Устройство и основные характеристики процессора
Информация о процессоре компьютера, его значении, технологии изготовления, а также о характеристиках, которые необходимо учитывать при его выборе и приобретении.Содержание:
• Что такое процессор и как он устроен; • Основные характеристики процессора; • Что такое сокет; • Система охлаждения процессора.Что такое процессор и как он устроен
Центральный процессор(микропроцессор, центральное процессорное устройство, CPU, разг. – «проц», «камень») – сложная микросхема, являющаяся главной составной частью любого компьютера. Именно это устройство осуществляет обработку информации, выполняет команды пользователя и руководит другими частями компьютера. Уже много лет основными производителями процессоров являются американские компании Intel и AMD (Advanced Micro Devices). Есть, конечно, и другие производители, но до уровня указанных лидеров им далеко.
Intel и AMD постоянно борются за первенство в изготовлении все более производительных и доступных процессоров, вкладывая в разработки огромные средства и много сил. Их конкуренция — важный фактор, содействующий быстрому развитию этой отрасли.
Как изготавливают процессоры. Что такое техпроцесс.
Основным материалом при производстве процессоров является самый обычный песок, а точнее сказать кремний, коего в составе земной коры около 30%. Из очищенного кремния сначала изготавливают большой монокристалл цилиндрической формы, который разрезают на «блины» толщиной около 1 мм. Затем с использованием технологии фотолитографии в них создаются полупроводниковые структуры будущих процессоров.
Фотолитография чем-то напоминает еще не полностью забытый процесс печати фотографий с пленки, когда свет, проходя через негатив, действует на поверхность фотобумаги и проецирует на ней изображение.
При изготовлении процессоров своеобразной фотобумагой выступают упомянутые выше кремниевые «блины». Роль света играют ионы бора, разогнанные до огромной скорости высоковольтным ускорителем. Они пропускаются через специальные «трафареты» — системы высокоточных линз и зеркал, вкрапливаются в кремний и создают в нем микроскопическую структуру из множества транзисторов.
Сегодняшние технологии позволяют создавать транзисторы размером всего 5-6 нанометров (толщина человеческого волоса около 50000 нм). Со временем техпроцесс изготовления процессоров станет еще совершеннее. По прогнозам, транзисторы уменьшатся как минимум до 3 нм.
Чем тоньше техпроцесс – тем больше транзисторов можно поместить в один процессор, тем он будет производительнее и энергоэффективнее.
Понятие архитектуры, ядра, ревизии процессора
Процессоры прошли сложную эволюцию и сейчас продолжают развиваться. Производители совершенствуют не только техпроцесс изготовления, но и внутреннюю их структуру. Каждое новое поколение процессоров отличается от предыдущего строением, количеством и характеристиками входящих в их состав элементов. Процессоры, в которых используются те же базовые принципы строения, называют процессорами одной архитектуры, а эти принципы — архитектурой (микроархитектурой) процессора. В пределах одной архитектуры процессоры могут существенно отличаться — частотами системной шины, техпроцессом изготовления, размером и структурой внутренней памяти и некоторыми другими особенностями.
О таких процессорах говорят, что они имеют разные ядра.
В рамках доработки одного ядра производители могут делать небольшие изменения с целью устранения мелких недочетов. Такие усовершенствования, которые «не тянут» на звание самостоятельных ядер, называют ревизиями.
Архитектурам, ядрам и ревизиям разработчики дают определенные названия. Например, компания Intel архитектурам и ядрам присваивает определенные имена, а их ревизиям – цифробуквенные обозначения. Так, все модели Intel Core 2 Duo являются процессорами микроархитектуры Intel Core и производились с ядрами Allendale, Conroe, Merom, Kentsfield, Wolfdale, Yorkfield. У каждого из этих ядер были еще и разные ревизии.
