Какие функции выполняет ядро процессора? Функция процессора в компьютере

Виды процессоров. Что такое Кэш процессора? Функции процессора.

Процессор (от англ.: Processor) — одна из основополагающих составляющих компьютера, функции которого состоят в реализации разнообразных математических подсчетов и синхронизация взаимодействия частей структуры компьютера. Процессоры есть как в обычных ПК, так и в разнообразных приборах, используемых в быту и промышленности, например, в современных стиральных машинах, устройствах печати и других. Кроме этого, так называемые, программные процессоры, к примеру, текстовый микропроцессор(англ.: word proccesor), представляющий из себя средство анализа текстов. В данной статье будут рассматриваться виды процессоров, некоторые их характеристики, основные функции.

Виды процессоров

Сегодня существует не один десяток видов процессоров, используемых для разрешения разных общих и узких целей.

Сегодняшний компьютер состоит из одного и более Центральных микропроцессоров и Графического микропроцессора. ЦП — особенно часто встречающееся название. Нередко под процессором понимается только Центральный микропроцессор. В англоговорящей среде цп обозначают, как CPU или Ctntral proccecing Unit, то есть в точном переводе — центральный блок обработки. Система, работающая с более чем одним центральным микропроцессором и использующее общее пространство адресов, является многопроцессорной.

Графический микропроцессор (ГП) в иностранной среде обозначен Graphics Proccesing Unit (GPU). Он имеет узкую специализацию, работает с графическими данными. Часто ЦП и ГП объединяют словом процессор, но в определенном контексте можно распознать вид процессора, о котором говорится.

Физический микропроцессор (Physics Processing Unit) необходим для арифметических операций при проектировании разнообразных физических моделей, таких как, например, динамические расчеты следствия взаимодействия тел.

Микропроцессор цифровых сигналов (Digital signal processor (DSP)) — специальный процессор, необходимый для работы с цифровым сигналом (как правило, в режиме реальном времени).

Сетевой микропроцессор (network processor) — микропроцессор, который обычно располагается в сетевых устройствах, выполняет процедуры, необходимые при сетевой передаче данных. Обычно сетевой микропроцессор располагается в сетевых платах, коммутаторах и т.д.

Звуковые сигнальные микропроцессоры (Audio signal processor) применяются в ультрасовременной звуковой аппаратуре, они используются для работы со звуками и музыкой, к примеру, для имитации эха.

Что такое Кэш процессора?

Кэш-память ( кэш процессора) — это оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), с помощью которого компьютер может получить доступ к микропроцессору быстрее, чем к памяти RAM. Кэш процессора обычно интегрирован непосредственно в чип процессора или на отдельной микросхеме, которая имеет отдельную шину соединения с процессором.

Основной целью кэша процессора является хранение программных инструкций, на которые часто ссылается программное обеспечение во время работы. Быстрый доступ к этим инструкциям увеличивает общую скорость выполнения программы.

Когда микропроцессор обрабатывает данные, он проверяет сначала кэш-память; если он находит инструкции там (после предыдущего считывания данных), то не нужно делать более длительное считывание данных из основной памяти.

Большинство программ используют очень мало ресурсов, если они были открыты и работают в течение какого-то времени, главным образом потому, что часто используемые инструкции, как правило, кэшируются. Это объясняет, почему при измерениях производительность системы в компьютерах с медленным процессором, но большим КЭШем, как правило, больше, чем производительность системы в компьютерах с быстрым процессором, но с меньшим размером КЭШа.

Многоуровневое кэширование стало популярным в серверных и настольных процессорах, так как оно более эффективно. Чем реже производится доступ к определенным инструкциям, тем ниже уровень кэша процессора, в который записывается эта инструкция.

Уровень 1 (L1) кэша работает очень быстро, но относительно мал по объему данных, и, как правило, встроен в чип процессора (CPU).

Уровень 2 (L2) является более емким, чем L1; он может быть расположен на центральном процессоре или на отдельном чипе.

Уровень 3 (L3), кэш, как правило, специализированная память, которая работает, чтобы улучшить производительность L1 и L2.

Четыре основные функции центрального процессора

Процессор обрабатывает инструкции, которые он получает в процессе декодирования данных. При обработке этих данных, процессор выполняет четыре основных шага:

Выборка. Каждая команда сохраняется в памяти и имеет свой собственный адрес. Процессор запоминает этот адрес из программного счетчика, который отвечает за отслеживание того, какую инструкцию ЦП должен выполнить следующей.

