Размеры процессора компьютера: Что такое процессор? Основные характеристики процессоров

Кэши процессора — это место, где процессор хранит свои вычисления и данные для этих вычислений. Эта память расположена очень близко к ЦП, поэтому к ней можно получить доступ на экстремальных скоростях вычислительных ядер.  В противном случае ЦП пришлось бы использовать ОЗУ, которая (хотя и намного быстрее, чем большинство хранилищ на жестком диске) намного медленнее, чем кэш-память процессора. 

Кэш разделен на «уровни». L1 ближе всего к процессору и самый быстрый. L2 и L3 дальше, но часто они больше; это означает более низкие скорости, но более высокую производительность.

Как правило, больший объем кэш-памяти означает более высокую производительность, поскольку ЦП может быстрее получать и временно хранить данные, но разница в производительности для этого атрибута между процессорами любого поколения ЦП по-прежнему имеет тенденцию быть незначительной по сравнению с различиями, вызванными количеством ядер/потоков и тактовой частотой.

Расчетная мощность процессора (TDP)

Расчетная тепловая мощность или расчетная тепловая точка ЦП — это максимальное количество энергии, которое чип должен выделять в виде тепла во время работы, измеряемое в ваттах.  Итак, если этот показатель очень высок, это означает, что процессор потребляет много энергии и выделяет много тепла, и что ему потребуется не только достаточное количество энергии от блока питания, но и достаточно мощный кулер, чтобы поддерживать его на низкой температуре. Вообще говоря, TDP — это спецификация, которая будет иметь большее значение для пользователей, которые больше заботятся об энергоэффективности и/или системном шуме, чем для тех, кто заботится о производительности превыше всего.

При выпуске новых поколений чипов часто упоминается литография: « 7-нм чипы AMD » или «новые 10-нм чипы Intel». Это измерение в нанометрах означает, насколько велики транзисторы в разработке процессора. Чем они меньше, тем больше вы можете разместить на кристалле микросхемы; кроме того, транзисторы меньшего размера, вообще говоря, потребляют меньше энергии и, следовательно, меньше нагреваются.  Однако их размер ничего не говорит о производительности самого чипа.

Это, конечно, говорит вам, что им удалось разместить больше транзисторов на кристалле, но было бы лучше проверить другие спецификации, если вы хотите узнать о производительности ЦП. Причина, по которой я до сих пор включил литографию или процесс, заключается в том, что он так часто упоминается в описании современных процессоров. 
 

Вывод

Надеюсь, эта статья прояснила для вас некоторые вещи и помогло вам в выборе следующего процессора для игр или рабочих задач! Но если что-то все еще неясно, пожалуйста, не стесняйтесь спрашивать нас об этом. В конце концов, это всего лишь краткий обзор ключевых характеристик процессора и мы постарались собрать наиболее важные моменты.

И если вы новичок во всей концепции сборки ПК, вы можете обратиться к нам и мы с удовольствием вам поможем в сборке компьютера под ваши задачи.

7 Объяснение важных характеристик ЦП (краткое описание)

Если вы хотите приобрести новый компьютер, собирая его или покупая в готовом виде, вам необходимо убедиться, что вы выбрали лучший процессор для своего бюджета. Одна вещь, которая усложняет задачу выбора процессора, — это все сложные и запутанные спецификации и термины процессора.

Однако, обладая некоторыми знаниями о наиболее распространенных характеристиках ЦП, вы будете иметь хорошее представление о том, как выбрать лучший процессор для вашей системы.

В этой статье я рассмотрю семь важных спецификаций и терминов ЦП. Каждый термин важно понимать и знать при выборе процессора.

Это не каждый термин, связанный с процессором, но именно они помогут вам принять наилучшее возможное решение. Итак, если вы ищете список спецификаций ЦП и термины, которые помогут вам выбрать процессор, используйте это руководство, чтобы помочь вам сделать свой выбор.

Содержание

1. Многоядерная технология
2. Сокеты ЦП
3. Чипсеты
4. Частота (тактовая частота)
5. Hyperthreading
6. Кэш
7. Расчетная тепловая мощность (TDP) 9 0019

1. Многоядерный

Многоядерный технология, возможно, является лучшим достижением в ранней истории процессора.

Поскольку эмпирическое правило для технологий заключается в том, что с течением времени они помещаются в контейнеры меньшего размера, можно было с уверенностью предположить, что многоядерные технологии когда-нибудь появятся. Тем не менее, это не умаляет потенциала, который он приносит на стол.

