Главной характеристикой центрального процессора является. Что такое процессор, центральный процессор, CPU? Рассмотрим принципы работы современных процессоров

Сегодня мы рассматриваем центральный процессор компьютера CPU (Central Processing Unit - центральное обрабатывающее устройство или ЦПУ). Это сердце или, если хотите, - его мозг! На жаргоне компьютерщиков его иногда называют "камень" (кристаллический кремний действительно похож на камень).

Это главный обработчик поступающей в компьютер информации. Центральный процессор выполняет все необходимые математические операции с поступающими данными, производит различные выборки из баз данных, архивирует и разархивирует наши файлы, занимается , обрабатывает модель физического взаимодействия частиц в любимой компьютерной игре, наконец!

Процессоры производят тепло, поэтому они покрыты теплоотводом, чтобы они охлаждались и работали плавно. На нижней части чипа находятся сотни контактов разъема, которые подключаются к каждому из соответствующих отверстий в гнезде. Кроме того, на протяжении многих лет на материнских платах существовали десятки различных типов разъемов. Каждый сокет поддерживает только определенные типы процессоров, каждый из которых имеет свой собственный макет.

Определение. Что означает центральная процессорная единица?

Центральный процессор - это блок, который выполняет большую часть обработки внутри компьютера. Арифметическая логическая единица: обрабатывает арифметические и логические операции. Блок управления: извлекает инструкции из памяти и декодирует и выполняет их. . Этот термин также известен как центральный процессор, микропроцессор или чип.

Центральный процессор современного компьютера делает очень много, проще будет перечислить то, чего он не делает:)

Вот несколько фотографий ЦПУ:



Первая фотография, это двухъядерный центральный процессор фирмы «Intel», вторая - его тыльная сторона. Этой стороной он и вставляется в процессорный разъем (сокет «socket») на . На этих фото мы видим CPU форм фактора «LGA-775». Аббревиатура «LGA» это сокращение от англ. "Land Grid Array" - тип корпуса с матрицей контактных площадок. Устаревшие модели поставлялись в корпусах «PGA» (Pin Grid Array - матрица штырьковых контактов), именно такой устаревший процессор представлен на последнем фото выше.

Он получает ввод данных, выполняет инструкции и обрабатывает информацию. На некоторых компьютерах есть два или несколько процессоров. Несколько процессоров идеально подходят для интенсивных параллельных задач, требующих многозадачности. Он отвечает за то, чтобы сообщить всем остальным компонентам компьютера, что делать, в соответствии с инструкциями, которые он дает программам, запущенным на этом компьютере.

Примером этого может быть. Это означает, что замена чипа, если он идет не так, - это простой процесс. Также невозможно изменить материнскую плату, поэтому лучше всего думать, что ноутбуки не могут быть обновлены в этом отношении. Наличие нескольких ядер, безусловно, даст вам ускорение скорости, но это зависит от того, какую программу вы используете: четырехъядерный процессор может выполнять некоторые задачи, такие как редактирование видео, почти в два раза быстрее, чем двухъядерный чип, но это не будет иметь место во всех ситуациях.

В старших моделях компьютеров была сопряжена с определенным риском согнуть или (не дай Бог) сломать одну из нескольких сотен PGA ножек. Страшный сон сборщика компьютеров! :) Сейчас все намного проще.

То что мы видим на фотографиях выше, - внешняя оболочка центрального процессора компьютера. Ее функция состоит в том чтобы защитить ядро (сам кристалл кремния) от механического воздействия, обеспечить площадь контакта с системой охлаждения (радиатором), а также - предоставить электрический контакт для питания устройства (фотографии выше под номером «1» и «2»).

Примеры современных процессоров фирмы Intel

Компьютера, который обрабатывает инструкции. Он запускает операционную систему и приложения, постоянно получая вход от пользователя или активных программ. Он обрабатывает данные и производит выходные данные, которые могут храниться приложением или отображаться на экране.

И предоставить соответствующую информацию. Хотя это может показаться простой задачей, современные процессоры могут обрабатывать триллионы вычислений в секунду. Хотя эти «ядра» содержатся в одной физической единице, они на самом деле являются отдельными процессорами. Процессоры, которые включают два ядра, называются двухъядерными процессорами, а те, у которых есть четыре ядра называются четырехъядерными процессорами. Этот процессор специально разработан для рендеринга графики, выводимой на монитор.

Центральный процессор компьютера состоит из квадратной пластинки текстолита, в которую намертво вмонтировано его ядро (кристалл кремния), а также - выводы электрических контактов, плюс - защитная крышка сверху. Что находится под этой крышкой мы рассматривали .

