Le microprocesseur

Le microprocesseur

Le processeur (CPU, pour Central Processing Unit, soit Unité Centrale de Traitement) est le cerveau de l'ordinateur. Il permet de manipuler des informations numériques, c'est-à-dire des informations codées sous forme binaire, et d'exécuter les instructions stockées en mémoire.
Le premier microprocesseur (Intel 4004) a été inventé en 1971. Il s'agissait d'une unité de calcul de 4 bits, cadencé à 108 kHz. Depuis, la puissance des microprocesseurs augmente exponentiellement. Quels sont donc ces petits morceaux de silicium qui dirigent nos ordinateurs?
Fonctionnement [modifier]
Les microprocesseurs sont cadencés par une horloge (signal régulier rapide, imposant un rythme au circuit et, assurant éventuellement une synchronisation avec les autres composants, tel que la mémoire). Au milieu des années 1980, les microprocesseurs fonctionnaient de 4 à 8 MHz. Courant 2004, cette vitesse d'horloge atteint 4 GHz sur des modèles commerciaux (5 GHz en laboratoire). Plus la vitesse de l'horloge est élevée, plus le microprocesseur sera capable d'exécuter à un rythme élevé les instructions de base des programmes. Mais l'augmentation de la vitesse d'horloge présente des inconvénients : plus le microprocesseur tourne vite, plus il consomme d'électricité, et plus il chauffe.
Les microprocesseurs actuels sont optimisés pour exécuter plus d'une instruction par cycle d'horloge, ce sont des microprocesseurs avec des unités d'exécution parallélisées. De plus ils sont dotés de procédures qui « anticipent » les instructions suivantes avec l'aide de la statistique.
Dans la course à la puissance des microprocesseurs, deux méthodes d'optimisation sont en concurrence :
La technologie du jeu d'instructions simplifié (RISC, Reduced Instruction Set Computer), rapide avec des instructions simples de taille standardisée, facile à fabriquer et dont on peut monter la vitesse de l'horloge sans trop de difficultés techniques.
La technologie appelée CISC (Complex Instruction Set Computer), dont chaque instruction complexe nécessite plus de cycles d'horloge, mais qui a en son cœur beaucoup d'instructions pré-câblées.
Néanmoins, avec la considérable diminution de la taille des puces électroniques et la gigantesque accélération des fréquences d'horloge, la distinction entre RISC et CISC a quasi complètement disparu. Là où des familles tranchées existaient, on observe aujourd'hui des microprocesseurs où une structure interne RISC apporte de la puissance tout en restant compatible avec une utilisation de type CISC (la famille Intel x86 a ainsi subi discrètement une transition entre une organisation initialement très typique d'une structure CISC. Actuellement elle utilise un cœur RISC très rapide, s'appuyant sur un système de réarrangement du code à la volée) mis en œuvre, en partie, grâce à des mémoires cache de plus en plus étendues, comportant jusqu'à trois niveaux.
Source : comment çamarche ,Wikipédia