Что такое процессор
Что такое процессор, центральный процессор, CPU?
В наши дни процессоры играют особую роль только в рекламе, всеми силами стараются убедить, что именно процессор в компьютере является решающим компонентом, особенно такой производитель как Intel. Возникает вопрос: что такое современный процессор, да и вообще, что такое процессор?
Долгое время, а если быть точнее, то вплоть до 90 х годов производительность компьютера определял именно процессор. Процессор определял всё, но сегодня это не совсем так.
Не всё определяется центральным процессором, а процессоры от Intel не всегда предпочтительны чем от AMD. В последнее время заметно возросла роль других компонентов компьютера, а в домашних условиях процессоры редко становятся самым узким местом, но также, как и другие компоненты компьютера нуждаются в дополнительном рассмотрение, по тому что без него не может существовать ни одна вычислительная машина. Сами процессоры давно не удел нескольких видов компьютера, так как и разнообразие компьютеров стало больше.
Что такое центральный процессор
Процессор (центральный процессор) - это очень сложная микросхема обрабатывающая машинный код, отвечающая за выполнение различных операций и управление компьютерной периферии.
Для краткого обозначения центрально процессора принята аббревиатура — ЦП, а также очень распространено CPU - Central Processing Unit, что переводится как центральное обрабатывающее устройство.
Использование микропроцессоров
Такое устройство как процессор интегрируется практически в любой электронной техники, что говорить о таких устройствах как телевизор и видеоплейер, даже в игрушках, а смартфоны сами по себе уже являются компьютерами, хоть и отличающимися по конструкции.
Так и в персональном компьютере, да и всей компьютерной системе центральный процессор не является единственным. Видеоплата является ярким представителем устройства имеющего свой собственный микрочип процессора GPU (Graphics Processing Unit) – графический процессор.
Такое устройство как МФУ также имеет управляющий микрочип. Отличие таких устройств в том, что они занимаются управлением определённой функции, это является одним из их отличий от центрального процессора.
Как устроен процессор
Сам процессор состоит из десятка миллионов транзисторов, а может уже и больше, при помощи которых собраны отдельный логические схемы, находящиеся в специальном кремниевом корпусе. Именно из-за кристалла кремния очень часто его называют «Камень».
В основе внутренних схем процессора лежит арифметико-логическое устройство, внутренняя память (регистры), и кеш-память (сверх память), которые в свою очередь образуют ядро процессора, а также схемы для управления всеми операциями и схемы управления с внешними устройствами – шинами.
Разрядность процессора
Входная информация представленная данными и командами в процессор попадает через внешние шины. Обработка данных происходит в соответствие с командами в арифметико-логическом устройстве, а результат выводится при помощи устройств вывода. Чем больше разрядность всех схем процессора, тем большее количество информации возможно ему обработать за единицу времени. Делая вывод можно понять, что от разрядности центрального процессора на прямую зависит производительности компьютерной системы в целом.
Хорошим примером станет один из первых микропроцессоров для IBM PC 80286, которые были 16 разрядными. Следующая же модель процессора стала уже 32 разрядной, а 64 разрядные процессоры для ПК появились в 2014 году. Данная разрядность и по сей день остаётся основной разрядностью и используется в производстве в современных процессорах.
Тактовая частота процессора
Важную роль играет кроме разрядности процессора так называемая тактовая частота, на которую сам процессор и рассчитан. Единицей измерения тактовой частоты является мегагерц (МГц).
Один мегагерц – это миллион тактов в секунду. Соответственно 1000 мегагерц или 1 гигагерц - это миллиард тактов в секунду. Случайный из фрагментов информации участвующий в вычислительной операции, центральный процессор выполняет за один такт, из этого следует, что чем тактовая частота выше, тем процессор быстрее сможет, обрабатывает поступающие в него данные.
В принципе, работа компьютера возможна и на низких частотах, но дело в том, что процессор тратит на обработку гораздо больше времени, а вот при более высокой тактовой его частоте процессор работает быстрее.
Современней процессоры работают в разы быстрее чем их предок Intel 80286 – процессор, используемый в первом персональном компьютере.
Количество ядер процессора
Без сомнения, что сегодняшние компьютеры являются многозадачными, то есть, не обделены способностью выполнять несколько операций одновременно. Хотя до недавнего времени работа одной запущенной программы блокировала работу других, то есть была вытесняющей. При помощи быстрого переключения между задачами, рядовому пользователя очень часто казалось, что якобы его компьютер работает параллельно с несколькими программами.
