Основные характеристики процессоров

Что такое процессор с горем пополам знают многие люди, но как разбираться в технической документации к нему. Что в прайсе значат непонятные цифры и другие подобные вопросы осилит далеко не каждый пользователь. Да и порой знатоки компьютера не всегда четко представляют, что значит разрядность, например. Давайте продолжим разбирать основные характеристики процессора.

1.Количество ядер — этот параметр показывает количество одновременно работающих программ. Но не думайте, что если вы запустите Word и Winamp на компютере с одним ядром, что у вас программы работают одновременно. Они работают последовательно переключаясь с одной на другую, но делают это так быстро, если у вас быстрый компьютер, что мы этого не замечаем.Количество ядер в последнее время прочно вошло в основные характеристики процессора, что многие ошибочно полагают, что если ядер больше, то всегда будет прирост производительности. К сожалению если программа не оптимизирована под 4 ядра, то вы хоть убейтесь она 4 ядра использовать не будет.

Нужна ли многоядерность?

2.Частота процессора — это скорость с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной компьютера. Её любят указывать продавцы в прайсах. Измеряется точно также как тактовая частота и по понятным причинам всегда ниже.

3.Коэффициент умножения(или умножение) – он нужен, чтобы получить тактовую частоту процессора. Частоту шины вам нужно умножить коэффициент. Помнить нужно только одно в процессорах Intel есть одна полезная технология со смешным названием Quad Pumping — так вот она позволяет передать 4 блока данных за такт, поэтому маркетологи пользуются этим и преувеличивают в 4 раза физическую частоту шины.

4.Тепловыделение процессора — измеряется в ватах. Простым языком если сказать, то показывает какой мощности у вас должен быть вентилятор(кулер), чтобы обеспечить бесперебойную работу. Это очень важный параметр для любителей повыделываться и разгонять процессоры выше номинала.

5.Максимальная рабочая температура — всё то, что вы прочитали о тепловыделении можно отнести и к температуре. Если вы превысите максимум, то процессор перегреется, и вполне возможно компьютер или выключится или сам начнет перезагружаться.

6.Поддержка различных технологий — если в прайсе вдруг через запятую перечисляются непонятные для вас технологии типа SSE2 или 3DNow, то знайте, что это хорошо. Мир не стоит на месте, вот и производители придумывают разные фишки для лучшей работы процессора. Это всё равно, что на соковыжималке будет написано, «а ещё она умеет шинковать кубиками, колечками и посуду моет». Чем больше функциональности тем лучше. Ну вот так примерно в двух частях и рассказаны были основные характеристики процессора. http://computerstory.ru/?p=1121

Виды процессоров

Буферный процессор[front-end processor] — Процессор или специализированная микроЭВМ, реализующие промежуточную обработку данных, которыми обмениваются центральный процессор или центральная ЭВМ с устройствами ввода-вывода .

Препроцессор [preprocessor] — 1. Программа, выполняющая предварительную обработку данных для другой программы; 2. То же, что буферный процессор (см. выше).

CISC (Complex Instruction Set Computing) — “ Вычислитель со сложным набором команд” — Технология и архитектура построения микропроцессоров фирмы Intel (см. ниже также RISC).

RISC (Redused Instruction-Set Computer) — “ Вычислитель с сокращенным набором команд” — Технология и архитектура построения микропроцессоров, альтернативная технологии CISC . Принцип построения RISC- процессоров основан на применении набора простых команд и “на их основе сборки” требуемых более сложных команд. Это позволяет сделать микропроцессоры более компактными и производительными, а также менее энергоемкими и дорогими. Другое преимущество технологии RISC заключается в принципиальной возможности обеспечения совместимости ПЭВМ типа IBM PC и Macintosh фирмы Apple . Работы, направленные на реализацию указанной возможности, ведутся с 1992 г. фирмами Apple, IBM и Motorola в рамках проекта PowerPCTM . В 1994 г . фирмой Apple была выпущена первая ПЭВМ “Power Macintosh” с МП PowerPC (Performance Optimized With Enhanced RISC Perconal Computer). Последний из выпускаемых МП этого вида — 132-х Мгц PowerPC 604 является самым “быстрым” или производительным и в указанном плане составляет конкуренцию МП Pentium, а возможно и Pentium Pro . Однако полной совместимости с МП ряда Intel он, также как и другие модели PowerPC пока не обеспечивает (для согласования этих систем используется программный транслятор, преобразующий команды х86 в команды PowerPC, который обеспечивает возможность поддержки ограниченного числа применяемых IBM PC программных продуктов). Сказанное сдерживает массовое применение МП PowerPC. Тем не менее объем продаж МП PowerPC в течение одного года с момента выпуска первой ПЭВМ “Power Macintosh” составил более одного млн. машин [47]. Подробнее о последних разработках Power Mac см [305]. Фирмы Intel и Hewlett-Packard ведут разработку следующего за Pentium Pro поколения микропроцессоров, которые будут построены по гибридной технологии, объединяющей признаки CISC и RISC архитектуры (см. ниже).