Процесс изготовления готовых чипов можно описать приблизительно так: на тонкую кремниевую основу (подложку) через специальные "маски" с прорезями методом литографии поочередно наносятся слои проводников, полупроводников и изоляторов. Иногда используется процесс вытравливания элементов на кристалле (через те же отверстия в "маске"). После окончания процедуры подложка распиливается на квадраты, которые облекаются в защитную и теплопроводящую оболочку, снабжаются контактными площадками и изделие готово!

Используя отдельные процессоры для обработки систем и графики, компьютеры могут более эффективно обрабатывать графические приложения. Эта страница содержит техническое определение Процессора. Если вы считаете это определение процессора полезным, вы можете ссылаться на него, используя ссылки цитирования выше. Процессор служит ядром компьютера и мозгом, и он используется, чтобы сделать все компьютерные операции возможными. Однако из-за быстро меняющихся тенденций в компьютерной технике сегодня процессоры, операционные системы и другие соответствующие программные функции конфликтуют друг с другом, что приводит к серьезным проблемам, которые приводят к сбою компьютера.

Сейчас рынок десктопных процессоров делят между собой практически только две крупные компании: «Intel» и «AMD». По данным на 2011 год первая "держала" более 80% этого рынка, а вторая - чуть более 10%. Совсем другое дело, - стремительно развивающийся рынок мобильных процессоров. Здесь представлено просто огромное количество компаний, выпускающих свои решения (ну, не совсем "свои", но об этом мы поговорим в другой статье).

Одной из наиболее распространенных проблем с компьютерными процессорами является то, что они не распознают операционные системы, устанавливаемые на них. В случае, когда процессор не может распознать используемую операционную систему, это может быть связано с тем, что процессор слишком продвинут для текущей системы. Между тем, нагрев вызван более быстрым разгоном сердечников, а это означает, что процессор работает на полной скорости.

Где у ПК мозги

Однако следует проверить, может ли материнская плата поддерживать два или более ядер; только тогда процессор может использовать указанную операционную систему. В наши дни компьютерные процессоры играют большую и более значительную роль в компьютерных технологиях не только за их скорость и производительность, но и за их поддержку в разрешении многозадачных действий, которые делают работу человека более быстрой и эффективной. Таким образом, зная, как исправить процессор проблем, меньше времени будет потребляться для ремонта, а также может быть использована полная производительность процессора.

Схематически внутреннее устройство CPU можно изобразить следующим образом:


Вот наглядное фото кристалла CPU в разрезе:


А это - мощный двухъядерный «Athlon»:




Да, вот еще одна фотография, для полноты картины так сказать:

Компоненты оборудования, которые типичный серверный компьютер содержит, аналогичны компонентам, используемым на менее дорогих клиентских компьютерах. Однако серверные компьютеры обычно создаются из компонентов более высокого класса, чем клиентские компьютеры. В следующих параграфах описываются типичные компоненты серверного компьютера.

Материнская плата - это основная электронная плата компьютера, к которой подключены все остальные компоненты вашего компьютера. Материнская плата больше, чем любой другой компонент, это компьютер. Все остальные компоненты подключаются к материнской плате.

Это тоже процессор компьютера,просто в другом конструктивном исполнении. Были, в свое время, подобные образцы, текстолитовая плата которых вставлялась вертикально в специальный разъем на материнской плате. Он назывался (Slot A), отсюда пошел термин "слотовые процессоры". Больше всего с виду конструкция напоминает картридж игровой приставки с вентилятором сбоку:)

Хотя процессор не является единственным компонентом, который влияет на общую производительность системы, именно тот, о котором большинство людей думает, когда вы решаете, какой тип сервера купить. Каждая материнская плата предназначена для поддержки процессора определенного типа.

Термин «тактовая частота» относится к тому, насколько быстрыми становятся основные часы, которые управляют работой процессора. Теоретически, чем быстрее тактовая частота, тем быстрее процессор. Однако только тактовая частота является надежной только для сравнения процессоров в одном семействе. Это связано с тем, что более новые модели процессоров содержат более сложные схемы, чем более старые модели, поэтому они могут выполнять больше работы с каждым тиком часов. Количество процессорных ядер также оказывает существенное влияние на производительность.

Если коснуться такого важного аспекта, как производительность ЦП, то она напрямую зависит от нескольких составляющих и из них же складывается:

  • его тактовой частоты
  • количества ядер
  • количества и быстроты кеш памяти

Разберем каждый из пунктов подробнее. Тактовая частота процессора измеряется в герцах (Гц).