На самом деле в недалёком прошлом параллельное использование операций или более распространённый термин – многозадачность, обеспечивали только много процессорные системы, но они предназначались для корпоративной вычислительной техники и соответственно не мало стояли. Только с появлением двухъядерных процессоров можно было понять, что такое истинная многозадачность. Читайте о том, как узнать число ядер и тактовую частоту процессора.
Несколько ядер центрального процессора могут совершенно разные задачи выполнять независимо друг от друга. Если компьютер выполняет только одну задачу, то и её выполнение ускоряется за счёт распараллеливания типовых операций. Производительность может приобрести довольно чёткую черту.
Коэффициент внутреннего множителя частоты
Сигналы циркулировать внутри кристалла процессора, могут на высокой частоте, хотя обращаться с внешними составляющим компьютера на одной и тоже частоте процессоры пока не могут. В связи с этим частота, на которой работает материнская плата одна, а частота работы процессора другая, более высока.
Частоту, которую процессор получает от материнской платы можно назвать опорной, он же в свою очередь производит её умножение на внутренний коэффициент, результатом чего и является внутренняя частота, называющаяся внутренним множителем.
Возможности коэффициента внутреннего множителя частоты очень часто используют оверлокеры для освобождения разгонного потенциала процессора.
Кеш-память процессора
Данные для последующей работы процессор получает из оперативной памяти, но внутри микросхем процессора сигналы обрабатываются с очень высокой частотой, а сами обращения к модулям ОЗУ проходят с частотой в разы меньше.
Высокий коэффициент внутреннего множителя частоты становится эффективнее, когда вся информация находится внутри него, в сравнение например, чем в оперативной памяти, то есть с наружи.
В процессоре немного ячеек для обработки данных, называемые регистрами, в них он обычно почти ничего не хранит, а для ускорения, как работы процессора, так и вместе с ним компьютерной системы была интегрирована технология кеширования.
Кешем можно назвать небольшой набор ячеек памяти, в свою очередь выполняющих роль буфера. Когда происходит считывание из общей памяти, копия появляется в кеш-памяти центрального процессора. Нужно это для того, чтобы при потребности в тех же данных доступ к ним был прямо под рукой, то есть в буфере, что увеличивает быстродействие.
Кеш-память в нынешних процессорах имеет пирамидальный вид:
- Кеш-память 1-го уровня – самая наименьшая по объёму, но в тоже время самая быстрая по скорости, входит в состав кристалла процессора. Производится по тем же технологиям, что и регистры процессора, очень дорогая, но это стоит её скорости и надёжности. Хоть и измеряется сотнями килобайт, что очень мало, но играет огромную роль в быстродействие.
- Кеш-память 2-го уровня – так же, как и 1-го уровня расположена на кристалле процессора и работает с частотой его ядра. В современных процессорах измеряется от сотен килобайт до нескольких мегабайт.
- Кеш-память 3-го уровня медленнее предыдущих уровней этого вида памяти, но является быстродейственней оперативной памяти, что немаловажно, а измеряется десятками мегабайт.
Размеры кеш-память 1-го и 2-го уровней влияют как на производительность, так и на стоимость процессора. Третий уровень кеш-памяти — это своеобразный бонус в работе компьютера, но не один из производителей микропроцессоров им пренебрегать не спешит. Кеш-память 4-го уровня существует и оправдывает себя лиши в многопроцессорных системах, именно поэтому на обыкновенно компьютере его найти не удастся.
Разъём установки процессора (Soket)
Понимание того, что современные технологии не на столько продвинуты, что процессор сможет получать информацию на расстояние, не переменно он должен крепиться, крепиться к материнской плате, устанавливаться в неё и с ней взаимодействовать. Это место крепление называется Soket и подойдёт только для определённого типа или семейства процессоров, которое у разных производителей тоже различны.
Что такое процессор: архитектура и технологический процесс
Архитектура процессора – это его внутреннее устройство, различное расположение элементов так же обуславливает его характеристики. Сама архитектура присуща целому семейству процессоров, а изменения, внесённые и направленные на улучшения или исправления ошибок, имеют название степпинг.
Технологический процесс определяет размер комплектующих самого процессора и измеряется в нанометрах (нм), а меньшие размеры транзисторов определяют меньший размер самого процессора, на что и направлена разработка будущих CPU.
