Продуктивність центрального процесора залежить від показників розрядності, частоти і особливостей архітектури процесора. Від цієї інтегральної величини залежить робота ЕОМ в цілому, а значить, при виборі доведеться звернути увагу на всі характеристики процесора. Процесор повинен володіти достатньою продуктивністю для вирішення певних завдань.
Ви не можете судити про продуктивність процесора тільки по частоті роботи, як це було під час 486, часи змінилися. Але так як це тут, як щодо того, що ми знаємо про досягнення, які зробили процесори донині? Основні характеристики сучасних процесорів.
Коли ми збираємося купити процесор, перше, що ми просимо, це те, що його робоча частота, вимірювана в мегагерц або мільйони циклів в секунду, також називається тактовою частотою. Виявляється, що не завжди процесор з більш високою швидкістю роботи швидше, ніж інший, який працює на трохи більш низькій частоті. Частота роботи процесора вказує тільки, скільки циклів обробки виконується в секунду, що кожен процесор здатний робити в кожному циклі, - це ще одна історія.
На ринку процесорів два великих, які є лідерами виробника: Intel і AMD. Характеристики процесорів у різних виробників різні. Багато що залежить від досконалості технологій, використаних матеріалів, компонування та інших нюансів.
Тактова частота процесора
Тактова частота вказує швидкість роботи процесора в герцах (ГГц) - кількість робочих операцій в секунду. Тактова частота процесора підрозділяється на внутрішню і зовнішню. Так, ця характеристика процесора значно впливає на швидкість роботи вашого ПК, але продуктивність залежить не тільки він неї.
Хоча частота роботи однакова, 486 втратить потворну продуктивність. Це відбувається через відмінності в архітектурі процесорів, а також в арифметичному співпроцесор і кеші. Функція арифметичного співпроцесора полягає в тому, щоб допомогти основному процесору в обчисленні цих складних функцій, Які все частіше використовуються, особливо в іграх. Це схоже на професійного математика, який допомагає процесору вирішувати більш складні проблеми, і для його вирішення буде потрібно багато часу.
До 386 співпроцесор був тільки аксесуаром, який можна було придбати окремо і встановити в відповідний сокет на материнській платі, причому кожна модель процесора має еквівалентну модель співпроцесора. Проблема з цією стратегією полягає в тому, що, оскільки деякі користувачі оснащують свої мікропроцесори арифметичними сопроцессорами, виробництво цих чіпів була низькою, і, отже, ціни були дуже високими, до такої міри, що в деяких випадках співпроцесор коштував більше, ніж основний процесор.
- Внутрішня тактова частота позначає темп, з яким процесор обробляє внутрішні команди. Чим вище показник - тим швидше зовнішня тактова частота.
- Зовнішня тактова частота визначає, з якою швидкістю процесор звертається до оперативної пам'яті.
Розрядність процесора
Розрядність є гранична кількість розрядів двійкового числа, Над яким одноразово може проводитися машинна операція передачі інформації. Чим більше розрядність, тим вища продуктивність процесора. Зараз більшість процесорів мають розрядність в 64 біта і підтримують від 4 гігабайт ОЗУ. Це одна з основних характеристик процесора, але далеко не єдина, при виборі потрібно керуватися не тільки їй.
При цьому також була вирішена проблема вартості виробництва сопроцессоров, що зменшило набір. В даний час продуктивність співпроцесора визначає продуктивність вбудованого в іграх і графічних додатках в цілому, саме в тих додатках, де найбільш затребувані сучасні процесори. На жаль, продуктивність співпроцесора - це функція, яка значно відрізняється від сучасних процесорів.
Приєднайтесь до арифметичному сопроцессору. Якби швидкість пам'яті була вже лімітуючим фактором в момент часу 386, уявіть, наскільки ця проблема не буде перешкоджати продуктивності процесорів, які ми нині маємо. Без цього продуктивність системи буде обмежена швидкістю пам'яті і може впасти до 95%!
Розмірність технологічного процесу
Визначає розміри транзистора (товщину і довжину затвора). Частота роботи кристала визначається частотою перемикань транзисторів (із закритого стану у відкрите). Якщо менше розмір, значить менше площа, а значить і виділення тепла. розмірність технологічного процесувимірюється в нанометрів, чим менше цей показник, тим краще.
Основний кеш вбудований в самий процесор і досить швидкий, щоб не відставати від нього на швидкості. Всякий раз, коли розробляється новий процесор, Ви також повинні розробляти більш швидкий тип кеш-пам'яті для супроводу. Оскільки цей тип пам'яті надзвичайно доріг, ми використовуємо його лише невелика кількість.
На додаток до цього ми також використовуємо кілька більш повільний тип кеш-пам'яті у вигляді вторинного кеша, який, оскільки він набагато дешевше, дозволяє використовувати набагато більший обсяг. Щоб проілюструвати, уявіть, що ви писали електронного листа і раптом потребували інформації, яку ви записали на папері. Якби папір був на вашому столі, ви могли б прочитати її, не втрачаючи часу. Якби це було всередині ящика вашого столу, буде потрібно якийсь час, щоб знайти його, коли він був втрачений десь у величезній палітурці на іншій стороні кімнати, це займе багато часу.
