主にで使用されます 組み込み制御アプリケーション 家庭用アプリケーション、自動車、コンピュータ周辺機器など。それは統合されています 電子回路 コンピュータまたは他のデジタルデバイスのCPUまたは中央処理装置のすべての機能を制御します。 CPUの機能全体は、バイナリデータを入力として受け取り、指定された命令に従ってそのデータを処理してから出力を生成する単一の集積回路によって制御されます。このプロセッサには、次のような何百万もの小さなコンポーネントが含まれています トランジスタ 、レジスタ、およびダイオード。このプロセッサのブロック図を次の図に示します。

マイクロプロセッサ-ブロック図

マイクロプロセッサのコンポーネント

このプロセッサのコンポーネントは、ALU、制御ユニット、入出力デバイス、およびレジスタアレイです。

• ALU（算術論理演算装置）は、算術演算と論理演算の両方を実行します。加算、減算、乗算、除算などの算術演算、およびNOR、AND、NAND、OR、XOR、NOT、XNORなどの論理演算。
• 制御ユニットは命令を制御するために使用され、他のコンポーネントを操作するための信号を生成します。
• レジスタ配列はレジスタで構成されています。 レジスター プログラマが任意のデータを格納するために使用するレジスタは汎用レジスタと呼ばれ、プログラマがデータを格納するために使用しないレジスタは予約レジスタと呼ばれます。レジスタの長さは、コンピュータのワード長として知られています。
• 入出力デバイスは、マイクロコンピュータと外部デバイスの間でデータを転送するために使用されます。

マイクロプロセッサはどのように作られていますか？

マイクロプロセッサはシリコンまたはゲルマニウムで作られています。シリコンとゲルマニウムは半導体であり、ほとんどすべての電子部品はこれらの半導体で作られています。

マイクロプロセッサの世代

このプロセッサには5世代あり、主に次のものが含まれます。

• 第一世代マイクロプロセッサ ：第1世代のプロセッサは、1971年から1972年に導入された4ビットマイクロプロセッサです。
• 2番目 世代マイクロプロセッサ ：第2世代プロセッサは、1973年に導入された8ビットマイクロプロセッサです。
• 第三 世代マイクロプロセッサ ：第3世代プロセッサは、1978年に導入された16ビットマイクロプロセッサです。
• 第4 世代マイクロプロセッサ ：第4世代プロセッサは32ビットマイクロプロセッサです。
• 5番目 世代マイクロプロセッサ ：第5世代プロセッサは64ビットマイクロプロセッサです。

マイクロプロセッサの動作

出力を取得するために、最初のマイクロプロセッサはコンピュータのメモリから命令をフェッチし、それをデコードして、結果としてバイナリ形式でそれらの命令を実行します。特定のマイクロプロセッサの電力は、ビット単位で測定されます。

このプロセッサは、次の手順を使用して命令を実行します

マイクロプロセッサの動作

• フェッチ（IF）： これは、メモリから命令をフェッチするマイクロプロセッサの最初のステップです。
• デコード（ID）： これは、命令をデコードするために使用されるマイクロプロセッサの2番目のステップです。
• 実行中（EX）： 命令と出力を実行するのは、このプロセッサの最後のステップです。

マイクロプロセッサの種類

プロセッサの種類 下図に示します。

• ベクトルプロセッサ： ベクトルプロセッサは、ベクトル計算用に設計されており、オペランドの配列です。これは、ベクトルを使用して、高強度のデータ処理のために多数の変数を格納するプロセスです。天気予報、ヒトゲノムマッピング、GISデータは、IBM 390 / VF、DECのvax9000などのベクトルプロセッサの例です。
• プロセッサーまたはSIMDプロセッサー： 配列プロセッサもベクトル計算用に設計されており、単一命令複数データ（SIMD）プロセッサです。 SIMDのアプリケーションには、画像処理、3Dレンダリング、音声認識、ネットワーキング、DSP機能などが含まれます。

マイクロプロセッサの種類

• スカラーおよびスーパースカラープロセッサ： スカラーデータを実行するプロセッサは、スカラープロセッサとして知られています。スカラープロセッサは、おそらくRISCスカラープロセッサまたはCISCスカラープロセッサです。スーパースカラープロセッサは、クロックサイクルごとに複数の命令を実行し、複数のパイプラインを備えています。
• デジタルシグナルプロセッサ： デジタルシグナルプロセッサは、デジタル形式の信号を処理するために使用されます。 DSPのアプリケーションは、オーディオ信号処理、デジタル画像処理、ビデオ圧縮、オーディオ圧縮、音声処理、認識などです。デジタル信号プロセッサは、Motorola 56000、National lm32900などです。
• RISCプロセッサ： RISCの完全な形式は、縮小命令セットコンピュータです。このプロセッサの命令は複雑ではありません。ビデオ処理、電気通信、画像処理などのハイエンドアプリケーションで使用されます。
• CISCプロセッサ： CISCの完全な形式は、複雑な命令セットコンピューターです。このプロセッサの命令は複雑です。計算には外部メモリが必要です。 CISCアーキテクチャは、セキュリティシステム、ホームオートメーションなどのローエンドアプリケーションで使用されます。
• ASICプロセッサ： ASICは、特定用途向け集積回路の略です。これは、特別な機能またはアプリケーション用に実装されています。

マイクロプロセッサの最高の会社

AMD（Advanced Micro Devices）、Intel、Nvidia、Marvellテクノロジーグループ、Enoceangmbh、Ensilica、ARM、Adaptevaareは、このプロセッサのいくつかの最高の企業です。 AMD（アドバンストマイクロデバイス）社は最近、AMD ryzen 9 3900x、AMD ryzen 5 2600xなどを実装し、Intelの最高のマイクロプロセッサはIntelコアi9-9900kです。

アプリケーション

このプロセッサのアプリケーションには、次のものがあります。

• ゲーム
• Webブラウジング
• ドキュメントの作成
• 数学的計算
• シミュレーション
• 写真編集
• 家電
• 自動車用電子機器
• 計量で
• モバイルエレクトロニクス
• に ビルディングオートメーション 等

利点

このプロセッサの利点は次のとおりです。

• 低価格
• 高速
• 小さいサイズ
• 低消費電力
• 用途が広い
• 信頼性のある
• ポータブル
• 実装が簡単
• 変更が簡単

短所

このプロセッサの欠点は次のとおりです。

• 浮動小数点演算はサポートされていません。
• 時々それは過熱するかもしれません。

したがって、これはすべての概要についてです マイクロプロセッサ 。私たちが知っているように、このプロセッサはほとんどすべての電子製品で使用できる最高の技術の1つです。その使用量は、他のテクノロジーと比較して、コストが低く、マイクロプロセッサーの速度が速いため、日々増加しています。ここにあなたへの質問があります-現在使用している高度なマイクロプロセッサは何ですか？