Процессор-клон , клон [cloneprocessor, clone] — Процессор, выпускаемый другой фирмой — не его основным разработчиком и производителем, в том числе по лицензии или без нее. Наибольшее распространение на мировом рынке средств вычислительной техники получили клоны микропроцессоров моделей ряда х386, х486, Pentium,…,P entium III и т.д., выпускаемые другими фирмами — не Intel . Как правило, клоны представляют собой собственную разработку выпускающих их фирм. При этом они могут быть как полностью, так и только частично совместимы с оригинальной продукцией фирмы Intel, иметь отличные от них характеристики и даже успешно конкурировать с ними. Так, например, 29 ноября 1999 г. фирма AMD выпустила и произвела презентацию микропроцессора Athlon 750 (МГц), впервые в мире произведенного по т.н. “аллюминиевой” 0,18 мкм технологии и превысившего по производительности микропроцессор Intel Pentium III 733 МГц. В марте 2000 г. фирма AMD выпустила на мировой рынок первую партию микропроцессоров с тактовой частотой в 1 ГГц, а в октябре этого же года – процессор Athion 1,2 ГГц и Duron 800 ГГц. Наиболее известными фирмами-производителями клонов являются: AMD, Cyrix, IBM Microelectronics, SGS-Thomson, Texas Instruments, NexGen и др. О популярных клонах микропроцессоров ряда Pentium и их производителях см. [196, 197, 254, 272, 292, 298, 385, 422, 477, 482, 532, 554, 664]

Процессоры современных ведущих мировых компаний

Некоторые термины , связанные с процессорами и их работой.

 

Назад: Энциклопедия компьютера

http://www.gpntb.ru/win/book/3/Doc6.HTML

Центральный процессор — CPU (central processing unit, что дословно значит «центральное процессорное устройство») — это главный вычислительный электронный блок компьютера. Именно процессор отвечает за обработку всех данных в системе и глобально управляет работой аппаратного обеспечения компьютера.

Из чего состоит процессор? Внешне — это небольшая четырехугольная пластина, с одной стороны оснащенная рядами «штырьков» или «ножек» — электрических контактов, которые вставляются в процессорный разъем (сокет) на материнской плате. Внутреннее устройство представляет собой миллионы микроскопических транзисторов, объединенных в единый комплекс — сложнейшую электрическую цепь. Именно они, подобно мозговым клеткам, и выполняют всю вычислительную работу. Транзисторы (переключатели электрического тока в микросхеме) размещаются на подложке из чистого кремния, и всю эту конструкцию иначе называют кристаллом или камнем процессора. Кажется удивительным, что число транзисторов на участке, площадью с булавочную головку, может достигать 200 миллионов — настолько они малы. Процессор — одно из самых сложных технических устройств, производимых человеком.

Как работает процессор? Говоря простым языком — последовательно выполняет арифметические операции с данными, загруженными из памяти, согласно определенному алгоритму. Алгоритм команд соответствует логике выполняемой программы.

Видов процессоров существует много, выпускаются они для различных целей и разными производителями, поэтому чтобы понимать, чем они между собой различаются, нужно знать их основные характеристики и показатели. Остановимся на характеристиках процессоров подробнее. Следует учесть, что о производительности процессоров не судят, сравнивая их между собой по какому-либо одному показателю (за исключением линейки изделий одного производителя). То есть, утверждение, что лучше тот процессор, у которого больше ядер, без учета остальных критериев будет не верным.

Итак, важнейшие характеристики процессора, на которые стоит обращать внимание при выборе.

Число ядер

Чем больше у процессора ядер, тем большее число операций он может выполнять одновременно без потери производительности. Одноядерные процессоры для персональных компьютеров сегодня уже не выпускаются — наступила эра многоядерности. Именно за счет увеличения числа ядер ведущие производители планируют наращивать мощность процессоров в дальнейшем. Сегодня на персональные рабочие станции устанавливаются, как правило, 2-8 ядерные CPU, а для серверных систем уже существуют и 16-ядерные. В экспериментальных условиях проходят апробирование процессоры, оснащенные более чем 20 ядрами.

Увеличение производительности за счет количества ядер особенно ощутимо при исполнении многозадачных программ, в логику которых заложено одновременное выполнение нескольких действий. В то время, как одноядерный процессор выполнял бы задачи последовательно — одну за другой, многоядерный — делает это параллельно.

Тактовая частота

Эта характеристика указывает на то, сколько операций выполняет процессор в единицу времени. Многие привыкли считать, что тактовая частота — это показатель производительности, и чем она выше, тем «шустрее» процессор. Утверждение справедливо, если сравнивать между собой поколения CPU одной марки, однако сопоставлять по этому показателю процессоры разных производителей нельзя — при одинаковой тактовой частоте они работают с различной скоростью, поскольку на нее влияют в не меньшей степени и другие характеристики. Например, процессоры марки AMD работают на более низких тактовых частотах, чем Intel, но за один такт производят больше действий.

Объем кэш-памяти

Кэш-память процессора — это сверхпроизводительная память, откуда процессор получает доступ к обрабатываемым данным. Объем ее очень мал и не позволяет вместить в себя исполняемую программу целиком, поэтому в кэш обычно загружены только часто используемые данные. Разумеется, чем кэш больше, тем к большему объему информации процессор может получить быстрый доступ. Поэтому от величины кэш-памяти зависит скорость исполнения программы.

Кэш процессора поделен на 3 уровня. Кэш-память первого уровня — самая быстрая, но имеет и самый малый объем. Кэш второго уровня — средний по скорости и объем его больше первого. Кэш третьего уровня — самый медленный и самый большой по объему. Понятие «медленный» здесь условно, и дается только для сравнения этих уровней между собой, поскольку относительно скорости работы оперативной памяти, кэш-память процессора несравнимо выше.

Объем кэша процессора значительно влияет на его стоимость.

Технология производства или техпроцесс CPU

Эта характеристика показывает размер наименьшего отдельного элемента базы транзистора, умещаемого на кристалле. Понятно, что чем элемент мельче, тем больше их можно разместить на единице площади, тем самым увеличив производительность. Единицей измерения техпроцесса служит нанометр — настолько малы частицы. Выпущенные в 2011- 2012 годах процессоры имеют величину техпроцесса всего 22 нм, в то время как, например, в 2005 году выпускались процессоры по 50-нанометровому технологическому процессу. Поэтому можно проследить тенденцию развития этой технологии в сторону еще большего уменьшения элементов кристалла, и производителям это хорошо удается.

