Unité centrale de traitement (CPU)

Le circuit électronique d'un ordinateur est-il responsable de l'interprétation des instructions des programmes informatiques et de l'exécution des opérations de base conformément à ces instructions. Les opérations de base comprennent l'arithmétique, la logique, le contrôle et les entrées/sorties (E/S). Le terme Central Processing Unit (CPU) est largement utilisé dans l'industrie informatique depuis le début des années 1960.

Le CPU est composé essentiellement de quatre unités fonctionnelles :

• Unité de contrôle : est responsable du contrôle du flux d'instructions et de données au sein de la CPU.

• Arithmetic Logic Unit (ALU) : effectue tous les calculs d'opérations arithmétiques et logiques du CPU.

• Les registres : sont des cellules de mémoire interne accessibles très rapidement. Ces composants sont utilisés pour stocker des variables (données, adresses) ou les résultats intermédiaires de l'opération arithmétique/logique.

• Cache : est une mémoire plus petite et plus rapide qui minimise l'accès à la mémoire principale et améliore par conséquent les performances du CPU.

Ces unités sont synchronisées par la fréquence d'horloge et connectées par trois types de bus :

• Bus de données : chargé de véhiculer les données.

• Bus d'adresses : véhicule les adresses mémoire à lire ou à écrire.

• Bus de contrôle : permet la gestion d'autres composants et périphériques d'E/S.

L'architecture du CPU est également caractérisée par le jeu d'instructions qu'il peut exécuter. Généralement, il existe deux types d'architectures de jeux d'instructions :

• CISC (ordinateur à jeux d'instructions complexes) : ensemble étendu d'instructions complexes pouvant effectuer plusieurs opérations de bas niveau telles que des opérations arithmétiques, des accès mémoire ou des calculs d'adresses en plusieurs cycles d'horloge.

• RISC (ordinateur à jeu d'instructions réduit) : un jeu d'instructions réduit qui effectue une seule opération de bas niveau en un cycle d'horloge.