Расшифровка. Все программы, которые должны быть выполнены, будут переведены на язык Ассемблер. Код Ассемблера выполнен в бинарных инструкциях, которые понятны процессору. Этот шаг называется декодированием.

Выполнение. При выполнении инструкции, процессор может сделать одно из трех действий: передать инструкцию в АЛУ(арифметико-логическое устройство), переместить данные из одного места памяти в другое, или перейти к другому адресу.

Исполнение. Процессор должен передать результаты после выполнения инструкции, эти выходные данные записываются в память.

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

bakaraban.ru

Функции и строение процессора

Центральный процессор (ЦП; англ. central processing unit, CPU, дословно - центральное вычислительное устройство) - исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающий за выполнение операций, заданных программами.

Важнейшие характеристики процессора — это количество разрядов его шины данных, количество разрядов его шины адреса и количество управляющих сигналов в шине управления. Разрядность шины данных определяет скорость работы системы. Разрядность шины адреса определяет допустимую сложность системы. Количество линий управления определяет разнообразие режимов обмена и эффективность обмена процессора с другими устройствами системы.

Кроме выводов для сигналов трех основных шин процессор всегда имеет вывод (или два вывода) для подключения внешнего тактового сигнала или кварцевого резонатора (CLK), так как процессор всегда представляет собой тактируемое устройство. Чем больше тактовая частота процессора, тем он быстрее работает, то есть тем быстрее выполняет команды. Впрочем, быстродействие процессора определяется не только тактовой частотой, но и особенностями его структуры. Современные процессоры выполняют большинство команд за один такт и имеют средства для параллельного выполнения нескольких команд. Тактовая частота процессора не связана прямо и жестко со скоростью обмена по магистрали, так как скорость обмена по магистрали ограничена задержками распространения сигналов и искажениями сигналов на магистрали. То есть тактовая частота процессора определяет только его внутреннее быстродействие, а не внешнее. Иногда тактовая частота процессора имеет нижний и верхний пределы. При превышении верхнего предела частоты возможно перегревание процессора, а также сбои, причем, что самое неприятное, возникающие не всегда и нерегулярно. Так что с изменением этой частоты надо быть очень осторожным.

Еще один важный сигнал, который имеется в каждом процессоре, — это сигнал начального сброса RESET. При включении питания, при аварийной ситуации или зависании процессора подача этого сигнала приводит к инициализации процессора, заставляет его приступить к выполнению программы начального запуска. Аварийная ситуация может быть вызвана помехами по цепям питания и "земли", сбоями в работе памяти, внешними ионизирующими излучениями и еще множеством причин. В результате процессор может потерять контроль над выполняемой программой и остановиться в каком-то адресе. Для выхода из этого состояния как раз и используется сигнал начального сброса. Этот же вход начального сброса может использоваться для оповещения процессора о том, что напряжение питания стало ниже установленного предела. В таком случае процессор переходит к выполнению программы сохранения важных данных. По сути, этот вход представляет собой особую разновидность радиального прерывания. Иногда у микросхемы процессора имеется еще один-два входа радиальных прерываний для обработки особых ситуаций (например, для прерывания от внешнего таймера)

Схема включения процессора:

основные функции любого процессора следующие:

- выборка (чтение) выполняемых команд;

- ввод (чтение) данных из памяти или устройства ввода/вывода;

- вывод (запись) данных в память или в устройства ввода/вывода;

- обработка данных (операндов), в том числе арифметические операции над ними;

- адресация памяти, то есть задание адреса памяти, с которым будет производиться обмен;

- обработка прерываний и режима прямого доступа.

Упрощенно структуру микропроцессора можно представить в следующем виде:

Процессор состоит из нескольких частей. Блок управления отвечает за вызов команд из памяти и определение их типа. Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические операции (например, сложение) и логические операции (например, логическое ).

Внутри центрального процессора находится память для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления. Эта память состоит из нескольких регистров, каждый из которых выполняет определенную функцию. Обычно все регистры одинакового размера. Каждый регистр содержит одно число, которое ограничивается размером регистра. Регистры считываются и записываются очень быстро, поскольку они находятся внутри центрального процессора.

Самый важный регистр - счетчик команд, который указывает, какую команду нужно выполнять дальше. Название "счетчик команд" не соответствует действительности, поскольку он ничего не считает, но этот термин употребляется повсеместно. Еще есть регистр команд, в котором находится команда, выполняемая в данный момент. У большинства компьютеров имеются и другие регистры, одни из них многофункциональны, другие выполняют только какие-либо специфические функции

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

zdamsam.ru

Как работает процессор и зачем он нужен компьютеру

Статья с примерами и аналогиями поможет вам понять как устроен процессор компьютера и как он работает.