Что такое многоядерная технология? Чтобы понять это, вы должны сначала понять, что один микропроцессор может выполнять только одну задачу или расчет за раз.

Таким образом, многоядерная технология — это возможность разместить несколько микропроцессоров (называемых ядрами) на одном процессорном чипе.

Таким образом, многоядерный ЦП может выполнять две задачи одновременно, а не выполнять одну операцию за раз. Это значительно увеличивает производительность процессора.

2. Сокеты ЦП

По мере развития технологии обработки два основных производителя ЦП (Intel и AMD) постоянно выпускают новые серии ЦП.

В каждой серии мы видим более новую и более совершенную архитектуру, способную обеспечить более высокую производительность.

Как Intel, так и AMD обычно работают над несколькими сериями ЦП одновременно.

Например, у обоих производителей есть как основные процессоры, так и серверные процессоры. И новые серии процессоров выходят не реже одного раза в пару лет.

Наряду с разными сериями процессоров есть и разные сокеты. Сокет процессора — это то место, где процессор будет установлен на материнской плате.

ЦП некоторых серий могут использовать один и тот же сокет. Например, все процессоры AMD Ryzen используют сокет AMD4.

С другой стороны, процессоры некоторых серий используют новые сокеты при переходе на более новую архитектуру. Например, серия процессоров Intel Core использовала множество сокетов, включая LGA 1155, LGA 1150, LGA 1151 и, совсем недавно, LGA 1200.

Соответствие процессора материнской плате с правильным сокетом имеет решающее значение. Если вы получаете материнскую плату с сокетом, несовместимым с вашим процессором, вам придется отправить один или другой обратно, потому что они не будут работать вместе. Итак, главное, что вам нужно знать о сериях процессоров и типах сокетов, это то, что вы должны найти комбинацию процессор/материнская плата с совместимыми сокетами, а также комбинацию, которая имеет самые современные серии и архитектуру, как есть. доступный.

3. Наборы микросхем материнской платы

Так же, как вы должны знать, с каким сокетом совместим рассматриваемый вами ЦП, вы также должны учитывать различные наборы микросхем материнской платы, доступные для сокета вашего ЦП.

Например, новые процессоры AMD Ryzen используют сокет AM4. Однако существует несколько различных типов материнских плат AM4.

Существуют материнские платы AM4 с набором микросхем X470 и X570, а также материнские платы AM4 с наборами микросхем B450 и B550. Материнские платы AM4 с чипсетом «X» более «тяжелые», имеют больше функций / портов / и ориентированы на пользователей, которые хотят серьезно разогнать свои процессоры.

С другой стороны, материнские платы B450 и B550 AM4 имеют меньше возможностей, но стоят намного дешевле.

Таким образом, выбор правильного набора микросхем для вашего процессора во многом зависит от того, что вы хотите от своей системы. Например, если вы хотите разогнаться, вы должны получить процессор, который можно разогнать, а также набор микросхем материнской платы, который также поддерживает разгон.

Не имеет смысла соединять ЦП, который может разгоняться, с набором микросхем материнской платы, который не поддерживает разгон. С другой стороны, если вы не хотите разгона, вы можете получить заблокированный процессор (что означает, что его нельзя разогнать) и соединить его с более доступной материнской платой, которая не предназначена для разгона.

Также важно отметить, что в большинстве случаев сокет ЦП определяет, совместим ли конкретный ЦП с конкретной материнской платой.

Однако в некоторых случаях набор микросхем также может определять, совместим ли конкретный ЦП с конкретной материнской платой.

Например, с процессорами Intel Coffee Lake, несмотря на то, что они используют сокет LGA 1151, они , а не совместимы с материнскими платами LGA 1151 старшего поколения. Процессоры Intel Coffee Lake можно использовать только на материнских платах LGA 1151 с чипсетом серии 300.

Это редкий и один из немногих случаев, когда серия процессоров несовместима с материнскими платами более старых поколений на одном сокете. Но все же важно отметить и кое-что, что вы должны учитывать перед покупкой процессора, чтобы не получить два несовместимых друг с другом компонента.

4. Рабочая частота (ГГц)

Рабочая частота процессора или тактовая частота (измеряется в герцах) — понятие, неправильно истолковываемое начинающими сборщиками. Многие начинающие сборщики считают рабочую частоту решающим фактором, определяющим ценность процессора. Однако это не может быть дальше от истины.

