====== CPU (Central Processing Unit) ======

**CPU** je hlavní procesor počítače, který interpretuje a vykonává instrukce obsažené v softwaru. V moderních systémech se jedná o malý křemíkový čip (mikroprocesor) umístěný v patici základní desky.

===== Hlavní části CPU =====

Každý moderní procesor se skládá z několika klíčových modulů:

  * **ALU (Arithmetic Logic Unit):** Provádí veškeré matematické výpočty (sčítání, násobení) a logické operace (AND, OR, NOT).
  * **CU (Control Unit):** Řídicí jednotka, která dekóduje instrukce z paměti a řídí ostatní části procesoru.
  * **Registry:** Extrémně rychlá vnitřní paměť procesoru pro dočasné uložení dat, se kterými se právě pracuje (např. akumulátor).
  * **Cache (Vyrovnávací paměť):** Velmi rychlá paměť (L1, L2, L3), která uchovává kopie dat z RAM pro rychlejší přístup.



===== Jak CPU pracuje: Cyklus Fetch-Decode-Execute =====

Procesor pracuje v neustálém cyklu, který se opakuje miliardkrát za sekundu:
  1. **Fetch (Načtení):** CU načte instrukci z operační paměti (RAM) na základě adresy v čítači programu.
  2. **Decode (Dekódování):** CU přeloží instrukci na signály, kterým rozumí hardware.
  3. **Execute (Provedení):** ALU provede výpočet nebo dojde k přesunu dat.
  4. **Store (Uložení):** Výsledek je zapsán zpět do registru nebo paměti.

===== Moderní technologie v CPU =====

==== Vícejádrové procesory (Multi-core) ====
Dnešní CPU obsahují více samostatných výpočetních jednotek (jader) na jednom čipu. To umožňuje paralelní zpracování úloh – zatímco jedno jádro renderuje video, druhé obsluhuje prohlížeč.

==== Pipelining ====
Technika, která umožňuje procesoru začít pracovat na další instrukci dříve, než dokončí tu předchozí (podobně jako u montážní linky v továrně).

==== Instrukční sady (ISA) ====
Definují "jazyk", kterému procesor rozumí.
  * **x86 / x86-64:** Standard pro PC a servery (Intel, AMD).
  * **ARM:** Energeticky úsporná architektura používaná v mobilech a nových Macu (Apple M1/M2/M3).
  * **RISC-V:** Moderní open-source instrukční sada.



===== Klíčové parametry =====

^ Parametr ^ Popis ^
| **Taktovací frekvence** | Počet cyklů za sekundu (měřeno v GHz). Vyšší neznamená vždy vyšší výkon. |
| **IPC (Instructions Per Cycle)** | Kolik instrukcí procesor stihne za jeden cyklus. Klíč k reálnému výkonu. |
| **TDP (Thermal Design Power)** | Maximální tepelný výkon, který musí chlazení odvést (ve Wattech). |
| **Výrobní proces** | Velikost tranzistorů (např. 5nm, 7nm). Čím menší, tím je CPU efektivnější. |

---

> **Vztah k softwaru:** Programy napsané v jazycích jako [[C++]] nebo [[Assembly Language]] komunikují s CPU přímo nebo přes tenkou vrstvu knihoven jako [[glibc]], což umožňuje maximální využití jeho výkonu.

//Související: [[I/O]], [[Assembly Language]], [[Linux]], [[GPU]]//