Навигация по статье:

Как передаются данные внутри компьютера
Процессор изнутри, принцип работы
Видео с инфографикой

1. Как передается информация в процессоре, и почему используют бит.

Начнем с начала. Данные в компьютерах хранятся в битах. Бит – это минимальная ячейка информации, которая представлена в виде 0 или 1. Почему именно так?Все потому, что в электронике информация передается в виде напряжения. Если напряжение выше фиксированного значения, значит это логическая единица, если ниже — логический ноль. Представьте себе водопроводный кран. Если кран откручен и хлещет вода, то можно воспринять это как «1», если кран прикрутить — это «0».

При этом значение порогового напряжения зависит от техпроцесса и других параметров. Например, чем меньше транзисторы, тем они чувствительнее к изменению напряжения.

Значение 1 и 0 могут описать только присутствие или отсутствие предмета (1 — есть яблоко, 0 — нет яблока) поэтому для описания чисел, цветов и других символов решили использовать байт.Если выстроить в ряд восемь битов (0 или 1), то мы получим 1 байт информации, в который можно закодировать число от 0 до 255.0 — 000000001 — 000000012 — 000000103 — 00000011и т.д. вплоть до255 – 11111111

А уже с помощью этих чисел, можно закодировать все остальное (буквы, числа, цвет и т.д.) Такие блоки в 1 байт процессор и использует.

Программы и игры записывают на носители, например жесткий диск (HDD) или SSD. Для увеличения производительности с носителей байты информации поступают в оперативную память (RAM). Она является более скоростной, с нее процессор и работает. Программы – это набор команд, задача которых – вынудить компьютер что-то сделать. Выполнив первую команду из памяти, процессор берет следующую и так далее.

2. Что происходит внутри процессора

Что же в это время происходит внутри? Процессор, это сложная микросхема, состоящая преимущественно из транзисторов, которая логически поделена на блоки с разными функциями.

• Есть «блок управления процессором» которой берет из RAM памяти значения (информацию), которую необходимо выполнить (инструкции). Этот блок можно представить как водителя, который управляет всеми процессами. Блок управления принимает решение, что делать с данными, куда направлять, и какие блоки должны работать в ту или иную долю секунды.

• Далее полученные данные он загружает в «буферную память» (кеш-память). Она ещё быстрее чем RAM но очень маленькая по размеру. В новейших процессорах, для ускорения, используют до 3 уровней кеш-памяти. Если не справляется самая маленькая по размеру кеш память 1-го уровня, то на помощь приходит вторая и так далее.

Для понимания зачем делают так много ступеней памяти, я приведу такую аналогию: У вас есть деньги, вы их можете положить в комнату где-нибудь с остальными вещами, но если надо будет срочно найти их — сделать это будет очень сложно. Вы можете временно положить их в карман, если будете знать, что скоро вам предстоит что-то делать с ними и вы сможете моментально их найти. Когда же вы будете знать, что они вам не нужны в ближайшее время — можете на их место в кармане положить то, что понадобиться в ближайший момент. Так примерно устроена и иерархия памяти в современных компьютерах, только вместо денег используются байты информации.

• Есть ещё «блок регистров» — можно назвать его ещё более скоростной памятью, в которую грузятся команды и данные (операции, которые надо выполнить).

• АЛУ (Арифметико-логическое устройство) это наиболее сложный блок. Он берет данные из регистра и выполняет их. АЛУ — это своего рода сложный калькулятор, именно АЛУ развивалось наибольшими темпами за всю историю развития процессоров. Оно необходимо, для выполнения разных операций: логических операций (деление/сложение и т.д.), триггеров задержки, сумматоров и подобного.

К примеру, первая команда которую АЛУ получил из регистра — «отнять». И есть ещё 2 регистра в которых имеются закодированные числа, к примеру, 4 и 3. Тогда, АЛУ выполняет шаг, отнимает числа из регистров данных (3 от 4) и передает их далее «блоку управления процессором», который и распоряжается полученным результатом. Далее считывается следующая команда, например, «сохранить результат» и так шаг за шагом. АЛУ, как калькулятор, выполняет разные команды сложения/вычитания/сохранения и другие более сложные. Чем дольше развивались процессоры, тем большее количество инструкций процессоры учились выполнять и становились все сложнее.

• Если цикл выполнения операций закончен — вычисления из кеш памяти поступают обратно в RAM.