Основные характеристики процессора
• Количество вычислительных ядер. Многоядерные процессоры – это процессоры, содержащие на одном процессорном кристалле или в одном корпусе два и более вычислительных ядра. Все современные процессоры являются многоядерными.
Многоядерность, как способ повышения производительности процессоров, используется давно. Для «домашних» компьютеров и рабочих станций существуют процессоры с 64 ядрами (Ryzen Threadripper). Для серверов на рынке есть 128-ядерные предложения.
Эффективность вычислительных ядер разных архитектур заметно отличается. Но если сравнивать процессоры одной архитектуры, чем их (ядер) больше, тем процессор производительнее.
• Количество потоков.
Чем больше потоков – тем лучше. Количество потоков не всегда совпадает с количеством ядер процессора. Например, благодаря технологиям Hyper-Threading (у Intel) и Simultaneous MultiThreading (у AMD), 4-ядерный процессор может работать в 8 потоков и во многом опережать 6-тиядерных конкурентов.
• Размер кеша 2 и 3 уровней.
Кеш — это очень быстрая внутренняя память процессора, которая используется им как буфер для временного хранения информации, обрабатываемой в конкретный момент времени.
Подробнее об этом можно узнать здесь. Чем кеш больше – тем лучше.
Структура не всех современных процессоров предусматривает наличие кеша 3 уровня, хотя критичным моментом это не является. Так, по результатам многих тестов производительность процессоров Intel Core 2 Quadro, выпускавшихся с 2007 г. по 2011 г. и не имеющих кеша 3 уровня, даже сейчас выглядит достойно. Правда, кеш 2 уровня у них достаточно большой.
• Частота процессора.
Чем тоньше используемый техпроцесс, тем больше процессор может содержать транзисторов, меньше потребляет электроэнергии и меньше греется. От техпроцесса во многом зависит еще одна важная характеристика процессора — TDP.
• TDP.
Termal Design Point — показатель, отображающий энергопотребление процессора, а также количество тепла, выделяемого им в процессе работы. Единицы измерения — Ватты (Вт). TDP зависит от многих факторов, среди которых главными являются количество ядер, техпроцесс изготовления и частота работы процессора.
Кроме прочих преимуществ, «холодные» процессоры (с TDP до 100 Вт) лучше поддаются «разгону», когда пользователь изменяет некоторые настройки системы, вследствие чего увеличивается частота процессора. Разгон позволяет без дополнительных финансовых вложений увеличить производительность процессора (идогда на целых 20-25 %), но это уже отдельная тема.
В то же время, проблему с высоким TDP всегда можно решить приобретением эффективной системы охлаждения (см.
последний пункт этой статьи).
• Наличие и производительность видеоядра.
Помимо вычислительных ядер, производители часто включают в состав процессоров еще и ядра графические. Такие процессоры, кроме решения своих основных задач, могут выполнять роль видеокарты. Возможностей некоторых из них вполне достаточно для игры в компьютерные игры, не говоря уже о просмотре фильмов, работе с текстом и решении остальных задач.
Что такое сокет
Важным моментом, который нужно учитывать при выборе процессора, является то, для установки в сокет какого типа он предназначен.
Сокет(socket, разъем центрального процессора) – это щелевой или гнездовой разъём на материнской плате, в который устанавливается процессор. Каждый процессор можно установить только на материнскую плату с подходящим разъемом, имеющим соответствующие размеры, необходимое количество и структуру контактных элементов.
Каждый новый сокет разрабатывается производителями процессоров, когда возможности старых разъемов уже не могут обеспечить нормальную работу новых изделий. Для процессоров Intel длительное время использовался сокет LGA775 (процессоры Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium EE, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Celeron, Xeon серии 3000, Core 2 Quad). Затем были введены сокеты LGA1366, LGA1156, LGA1155 (процессоры i7, i5, i3) и др. Разъемы для процессоров от AMD за последние десятилетия также изменились — AM2, AM2+, AM3, AM4 и т.д. О более ранних сокетах, думаю, смысла вспоминать нет, поскольку компьютеры на их основе – уже раритет.