Сокет, или процессорный разъем

Расположен на материнской плате — это непосредственно то место, куда вставляется процессор. Поскольку материнские платы производятся для определенных, не взаимозаменяемых видов процессоров, их сокеты (от англ. Socket) имеют разные параметры. Например, сокеты для процессоров марок Intel и AMD отличаются полностью, и по форме, и электрически.

Процессоры по типу сокета условно объединяют в классы, то есть, к одному классу относят CPU, одинаковые по форме разъема. Их можно, при условиях поддержки, устанавливать в одну и ту же материнскую плату. Поэтому при выборе комплектующих для компьютера следует подбирать матплату и процессор с одинаковым типом сокета.

Частота системной шины и множитель

Характеристика, показывающая скорость обмена данными между процессором и чипсетом материнской платы. Обозначается аббревиатурой FSB (Front side bus) и измеряется количеством переданных данных за единицу времени. Чем выше FSB, тем выше производительность компьютера. Больше относится к характеристикам материнской платы, но наряду с частотой системной шины учитывается коэффициент умножения (множитель) процессора — величина, на которую тактовая частота CPU превосходит частоту FSB. Изменение этих двух показателей в сторону увеличения называются разгоном процессора, поскольку это увеличивает его производительность. Однако при этом разгон сокращает срок службы устройств.

Поддержка 64-битных вычислений

Появилась в 2004 году и с тех пор стала важна при выборе процессора. Практически все современные CPU для персональных компьютеров поддерживают 64-разрядность, что позволяет им использовать оперативную память в размере больше, чем 4 Гб.

Защищенный режим

Еще одна характеристика CPU, позволяющая предотвращать выполнение в операционной системе вредоносного кода. Поддерживается системами Windows, начиная со 2 сервиспака Windows XP.

TDP (thermal design power)

Это величина, которую следует учитывать при выборе системы охлаждения процессора. То есть численный показатель TDP указывает на то, какое количество тепла (Вт) может отвести от процессора система охлаждения при неких «нормальных», то есть приближенных к штатным условиям.

Более подробно в статье: «Температура процессора «.

Архитектура APU

В процессорах последних поколений часто реализована архитектура, называемая APU (Accelerated Processing Unit), суть которой заключается в объединении в одном кристалле центрального процессора и графического ядра. Использование этой технологии в целом удешевляет системы на основе таких процессоров, поскольку отпадает потребность в отдельном видеочипе на материнской плате или видеокарте.

Чем отличаются процессоры разных типов между собой

При выборе CPU перед многими встает извечный вопрос — какой марки процессор лучше — Intel или AMD? Если говорить о сравнении производительности, то следует учитывать, для каких целей приобретается компьютер. Если сопоставлять одинаковые по цене процессоры, то при работе в ресурсоемких мультимедийных приложениях показатели Intel будут выше, чем у AMD, но в играх, зачастую, AMD обгоняют Intel.

Немаловажен и ценовой диапазон. Так, например, согласно исследованиям, производительность процессоров Intel высшего диапазона цен (то есть самых дорогих) больше, чем аналогичных по стоимости AMD. Среди средних по стоимости CPU показатели производительности у этих двух марок будут примерно равны. А в низшем, бюджетном диапазоне, лидирует AMD.

Если выбор остановлен на линейке Intel Core i3 — i7, следует определить перечень нужд, для которых будет использоваться компьютер. Например Intel Core i3 530 и 540 показали хороший прирост производительности в сравнении с их предшественниками Core 2 Duo, хотя ценовой уровень примерно схож. Модели Core i5 больше ориентированы на средние и высокие запросы пользователя, например, серия 600 со встроенной графикой подойдет для офисной работы, а 4-ядерник 750 серии — для домашнего мультимедийного центра и не самых ресурсоемких игр. Процессоры Core i7, например, 680 серии, удовлетворят и достаточно высокие запросы в плане работы мультимедийных приложений и требовательных игр. А если средства позволяют, можно приобрести и более дорогие и производительные модели, но тогда и покупка материнской платы выйдет значительно дороже.

Что касается марки AMD, допустим, если сравнивать топовые серии FX и Phenom II, тесты показали что новинка хоть и обошла по производительности более старую модель, но не очень значительно. Поэтому, останавливать выбор на AMD есть смысл, если вы не работаете в требовательных к ресурсам мультимедийных приложениях, а для средне- и малонагружаемых систем недорогие процессоры AMD подойдут как нельзя лучше.

Если говорить о корректности сравнения различных моделей процессоров, часто бывает так, что при схожих технических характеристиках одни показатели будут выше, другие — ниже, поэтому выбор следует основывать, исходя из своего бюджета и потребностей.

Технические характеристики процессоров — Советы пользователю компьютера

Центральный процессор компьютера имеет ряд технических характеристик, которые определяют самую главную характеристику любого процессора — его производительность и о значении каждой из них полезно знать. Почему? Чтобы в дальнейшем хорошо ориентироваться в обзорах и тестированиях, а также маркировках ЦП. В данной статье я попытаюсь раскрыть основные технические характеристики процессора в понятном для новичков изложении.

Основные технические характеристики центрального процессора:

• Тактовая частота;

• Количество ядер;

• Частота и разрядность системной шины;

Рассмотрим подробнее данные характеристики

Тактовая частота

Тактовая частота —  показатель скорости выполнения команд центральным процессором. 
Такт — промежуток времени, необходимый для выполнения элементарной операции.

Единицей одного такта принято считать 1 Гц (Герц). Это значит, что если частота равна 1 ГГц (Гига Герц), то ядро процессора выполняет 1 млрд. тактов.