• За то, чтобы все работало, отвечает «тактовый генератор». Это, своего рода, сердце процессора. С его помощью задается тактовая частота в герцах (Гц), от которой зависит частота ядер и продуктивность процессора. Это скорость, с которой совершаются шаги. Важно заметить, что общая продуктивность процессора, зависит не только от частоты, но и от архитектуры (строения микросхемы). Новейшие процессоры, при той же частоте и техпроцессу благодаря оптимизированной архитектуре выполняют команды быстрее.

В этом и заключается весь принцип работы процессора. Но на самом деле блоков и промежуточных операций гораздо больше и про эту тему можно написать книгу, но я надеюсь, что в общих чертах все немного прояснилось.

3. Доступное видео с инфографикой:

blog.my3d.one

Что такое процессор?

Каждому человеку, который не столь давно обзавелся компьютером, интересно, что такое процессор.

По сути, это небольшая микросхема, которая предназначена для того, чтобы выполнять программный код. Ответить на вопрос, что такое процессор компьютера, просто – это один из основных элементов его аппаратного обеспечения.

Примечательно, что архитектура этого компонента постоянно прогрессирует и изменяется, постоянными остаются лишь задачи, которые стоят перед данным устройством.

Всех, кому интересно, что такое процессор, наверняка заинтересуют и его параметры. Основные – следующие. Энергопотребление, производительность, тактовая частота и архитектура. Когда-то было так, что каждый ЦП создавался для определенной компьютерной системы. Неудивительно, что люди пытались уйти от столь дорогостоящего и не отличающегося эффективностью метода.

Именно тогда производителями и стали выпускаться серийные модели, пошло разделение на типы и классы. Благодаря такому подходу можно было поменять испортившийся элемент почти мгновенно.

Что такое процессор в наши дни – крошечная кремниевая плата, на поверхности которой находится множество контактов, а внутри ее – сложнейшая полупроводниковая структура, состоящая из миллионов транзисторов.

Учитывая то, что число элементов, которые входят в состав различных моделей, существенно отличается, имеются различия и в самой архитектуре элементов.

Мало того, даже если у двух процессоров она одинакова, могут быть существенные отличия в самом процессе, размерах памяти и других вещах. Может разниться и количество ядер. Что такое двухъядерный процессор – это многоядерный элемент, который еще несколько лет назад был перспективным. Теперь их время ушло, и первые места занимают гораздо более сложные компоненты.

У каждой архитектуры или ядра имеется своя определенная маркировка, их обозначающая. Как бы там ни было, компании-производители неуклонно движутся в сторону увеличения общего количества ядер, повышая производительность компьютеров. Конечно, те программы, которые были созданы еще до появления такой вещи, как многоядерность, не будут функционировать быстрее на системах с несколькими ядрами.

Их количество – не единственная важная характеристика. Чтобы понимать, что такое процессор, необходимо иметь представление и о таких характеристиках, как размер кэша, скорость шины, тактовая частота его работы.

Нельзя упускать из внимания и такой показатель, как количество потоков – он отражает пропускные способности системы. Чем их больше – тем лучше функционирует машина.

Все те же принципы применимы и к размерам кэша (внутренней памяти процессора, компенсирующей перебои с оперативной).

Соответственно, и таковая частота. Чем она выше, тем производительнее компьютер.

Шина – элемент, благодаря которому происходит связь между процессором и контроллером материнской платы. Разумеется, эти элементы также стремительно прогрессируют, производители соревнуются в гонке скоростей. На рынке было и остается две крупных конкурирующих компании, занимающихся выпуском процессоров. Это Intel и AMD. Их соперничество очень выгодно для простых пользователей – ведь они получают все более скоростную продукцию.

Стоит отметить, что сейчас нормальная температура процессора составляет менее пятидесяти градусов. Если она выше – то нужно попробовать обработать его термопастой. Если это не помогает – есть возможность того, что системник запылилась и ее нужно банально пропылесосить.

Как видите, процессор - это один из основополагающих компонентов компьютера, от мощности которого напрямую зависит производительность всей системы в целом. Главное - следить за его состоянием. Вот что такое процессор.

fb.ru

Какие функции выполняет ядро процессора?

Компьютер состоит из множества различных деталей, каждая из которых выполняет свои определённые функции. Все вместе они обеспечивают стабильную работоспособность всей системы в целом. Многие говорят, что самым важным элементом является процессор, однако и он достаточно сложен. Говоря о его архитектуре, мы часто рассматриваем ядро процессора, так как именно оно определяет возможности.