Если вы задумали модернизировать старый компьютер путем приобретения более производительного процессора, убедитесь, что по сокету он подойдет к вашей старой материнской плате. Иначе однозначно придется менять и ее. Но даже если по сокету процессор подходит, не факт что материнская плата будет с ним работать. Большое значение имеет также системная логика материнской платы («чипсет»). Нужно убедиться, что он поддерживает процессоры с такой архитектурой. Подробнее о разъеме центрального процессора и соответствующих чипсетах материнских плат можно узнать здесь.
Система охлаждения процессора
Процессор нуждается в надлежащем охлаждении, иначе он может выйти из строя. Как уже упоминалось выше, верхняя поверхность процессора представляет собой металлическую коробку, выполняющую, кроме защитных, еще и теплоотводные функции. Поверх процессора на материнской плате устанавливается система охлаждения. Ее теплоотводные элементы должны плотно прижиматься к поверхности процессора.
Для улучшения передачи тепла с процессора на радиатор системы охлаждения, между ними прокладывается слой термопасты – специального пастообразного вещества с высокой теплопроводностью.
При подборе системы охлаждения процессора нужно учитывать его TDP (рассматривалось выше в пункте о характеристиках процессора).
Процессоры обычно продаются в комплекте со штатной системой охлаждения. Но иногда ее эффективности не достаточно (например, если был произведен разгон и частота процессора, а следственно и его TDP, возросла). В таком случае можно отдельно приобрести более мощную систему охлаждения.
Нормальная температура работы процессора — до 50 градусов Цельсия (при пиковых нагрузках возможно чуть больше). Но от модели к модели она может отличаться. Средства измерения температуры встроены в центральный процессор. При помощи специальных программ температуру можно отслеживать в режиме реального времени (например, программой SpeedFan).
Современный процессор устроен так, что при достижении им критичной температуры он отключается и не включается, пока не остынет.
Это позволяет предупредить его повреждение под воздействием высокой температуры.
Перегрев возможен вследствие низкой эффективности системы охлаждения, выхода ее из строя, засорения пылью, пересыхания термопасты и др.Как работает процессор: простыми словами о сложном
Все современное оборудование, от беспроводных наушников до сложнейших рабочих станций работает под управлением процессора. Каждый из нас знает, что процессор – это мозг устройства, он принимает команды от пользователя, делает вычисления и предоставляет результаты.
Но в тонкостях работы разбираются единицы. В этой статье мы постараемся доступно устранить подобный пробел в знаниях.
Транзисторы и кодирование информации
О том, что первые компьютеры занимали целые комнаты и даже отдельные здания, вы наверняка знаете. Вычисления они производили при помощи электромеханических реле и вакуумных ламп. Революция произошла в 60 годах, когда появились первые кремниевые транзисторы.
Позже на их основе были разработаны интегральные монолитные схемы – прототипы современных процессоров.
В основе каждого транзистора находится кремниевая структура. Поскольку кремний – материал, обладающий свойствами полупроводника, в зависимости от условий он может пропускать электрический ток или нет. Прошедший заряд – это единица, отсутствие заряда – ноль. Именно с помощью этих двух значений строится бинарный код, с помощью которого компьютер общается с пользователем. Другую информацию он воспринимать не способен.
И 1, и 0 – это 1 бит информации, 8 бит – составляют байт. При помощи 8-значной комбинации нулей и единиц можно закодировать любое число от 0 до 255. И уже при помощи этих комбинаций присвоить соответствующие коды любым понятиям, значениям и явлениям.
Для того, чтоб процессор понимал пользователя, были придуманы логические вилки (операторы). Мы все их знаем из курса информатики в школе: и/или, если/то/иначе. Такие команды позволяют компьютеру исходя из заданных условий принимать решения.
Что такое техпроцесс?