Рабочая частота процессора показывает, насколько быстро он может выполнять один цикл работы. Чем выше частота, тем быстрее он может завершить один цикл работы.

Однако более высокая рабочая частота не означает более высокую производительность. Это связано с тем, что у процессоров есть определенное количество инструкций за такт, которые они могут обрабатывать (количество инструкций за такт или IPC). Например, если процессор может выполнять один миллион инструкций за такт, и каждый такт имеет частоту 4,0 ГГц, он все равно не будет работать так же хорошо, как процессор, работающий на частоте 3,7 ГГц, который выполняет два миллиона инструкций за такт.

Однако, если вы сможете заставить тот же ЦП работать на частоте 5,0 ГГц или выше, разница в производительности между ним и 3,7 ГГц станет намного меньше. Вот почему разгон так популярен среди любителей производительности.

В конечном счете, вам следует искать ЦП с наибольшим количеством ядер, максимальной частотой и наибольшим количеством инструкций за такт, насколько это возможно в соответствии с вашим бюджетом.

5. Гиперпоточность (Intel) и кластерная многопоточность (AMD)

Мы уже говорили о важности ядер и о том, как они помогают многозадачности процессора. Hyperthreading или Clustered Multithreading — это еще одна технология, которая позволяет процессорам быть более эффективными в определенных задачах, интенсивно использующих процессор.

Hyperthreading и Clustered Multithreading — это в основном одно и то же, но Hyperthreading — это термин, придуманный Intel, а Clustered Multithreading — выбранный AMD.

По сути, многопоточность позволяет ЦП работать над двумя разными потоками (последовательностями инструкций для выполнения ЦП) одновременно. В отличие от базовой технологии, многопоточность не позволяет микропроцессору выполнять несколько операций одновременно. Вместо этого он позволяет процессору одновременно работать над двумя разными задачами.

Чтобы лучше это понять, представьте, что вы работаете на сборочной линии на фабрике игрушек. На сборочной линии вам нужно установить головной убор на тело фигурки. Конвейерная лента выдает новую безголовую фигурку каждые три минуты, и вам требуется около 10 секунд, чтобы установить голову.

Остается около 2 минут и 50 секунд времени, когда вы ничего не делаете, а только ждете, пока следующая безголовая фигурка не спустится на пояс. Если бы фабрика игрушек была умной, они заставили бы вас работать на другой сборочной линии (которая была бы добавлена ​​позади вас, и вы бы стояли между двумя сборочными линиями).

На этой сборочной линии конвейер будет производить игрушечную куклу каждые три минуты, и ваша задача будет заключаться в установке рук куклы. Если бы вторая сборочная линия была распределена таким образом, чтобы она производила игрушечную куклу через одну минуту и ​​30 секунд после изготовления каждой безголовой фигурки, то вы могли бы фактически работать на обеих сборочных линиях без каких-либо перерывов.

В некотором смысле так работает многопоточность. Это не позволяет вашему процессору выполнять несколько задач одновременно, но более эффективно делегирует задачи до такой степени, что в определенных сценариях это может дать небольшое увеличение производительности.

Многопоточность все больше и больше используется в разработке игр. Так что, если вы ищете новый игровой процессор, вам следует подумать о многопоточности, и, по большей части, большинство процессоров потребительского уровня будут иметь некоторый уровень многопоточности.

6. Кэш-память

Что касается памяти компьютера, существует три различных типа. Первый тип хранилища — это ваш жесткий диск или твердотельный накопитель. Оба этих варианта обеспечивают большие постоянные места для хранения, но по отношению к следующим двум типам хранилищ доступ к ним осуществляется не так быстро.

Второй тип хранилища — это ваша память или ОЗУ. Оперативная память не предлагает столько места для хранения, как ваш жесткий диск или твердотельный накопитель, и информация в ОЗУ носит временный характер, но данные и информация в вашей ОЗУ не только очень важны для того, что вы делаете на своем компьютере. во время использования, но их также можно получить намного быстрее, чем данные на жестком диске/твердотельном накопителе.

Читайте также: Что такое оперативная память и для чего она нужна?

Наконец-то кэш есть. Кэш — это встроенная память вашего процессора. Это похоже на оперативную память, но предлагает еще более быстрый доступ, поскольку находится непосредственно на вашем процессоре. Хотя он представляет собой лишь небольшую часть пространства для хранения по сравнению с вашей оперативной памятью и вашим жестким диском, он чрезвычайно быстр и используется для наиболее важных данных, связанных с задачами, которые вы выполняете на своем компьютере.