Каждое ядро ​​процессора действует так, как будто это отдельный процессор. Большинство серверных компьютеров используют двухъядерные или четырехъядерные чипы. Люди редко жалуются на серверы, у которых слишком много памяти. Доступны многие различные типы памяти, поэтому вам нужно выбрать правильный тип памяти для соответствия памяти, поддерживаемой вашей материнской платой. Общая емкость памяти сервера зависит от материнской платы.

Сетевое соединение является одной из наиболее важных частей любого сервера. На многих серверах встроены сетевые адаптеры в материнскую плату. Если ваш сервер не оборудован как таковой, вам нужно будет добавить отдельную карту сетевого адаптера. Необычная графика не так важна для серверного компьютера. Вы можете оснастить свои серверы недорогими универсальными видеокартами и мониторами, не влияя на производительность сети.

Примечание : Герц (Hz) - единица измерения частоты периодических процессов (в данном случае - колебаний). К примеру, 1 Герц - одно такое колебание (такт) в секунду.

Измерять тактовую частоту (производительность) центрального процессора в Герцах неудобно (слишком большие получаются числа). Поэтому здесь применяются такие величины, как мегагерцы и гигагерцы. Мегагерц (Mhz) это - один миллион Герц (1 000 000 Hz). Гигагерц (Ghz) это - 1000 мегагерц (Mhz) или - один миллиард Герц (1 000 000 000 Hz).

Поскольку на сервере обычно больше устройств, чем на обычном настольном компьютере, требуется более мощный источник питания. Если на сервере расположено большое количество жестких дисков, для этого может потребоваться еще более мощный источник питания.

Кеш-память в нынешних процессорах имеет пирамидальный вид

В качестве альтернативы, это также известно по названию процессора, микропроцессора или компьютерного процессора. Программа состоит из нескольких инструкций. Различные программы хранятся в памяти. Схема, называемая декодером команд, декодирует все инструкции, извлеченные из памяти.

Согласно изложенному выше получается, что ЦП с тактовой частотой в 3 Гигагерца это - 3000 Мегагерц или три миллиарда герц! Условно можно сказать так, чем выше частота, тем больше инструкций можно обработать за единицу времени. Согласно описанному примеру, процессор в 3 Ghz (Ггц) может выполнять три миллиарда операций в секунду.

Для лучшего усвоения - посмотрите небольшое тематическое видео:

Например, он сохраняет значение в конкретном регистре, а указатель команды указывает на другую команду, которая хранится в следующем адресе. Чем больше число тактовых циклов, тем большее количество команд оно может выполнять. С развитием компьютерных технологий количество спецификаций для каждого компонента в компьютере стало огромным для тех, кто не очень вовлечен в компьютерную индустрию.

Линейка продуктов представляет собой группу продуктов, направленных на аналогичную цель. Некоторые линейки продуктов требуют наличия собственного гнезда для материнской платы, но некоторые могут использовать один и тот же сокет. Если изменения достаточно велики, также начинается новая линейка продуктов.


Посмотреть значение тактовой частоты можно, нажав правой кнопкой мыши на пикторгамме "Мой компьютер" на рабочем столе и выбрав из выпавшего меню пункт "Свойства". На скриншоте ниже приведены изображения с данной информацией для операционных систем «Windows 7» и «Windows XP».

В таких случаях имя сокета не дает вам никакой информации о фактической спецификации сокета. Меньшие производственные процессы дают два основных преимущества: во-первых, меньший процесс означает, что большее количество компонентов может вписываться в определенное пространство. Это связано с тем, что по мере уменьшения объекта становится легче излучать тепло, поскольку отношение площади поверхности к объему становится больше. Вот почему радиаторы используют большое количество ребер, чтобы максимизировать количество поверхности для охлаждения.



Также этот показатель можно увидеть в процессе начальной загрузки операционной системы, зайдя в или воспользоваться одной из специализированный утилит, навроде « ». Эта замечательная программа покажет не только значение тактовой частоты, но и еще много другой полезной информации.

Решение было простым: добавьте больше ядер! В то время как несколько ядер практически сразу повлияли на многозадачность, несколько ядер были неэффективны сначала при включении приложений с высокой нагрузкой. Это было связано с тем, что алгоритмы, используемые программным обеспечением в то время, не очень эффективны при использовании нескольких ядер.