В недалеком прошлом тактовую частоту центрального процессора отождествляли непосредственно с его производительностью, то есть чем выше тактовая частота ЦП, тем он производительнее. На практике имеем ситуацию, когда процессоры с разной частотой имеют одинаковую производительность, потому что за один такт могут выполнять разное количество команд (в зависимости от конструкции ядра, пропускной способности шины, кэш-памяти).

Тактовая частота процессора пропорциональна частоте системной шины (см. ниже).

Разрядность

Разрядность процессора — величина, которая определяет количество информации, которое центральный процессор способен обработать за один такт.

Например, если разрядность процессора равна 16, это значит, что он способен обработать 16 бит информации за один такт.

Думаю, всем понятно, что чем выше разрядность процессора, тем большие объемы информации он может обрабатывать.

Обычно, чем больше разрядность процессора, тем его производительность выше.

В настоящее время используются 32- и 64-разрядные процессоры. Разрядность процессора не означает, что он обязан выполнять команды с такой же самой разрядностью.

Кэш-память

Первым делом ответим на вопрос, что такое кэш-память?

Кэш-память – это быстродействующая  память компьютера, предназначена для временного хранения информации (кода выполняемых программ и данных), необходимых центральному процессору.

Какие данные хранятся в кэш-памяти?

Наиболее часто используемые.

Какое предназначение кэш-памяти?

Дело в том, что производительность оперативной памяти, сравнительно с производительностью ЦП намного ниже. Получается, что процессор ждет, когда поступят данные от оперативной памяти – что понижает производительность процессора, а значит и производительность всей системы. Кэш-память уменьшает время ожидания процессора, сохраняя в себе данные и код выполняемых программ, к которым наиболее часто обращался процессор (отличие кэш-памяти от оперативной памяти компьютера – скорость работы кэш-памяти в десятки раз выше).

Кэш-память, как и обычная память, имеет разрядность . Чем выше разрядность кэш-памяти тем с большими объемами данных может она работать.

Различают кэш-память трех уровней: кэш-память первого (L1), второго (L2) и третьего (L3). Наиболее часто в современных компьютерах применяют первые два уровня.

Рассмотрим подробнее все три уровня кэш-памяти.

Кэш-память первого уровня является самой быстрой и самой дорогой памятью.

Кэш-память первого уровня расположена на одном кристалле с процессором и  работает на частоте ЦП (отсюда и наибольшее быстродействие) и используется непосредственно ядром процессора.

Емкость кэш-памяти первого уровня невелика (в силу дороговизны) и исчисляется килобайтами (обычно не более 128 Кбайт).

Кэш-память второго уровня — это высокоскоростная память, выполняющая те функции, что и кэш L1. Разница между L1 и L2 в том, что последняя имеет более низкую скорость, но больший объем (от 128 Кбайт до 12 Мбайт), что очень полезно для выполнения ресурсоемких задач.

Кэш-память третьего уровня расположена на материнской плате. L3 значительно медленнее L1и L2, но быстрее оперативной памяти. Понятно, что объем L3 больше объема L1и L2. Кэш-память третьего уровня встречается в очень мощных компьютерах.

Количество ядер

Современные технологии изготовления процессоров позволяют разместить в одном корпусе более одного ядра. Наличие нескольких ядер значительно увеличивает производительность процессора, но это не означает что присутствие n ядер дает увеличение производительности в n раз. Кроме этого, проблема многоядерности процессоров заключается в том, что на сегодняшний день существует сравнительно немного программ, написанных с учетом наличия у процессора нескольких ядер.

Многоядерность процессора, прежде всего, позволяет реализовать функцию многозадачности: распределять работу приложений между ядрами процессора. Это означает, что каждое отдельное ядро работает со “своим” приложением.

Частота и разрядность системной шины

Системная шина процессора (FSB — Front Side Bus) — это набор сигнальных линий для обмена информацией ЦП с внутренними устройствами (ОЗУ, ПЗУ, таймер, порты ввода-вывода и др.) компьютера. FSB фактически соединяет процессор с остальными устройствами в системном блоке.

В состав системной шины процессора входят шина адреса, шина данных и шина управления.

Главными характеристиками шины являются ее разрядность и частота работы. Частота шины — это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной компьютера.

Естественно, чем выше разрядность и частота системной шины, тем выше производительность процессора.

Высокая скорость передачи данных шины обеспечивает возможность быстрого получения процессором и устройствами компьютера необходимой информации и команд.

Здесь нужно отметить один важный пункт.

Частота работы всех современные процессоров в несколько раз превышает частоту системной шины, поэтому процессор работает на столько, на сколько ему это позволяет системная шина. Величина, на которую частота процессора превышает частоту системной шины, называется множителем.

Основные виды процессоров

Главная страница » Основные виды процессоров

Процессор является основной частью компьютера. Именно эта деталь отвечает за его мощность и скорость. На сегодняшний день существует множество видов процессоров, принадлежащих двум известным конкурирующим производителям, «АМВ» и «Intel». Компании все время соревнуются, постоянно создавая новейшие мощные процессоры.

Существует пять основных видов процессоров:

1. Буферный. Это процессор, которые осуществляет промежуточную обработку информации, которой обменивается ЦП.
2. Препроцессор. По сути, это как буферный процессор, выполняющий ту же работу.
3. CISC. Выпускается компанией Intel, является вычислителем с большим количеством команд.
4. RISC. Это альтернатива предыдущего процессора, вычислитель с сокращенным количеством команд. Принцип такого устройства основан на использовании обычных команд и сборке более тяжелых команд на их основе. Благодаря такому подходу, процессор становится производительней и компактней, кроме того, снижается его стоимость и энергоемкость. Сейчас крупные компании разрабатывают поколение микропроцессоров, работа которых будет основана на смешанной технологии, включающей в себя признаки как CISC, так и RISC видов.
5. Клон. Процессор-клон, который изготавливается посторонними компаниями, при наличии лицензией или с ее отсутствием. Клоны являются собственной разработкой производящих компаний. Они либо полностью, либо отчасти могут иметь совместимость с настоящими изделиями компании Intel. Процессоры-клоны имеют индивидуальные параметры. Иногда клоны могут составить хорошую конкуренцию известным компаниям. Самыми популярными компаниями, изготавливающими такие процессоры, можно назвать «Cyrix», «AMD», «NexGen» и «Texas Instruments».