Энергопотребление и тепловыделение
Само энергопотребление на прямую зависит от технологии, по которым производятся процессоры. Меньшие размеры и повышенные частоты прямо пропорционально обуславливают энергопотребление и тепловыделение.
Для понижения энергопотребления и тепловыделения выступает энергосберегающаяавтоматическая система регулировки нагрузки на процессор, соответственно при отсутствии в производительности какой-либо необходимости. Высокопроизводительные компьютеры в обязательном порядке имеют хорошую системы охлаждения процессора.
Подводя итоги материала статьи - ответа на вопрос, что такое процессор:
Процессоры наших дней имеют возможность многоканальной работы с оперативной памятью, появляются новые инструкции, в свою очередь благодаря которым повышается его функциональный уровень. Возможность обработки графики самим процессором обеспечивает понижение стоимости, как на сами процессоры, так и благодаря им на офисные и домашние сборки компьютеров. Появляются виртуальные ядра для более практичного распределения производительности, развиваются технологи, а вместе с ними компьютер и такая его составляющая как центральный процессор.
ProComputer.su
Виды и назначение процессора
Практически каждая деталь в компьютере имеет чрезвычайно важное значение, и стоит лишить материнскую плату того или иного компонента, можно в конечном итоге обнаружить абсолютно неработающий компьютер, даже если была изъята какая-то мелочь. В особенности это относится к процессору, ведь эта, казалось бы, незначительная по своим габаритам деталь ПК является мозгом любого компьютера, хотя и не все правильно понимают назначение процессора.
В первую очередь, выбирая такие комплектующие, следует обращать свое внимание на скорость выполнения задач, ведь в зависимости от мощности данного элемента непосредственно будет зависеть скорость обработки и исполнения различных команд. Но изначально следует вообще разобраться, в чем заключается назначение процессора и что он собой представляет.
Что это такое?
Центральный процессор предназначается для обработки программного кода. Другими словами, назначение процессора заключается в том, чтобы выполнять все операции, свзяанные с обработкой данных, а также управление работой различных периферийных устройств. Среди основных характеристик данного элемента стоит выделить:
- тактовую частоту;
- разрядность;
- быстродействие.
Именно эти характеристики оказывают непосредственное влияние на стоимость данного устройства, однако не следует забывать и о таком факторе, как бренд, ведь зачастую он также является достаточно важным.
На что влияет каждый параметр?
Быстродействие отвечает за то, какое количество операций может выполняться каждую секунду, а так как назначение центрального процессора заключается в обработке данных, это для него является чрезвычайно важным. Тактовая частота измеряется в МГц. Промежуток времени между двумя импульсами равен одному такту, вследствие чего, чем более производительную модель процессора вы будете использовать, тем меньше ему потребуется тактов для того, чтобы выполнить те или иные действия. Предельно допустимое количество данных, которые может обрабатывать и передавать микропроцессор в одно время – это разрядность.
Какими они бывают?
Первоначально процессоры были одноядерными. То есть при запуске на компьютере одновременно нескольких процедур, казалось, что процессор занимается выполнением всех этих действий одновременно, но в действительности же все действия проводились поочередно, просто на каждую операцию затрачивалось всего несколько долей секунды.
Основные назначения процессора с двумя ядрами уже были значительно расширены, так как все задачи решались одновременно, не говоря уже о том, насколько производительными на сегодняшний день являются устройства, оснащенные четырьмя или же шестью ядрами. Однако не стоит заблуждаться, считая, что количество ядер непосредственно влияет на мощность и скорость работы вашего компьютера, так как не стоит забывать и о том, что и от других параметров зависит то, какие могут иметь процессоры назначение. Характеристика тактовой частоты и разрядности – это также довольно важные параметры, на которые обязательно нужно обращать свое внимание при выборе таких устройств.
Помимо этого, современные процессоры распределяются между собой по производителям. На протяжении десятилетий идут баталии между поклонниками устройств от компаний Intel и AMD, однако ни одна из компаний по сегодняшний день не смогла доказать, что ее бренд является однозначно лучшим.
Также, рассматривая то, какие имеют процессоры назначение и виды, стоит выделить программные системы, которые также именуются таким образом. В частности речь пойдет о текстовых и табличных утилитах.
Текстовый
Назначение текстового процессора – это написание или же последующая модификация различных документов, а также компоновки макета текста. Также эти утилиты используются для предварительного просмотра документов в том виде, в котором они должны будут печататься.