При прочих равных условиях - количество ядер, размер кеша, архитектура и т.д. - более высокая тактовая частота всегда сможет выполнить набор инструкций быстрее, чем более низкая тактовая частота. Процессоры не очень хорошо выполняют сразу несколько действий. Общее количество команд, которые может запускаться ядро ​​в секунду, не увеличивается, поэтому преимущество гиперпотока проявляется только тогда, когда ядро ​​уже не работает на 100%. В зависимости от того, что вы делаете, это может либо повысить производительность на приличную сумму, либо почти ничего не делать.


Примечание : достаточно подробно работу данной программы мы рассматривали , поэтому не будем повторяться.

Помните знаменитый "закон" Гордона Мура, выведенный им еще в далеком 1975-ом году: "Производительность современных процессоров должна увеличиваться вдвое каждые 24 месяца!" Надо отдать должное этому прогнозу: так оно и было, до какого-то момента. Производители процессоров просто регулярно увеличивали тактовую частоту своих устройств (на фоне прочих улучшений, в виде параллельной обработки команд, расширения списка поддерживаемых инструкций, уменьшение техпроцесса и т.д.), что позволяло поддерживать живучесть данного утверждения.

Сокет, или процессорный разъем

Однако, когда вы начинаете делать большое количество мелких вещей, гиперпоточность становится полезной. Количество увеличения частоты будет зависеть от количества используемых сердечников. Когда используется меньшее количество ядер, тактовая частота оставшихся ядер может быть увеличена больше, чем при использовании всех ядер. Поскольку количество увеличения скорости меняется, мы указываем максимальную частоту повышения частоты вращения, которую поддерживает процессор, когда активна одна ядро.

Порядок установки процессора Pentium IV в гнездо системной платы

Хотя конечный результат схож, существует несколько существенных различий. Когда процессор обнаруживает, что используется только половина ядер, он поместит неиспользуемые ядра в режим пониженной мощности и увеличит тактовую частоту до используемых ядер. Это дает толчок активным ядрам, позволяющим им работать намного быстрее, чем на скоростях запаса.

Понятно, что бесконечно так продолжаться не могло: большие частоты требуют радикальной переработки системы охлаждения стремительно нагревающегося чипа. Сам автор утверждения в 2007-ом году сказал, что, по видимому, долго "закон" не просуществует. Дело в том, что при достижении определенного порога частоты (в диапазоне от 4000 до 5000 Мегагерц) любые процессоры начинают работать не стабильно и требуют усложненную систему охлаждения.

Оверклокеры ("разгонщики" центральных процессоров) со стажем утверждают, что примерный предел разогнанного процессора с воздушным охлаждением составляет 4000-4500 Mhz. Тут надо понимать, что - это лучшие образцы чипов, наиболее удачные из партии, а таких может быть один на несколько десятков, плюс топовая материнская плата, позволяющая подать на нее повышенное напряжение и повысить частоту FSB, дорогая (оверклокерская) память с дополнительным охлаждением и т.д. Если на тот же ЦП установить водяную систему охлаждения, то можно поднять частоту до 5000, но не факт что удастся добиться при этом стабильной работы устройства во всех приложениях.

Примечание : FSB (Front Side Bus - системная или фронтальная шина), - высокоскоростной интерфейс для обеспечения взаимодействия между процессором компьютера и остальными периферийными устройствами и модулями, расположенными на материнской плате. Частота системной шины - это скорость, с которой ядро процессора обменивается данными с ОЗУ, контроллерами и т.д.

Настоящие "маньяки" своего дела не останавливаются и на этом и в ход идет "тяжелая артиллерия" наподобие охлаждения с применением фреона, жидкого металла, гелия и даже жидкого азота! Последний вариант позволяет "выжать" из несчастного устройства рекордные 6000 Мегагерц и даже больше! С другой стороны, вряд ли Вы захотите работать на компьютере, покрытом коркой льда? :)




Сейчас настал тот момент, когда частота и общее быстродействие современных компьютеров вполне достаточны для решения большинства задач рядового пользователя ПК (сейчас опускаем игры и серьезные приложения для моделирования чего-либо). Именно поэтому простое увеличение этого показателя уже не будет давать такого ощутимого прироста скорости в повседневных (офисных) задачах, как раньше. Сейчас производительность современных ПК во многом определяется другими параметрами и их сочетанием.