Производительность процессора в рамках одной серии или семейства напрямую зависит от количества транзисторов: чем больше транзисторов, тем больше комбинаций составляется в единицу времени, и тем больше вычислений производит устройство.
У первого процессора Intel 4004, вышедшего в 1971 году было 2250 транзисторов. Pentium 4 вмещал 42 млн транзисторов. Современные процессоры Epyc от AMD оснащены 39,54 миллиардами кремниевых транзисторов.
С размером транзисторов тесно связано понятие – техпроцесс.
Техпроцесс каждый из производителей диктует по своему. Кто-то размером транзистора целиком, кто-то размером только одной части – затвора. Третий вариант, который будет самым правильным – размер шага при производстве, то есть минимальным размером элемента, которым может оперировать разработчик при построении схемы. Так-же следует учесть, что производители указывают наименьший элемент, тогда как некоторые электронные элементы, от которых невозможно отказаться могут иметь размеры в десятки раз больше.
Тактовая частота
Это понятие зачастую является определяющим при покупке процессора.
Заряды проходящие через транзисторы создает тактовый генератор. Количество импульсов в единицу времени определяет скорость работы процессора. Однако он есть не в каждом процессоре. Может встречаться и другая конфигурация: на плате есть один или несколько тактовых генераторов, и они-же могут быть опционально включены в микропроцессоры.
Обязательный элемент каждого процессора – частотный резонатор, он дает корректный отклик на запрос в случае исправности, или не дает, что сообщает системе о неисправности элемента.
В основе каждого генератора имеется кварцевый кристалл. Он генерирует импульс с частотой около 100 МГц. На текущий момент могут еще довольно часто встречаться генераторы с частотой 33 МГц, особенно на дискретных контроллерах, например звуковых платах, sata/hba адаптерах и интерфейсных usb/com расширителях. Чтоб увеличить частоту, генерируемые кварцем колебания проходят через специальные узлы – множители.
Они позволяют повысить частоты при пиковых нагрузках или снизить их, если нагрузка уменьшается или компьютер находится в простое.
Кстати, множители – это те самые узлы, которые отвечают за динамическое увеличение частоты в нагрузке и ее снижении в простое. Также они могут позволять разгон в случае отсутствия на них блокировки на повышение сверх штатного значения. Подробнее с этой темой можно ознакомиться в нашей статье.
У процессоров с разблокированным множителем пользователь по собственному желанию может увеличить тактовые частоты. Современные процессоры могут разгоняться на 20 – 30 % и даже больше.
Архитектура
Архитектура процессора – это компоновка транзисторов. Транзисторы объединяются в массивы – ядра. Каждое ядро в процессоре может независимо от других выполнять различные задачи, для этого регулярно повторяется следующий цикл действий:
- Получение информации.
- Раскодирование.
- Выполнение вычисления.
- Фиксация результата.
Вычисления выполняются по специальным алгоритмам и инструкциям, которые хранятся во временной памяти процессора.
Чтоб увеличить производительность процессора, современные компьютерные ядра делятся на 2 потока. Каждый поток занимается выполнением отдельных вычислений, обеспечивая процессору многозадачность и уменьшая очереди задач.
Кэш: зачем процессору собственная память?
Жесткие и твердотельные диски, а также оперативная память работают недостаточно быстро, чтоб обеспечить все нужды процессора. Поэтому каждый микрочип оснащен собственной сверхбыстрой кэш-памятью, хранящей данные с которыми в конкретный момент, работает процессор. Также в кэш-памяти размещаются инструкции по выполнению конкретных задач.
Что такое система на чипе?
Современные процессоры для телефонов, планшетов и ноутбуков уже давно перестали быть отдельными вычислительными центрами, специализирующимися на выполнении конкретных задач.