Почему стоит рассматривать процессор, как один из важнейших элементов, особенно при сборке? Потому что во многом именно он определяет качественные и функциональные возможности компьютера как такового. Непосвящённому пользователю достаточно сложно разобраться во всех аспектах, даже после прочтения соответствующей литературы, а форумы и вовсе не дают однозначного ответа, потому что они заполнены спорами относительно того, какой бренд лучше - AMD или Intel. И порой в этих спорах ядро процессора и его функции и возможности не рассматриваются вовсе.

Если какие-то моменты, связанные непосредственно с эксплуатацией того или иного процессора, ещё можно узнать на форумах, то конкретные характеристики необходимо рассматривать самому. Производители всегда предоставляют такую информацию в подробностях, если, конечно, она скажет о чём-нибудь пользователю.

Характеристики процессора

Сейчас на рынке главенствуют многоядерные процессоры. Соответственно, ядро процессора, а точнее их совокупность, определяют в первую очередь производительность. Основной характеристикой считается частота работы процессора, т.е. его быстродействие и оперативность.

Продвинутые пользователи знают о возможностях разгона процессора, т.е. повышения его частоты. Практически у любой модели можно увеличить производительность, однако, не у всех она будет эффективной. Другими словами, если взять два процессора, работающие примерно на одинаковой частоте, то у них может быть разный разгонный потенциал. Следовательно, перспективы и возможности отличаются.

Как правило, основным ограничением становится температура ядра процессора, потому что при повышении частоты увеличивается нагрузка, он начинает нагреваться, а это уже губительно сказывается на его состоянии. При длительной работе в таком режиме ядро процессора начнёт разрушаться и выходить из строя, в конце концов, чип просто сгорит.

Впрочем, одной ориентироваться на одну только частоту неправильно - кэш и частота шины также оказывают важное влияние на возможности и итоговые характеристики. Процессор постоянно обрабатывает различную информацию, однако она поступает не напрямую, а хранится некоторое время в кэше - промежуточном звене между оперативной памятью и процессором. От скорости работы кэша очень часто зависит быстродействие системы. Частота шины определяет скорость обмена данными между процессором и материнской платой.

Количество ядер

Пресловутое количество ядер сейчас активно обсуждается, потому что одни говорят, что чем больше, тем лучше, другие наоборот утверждают, что лучше не торопиться с выбором процессора с большим количеством ядер.

Наиболее распространённым вариантов являются двуядерные модели. Такие чипы уже начали внедрять даже в мобильные аппараты, так что удивить кого-то сложно. Возникает вопрос, стоит ли переходить на четырёхядерные и более процессоры? Сейчас ситуация повторяется как и с внедрением первых многоядерных моделей - прирост производительности на деле оказывается не таким большим. Пользователи не знают, как отключить ядро процессора или заставить то или иное приложение использовать все возможности, потому что далеко не все приложения оптимизированы под такие модели. При этом прирост в цене достаточно существенный, но иногда стоит выбрать более простую, но и быструю и производительную модель, нежели гнаться за количеством ядер.

fb.ru

Понятие процессора компьютера (CPU), архитектура, характеристики и принцип работы

Содержание:

Процессор для компьютера (CPU)

Процессор (микропроцессор, CPU, центральный процессор, разг. – камень, проц и др.) – можно сказать, сердце компьютера, мозг, его основная часть. Он обрабатывает информацию, выполняет все команды пользователя и управляет остальными устройствами системного блока. От мощности процессора зависит, насколько быстро будет работать компьютер.

Процессор крепится на материнской плате и помещается в специальный разъем, который называется разъёмом центрального процессора (сокет, англ. - socket). Существует много видов сокетов, в каждый из них можно установить «камень» только своего определенного типа. Установка в сокет материнской платы должна производиться очень аккуратно, иначе можно повредить контакты и «проц» будет испорчен.

Защита от перегрева процессора

Система охлаждения

Во время работы компьютера (особенно в современных играх или при работе ресурсоёмких программ) процессор очень сильно нагревается. Для того, чтобы он не вышел из строя из-за банального перегрева, к нему крепится система охлаждения. Она состоит из радиатора и вентилятора (кулера) для рассеивания тепла.

Верхняя часть процессора выполнена в виде металлической крышки, которая предназначена для отвода тепла. Для максимального отвода тепла радиатор системы охлаждения должен максимально плотно прилегать к CPU. Это достигается путем использования термопасты – специальной пасты с высокой теплопроводностью. Без хорошей системы охлаждения процессор будет быстро нагреваться.