Одним из таких параметров является объединение под одной теплорассеивающей крышкой большого количества ядер (на данный момент их количество может достигать двенадцати штук). Тут арифметика простая: чем больше ядер, тем выше производительность (при прочих равных условиях). Ведь все процессы, в таком случае, начинают выполняться параллельно (на каждом из ядер), что (в теории) должно ощутимо повысить общее быстродействие. На практике получается... по разному:)

Некоторые из приложений просто "не знают" что можно работать с несколькими ядрами, некоторые делают это плохо и только у специально "заточенных" под многоядерность приложений наблюдается существенный прирост. Есть приложения, которые практически не поддаются распараллеливанию. Например, офисные приложенияMicrosoft Word» или « »). Другие задачи, такие как кодирование видео/аудио, компиляция программного кода, рендеринг трехмерной сцены, наоборот очень чувствительны к многопоточной обработке и максимальный выигрыш получают именно при таком подходе.

Локомотивом многоядерности по праву считаются серверные варианты центральных процессоров. Это «Intel Xeon» и «AMD Opteron» соответственно. Серверные решения характеризуются повышенным быстродействием (за счет большого кеша) и масштабируемостью (могут иметь несколько физических процессоров с большим количеством ядер внутри каждого). Подобные системы энтузиасты иногда устанавливают и у себя дома на обычные материнские платы, но это скорее ради спортивного интереса:) В основном же, подобные процессоры используются в рековых серверах, которые монтируются в специальные стойки.

Примечание : (Rack - стойка/полка) Рековый монтаж (RackMount) - принцип организации коммутационного оборудования.

Вот так подобный сервер может выглядеть отдельно:




А вот так - в рековой 19-ти дюймовой стойке (ее еще называют телекоммуникационной стойкой):


Бывают даже закрывающиеся на замки целые телекоммуникационные шкафы (Protective Cabinet). Они могут выглядеть, к примеру, вот так:

Подробно о том, как подобные сервера устроены внутри, какие у них процессоры и как организована серверная комната у нас на работе мы рассматривали .

На базе подобных решений строят так называемые суперкомпьютеры. Например, компания «Intel» уже выпустила 16-ти ядерные Xeon-ы и рассматривает варианты решений с 22-24 и 28-ми ядрами. Понимаете, куда все это дело движется, да? Так что шутка команды КВН «Уральские пельмени» о 48-ми ядерном процессоре, произнесенная в 2012-м году уже не выглядит такой уж шуткой! :)

Уверен, со временем большинство приложений будет эффективно работать на многоядерных системах, сейчас пока с этим не все так радужно. Но производители центрльных процессоров упорно наращивают этот показатель и сейчас уже есть настольные системы с 12-ю ядрами. Зачем? Ну, надо же как-то оъбяснить покупателю, почему он просто обязан купить этот новый процессор?! :)

Третьим по важности компонентом центрального процессора компьютера является его кеш. Кеш - это небольшое количество очень быстрой памяти, которая расположена в самом ядре и служит для сохранения промежуточных результатов вычислений, а также может хранить в себе копии наиболее часто используемых данных из компьютера. Кеш может выполнять роль своеобразного "моста" со скоростным движением между оперативной памятью и центральным процессором компьютера.

Кеш делится на кеш инструкций (для ускорения загрузки машинного кода) и кеш данных, обслуживающий пользовательские запросы. Последний часто имеет несколько уровней (Level 1, Level 2 и Level 3). Каждый последующий уровень больше (по объему памяти) предыдущего, но медленнее по быстродействию. Почему именно так? Думается, для удешевления конечного продукта:) Но свое такая конструкция дает, - существенное снижение задержек обращения CPU к оперативной памяти. Это своеобразный буфер между ней и ЦПУ.

Есть специфические задачи, где кеш процессора отыгрывает не последнюю роль. Считается, что к таковым относится процесс архивирования массивов информации и устройства с большим и быстрым кешем справляются с ней лучше.

Как мы видим, сами по себе ни частота, ни многоядерность, ни большой кеш не гарантируют нам повышения быстродействия абсолютно во всех задачах! Где-то достаточно будет просто большой скорости (частоты), где-то потребуется многозадачность - выполнение операции параллельно на нескольких ядрах. Тут нужен комплексный подход и тонкий баланс между всеми составляющими.

Идем дальше! Поскольку ЦП работает, на него подается . Это приводит к тому, что он греется. Чтобы избежать такого неприятного явления, как компьютера на него устанавливают различные системы охлаждения (бесшумные водяные или же на основе воздушного охлаждения, снабженные вентиляторами).

Несмотря на постоянное уменьшение технологического процесса и оптимизацию энергопотребления, топовые модели процессоров упорно штурмуют планку TDP в 200 Ватт, а некоторые (AMD) ее уже успешно покорили! Можно ли подобное "достижение" однозначно назвать победой? Не думаю:)

Каждый из производителей дает своему новому изделию кодовое название, которое характеризует целую линейку или семейство продуктов, основанную на одной микроархитектуре. В недалеком прошлом использовались такие звучные названия, как «Coppermine», «Wolfdale», «Barton», «Nahalem», «Prescott», «Conroe», «Sandy Bridge».