Современный процессор – это целая система, которая включает собственно блоки для выполнения задач – ядра, а также модуль для отрисовки изображений – графический адаптер. Роль ядер выполняют исполнительные блоки, которых значительно больше, чем в CPU, и которые параллельно выполняют миллионы задач. Также некоторые системы могут содержать и дополнительные опции, например, центр беспроводного соединения 5G или технологию передачи данных Thunderbolt.
Что такое процессор? Руководство для начинающих по процессорам
Если вы читали обзор компьютера или телефона, то наверняка встречали термин «процессор». Но что такое ЦП и почему это важно?
Мы составили это руководство, чтобы рассказать вам все, что вам нужно знать о ЦП, которое должно очень помочь вам при покупке нового ноутбука или игрового ПК в будущем.
Что такое процессор?
ЦП, центральный процессор (или просто процессор) — это основная микросхема компьютера, отвечающая за выполнение всех задач.
Он отвечает за указание всем остальным компонентам компьютера, что делать, в соответствии с инструкциями, которые ему дают программы (программное обеспечение), работающие на этом компьютере.
На самом деле ЦП существуют во многих типах устройств, кроме компьютеров. Если что-то может запускать программы, скорее всего, оно будет иметь процессор. Например, и в телефонах, и в телевизорах есть процессоры.
В современных компьютерах, особенно в смартфонах, ЦП может размещаться на том же физическом чипе, что и другие компоненты. Большинство современных компьютерных процессоров имеют общий чип с графической электроникой компьютера (которая решает, что будет отображаться на вашем мониторе).
В смартфонах и планшетах чип, содержащий процессор, может также обрабатывать телефонные звонки, Wi-Fi, GPS и многое другое. Такие многоцелевые чипы известны как SoC (система-на-чипе).
Мобильные SoC содержат ЦП и множество других важных компонентов, которые обеспечивают работу вашего телефона
Где находится ЦП?
В компьютере ЦП находится в основе системы, подключенной к материнской плате.
Вы не сможете увидеть его, если снимите боковую панель со своего настольного ПК, так как она будет скрыта под охлаждающим вентилятором — процессор является мощным компонентом и без должного охлаждения будет сильно нагреваться.
В настольном ПК процессор и кулер легко снимаются. Это означает, что замена процессора является относительно простым процессом. Однако это не означает, что процессор можно легко заменить на более мощную модель, поскольку процессор должен быть совместим с материнской платой.
Предложение: процессор Intel Core i9-10850K всего за 378 фунтов стерлингов (сэкономьте 62 фунта стерлингов) также необходимо установить новую материнскую плату.
С другой стороны, в ноутбуках процессор и кулер почти невозможно снять (и еще труднее заменить). Также невозможно заменить материнскую плату, поэтому в этом отношении лучше рассматривать ноутбуки как не подлежащие обновлению.
Какой процессор купить?
Если вы хотите повысить производительность своего настольного ПК, стоит задуматься о покупке нового процессора.
Конечно, какой процессор вам следует купить, зависит от того, какие рабочие нагрузки вы планируете дать своему компьютеру.
Большинству людей вполне подойдет процессор Intel Core или AMD Ryzen. Для основных задач просмотра веб-страниц процессор Intel Core i3 или AMD Ryzen 3 является хорошим вариантом. Для игровых целей вы захотите купить процессор i5/i7 или Ryzen 5/7, а тем, кто хочет заниматься сложными задачами (такими как редактирование видео 4K и анимация), возможно, придется взглянуть на Intel i9.или процессор AMD Ryzen 9.
Предложение: Процессор Intel Core i9-10850K всего за 378 фунтов стерлингов (сэкономьте 62 фунта стерлингов)
Также важно учитывать поколение процессора. AMD представила поколение Ryzen 5000, а Intel только что выпустила линейку процессоров Intel Core 11-го поколения (также известного как Rocket Lake) для настольных ПК. Вы не захотите покупать слишком старый чип, так как он может быть устаревшим и ему не хватает производительности, необходимой для современных задач, но вы найдете отличные варианты по цене, ища чип из предыдущих нескольких поколений.