Итак, чем больше кэш-памяти у вашего процессора, тем лучше он будет работать в целом.

7. Расчетная тепловая мощность

Расчетная тепловая мощность, или TDP, — это мера средней максимальной мощности, которую процессор может рассеивать при работе программного обеспечения в ваттах. По сути, это показатель качества системы охлаждения, которая вам понадобится для поддержания приемлемой температуры процессора.

Чем ниже TDP процессора, тем меньше охлаждения ему потребуется для работы при допустимых уровнях температуры. Чем выше TDP процессора и тем больше охлаждения вам потребуется.

Ознакомьтесь со спецификациями и терминами своего процессора и выберите правильный процессор для своего компьютера

Существует ряд различных спецификаций ЦП, с которыми вам следует ознакомиться, прежде чем покупать новый процессор. Зная и понимая различные спецификации ЦП, вы будете лучше информированы, чтобы принять решение о процессоре вашего игрового компьютера.

Дополнительная литература:

• Когда следует обновить процессор?
• Вам нужен процессорный кулер?
• Насколько процессор влияет на частоту кадров?
• ЦП и ГП: в чем разница?

Объяснение характеристик процессора. Краткий обзор смысла… | Кори Маклин

·

Apple, одна из самых прибыльных компаний в мире, славится своими красиво оформленными продуктами. В эпоху, когда компьютеры использовались строго в бизнес-среде, Джобс представлял себе полностью интегрированный компьютер, который можно было бы продать среднему потребителю. Apple стремилась максимально упростить использование компьютера, вложив значительные средства в графические пользовательские интерфейсы, которые позволяли пользователям перемещаться, нажимая на значки, а не вводя команды на терминале.

Не поймите меня неправильно, я люблю продукты Apple, но в конечном итоге они требуют существенной надбавки к основному оборудованию. Чаще всего вы можете получить гораздо большую отдачу от своих денег, собрав компьютер самостоятельно. В этой серии я попытаюсь объяснить роль различных компонентов компьютера и значение каждой из рекламируемых спецификаций. В предыдущем посте мы рассмотрим центральный процессор или ЦП.

Центральный процессор — это мозг компьютера. Независимо от того, транслируете ли вы свое любимое шоу, играете в MMORPG или читаете электронную почту; все, что работает на вашем компьютере, в конечном итоге сводится к последовательности двоичных битов и обрабатывается процессором (ами).

Чтобы помочь нам понять различные заявленные характеристики ЦП, мы будем использовать Процессор Intel Core i5–8400 для настольных ПК в качестве ссылки . Спецификации указанного процессора следующие:

Благодаря закону Мура средняя тактовая частота современных процессоров составляет около 3-4,00 ГГц. G в ГГц означает гигабайт. В метрической системе измерения гига в 1000 раз больше, чем мега (М) и мега, в свою очередь, в 1000 раз больше, чем кило (К) .

Частота лучше всего понимается с точки зрения периода. Предположим, мы принимаем время, когда возникает нарастающий фронт (переход от низкого уровня к высокому) в качестве начала нашей системы отсчета, период — это количество времени (в секундах), которое проходит до следующего нарастающего фронта.

В абсолютном выражении тактовая частота 4 ГГц означает, что каждую секунду происходит 4000000000 циклов (где один цикл состоит из периода, в течение которого сигнал переходит от низкого уровня к высокому, обратно к низкому и затем снова от низкого к высокому).

Основным компонентом ЦП является флип-флип. Принципиальная схема D-триггера выглядит примерно так.

Когда логические вентили помещаются в предыдущую конфигурацию, возникает особое свойство.

В промежутках между тактовыми циклами триггеры сохраняют состояние.

Что мы подразумеваем под состоянием? По сути, триггер будет хранить либо 1, либо 0, которые затем могут использоваться комбинационной логикой, подключенной к его выходу, для выполнения какой-либо операции.

Допустим, у нас есть два процессора, один из которых работает с частотой 1 Гц, а другой — с частотой 2 Гц. Второй процессор имеет в два раза больше тактов в секунду, чем первый. Другими словами, последовательная логика (триггеры) может принимать в два раза больше значений за тот же период времени. Второй процессор теоретически может вычислить сумму двух наборов чисел за то же время, которое требуется первому процессору для вычисления одного.

Частота часов ограничена критическим путем. Критический путь — это самая длинная последовательность прямой комбинационной логики. Если передний фронт возникнет до того, как у комбинационной логики будет достаточно времени для вычисления результата, входные сигналы изменятся, что приведет к другому результату.