Модели процессоров имеют такие отличия между собой:

1. Скорость работы, которая измеряется в герцах. Количество ГГц указывает, сколько операций устройство способно выполнить за конкретное время.
2. Количество ядер. Раньше существовали только одноядерные процессоры, но в наши это устройство часто имеет два и более.
3. Кэш-память, состоящая из трех уровней. Она содержит данные, с которыми устройство проводит работу в настоящий момент. Первый уровень начинается от 8 килобайт, а последний может доходить до 16384 и используется далеко не в каждом процессоре.
4. Тактовая частота, влияющая на производительность ЭВМ. Вычисляется в герцах.

Просмотры: (10668)

3. Основные характеристики процессоров

Процессор, или центральный процессор, представляет собой «сердце» материнской платы, поскольку находится в постоянном взаимодействии с другими элементами материнской платы до тех пор, пока ПК включен.

Признанный лидер в производстве процессоров для IBM PC-совместимых компьютеров — компания Intel, основанная в июне 1968 г. Основным конкурентом Intel является корпорация AMD (Advanced Micro Devices), которая в последнее время заметно потеснила Intel на рынке CPU, предназначенных для недорогих ПК. Выпускают CPU и другие фирмы: Cyrix, Centaur, IDT, Rise.

Процессоры подразделяются по типам. Обозначение CPU для ПК начинается с 80, затем следуют две или три цифры, которые при необходимости дополняются буквами или цифрами, указывающими тактовую частоту процессора. Перед обозначением типа процессора чаще всего имеется сокращение, идентифицирующее изготовителя. Например, маркировка i80486DX-50 обозначает процессор типа 80486, изготовленный фирмой Intel, работающий на тактовой частоте 50 МГц. Микросхемы фирмы AMD маркируются префиксом AMD, а процессоры Cyrix — СХ. При запуске ПК эти буквы появляются на экране монитора перед номером типа процессора.

На любом процессорном кристалле находятся:

1. процессор, главное вычислительное устройство, осуществляющее арифметические и логические операции над данными, состоит из миллионов логических элементов — транзисторов;

2. сопроцессор — специальный блок для операций с «плавающей точкой» (или запятой). Применяется для особо точных и сложных расчетов, а также для работы с рядом графических программ;

3. кэш-память первого уровня — сверхбыстрая память, предназначенная для хранения промежуточных результатов вычислений;

4. кэш-память второго уровня.

5. Все эти устройства размещаются на кристалле площадью не более 6 см². Только под микроскопом можно разглядеть элементы, из которых состоит микропроцессор.

Производительность CPU характеризуется следующими основными параметрами:

• степень интеграции;

• разрядность обрабатываемых данных;

• тактовая частота;

• память, к которой может адресоваться CPU;

• объем установленной кэш-памяти.

Кроме того, CPU различаются по технологии производства, напряжению питания, формфактору и др.

Исходя из технических характеристик и тенденций развития и совершенствования, выделяют семь поколений процессоров.

Степень интеграции микросхемы CPU (чипа) показывает, какое число транзисторов в ней умещается. Если в чипе процессоров первого поколения (8086/8088) помещалось 0,029 млн транзисторов, то в современных процессорах — свыше 28 млн. Специалисты предсказывают, что к 2011 г. в каждом процессоре будет располагаться до 1 млрд транзисторов.

Разрядность обрабатываемых данных определяется количеством бит информации, которое процессор может обрабатывать одновременно: 16, 32 или 64.

Тактовая частота ПК определяется частотой работы тактового генератора (System Clock), который синхронизирует работу различных компонентов. Частота работы тактового генератора измеряется в мегагерцах. Если первые ПК имели один тактовый генератор, который с частотой 8 МГц синхронизировал работу процессора, памяти, шины ввода/вывода, то в современных ПК имеется несколько тактовых генераторов, работающих синхронно на разных частотах. Частота системы ПК определяется частотой системной шины, причем тактовые частоты всех остальных компонентов ПК являются кратными частоте системной шины. Например, тактовые частоты различных компонентов системы ПК с CPU Pentium II, работающего с тактовой частотой 266 МГц, составляют (в МГц) 66 — для системной шины; 133 — для кэш-памяти второго уровня; 33 — для шины PCI и 8,3 — для шины ISA. Таким образом, производительность всей системы в целом зависит от тактовой частоты системной шины.

Объем памяти, к которой может адресоваться CPU, определяется объемом оперативной памяти ПК, поскольку данные, которые обрабатывает CPU, должны располагаться в RAM. Если процессоры ПК первого поколения имели максимальный объем адресуемой памяти 1 Мбайт, то у процессоров шестого и седьмого поколений эта величина составляет 64 Гбайт.

Центральный процессор: определение, характеристики, сокеты

Центральный процессор (ЦП) или центральное процессорное управление (ЦПУ – англ. CPU) – это микросхема, которая выполняет сложные задачи, задаваемые программами. Работа процессора заключается в обработке кода программ, в результате которого на выходе получаем ответ на заданную команду.

Процессор является главным звеном компьютера или ноутбука, именно он обрабатывает всю информацию, привлекая другие компоненты компьютерного устройства, в том числе оперативную память.

