ה-RAM וה-ROM
על אופן פעולתו של הזכרון כבר למדנו בחלק על השערים הלוגיים. גם רכיבי הזכרון במחשב שלכם מורכבים משבבים ומיוצרים בדיוק באותו תהליך שהמעבד שלכם מיוצר, רק שכל הטרנזיסטורים והרכיבים השונים מסודרים כבנקים ענקיים שתפקידם היחידי הוא "לזכור" ערכים שהוכנסו אליהם.
כל בנק זכרון ממופה ויש לו כתובת משלו.
ה-Data Bus מהמעבד מחובר גם ל-ROM וגם ל-RAM. אם אמרנו שהמעבד שלנו מתקשר עם הזיכרון ברוחב פס של 32Bit זה אומר שהוא יכול למפות כתובות זיכרון בגודל של 4,294,967,296Bit או 4Gb.
ה-ROM(Read Only Memory) זכרון לקריאה בלבד, הינו שבב זכרון שעליו צרובות מראש פקודות ודברים נוספים עבור המעבד. ה-Address Bus אומר לשבב ה-ROM אילו בתים למקם על ה-Data Bus וכשה-Read Line משנה את מצבו ל-1 הבית המיועד ממוקם על ה-Data Bus.
ה-RAM(Random Access Memory) זכרון לגישה אקראית, מאכסן מידע באופן זמני עבור המעבד, הוא יכול לקבל כתובות זכרון מה-Address Line ולכתוב מידע או לקרוא מידע עבור המעבד על פי המצב ב-Read Line וב-Write Line. בגלל שהמידע לא "צרוב" על השבב אלא ניתן לשינוי, הביטים המאוכסנים נוטים "לדעוך" וצריכים ריענון מתמיד כל זמן שהמחשב פועל, כמובן שכאשר אנו מכבים את המחשב כל המידע בדיכרון ה-RAM נמחק.
בהתחלה כשהמחשב עולה המעבד ניגש ל-BIOS(Basic Input/Output System) שממוקם על לוח האם שלכם. ה-BIOS הינו שבב זיכרון ROM ששומר בין היתר פקודות איתחול לכל חלקי המחשב. אחר כך ה-BIOS בודק את החומרה, הזכרון וכל הכוננים. ובסוף הוא ניגש לחפש את ה-Boot Sector (בדרך כלל ממוקמת על הדיסק הקשיח).
ה-Boot Sector היא בעצם תוכנה קטנה של מערכת ההפעלה ומועתקת כולה מהדיסק הקשיח(Hard Disk) לזיכרון ה-RAM. עכשיו המעבד יכול לבצע את הוראות ההפעלה ב-Boot Sector שנמצאת כרגע ב-RAM. הוראות אלו יגידו למעבד לקחת משהו אחר מהדיסק ולהריץ אותו וכן הלאה. מכאן מערכת ההפעלה שלכם לוקחת את הפיקוד ובעצם שולטת בכל התהליך עד הפעם הבאה שנדליק את המחשב.
ביצועי המעבד
לכמות הטרנזיסטורים במעבד יש השפעה ישירה על ביצועיו, למעבד הראשון שכלל בתוכו קצת יותר מאלפיים טרנזיסטורים לקחו כמה עשרות סיבובי שעון כדי להשלים הוראה אחת(שכוללת בתוכה עשרות פקודות מעבד), אבל ככל שהתאפשר לדחוף יותר יותר טרנזיסטורים על פרוסת סיליקון, עוצמתם של המעבדים גדלה ללא הכר.
כמות גדולה של טרנזיסטורים מאפשרת הכנסת טכנולוגיות שמשפרות את פעולתו של המעבד.
אחת מהן נקראת Pipelining, בעזרת אלגוריתם מתמטי מתוחכם המעבד יכול "לנחש" מה יהיו הפקודות הבאות ומתחיל לבצע אותן במקביל גם לפני שהפעולות הקודמות הסתיימו, כאשר הוא מסיים פקודה לפני שהקודמת הסתיימה הוא מאכסן את התוצאות בזכרון מהיר מאוד שממוקם אף הוא על ליבת המעבד ונקרא זכרון מטמון (Cash Memory).
תפקידו של זכרון זה הוא לאכסן ערכים שחושבו מראש על ידי המעבד ומחכים למעבד שיחליט מה לעשות. בפועל נוצר מצב שבמעבד ישנן כמה פקודות שנמצאות בשלבים שונים של ביצוע כי לוקח מספר סיבובי שעון להשלים הוראה אחת, אבל הוא מסיים לבצע שתיים או יותר בכל סיבוב שעון. הטכנולוגיה הזאת דורשת המון טרנזיסטורים כי היא מאד קשה ליישום.
בעקרון השמיים אינם הגבול ומעבדים היום כוללים טכנולוגיות שונות שמעלות באופן דרסטי את מניין הטרזיסטורים במעבד. טכנולוגיות אלו מיעלות את פעילותו של המעבד מה שמתבטא בעוצמת חישוב שלא תלויה דווקא במספר סיבובי השעון לשניה. מעבדים היום מבצעים מיליארדי פעולות כאלו בשניה גם בזכות מהירות השעון שנמדדת ב- Hz(Hertz)וגם בזכות תכנון נכון.
נו…אז מעבד הוא לא דבר מסובך כל כך להבנה, רק "קצת" קשה לייצר אותו(ואולי גם קצת יקר).