Стоит отметить тот факт, что назначение текстового процессора в наши дни значительно отличается от того, какие возможности эти устройства имели всего несколько лет назад. Ведь раньше они могли просто набирать и печатать тексты, в то время как сегодня им доступно форматирование шрифтов и абзацев, проверка орфографии, создание таблиц, а также вставка разнообразных графических изображений.
Наиболее известным типом таких процессоров является Microsoft Word. Назначение процессора Word заключается именно в наборе текста, а также его совершенствовании и проверке орфографии. Благодаря широчайшему функционалу, а также тому, что утилита изначально стоит в операционной системе Windows, она сегодня является настолько популярной.
Табличный
Назначение табличного процессора – это работа с различными электронными таблицами. Изначально такие утилиты предусматривали обработку исключительно двухмерных таблиц, наполненных различными числовыми данными. Однако с течением времени начали появляться различные утилиты, которые помимо этого включали в таблицы также графические, текстовые и еще целый ряд других мультимедийных элементов, расширяющих основное назначение табличного процессора.
Как и в предыдущем случае, наиболее широкое распространение получила программа Microsoft Excel. Назначение табличного процессора Excel заключается в выполнении целого комплекса задач, однако в первую очередь при помощи такого софта осуществляются различного рода вычисления. С давних времен преимущественное большинство расчетов осуществляется именно в табличной форме, в связи с чем такие программы по сегодняшний день являются чрезвычайно востребованными.
Разнообразное назначение табличного процессора обеспечивается тем, что в современном софте используется крайне широкий инструментарий, который включает в себя разнообразные математические функции, позволяющие проводить чрезвычайно сложные финансовые, статистические и прочие расчеты.
Как выбрать?
Чтобы вы не ошиблись и купили действительно хорошее устройство, которое могло бы всецело удовлетворить ваши нужды, вам следует учитывать такие параметры, как:
- высокая тактовая частота;
- количество ядер;
- частота системной шины;
- размер системного КЭШа;
- тип кулера.
В зависимости от количества ядер изменяется вероятность того, что ваш процессор сможет тянуть какие-то игры последнего поколения или же самые современные утилиты, предназначенные для работы с различными 3D-моделями. Частота системной шины непосредственно влияет на производительность оборудования, причем не менее важным является и размер системного КЭШа, так как в нем хранится программный код и вся необходимая пользователю информация. Таким образом, чем более быстродействующей будет память, тем более производительным будет и само устройство.
Не менее важно обращать свое внимание на качество установленного кулера, ведь, приобретая последние модели CPU, но не обеспечивая им необходимое охлаждение, в конечном итоге вы рискуете не только не получить удовольствия от современных игр, но еще и нарваться на скоропостижную замену этого компонента, которая будет начинаться с постоянного отключения компьютера.
Какой производитель?
Если вас интересуют в преимущественном большинстве случаев разнообразные видеоигры, то в таком случае вам следует сделать выбор в пользу процессоров AMD, так как они отличаются гораздо большей совместимостью с современными видеокартами. При этом стоит отметить, что и стоимость таких устройств при одинаковых характеристиках на порядок меньше по сравнению с устройствами от конкурирующей компании.
Если же вы интересуетесь многозадачностью, то в таком случае вам стоит обратить свое внимание на предложения от компании Intel. Так как процессоры от этой компании функционируют на порядок более быстро и эффективно, а также отличаются большей тактовой частотой по сравнению с предыдущими, пользователи часто отдают предпочтение именно им. Но на самом деле не стоит забывать о том, что и стоимость таких комплектующих приблизительно на 40% выше по сравнению с предложениями от AMD, имеющими аналогичные характеристики.
Intel Core i3
Intel Core i3 – это процессор, назначение и возможности которого на порядок опережали аналогичные модели своего времени. Это был двухъядерный процессор нового поколения, предназначенный для ПК начального уровня. Устройство оснащалось встроенным контроллером оперативной памяти. Стоит отметить, что в таких процессорах присутствует встроенный контроллер модели PCI Express 2.0 x16, и именно за счет него графический ускоритель может непосредственно подключаться к CPU. Для всех моделей данного типа стандартная тактовая частота составляет 133 МГц.
Intel Core i5
Данная серия процессоров отличается продвинутой интеллектуальной производительностью, которая значительно увеличивается в том случае, если появляется необходимость в реализации различных ресурсоемких приложений. Такие устройства могут полностью автоматически распределять доступную мощность между процессами в зависимости от поставленных задач и потребностей пользователя.