Именно микроархитектура ядра и определяет, какие из новых технологий будут заложены в будущий процессор. Например: аппаратная (на уровне "железа") поддержка технологии виртуализации (Visualization Technology), защита от переполнения буфера (Intel Execute Disable Bit), «AMD Turbo Core» автоматический управляемый разгон процессора (аналог TurboBoost от Intel), различные варианты инструкций SSE и 3D Now и т.д.

Сейчас модно говорить не про CPU, а про APU (Accelerated Processor Unit - ускоренный процессор). Что это такое? Это объединение на одном кристалле или просто под одной теплораспределительной крышкой собственно ЦПУ и видеокарты. Подобные решения еще иногда называют гибридными процессорами. Результатом этого являются снижение общего энергопотребления и стоимости системы за счёт сокращения числа комплектующих (внешняя видеокарта уже не нужна).

Понятно, что подобная система не может тягаться с полноценным игровым компьютером, но для большинства задач очень даже подходит. Учитывая то, что в 2006-м году известная компания «AMD» купила не менее известную компанию по производству графических ускорителей «ATI», то логично, что ее APU выглядят более предпочтительно (именно за счет графической составляющей). Компания «Intel» никогда графикой серьезно не занималась, ее конек - центральные процессоры и на этом поле ей нет равных!

Что еще можно сказать о процессорах в прикладном плане? Вам, как потенциальному покупателю, не лишним будет знать, что их можно приобрести в двух разных вариантах поставки: «Box» (Бокс) и «Tray» (Трэй). Бокс это - коробочная поставка:


Давайте посмотрим, что находится внутри коробки?


Мы видим здесь упакованную в защитный пластик систему охлаждения (снизу) и сам центральный процессор компьютера (обведен красным). Обратите внимание, что в боксовой поставке на нижнюю поверхность радиатора охлаждения уже нанесен термоинтерфейс (теплопроводящее вещество в виде трех серых полосок). Термоинтерфейс служит для лучшей передачи тепла с ядра кристалла на радиатор. Нам остается только вскрыть упаковку и на плату.

Если же Вы решили приобрести процессор в поставке трэй, то будьте готовы к тому, что его могут вынести Вам в полиэтиленовом кулечке:) Вы покупаете отдельно только сам чип, без системы охлаждения. Зачем это может быть нужно? К примеру, я делал так, когда собирал свой . Стандартное (боксовое) охлаждение мне не нравилось и я решил установить вместо него систему башенного типа. Зачем переплачивать за ненужный кусок алюминия с вентилятором, который потом будет лежать без дела?

Напоследок небольшая ремарка из личного опыта: в современных играх процессор - не главное. Основная нагрузка ложиться на внешнюю видеокарту, поэтому если Вы собираетесь производить модернизацию (апгрейд) своего компьютера именно с этой целью, то в первую очередь обратите внимание именно на его графическую подсистему. Почему я так уверенно об этом заявляю? Потому что сделав именно так (оставив старый процессор и купив новый GPU), я получил абсолютно адекватное быстродействие во всех играх 2015-го года! А вот и от года 2017-го! :-)


Программа имеет различные режимы тестирования, а результаты ее работы Вы можете видеть в режиме реального времени в форме удобных, наглядных графиков.


Или - в виде таблицы:




Также здесь присутствует режим тестирования видеокарты. Программа "крутит бублик" (кто в теме, тот поймет) :)




Как всегда, описываемую нами программу можете загрузить прямо и пусть Ваш "камень" всегда работает без сбоев!

Вот теперь у меня действительно все! Переходите к изучению других разделов нашего сайта. Чуть ниже можете посмотреть видео о том, как производят процессоры:

Вероятно, выбирая компьютер и изучая его характеристики вы заметили, что такому пункту как процессор придают большое значение. Почему именно ему, а не модели , блока питания, или ? Да, это тоже важные компоненты системы и от их правильного подбора также многое зависит, однако характеристики ЦП напрямую и в большей степени влияют на скорость и производительность ПК. Давайте разберем значение этого устройства в компьютере.

А начнем с того, что уберем процессор из системного блока. В итоге компьютер не будет работать. Теперь понимаете, какую роль он играет? Но давайте более детально изучим вопрос и узнаем что такое процессор компьютера.