Мы всегда рекомендуем ознакомиться с обзорами перед покупкой нового процессора или даже ознакомиться с руководствами по покупке, такими как наши обзоры лучших процессоров Intel и лучших игровых процессоров. Спецификация может дать вам много информации о процессоре, но не даст полной картины производительности в реальном времени.
Жаргон ЦП
Существует огромная разница в производительности вычислений между различными моделями ЦП. Производители ПК и ноутбуков, пытаясь продать вам компьютер, часто упоминают в своих маркетинговых материалах три вещи: тактовую частоту, количество ядер и количество потоков.
Мы включили краткий обзор всех наиболее распространенных жаргонизмов ЦП с краткими пояснениями для каждого: процессор может производить каждую секунду — чем выше число, тем больше вычислений. Это одно из самых важных соображений для игровой производительности, поскольку высокая тактовая частота, как правило, важнее, чем взлом большого количества ядер.
Ядер
Насколько быстро ЦП может обрабатывать данные, также зависит от того, сколько у него ядер.
Каждое ядро, по сути, само по себе является ЦП, и многие программы написаны таким образом, что несколько ядер могут одновременно обрабатывать данные, необходимые программе, что значительно увеличивает скорость выполнения этой программы.
Современные процессоры имеют по крайней мере два ядра, многие из которых имеют четыре, восемь или даже больше. Наличие нескольких ядер, безусловно, даст вам прирост скорости, но это зависит от того, какую программу вы запускаете: четырехъядерный процессор может выполнять некоторые задачи, такие как редактирование видео, почти в два раза быстрее, чем двухъядерный чип. но добавление более четырех ядер не обязательно улучшит игровую производительность.
Потоки
Потоки ЦП — это, по сути, виртуальная версия ядра ЦП, которая помогает повысить эффективность работы процессора. В наши дни процессоры AMD и Intel обычно имеют два потока на ядро, но это не всегда так.
Как и в случае с ядрами, большое количество потоков важно, когда ваш компьютер работает в многозадачном режиме или имеет большие рабочие нагрузки.
Топовые процессоры AMD Ryzen обычно имеют большое количество ядер и потоков, поэтому стоит обратить внимание на эти чипы, если приоритетным является большое количество ядер и потоков.
Для получения дополнительной информации прочитайте наше руководство Intel Core i3, i5 и i7 , в котором более подробно объясняется, как ядра и потоки могут иметь значение.
Что еще нужно знать о процессорах ноутбуков?
В настоящее время существует четыре основных производителя мобильных процессоров. Они следующие:
- Intel: Team Blue разрабатывает большое разнообразие мобильных процессоров, от процессоров m3, которые обычно используются в низкопроизводительных хромбуках, до чипов i9 Intel Core, на которых работают мощные компьютеры для игр и создания контента. Intel также недавно выпустила процессоры Intel Lakefield, которые специализируются на легких и компактных устройствах, таких как Galaxy Book S. Однако большинство ноутбуков, которые вы найдете, будут содержать чип Intel Core, будь то чип i3, i5 или i7.
- AMD: Team Red — ближайший конкурент Intel, также предлагающий широкий выбор мобильных процессоров. AMD предлагает чипы C-Series и Athlon, специально разработанные для Chromebook. Чипы Ryzen используются в ноутбуках более высокого класса, от ультрапортативных компьютеров до мощных игровых систем. Мобильные процессоры AMD все еще менее распространены, чем чипы Intel, но в последние годы мы были серьезно впечатлены производительностью Ryzen и эффективностью батареи.
- Qualcomm Snapdragon: Процессоры Snapdragon более известны тем, что используются в смартфонах Android, но в последнее время они стали чаще использоваться в ноутбуках. Используя архитектуру Arm, чипы Snapdragon обычно имеют низкую производительность, но могут похвастаться фантастическим временем автономной работы. Ожидайте найти эти процессоры в ноутбуках среднего класса, ориентированных на портативность, а не в мощных машинах.