Для уточнения предположим, что критический путь состоит из 4-битного сумматора, каждый входной сигнал которого соединен с выходом регистра (набора триггеров). Если в начале периода состояние регистров было 1000 (десятичная 8) и 0010 (десятичная 2), то мы ожидаем, что сумма будет 1010 (десятичная 10). Однако, если бы тактовая частота была установлена ​​слишком высокой, внутреннее состояние триггеров изменилось бы до того, как сумма попала бы на вход другого регистра.

Ядро — это ЦП. Следовательно, когда мы читаем, что процессор Intel Core i5–8400 имеет 6 ядер, это означает, что он имеет 6 процессоров, одновременно выполняющих инструкции на одном физическом чипе. Если каждый ЦП поддерживает инструкцию сложения, то процессор может одновременно вычислять 6 различных сумм.

Два гиганта полупроводниковой промышленности, Intel и AMD, решили создать самый быстрый в мире процессор. Используя суперскалярные архитектуры и конвейерную обработку, им удалось создать процессоры, работающие на частотах порядка нескольких гигагерц. Однако, как и в большинстве случаев, вы не можете измерить успех на основе одной метрики. Скорость, хотя и важна, не должна гнаться за всем остальным. С появлением ноутбуков и мобильных устройств энергопотребление стало брать приоритет над скоростью.

Помимо счетов за электроэнергию, чем больше энергии потребляет процессор, тем больше тепла он выделяет, а если процессор постоянно перегревается, срок его службы сокращается. Именно по этой причине они создали различие между номинальной и турбо частотой. Большую часть времени процессор будет работать на номинальной частоте. Однако для ресурсоемких задач, таких как игры и обработка видео, можно перенаправить мощность с нескольких ядер на одно ядро, чтобы повысить его тактовую частоту до заданного предела (максимальная турбочастота). Возвращаясь к процессору Intel Core i5-8400, номинальная частота, которой могут достичь все ядра одновременно, составляет 2,8 ГГц, а максимальная турбо-частота, которую может достичь одно ядро, если позволяют ограничения мощности и температуры, составляет 4,0 ГГц.

Другие компоненты, из которых состоит компьютер, не работают на той же тактовой частоте, что и процессор. Современные материнские платы, например, обычно имеют тактовую частоту порядка 500 МГц. Из-за несоответствия тактовых частот каждый раз, когда процессору приходится обращаться к основной памяти для извлечения данных, большую часть времени он простаивает. Именно по этой причине современные процессоры используют кеш на физическом чипе. Кэш использует преимущества пространственной и временной локализации, чтобы сократить время, которое ЦП тратит на ожидание на других устройствах.

Пространственное местоположение

Пространственное местоположение относится к тому факту, что диапазон адресов, находящихся в непосредственной близости друг от друга, имеет тенденцию использоваться вместе. Чтобы уточнить, представьте, что к телу цикла обращаются неоднократно.

Временная локализация

Временная локализация относится к тому факту, что доступ к определенным наборам адресов обычно осуществляется примерно в одно и то же время. Например, представьте себе две переменные, которые хотя и хранятся по адресам, расположенным далеко друг от друга, к которым какая-то программа постоянно обращается одна за другой.

Сохраняя содержимое этих адресов в процессоре, ЦП могут непрерывно выполнять инструкции, не обращаясь к нижним уровням памяти для извлечения дополнительных, при условии, что они хранятся в кэше.

Размер

Мы измеряем процент количества раз, когда ЦП должен извлекать данные, которые не кэшируются, как процент промахов. Увеличивая размер кеша, мы можем хранить содержимое большего количества адресов в кеше, тем самым уменьшая процент промахов. После этого объяснения можно подумать, что больший объем кеша — это всегда хорошо. Однако увеличение размера кэша также увеличивает время поиска. Время поиска — это количество времени, которое ЦП тратит на поиск данных в кэше. Учитывая, что вы, скорее всего, найдете данные, которые ищете 9В 5% случаев даже небольшое увеличение времени поиска может сильно повлиять на общую производительность процессора.

При поиске по магазинам можно с уверенностью предположить, что инженеры, разработавшие чип, определили оптимальный баланс между снижением частоты промахов и увеличением времени поиска по отношению к размеру кэша.

Повышение тактовой частоты и/или увеличение количества ядер позволит вашему компьютеру обрабатывать больше информации за заданный период времени.