В современных компьютерах предусмотрена специальная защита от перегрева. При достижении критической температуры, компьютер отключится и, пока процессор не остынет, включить его снова не получится. Система охлаждения может быть неэффективной, если кулер забит пылью, поэтому рекомендуется раз в 2-3 месяца проводить чистку системного блока от пыли и грязи. С этим вам поможет наша скорая компьютерная помощь.

Основные производители CPU

В настоящее время уже в течении многих лет на рынке господствуют и конкурируют две компании, занимающиеся производством процессоров. Эти компании называются Intel и AMD. Есть и другие производители, но их доля на рынке слишком мала. Intel и AMD находятся в постоянной борьбе за лидерство в производстве все более мощных и производительных CPU. Это соперничество является важным фактором, который благоприятно сказывается на развитии отрасли и удешевлении стоимости устройств.

Логотипы компаний Intel и AMD

Процессор представляет собой полупроводниковый кристалл кремния, который выращен в специальных условиях и по специальной технологии. Внешне он выглядит как небольшая плата (размером примерно 5х5 см.) с большим количеством контактов с одной стороны и металлической крышкой с другой.

Внутри же находится очень сложная структура, которая включает в себя сотни миллионов транзисторов. Они занимаются обработкой данных и производят арифметические вычисления, которые основываются на математических действиях с числами. Именно в них происходит преобразование всей поступающей информации.

Таким образом, процессор состоит из обрабатывающих информацию ячеек, которые называются регистрами. В них производится анализ и обработка всех данных, т.е. CPU считывает последовательность команд, которая содержится в регистрах, и исполняет эти команды. Такую последовательность команд называют программой.

Рассмотрим основные понятия из архитектуры процессора и принцип его работы

1. Может показаться удивительным, но основной материал, из которого изготавливают процессоры - песок, но, если быть точнее, то кремний. Его очищают по специальной технологии и изготавливают монокристалл в форме цилиндра, который потом разрезают поперек, получая пластинки в форме блинов, толщина которых всего около 1 мм. Потом, используя технологию фотолитографии, в «блинах» создают специальные полупроводниковые структуры, которые будут использоваться в будущих «камнях»

По технологии фотолитографии ионы бора разгоняют до огромной скорости (для этого используется высоковольтный ускоритель) и пропускают через системы зеркал и высокоточных линз. Благодаря этому ионы бора, вкрапленные в пластины из кремния, создают структуру из множества транзисторов.

Сегодня такая технология производства позволяет изготавливать транзисторы размером менее 32 нанометров (можете сравнить – толщина обычного человеческого волоса равна 50.000 нм). Логично, что чем тоньше техпроцесс, тем большее количество транзисторов поместится в один процессор, соответственно, тем он будет более мощным и энергоэффективным.

Процесс фотолитографии при производстве процессоров

2. В ходе своего развития полупроводниковые структуры постоянно эволюционируют. Поэтому принципы построения процессоров, количество входящих в их состав элементов, то, как организовано их взаимодействие, постоянно изменяются. Таким образом, CPU с одинаковыми основными принципами строения, принято называть процессорами одной архитектуры. А сами такие принципы называют архитектурой процессора (или микроархитектурой).

Несмотря на это, внутри одной и той же архитектуры некоторые процессоры могут довольно сильно отличаться друг от друга - частотами системной шины, техпроцессом производства, структурой и размером внутренней памяти и т.д.

3. Ни в коем случае нельзя судить о микропроцессоре только по такому показателю, как частота тактового сигнала, которая измеряется мега или гигагерцами. Иногда «проц», у которого тактовая частота меньше, может оказаться более продуктивным. Очень важными являются такие показатели как: количество тактов, которые необходимы для выполнения команды, количество команд, которые он может выполнять одновременно и др.

Оценка возможностей процессора (характеристики)

В быту, при оценке возможностей процессора необходимо обращать внимание на следующие показатели (как правило они указаны на упаковке устройства или в прайс-листе или каталоге магазина):

количество ядер. Многоядерные CPU содержат на одном кристалле (в одном корпусе) 2, 4 и т.д. вычислительных ядра. Увеличение количества ядер – один из самых эффективных способов значительного повышения мощности процессоров. Но необходимо учитывать, что программы, которые не поддерживают многоядерность (как правило это старые программы), на многоядерных процессорах быстрее работать не будут, т.к. не умеют использовать более одного ядра;
размер кеша. Кеш - очень быстрая внутренняя память процессора, используемая им в качестве своеобразного буфера в случае необходимости компенсации «перебоев» во время работы с оперативной памятью. Логично, что, чем больше кеш, тем лучше.
количество потоков – пропускная способность системы. Количество потоков часто не совпадает с количеством ядер. Например, четырехядерный Intel Core i7 работает в 8 потоков и по своей производительности опережает многие шестиядерные процессоры;
тактовая частота – величина, которая показывает, сколько операций (тактов) в единицу времени может произвести процессор. Логично, что, чем больше частота, тем больше операций он может выполнить, т.е. тем производительнее получается.
скорость шины, при помощи которой CPU соединен с системным контроллером, находящимся на материнской плате.
техпроцесс – чем он мельче, тем меньше энергии процессор потребляет и, значит, меньше греется.