Стоит отметить, что в данной серии помимо двухъядерных появились также четырехъядерные модели последнего поколения, а сами устройства активно используются по сегодняшний день в ПК среднего уровня. В процессорах применяется встроенный двухканальный контроллер оперативной памяти, напряжение которого составляет всего 1.6 В. Как и в предыдущем случае, в этом процессоре применяется точно такой же встроенный контроллер, а видеокарта в режиме х16 может подключаться непосредственно к чипу в тех моделях, где присутствует встроенное графическое ядро GMA HD. Для того чтобы обеспечить оптимальный запуск ресурсоемких приложений, в данной линейке процессоров решили реализовать технологию Turbo Boost, в которой осуществляется автоматическое повышение тактовой частоты в случае такой необходимости.
Intel Core i7
Данная серия процессоров включает в себя четырехъядерные и шестиядерные устройства. Данное оборудование представляет собой процессоры последнего поколения, которые используются в персональных компьютерах самого высшего класса.
fb.ru
Что такое процессор
Первый микропроцессор Intel 4004 был создан в 1971 г. под руководством доктора Теда Хоффа для микрокалькуляторов и был изготовлен на заказ одной японской фирмы. Возникает вопрос: Что такое процессор?
Центральный процессор CPU (Central Processor Unit) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет вычислительным процессом и координируют работу всех устройств компьютера. Кроме центрального процессора CPU существуют специализированные микропроцессоры — чипы по обработке графики, 3D звука, компрессий и декомпрессий, которые размещены на специализированных, дополнительных платах.
На процессорном кристалле находятся:
- Собственно процессор, основное вычислительное устройство, которое состоит из миллионов логических элементов — транзисторов.
- Сопроцессор — специальный блок для операций с плавающей точкой (или запятой). Используется для особо точных и трудных расчетов, а также для работы с рядом графических программ.
- Кэш-память первого уровня — сверхскоростная память, предназначена для сохранения промежуточных результатов расчетов.
- Кэш-память второго уровня — это память по работе медленнее, но больше по объему — от 128 до 512 кбайт. Площадь процессора — 4-6 квадратных сантиметров.
Характеристики процессоров
Тактовая частота процессора. Тактовая частота измеряется в мегагерцах (МГц), показывает, сколько инструкций способен выполнить процессор за секунду. Тактовая частота обозначена цифрой в названии процессора (например, Pentium 4 2400 МГц, процессор Pentium 4 с тактовой частотой 2400 МГц или 2,4 ГГц).
Технология производства процессора. Технология производства определяется размером минимальных элементов процессора. Технология производства современных процессоров, например, AMD Athlon XP (Thoroughbred) составляет величину 0,13 мкм.
Частота системной шины. Частота системной шины прямо связана с частотой самого процессора через «коэффициент умножения». Процессорная частота — это частота системной шины, умноженная процессором на некоторую заложенную в нем величину. Например, частота процессора 1700 МГц — это частота системной шины в 100 МГц умноженная на коэффициент 17.
Форм-фактор процессора. Форм-фактор процессора — это тип изготовления процессора, его конструктивного исполнения и способа подключения к материнской плате.
Процессоры квадратной формы (тип разъема сокет (socket)) — корпус с ножками-контактами. Существует форма слот (slot) — ножки-контакты размещены с одного бока процессорной платы.
Например, старые модели процессоров имели форм-фактор Socket7 (процессоры фирмы AMD -К6, К6-2, K6-2+, K6-3, Intel — Pentium II (200 — 266), Cyrix (M2), Centaur Technology (IDT)).
Процессоры, имеющие форм-фактор Slot1 — процессоры фирмы Intel: Pentium II (233-600 МГц), Pentium III (Katmai) и Celeron (300-400 МГц).
Процессоры под разъем Socket А — процессоры фирмы AMD: Athlon (Thunderbird, Palomino, Thoroughbred), Duron.
Процессоры под разъем Socket370 — процессоры фирмы Intel: Pentium III (Coppermine), Celeron (Mendocino, Coppermine-128, Tualatin-128).
Процессоры форм-фактора Socket-423 — Pentium IV (Willamette), Socket 478 — Pentium IV (Willamette, Northwood).
Надеемся теперь на вопрос «Что такое процессор?» Вы сможете дать исчерпывающий ответ.
LibTime.ru