- Apple Silicon: Новейшим претендентом на рынке мобильных процессоров является Apple, поскольку компания решила начать разработку собственных процессоров для ноутбуков MacBook вместо того, чтобы полагаться на Intel. Пока что Apple выпустила только чип M1 для MacBook Air и 13-дюймового MacBook Pro, но он поразил нас при тестировании, продемонстрировав значительно более высокую производительность, чем все, что AMD и Intel могут предложить по той же цене. Ожидается, что в предстоящем MacBook Pro 2021 будет установлен еще более мощный процессор Apple.
Пока что Apple выпустила только чип M1 для MacBook Air и 13-дюймового MacBook Pro, но он поразил нас при тестировании, продемонстрировав значительно более высокую производительность, чем все, что AMD и Intel могут предложить по той же цене. Ожидается, что в предстоящем MacBook Pro 2021 будет установлен еще более мощный процессор Apple.Что еще нужно знать о процессорах для настольных ПК?
AMD и Intel сейчас являются единственными крупными игроками на рынке процессоров для настольных ПК — по крайней мере, до тех пор, пока Apple не выпустит новый чип для iMac 2021.
Последние процессоры Intel для настольных ПК называются Rocket Lake, а новая линейка AMD — Ryzen 5000 . Как и в случае с ноутбуками, диапазоны процессоров для настольных ПК сложны. Главное помнить, что, несмотря на различия в дизайне, процессоры Intel и AMD предлагают в целом одинаковую производительность по цене.
Тем не менее, есть заметные различия. Процессоры Intel, как правило, ориентированы на тактовую частоту, поэтому они, как правило, являются хорошим выбором для игровых систем.
AMD с каждым годом улучшает свою тактовую частоту, но главной привлекательностью чипов Ryzen является большое количество ядер и потоков, что обеспечивает непревзойденную многопоточную производительность.
Тем не менее, это чрезмерное упрощение состязания AMD против Intel. Мы всегда рекомендуем читать отдельные обзоры, чтобы помочь вам определить лучший процессор для ваших рабочих нагрузок.
Есть вопросы о процессорах? Спросите в комментариях ниже — мы здесь, чтобы помочь!
Компьютер для чайников: ЦП | iGotOffer
ЦП расшифровывается как Центральный процессор . Это сердце, а точнее, мозг всех современных настольных компьютеров, ноутбуков, планшетов и смартфонов. Но что он делает? Он обрабатывает информацию.
Содержание
- 1 Компьютер для чайников: ЦП
- 2 Ссылки
Только представьте себе кабинет, полный клерков в своих кабинетах.
Каждый клерк — транзистор. Целая комната, полная транзисторов, — это ЦП. Он обрабатывает входящие инструкции так же, как клерки обрабатывали входящие бумаги и передавали их для дальнейшей обработки или для того, чтобы их начальник увидел и оценил результат. Прямо сейчас, пока я печатаю это на своем стареньком ноутбуке, мои транзисторы (клерки) работают, расшифровывая инструкции с клавиатуры и превращая их в буквы. Тем временем другие клерки сохраняют этот самый ворд файл. Клерки объединяются для выполнения некоторых конкретных задач, в то время как вся нагрузка распределяется между этими командами, называемыми схемами.
Например, у моих клерков много работы. Я печатаю, просматриваю, смотрю фильмы и иногда редактирую видео. Инструкции сыплются лавиной, грозя похоронить моих приказчиков. Вот почему они должны сортировать и расставлять приоритеты входящих данных. Представьте, что у клерка на столе есть корзины «входящие» и «исходящие» для хранения обработанных бумаг. Эти корзины являются кэш-памятью.
Чем больше корзины, тем легче работа.