Современные процессоры

Выводы

Выбирая процессор, безусловно, необходимо учитывать те задачи, которые планируется решать при помощи компьютера. Если новый компьютер нужен для работы в интернете, просмотра фильмов и прослушивания музыки, то вполне хватит двухъядерного процессора. А вот если вы планируете работать с видеомонтажом, трехмерной графикой, обработкой больших объемов данных, то в этом случае лучше купить как минимум четырехъядерный.

Если вы собираетесь провести «апгрейд» компьютера или заменить процессор, который вышел из строя, то необходимо уделить важное внимание уже имеющейся конфигурации компьютера и особенно сокету материнской платы. Если у вас маломощная видеокарта или мало оперативной памяти, то даже, купив новый мощный «камень», значительного прироста производительности компьютера вы вряд ли получите, т.к. на это влияют абсолютно все компоненты компьютера.

Если у вас возникли трудности с выбором процессора, не можете определиться, какой будет больше соответствовать нуждам, то вы всегда можете обратиться за помощью в компьютерный сервис Комполайф. Наши специалисты помогут с выбором и заменой любого процессора, независимо от производителя и его мощности. Кроме этого, у нас можно заказать установку нового «проца» в системный блок.

Еще больше интересной и полезной информации

В этой статье мы дадим некоторые советы, как выбрать процессор…
Одним из самых важных компонентов компьютера, безусловно, можно…
Блок питания компьютера (БП) – это электронное устройство, формирующее…
Как только пользователи не называют системный блок: и процессором,…

Комментарии (0)

Оставить комментарий

compolife.ru

Что такое центральный процессор - Компьютер для новичков

Центральный процессор (ЦП) представляет собой сложную микросхему с миллионами транзисторов и множеством контактов занимающуюся обработкой машинного кода компьютерных программ. Центральное процессорное устройство (ЦПУ или CPU) является мозгом всей компьютерной системы, производя арифметические и логические операции с данными, поэтому на жаргоне его часто называют «проц» или «мозг».

Поэтому от производительности центрального процессора в первую очередь зависит скорость работы всего компьютера. Его выбору стоит уделить пристальное внимание особенно если планируется использовать требовательное к ресурсам программное обеспечение. В настольных компьютерах процессор является легкосъемным и может быть заменен на другой, поддерживаемый материнской платой, в случае апгрейда системы или выхода его из строя.

Среди основных характеристик центрального процессора стоит отметить следующие:

Архитектура (микроархитектура) — принципы внутреннего устройства ЦПУ определяющие количество, характеристики, расположение его внутренних элементов. Определенная архитектура используется в целом семействе процессоров, однако внутри семейства обычно есть несколько подгрупп архитектур отличающиеся какими-нибудь характеристиками от остальных. Эти подгруппы принято называть ядрами. Поскольку процесс не стоит на месте и в ядра вносят различные изменения, направленные на повышение эффективности или исправление ошибок, то чтобы отличить разные версии друг от друга ввели понятие ревизии ядра или степпинг. На примере процессора Intel это выглядит так: микроархитектура Nehalem ядро Bloomfield модель Intel Core i7-920 степпинг SLBEJ (D0).

Техпроцесс — технологический процесс, используемый при производстве процессора. Определяет размеры получающихся транзисторов составляющих центральный процессор. Единицей измерения является нанометр (нм). Чем меньше размеры транзисторов, тем меньше размеры всего ЦПУ, меньше тепловыделение и выше может быть частота. Скоро производители упрутся в физические пределы уменьшения, и тогда придется переходить на принципиально новые типы процессоров.

Тактовая частота — если по простому, то количество операций в единицу времени, которое может выполнить процессор. Непосредственно влияет на производительность CPU следовательно, чем выше частота быстрее работает центральный процессор. Напрямую сравнивать частоту можно только внутри одного ядра, так как на производительность влияет множество других факторов.