Характеристики процессора

При выборе ЦП стоит обратить внимание на следующие параметры, именно они влияют на общую производительность процессора: частота, кэш, количество ядер. Чем выше эти показатели, тем выше мощность ЦПУ.

Частота процессора

Частота CPU измеряется в ГГц (GHz). Этот показатель отвечает за скорость обработки поставленных задач. Соответственно, чем выше цифра частоты, тем быстрее процессор справляется с заданными командами.

Современные процессоры, в отличии от старых, заточены не только на производительности, но и на энергосбережении. Именно поэтому в нынешних ЦП можно часто встретить заниженную частоту по умолчанию, но с поддержкой Turbo Boost. То есть эта технология позволяет не потреблять лишний раз ресурсы процессора и повышает тактовую частоту, лишь в случае нагрузок. К примеру, Intel Core i5 9400F по умолчанию работает на частоте 2.9 ГГц, а в случае загруженности переключается в режим Turbo до 4.1 ГГц.

Кэш процессора

Кэш CPU – это буфер, который позволяет через себя прогнать больший объем информации, не привлекая при этом оперативную память. Маленький кэш заставляет обращаться к озу, а это снижает скорость обработки. Вывод, чем больше кэш, тем быстрее процессор выполняет работу.

По сегодняшним меркам небольшим объемом кэша можно считать 1-3 Мб. На примере того же Intel Core i5 9400F кэш L3 составляет 9Мб. У процессоров AMD кэш L3 отсутствует, поэтому смотреть нужно на показатель L2.

Количество ядер процессора

Количество ядер процессора влияет на скорость обработки задач. Чтобы было понятно, объясню на примере более детально, одно ядро Core i5 9400F в обычном режиме работает на частоте 2.9 ГГц и обрабатывает N-количество данных. В данный ЦП встроено 6 ядер, то есть скорость обработки увеличивается до 6 раз, так как N-количество обрабатываемых данных умножается на 6 ядер. Когда эти ядра сильно нагружены, открывается режим Turbo Boost и скорость обработки еще увеличивается до частоты 4.1 ГГц.

И еще один момент, некоторые процессоры могут иметь, к примеру, 4 ядра, но работать в 8 потоков. То есть, если вы откроете в диспетчере устройств “Процессоры”, то можете увидеть 8 ядер, но это не ядра, а потоки. То есть, у вас может быть 8 ядер в 8 потоков, а может быть 4 ядра в 8 потоков. Думаю, суть уловили. Чем больше ядер и потоков, тем быстрее ЦПУ обрабатывает задачи.

А вот кэш, это общий показатель, и он никак не связан с количеством ядер или потоков ЦП.

Сокеты процессоров

Сокет – это посадочное место для ЦПУ на материнской плате. Сокеты бывают разные, и каждая серия процессора имеет свой разъем на материнке. Часто можно встретить материнские платы, которые поддерживают разные (соседние) поколения одной серии.

К примеру, десктопная материнская плата на сокете LGA 1151v2 с чипсетом Z390 поддерживает серию процессоров Intel Core 8-го и 9-го поколения.

Перед покупкой материнской платы обязательно ознакомьтесь с информацией о поддержке CPU на официальном сайте производителя.

Также отмечу, что на лэптопных материнских платах все чаще можно встретить впаянные BGA-процессоры, заменить их можно лишь в сервисных центрах, так как для этого требуются навыки и инфракрасная паяльная станция.

В магазинах российского рынка можно встретить ЦПУ двух производителей – Intel и AMD.

Сокеты процессоров Intel

Сокеты Intel 2000-2019
		1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019
Десктоп	Топ										1366			2011			2011-3			2066
	Мейнстрим	370	423	478			775					1156		1155		1150		1151		1151v2
Мобильные (ноутбук)		495		479 (mPGA479M)					M (mPGA478MT)	P (mPGA478MN)		G1 (rPGA988A)		G2 (rPGA988B)		G3 (rPGA946)
Сервер	Топ																2011-1
					604								1567		2011				3647
																	2011-3
	Мейнстрим	Slot 2		603					771		1366				1356			1356-3
	Начальный									775				1155		1150		1151

Сокеты процессоров AMD

Сокеты AMD 1998-2019
	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019
Десктоп	7	Slot A	462 / A			754	939		AM2	AM2+		AM3		AM3+ / FM1	FM2		FM2+ / AM1		AM4	TR4		TRX4
Мобильные			462 / A	563		754			S1(g1)	S1(g2)	S1(g3)	S1(g4)		FS1(r1)	FP2		FS1(r2) / FP3	FP4		FP5
Мобильные BGA														FT1(BGA413)		FT3(BGA769)		FT4
Сервер									F(1207)		F+(1207+/Fr2)		C32/G34							SP3/ SP3r2(TR4)		SP3r3 (TRX4)

Выбирая ЦП, обращайте внимание, совместим ли он с вашей материнской платой и поддерживается ли ею.

Лучшее «Спасибо» — ваш репост

Центральний процесор — Вікіпедія

Сучасний мікропроцесор Intel Core i7 2600K Socket LGA1155, вигляд зверху Стійка центрального процесора EDVAC Вид з середини на стійку центрального процесора PDP-8-1 Внутрішня будова мікропроцесора 80486dx2

Центральний процесор, ЦП (англ. Central processing unit, CPU) — функціональна частина комп’ютера, що призначена для інтерпретації команд.