Что такое процессор компьютера

Вся суть в том, что центральный процессор (его полное название) – как говорят, самое настоящее сердце и одновременно мозг компьютера. Пока он работает, работают и все остальные составляющие системного блока и подключенная к нему периферия. Он отвечает за обработку потоков различных данных, а также регулирует работу частей системы.

Более техническое определение можно найти в Википеди:

Центральный процессор - электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера.

В жизни ЦПУ имеет вид небольшой квадратной платы размером со спичечный коробок толщиной в несколько миллиметров, верхняя часть которого как, как правило, прикрыта металлической крышкой (в настольных версиях), а на нижней расположено множество контактов. Собственно, дабы не распинаться, посмотрите следующие фотографии:


Без команды, отданной процессором, не может быть произведена даже такая простая операция, как сложение двух чисел, или запись одного мегабайта информации. Все это требует немедленного обращения к ЦП. Что уж до более сложных задач, таких как запуск игры, или обработка видео.

К словам выше стоит добавить, что процессоры могут выполнять и функции видеокарты. Дело в том, что в современных чипах отведено место для видеоконтроллера, который выполняет все необходимые от нее функции, а как видеопамять использует . Не стоит думать, что встроенные графические ядра способны конкурировать с видеокартами хотя бы среднего класса, это больше вариант для офисных машин, где мощная графика не нужна, но все же потянуть что-то слабое им по зубам. Главным же достоинством интегрированной графики является цена — все же отдельную видеокарту покупать не нужно, а это существенная экономия.

Как работает процессор


В предыдущем пункте было разобрано, что такое процессор и для чего он нужен. Самое время посмотреть на то, как это работает.

Деятельность ЦП можно представить последовательностью следующих событий:

  • Из ОЗУ, куда загрузилась определенная программа (допустим текстовый редактор), управляющий блок процессора извлекает необходимые сведения, а также набор команд, которые обязательно нужно выполнить. Все это отправляется в буферную память (кэш) ЦП;
  • Выходящая из кэш-памяти информация разделяется на два вида: инструкции и значения , которые отправляются в регистры (это такие ячейки памяти в процессоре). Первые идут в регистры команд, а вторые в регистры данных;
  • Информацию из регистров обрабатывает арифметико-логическое устройство (часть ЦПУ, которая выполняет арифметические и логические преобразования поступающих данных), которое из них считывает информацию, а за тем исполняет необходимые команды над получившимися в итоге числами;
  • Получившиеся результаты, разделяющиеся на законченные и незаконченные , идут в регистры, откуда первая группа отправляется в кэш-память ЦП;
  • Этот пункт начнем с того, что есть два основных уровня кэша: верхний и нижний . Последние полученные команды и данные, нужные для выполнения расчетов, поступают в кэш верхнего уровня, а неиспользуемые отправляются в кэш нижнего уровня. Этот процесс идёт следующим образом — вся информация идёт с третьего уровня кэша на второй, а потом попадает на первый, с не нужными на текущий момент данными и их отправкой на нижний уровень все обстоит наоборот;
  • По окончанию вычислительного цикла, конечный итог будет записан в оперативной памяти системы, для освобождения места кэш-памяти ЦП для новых операций. Но может произойти так, что буферная память будет переполнена, тогда неэксплуатируемые данные пойдут в оперативную память, или на нижний уровень кэша.

Поэтапные шаги вышеприведенных действий являются операционным потоком процессора и ответом на вопрос – как работает процессор.

Виды процессоров и основные их производители


Существует множество видов процессоров от слабых одноядерных, до мощных многоядерных. От игровых и рабочих до средних по всем параметрам. Но, есть два основных лагеря ЦП – AMD и знаменитые Intel. Это две компании, производящие самые востребованные и популярные микропроцессоры на рынке. Основное различие между продукцией AMD и Intel – не количество ядер, а архитектура – внутреннее строение. Каждый из конкурентов предлагает свое строение «внутренностей», свой вид процессора, кардинально отличающуюся от конкурента.

У продуктов каждой из сторон есть свои плюсы и минусы, предлагаю кратко ознакомиться с ними поближе.

Плюсы процессоров Intel :

  • Обладает более низким потреблением энергии;
  • Разработчики больше ориентируются на Интел, чем на АМД;
  • Лучше производительность в играх;
  • Связь процессоров Интел с ОЗУ реализована лучше, нежели у АМД;
  • Операции, осуществляемые в рамках только одной программы (на пример разархивирование) идут лучше, АМД в этом плане поигрывает.