Сокет — разъем на материнской плате компьютера предназначенный для установки центрального процессора. Подходит только для строго определенного типа процессоров и характеризуется количеством контактов и производителем CPU. Так же физически не позволяет установить процессор неподходящего типа. Сокет является ограничивающим фактором при апгрейде процессора.

Количество ядер — центральный процессор может содержать в себе несколько ядер в одном корпусе, тогда его называют многоядерным. Ядром ЦПУ является главная часть, определяющая основные характеристики процессора и занимающаяся непосредственно вычислениями. Наличие нескольких ядер облегчает выполнение нескольких параллельных задач одновременно, так же при должной оптимизации компьютерной программы значительно увеличивает скорость работы в ней. Например, современные игры, обработка видео, архивирование, 3D-моделирование и многие другие положительно отзываются на наличие нескольких ядер. Так же существуют технологии создания нескольких виртуальных ядер из одного физического. Однако надо понимать, что увеличение количества ядер не приводит к пропорциональному росту производительности процессора, а на некоторых задачах возможно даже ухудшение по сравнению с одноядерным вариантом. Все зависит от возможности выполнять данную задачу несколькими параллельными потоками и насколько грамотно это реализовано в конкретном программном обеспечении. Многоядерность является наиболее перспективным путем повышения производительности на сегодняшний день.

Кэш — высокоскоростная память, интегрированная прямо в центральный процессор. Служит буфером между оперативной памятью компьютера и собственно вычислительным блоком процессора. Обеспечивает увеличение производительности за счет гораздо более высокой скорости работы. Кэш бывает трех уровней: L1, L2, L3. Чем больше объем кэша, тем быстрее работает ЦП при прочих равных условиях.

Тепловыделение — количество теплоты, выделяемое при работе центральным процессором. Это тепло необходимо отводить с помощью системы охлаждения центрального процессора для поддержания его температуры в оптимальном диапазоне. Важный параметр, так как если система охлаждения будет не справляться, то процессор будет перегреваться вплоть до принудительного выключения компьютера. Особенно актуально при разгоне и в маленьких корпусах.

Основными производителями центральных процессоров для персональных компьютеров являются компании Intel и AMD. Процессоры этих компаний не взаимозаменяемые. В случае апгрейда компьютера, выбирать новый процессор нужно исходя из поддерживаемых данной материнской платой компьютера.

Как узнать процессор, используемый в компьютере

Вам может потребоваться узнать, какой процессор стоит в компьютере, чтобы определить возможность установки какой-нибудь сложной программы или игры. Так же эта информация нужна при апгрейде компьютера. Можно получить эти сведения несколькими способами.

Самый простой и быстрый способ это выяснить щелкнуть правой кнопкой мыши на иконке «Компьютер» расположенной на рабочем столе и выбрать пункт «Свойства». Среди прочего будет указан производитель, модель и тактовая частота процессора. Более подробную информацию включающую остальные характеристики процессора такие как ядро, техпроцесс, сокет, степпинг, кэш и так далее можно узнать с помощью специальных программ. Рекомендуем воспользоваться простой и удобной программой CPU-Z показывающей множество полезной информации о вашей системе. Данные о центральном процессоре собраны на вкладке CPU.

Как узнать, сколько ядер в процессоре

Эту информацию можно тоже получить разными путями. Проще всего запустить Диспетчер задач и на вкладке «Быстродействие» посмотреть количество столбцов в графике «Хронология загрузки ЦП». Запустить Диспетчер задач проще всего комбинацией клавиш Ctrl+Shift+Esc на клавиатуре. На рисунке ниже мы видим общий процент загрузки четырехъядерного процессора и для каждого ядра в отдельности.

Так же количество ядер процессора можно узнать в программах показывающих информацию о системе, например в вышеприведенной программе CPU-Z.

Поскольку производительность всего компьютера в наибольшей степени зависит от производительности ЦП, то именно он обычно является первым кандидатом на замену в старом компьютере. Однако если вы не собираетесь одновременно менять и материнскую плату, то ваш выбор жестко ограничен процессорным разъемом (сокетом) материнской платы. Более того даже если сокет на материнке и у процессора совпадают это еще не значит, что вы можете его установить. Иногда материнская плата поддерживает не все модели процессоров с данным процессорным разъемом или поддерживает только с обновленной прошивкой. Узнать точный перечень поддерживаемых материнской платой центральных процессоров можно в спецификациях на сайте производителя материнской платы.

Вот мы и рассмотрели, что такое центральный процессор, его основные характеристики, влияющие на производительность и как их можно узнать.

beginpc.ru