Архітектура процесора[ред. | ред. код]

Архітектура системи команд[ред. | ред. код]

З погляду програмістів, під архітектурою процесора мається на увазі його здатність виконувати певний набір машинних кодів. Більшість сучасних десктопних процесорів відносяться до сімейства x86, або Intel-сумісних процесорів архітектури IA32 (архітектура 32-бітових процесорів Intel). Її основа була закладена компанією Intel в процесорі i80386, проте в подальших поколіннях процесорів вона була доповнена і розширена як самою Intel (введені нові набори команд MMX, SSE, SSE2 і SSE3), так і сторонніми виробниками (набори команд EMMX, 3DNow! і Extended 3DNow!, розроблені компанією AMD).

Мікроархітектура[ред. | ред. код]

Розробники комп’ютерного устаткування вкладають в поняття «Архітектура процесора» основні принципи внутрішньої організації конкретних сімейств процесорів. Наприклад, архітектура процесорів Intel Pentium позначалася як Р5, процесорів Pentium II і Pentium III — Р6, а Pentium 4 відносилися до архітектури NetBurst. Після того, як компанія Intel закрила архітектуру Р5 для сторонніх виробників, її основний конкурент — компанія AMD розробляла власні архітектури — K5, K6, К7 (для процесорів Athlon і Athlon XP), і К8 (для Athlon 64).

В рамках однієї і тієї ж архітектури різні процесори можуть досить сильно відрізнятися один від одного. І відмінності ці утілюються в різноманітних процесорних ядрах, що мають певний набір суворо обумовлених характеристик. Найчастіше ці відмінності втілюються в різних частотах системної шини (FSB), розмірах кеша другого рівня, підтримці тих або інших нових систем команд або технологічних процесах, за якими виготовляються процесори. Нерідко зміна ядра в одному і тому ж сімействі процесорів спричиняє за собою заміну процесорного роз’єму (сокет, англ. socket), з чого витікають питання подальшої сумісності материнських плат. Проте в процесі вдосконалення ядра виробникам доводиться вносити до нього незначні зміни, які не можуть претендувати на «власне ім’я». Такі зміни називаються ревізіями (англ. stepping) ядра і, найчастіше, позначаються цифро-буквеними комбінаціями. Проте в нових ревізіях одного і того ж ядра можуть зустрічатися досить помітні нововведення. Так, компанія Intel ввела підтримку 64-бітової архітектури EM64T в окремі процесори сімейства Pentium 4 саме в процесі зміни ревізії.

32-бітові та 64-бітові процесори[ред. | ред. код]

Найуспішнішими і найпоширенішими донедавна були процесори з архітектурою IA32, яка була введена з появою покоління процесорів i80386 на заміну 16-бітним 8086, 80186, 80286.

Досить вдале 64-бітове розширення класичної 32-бітової архітектури IA32 було запропоноване в 2002 році компанією AMD (спочатку називалося x86-64, зараз — AMD64) в процесорах сімейства К8. Через деякий час компанією Intel було запропоновано власне позначення — EM64T (англ. Extended Memory 64-bit Technology). Але, незалежно від назви, суть нової архітектури одна і та ж: розрядність основних внутрішніх регістрів 64-бітових процесорів подвоїлася (з 32 до 64 біт), а 32-бітові команди x86-кода отримали 64-бітові аналоги. Крім того, за рахунок розширення розрядності шини адрес обсяг пам’яті, що адресується процесором, істотно збільшився.

Продуктивність 64-бітових процесорів в переважній більшості сучасних застосунків (які в масі своїй підігнані під IA32) практично та ж, що і у 32-бітових. Для пересічного користувача потенціал 64-бітової архітектури може розкритися тоді, коли масово з’являться додатки, оптимізовані під нову архітектуру. Найефективнішим перехід на 64-бітові процесори стане для програм, що активно працюють з великими обсягами пам’яті, понад 4 ГБ: високопродуктивних серверів, баз даних, програм класу CAD/CAE, а також програм для роботи з цифровим контентом.

В інформатиці, Паралелізмом (англ. Concurrency), або багатозадачністю називається властивість систем, коли декілька процесів обчислення відбуваються водночас, і, можливо, взаємодіють один з одним.

Конвеєр команд[ред. | ред. код]

Конвеєр команд — апаратна структура в обчислювальних пристроях ЕОМ, призначена для прискорення виконання машинних команд шляхом суміщення певних стадій їх виконання в часі.

Багатоядерні процесори[ред. | ред. код]

Частина інформації в цій статті застаріла. Ви можете допомогти, оновивши її. (березень 2019)

Перший багатоядерний процесор створила Rockwell у 1984 році, об’єднавши два ядра R6502.^[1] В 2005 році з’явились перші двоядерні мікропроцесори архітектури x86 — Intel Pentium D та AMD Athlon 64 X2. До того часу класичні одноядерні CPU певною мірою вичерпали резерви зростання продуктивності за рахунок підвищення робочої частоти. Каменем спотикання стало не тільки дуже високе тепловиділення процесорів, що працюють на високих частотах, але і проблеми з їхньою стабільністю. Отже, екстенсивний шлях розвитку процесорів вичерпався і виробникам довелося освоювати новий, інтенсивний шлях підвищення продуктивності продукції.

На сьогоднішній день для роботи з двоядерними процесорами більш-менш оптимізовано в основному професійне ПЗ (включаючи роботу з графікою, аудіо- і відеоданими), тоді як для офісного або домашнього користувача друге процесорне ядро іноді приносить користь, але частіше є мертвим вантажем. Але ринок неухильно рухається у бік мультиядерних систем і оптимізованих паралельних обчислень. Така тенденція буде пануючою найближчими роками, так що частка ПЗ, оптимізованого під декілька ядер, неухильно зростатиме, і дуже скоро може наступити момент, коли багатоядерність стане насущною необхідністю.