Минусы процессоров Intel :

  • Самый большой минус – цена. ЦП от данного производителя зачастую на порядок выше чем у их главного конкурента;
  • Производительность снижается при использовании двух и более «тяжелых» программ;
  • Интегрированные графические ядра уступают АМД;

Плюсы процессоров AMD :

  • Самый большой плюс — самый большой минус Intel – цена. Вы можете купить хороший середнячок от AMD, который будет на твердую 4, а может даже и 5 тянуть современные игры, при этом стоить он будет намного ниже чем аналогичный по производительности процессор от конкурента;
  • Адекватное соотношение качества и цены;
  • Обеспечивают качественную работу системы;
  • Возможность разгона процессора, повышая тем самым его мощность на 10-20%;
  • Интегрированные графические ядра превосходят Интел.

Минусы процессоров AMD :

  • Процессоры от АМД хуже взаимодействуют с ОЗУ;
  • Энергопотребление больше, чем у Интел;
  • Работа буферной памяти на втором и третьем уровне идёт на более низкой частоте;
  • Производительность в играх отстает от показателей конкурента;

Но, несмотря на приведенные достоинства и недостатки, каждая из компаний продолжает развиваться, их процессоры с каждым поколением становятся мощнее, а ошибки предыдущей линейки учитываются и исправляются.

Основные характеристики процессоров

Мы рассмотрели, что такое процессор компьютера, как он работает. Ознакомились с тем, что из себя представляют два основных их вида, время обратить внимание на их характеристики.

Итак, для начала их перечислим: бренд, серия, архитектура, поддержка определенного сокета, тактовая частота процессора, кэш, количество ядер, энергопотребление и тепловыделение, интегрированная графика. Теперь разберем с пояснениями:

  • Бренд – кто производит процессор: AMD, или Intel. От данного выбора зависит не только цена приобретения, и производительность, как можно было бы предположить из предыдущего раздела, но также и выбор остальных комплектующих ПК, в частности, материнской платы. Поскольку процессоры от АМД и Интел имеют различную конструкцию и архитектуру, то в сокет (гнездо для установки процессора на материнской плате) предназначенный под один тип процессора, нельзя будет установить второй;
  • Серия – оба конкурента делят свою продукцию на множество видов и подвидов. (AMD — Ryzen, FX,. Intel- i5, i7);
  • Архитектура процессора – фактически внутренние органы ЦП, каждый вид процессоров имеет индивидуальную архитектуру. В свою очередь один вид можно разделить на несколько подвидов;
  • Поддержка определенного сокета - очень важная характеристика процессора, поскольку сам сокет является «гнездом» на материнской плате для подсоединения процессора, а каждый вид процессоров требует соответствующий ему разъем. Собственно об этом было сказано выше. Вам либо нужно точно знать какой сокет расположен на вашей материнской плате и под нее подбирать процессор, либо наоборот (что более правильно);
  • Тактовая частота – один из значимых показателей производительности ЦП. Давайте ответим на вопрос что такое тактовая частота процессора. Ответ будет простым для этого грозного термина — объем операций выполняющихся в единицу времени, измеряющийся в мегагерцах (МГц);
  • Кэш - установленная прямо в процессор память, её ещё называют буферной памятью, имеет два уровня — верхний и нижний. Первый получает активную информацию, второй – неиспользуемую на данный момент. Процесс получения информации идет с третьего уровня во второй, а потом в первый, ненужная информация проделывает обратный путь;
  • Количество ядер - в ЦП их может быть от одного до нескольких. В зависимости от количества процессор будет называться двухъядерных, четырех ядерным и т.д. Соответственно от их числа будет зависеть мощность;
  • Энергопотребление и тепловыделение. Тут все просто – чем выше процессор «съедает» энергии, тем больше тепла он выделит, обращайте внимание на этот пункт, чтобы выбрать соответствующий кулер охлаждения и блок питания.
  • Интегрированная графика – у AMD первые такие разработки появились в 2006, у Intel с 2010. Первые показывают больший результат, чем конкуренты. Но все равно, до флагманских видеокарт пока ни один из них не смог дотянуть.

Выводы

Как вы уже поняли центральный процессор компьютера играет важнейшую роль в системе. В сегодняшней статье мы с вами разобрали, что такое процессор компьютера, что такое частота процессора, какие они бывают и для чего нужны. Как сильно одни ЦП отличаются от других, какие виды процессоров бывают. Поговорили о плюсах и минусах продукции двух конкурирующих между собой кампаний. Но с какой характеристикой процессор будет стоять в вашем системном блоке решать только вам.