Ты все еще со мной? Хороший! Теперь, если предприятие достаточно большое, одного офисного помещения может не хватить. Вы должны нанять больше клерков и арендовать или построить больше офисных помещений. Вот тут-то и появляются многоядерные процессоры. Каждое ядро — это одна офисная комната с транзисторами (клерками) в ней. Современные процессоры могут иметь до 16 ядер, а некоторые модели серверов — до 24 ядер. Однако самые распространенные модели ЦП для ПК имеют не более 8 ядер.
Итак, мы узнали, что каждое ядро — это «офис», в котором выполняется задача. Сотрудничают ли клерки из одной комнаты со своими коллегами из другой комнаты? Но конечно! Есть два вида такого сотрудничества. Задание можно разделить между комнатами, чтобы оно выполнялось быстрее. Этот процесс называется многопоточностью. Но часто рабочая нагрузка настолько велика, что каждому офисному помещению приходится выполнять более одной задачи. Этот процесс называется гиперпоточностью.
ЦП высшего и среднего класса имеют как количество потоков в гиперпоточности, указанное в их документах. Центральные процессоры высшего класса способны обрабатывать до 4 потоков на ядро.
Конечно, у процессора много работы, так как он также управляет другими частями персонального компьютера или портативного устройства. Он управляет оперативной памятью или оперативной памятью, жесткими дисками или твердотельными накопителями (HDD или SDD), видео- и звуковыми картами и портами ввода-вывода. Вернемся к нашей метафоре офисного помещения. У клерков есть стационарные телефоны, которые соединяют их с любым другим отделом или рабочим цехом предприятия. Таким образом, клерки могут отправлять и получать данные, инструкции или отчеты. Эти «стационарные телефоны» называются автобусами. У них есть собственная скорость и топология, что отражено в спецификациях ЦП.
Конечно, наши клерки не всемогущи, они могут управлять только определенным количеством отделов. Таким образом, объем ОЗУ, тип хранилища и емкость ограничены моделью ЦП.
В равной степени поддержка HD-видео или многопоточность зависят от возможностей процессора. Этот факт упоминается и в спецификациях процессора.
Как насчет тактовой частоты? Что это такое и как это влияет на производительность процессора? В двух словах, тактовая частота или скорость определяет количество операций в секунду. Чем выше скорость, тем быстрее «клерки». Представьте еще раз кабинет с большими часами на стене. Скорость, с которой тикают часы, определяет скорость клерка. Минимальный период времени, необходимый для выполнения одной операции, называется тактовым циклом.
Но процессоры с одинаковой тактовой частотой могут иметь разную производительность. Производительность — это сумма многих факторов, решающим из которых является архитектура процессора. Точно так же, как различаются офисные здания, имеет значение, современное и светлое здание или устаревшее с темными комнатами и извилистыми коридорами.
Конечно, вы можете заставить своих клерков работать быстрее, заведя настенные часы.
Процесс разгона процессора называется разгоном. Но будьте осторожны, не каждый процессор предназначен для разгона, и вы можете утомить своих «сотрудников». Другими словами, срок службы процессора может быть значительно сокращен за счет разгона.
Последний вопрос, который у вас может возникнуть: почему тактовая частота измеряется в единицах частоты — Гц, МГц и ГГц. Потому что процессоры говорят на языке текущей частоты.
(Процессор для чайников (© Энциклопедия iGotOffer).
Ссылки- Устали от своей старой и устаревшей модели? Продайте ее на iGotOffer.com по лучшей цене онлайн. Мы в iGotOffer платим большие деньги за ваш подержанный компьютер и любой другой гаджет Apple: продайте бывшее в употреблении устройство сейчас по лучшей цене Процессор
- Kaby Lake: анонсированный 30 августа 2016 года, Kaby Lake — новый процессор Intel, который теперь доступен в магазинах как OEM или как часть настольных и мобильных систем. Что это значит для нас, обычных пользователей, давайте посмотрим на это.
Ваш комментарий будет первым