Intel Core i7 2600K Socket LGA1155, вигляд знизу

Внутрішні спільно працюючі пристрої[ред. | ред. код]

Моделі процесорів включають такі спільно працюючі пристрої:

• Пристрій керування (англ. control unit). Здійснює координацію роботи всіх інших пристроїв, виконує функції керування пристроями, керує обчисленнями в комп’ютері.
  • Дешифратор інструкцій (команд). Аналізує інструкції з метою визначення операцій, що відповідають інструкції, виділення операндів і адрес, за якими розміщуються операнди. В системах з конвеєром команд дешифратор здійснює дешифрування наступної команди одночасно з виконанням поточної (для завантаження усіх виконавчих пристроїв) і може дешифрувати одночасно декілька інструкцій, наприклад, для готовності здійснити перехід відповідно до результату, який найближчим часом буде отриманий з конвеєра.
• Арифметико-логічний пристрій (АЛП). Так називається пристрій для цілочислових операцій. Арифметичні операції, такі як додавання, множення і ділення, а також логічні операції (OR, AND, ASL, ROL і ін.) обробляються за допомогою АЛП. Ці операції складають переважну більшість програмних кодів у більшості програм. Всі операції в АЛП обробляються в регістрах — спеціально відведених чарунках АЛП. У процесорі може бути декілька АЛП. Кожен здатний виконувати арифметичні або логічні операції незалежно від інших, що дозволяє виконувати декілька операцій одночасно. Арифметико-логічний пристрій виконує арифметичні і логічні дії. Логічні операції поділяються на дві прості операції: «Так» і «Ні» («1» і «0»). Звичайно, ці два пристрої виділяються суто умовно, конструктивно вони не розділені.
• AGU (Address Generation Unit) — пристрій генерації адрес. Це пристрій не менш важливий, ніж АЛП, тому що він відповідає за коректну адресацію при завантаженні або збереженні даних.
• Математичний співпроцесор (FPU). Процесор може містити декілька математичних співпроцесорів. Кожний з них здатний виконувати, щонайменше, одну операцію з рухомою комою, незалежно від того, що роблять інші АЛП. Метод конвеєрної обробки даних дозволяє одному математичному співпроцесорові виконувати декілька операцій одночасно. Співпроцесор підтримує високоточні обчислення як цілочислені, так і з рухомою комою і, крім того, містить набір корисних констант, що прискорюють обчислення. Співпроцесор працює паралельно з центральним процесором, забезпечуючи, таким чином, високу продуктивність.

Пам’ять[ред. | ред. код]

• Кеш-пам’ять. Особлива високошвидкісна пам’ять процесора. Кеш використовується як буфер для прискорення обміну даними між процесором і оперативною пам’яттю, а також для збереження копій інструкцій і даних, що недавно використовувалися процесором. Значення з кеш-пам’яті витягаються прямо, без звертання до основної пам’яті.

Кеш першого рівня (L1 cache). Кеш-пам’ять, що знаходиться усередині процесора. Вона швидша за всі інші типи пам’яті, але менша за обсягом. Зберігає нещодавно використану інформацію, яка знову може бути використана при виконанні коротких програмних циклів.

Кеш другого рівня (L2 cache). Також знаходиться усередині процесора. Інформація, що зберігається в ній, використовується рідше, ніж інформація, що зберігається в кеш-пам’яті першого рівня, проте обсяг пам’яті у ній більший. Також у наш час^[коли?] в процесорах використовується кеш третього рівня.

• Оперативна пам’ять. Набагато більша за обсягом, ніж кеш-пам’ять, і значно менш швидкодіюча.
• Регістри — це внутрішня пам’ять процесора. Являють собою ряд спеціалізованих додаткових комірок пам’яті, а також є внутрішніми носіями інформації мікропроцесора. Регістр є пристроєм тимчасового зберігання даних, числа або команди і використовується з метою полегшення арифметичних, логічних і пересильних операцій. Основним елементом регістра є електронна схема, яку називають тригером, що здатна зберігати одну двійкову цифру (розряд).

Деякі важливі регістри мають свої назви, наприклад:

• суматор — регістр АЛП, що бере участь у виконанні кожної операції;
• лічильник команд — регістр УП, вміст якого відповідає адресі чергової виконуваної команди, служить для автоматичної вибірки програми з послідовних комірок пам’яті;
• регістр команд — регістр УП для збереження коду команди на період часу, що необхідний для її виконання. Частина його розрядів використовується для збереження коду операції, інші — для збереження кодів адрес операндів.

Шини[ред. | ред. код]

Шина — це канал пересилання даних, який використовується спільно різними блоками системи. Шина може являти собою набір провідних ліній у друкованій платі, проводи, припаяні до виводів роз’ємів, у які вставляються друковані плати, або плоский кабель. Інформація передається по шині у виді груп бітів. До складу шини для кожного біта слова може бути передбачена окрема лінія (паралельна шина), або всі біти слова можуть послідовно в часі використовувати одну лінію (послідовна шина).

За функціональним призначенням можуть бути виділені шини:

• Шина даних. Служить для пересилання даних між процесором і пам’яттю або процесором і пристроями введення-виведення. Ці дані можуть являти собою як команди мікропроцесора, так і інформацію, що він посилає в порти введення-виведення або приймає звідти.
• Шина адрес. Використовується ЦП для вибору необхідної комірки пам’яті або пристрою введення-виведення шляхом установки на шині конкретної адреси, що відповідає одній з комірок пам’яті або одному з елементів введення-виведення, що входять у систему.
• Шина керування. По ній передаються сигнали керування, призначені пам’яті і пристроям введення-виведення. Ці сигнали вказують напрямок передачі даних (у процесор або з нього).

Буфер цілей розгалуження[ред. | ред. код]

BTB (Branch Target Buffer). Це таблиця, в якій знаходяться всі адреси, куди буде або може бути зроблений перехід.