Сокет або роз'єм
Гніздовий або щілинний роз'єм, призначений для інтеграції чіпа ЦП в схему материнської плати. Кожен роз'єм допускає установку тільки певного типу процесорів, звірте сокет обраного процесора з вашої материнською платою, Вона повинна йому відповідати.
Тип гніздового роз'єму:
- PGA (Pin Grid Array) - корпус квадратної або прямокутної форми, Штиркові контакти.
- BGA ( BallGrid Array) - кульки припою.
- LGA (Land Grid Array) - контактні площадки.
Кеш-пам'ять процесора
Кеш-пам'ять процесора є однією з ключових характеристик, на яку варто звернути увагу при виборі. Кеш-пам'ять - масив надшвидкісний енергозалежною ОЗУ. Є буфером, в якому зберігаються дані, з якими процесор взаємодіє частіше або взаємодіяв в процесі останніх операцій. Завдяки цьому зменшується кількість звернень процесора до основної пам'яті. Цей вид пам'яті ділиться на три рівні: L1, L2, L3. Кожен з рівнів відрізняється за розміром пам'яті і швидкості, і завдання прискорення у них відрізняються. L1 - найменший і швидкий, L3 - найбільший і повільний. Чим більше об'єм кеш-пам'яті, тим краще. До кожного рівню процесор звертається по черзі (від меншого до більшого), поки не виявить в одному з них потрібну інформацію. Якщо нічого не знайдено, звертається до оперативної пам'яті.
У старі часи для материнських плат було поширене відповідне сокет, що дозволило користувачу додати більше кеш-пам'яті, якщо захоче. Тобто, в даний час обсяг кеша, який ви хочете на процесорі або материнської плати, повинен бути визначений до покупки на основі доступних опцій. Після покупки процесора і материнської плати ви не зможете вносити будь-які зміни.
На початку 1980-х років тенденція полягала у створенні чіпів з усе більш складними наборами інструкцій. Саме через це чіпи, засновані на цій архітектурі, простіше і набагато дешевше. Може здатися дивним, що чіп, здатний виконувати декілька інструкцій, може бути розглянутий багатьма, швидше, ніж інший, який запускає сотні з них, буде схоже на зіставлення математичного вчителя з тим, хто знає тільки чотири операції. Потім ми могли б створити оптимізований процесор для виконання тільки цих простих інструкцій, які найбільш часто використовуються.
Енергоспоживання і тепловиділення
Чим вище енергоспоживання процесора, тим вище його тепловиділення. Потрібно подбати про достатню охолодженні.
TDP (Thermal Design Power) - параметр, який вказує на ту кількість тепла, яке здатна відвести охолоджуюча система від певного процесора при найбільшому навантаженню. Значення представлено у ВАТ при максимальній температурі корпусу процесора.
Навіщо залишатися на одному боці або інший, якщо можна приєднатися до кращого з обох світів? Останнє, що виробники процесорів вперті, коли з'являється найкраще рішення, Старе і занедбане. Це було б більш-менш так, як ніби у вас було двоє людей, один з яких використовував загальний калькулятор, а інший - за допомогою наукового калькулятора. У той час як тільки прості обчислення, суми, віднімання і т.д. вирішувалися. будь-який, у кого є простий калькулятор, може навіть покращитися, але при виконанні більш складних обчислень у людини з науковим калькулятором буде більше ресурсів.
ACP (Average CPU Power) - середня потужність процесора, що показує енергоспоживання процесора при конкретних завданнях.
Значення параметра ACP на практиці завжди нижче TDP.
Робоча температура процесора
Найвищий показник температури поверхні процесора, при якому можлива нормальна робота (54-100 ° С). Цей показник залежить від навантаження на процесор і від якості відводу тепла. При перевищенні меж комп'ютер або перезавантажиться, або просто відключиться. Це дуже важлива характеристика процесора, яка безпосередньо впливає на вибір типу охолодження.
У поточних чіпах, які є фактично сумішами двох архітектур, ми поміщаємо їх разом. Внутрішньо процесор обробляє тільки прості інструкції. Ці внутрішні інструкції, що відрізняються від процесора до процесора, схожі на рукавичку, яка відповідає дизайну чіпа. У цих внутрішніх інструкціях є схема декодера, яка перетворює складні інструкції, що використовуються програмами, в кілька простих інструкцій, які можуть бути зрозумілі процесором. Цей набір складається з 187 інструкцій, які використовуються усіма програмами.
Множник і системна шина
Ці параметри необхідні швидше тим, хто згодом планує розігнати свій камінь. Front Side Bus - частота системної шини материнської плати. Тактова частота процесора є твором частоти FSB на множник процесора. У більшості процесорів заблокований розгін по множнику, тому доводиться розганяти по шині. Варто ознайомитися з цією характеристикою процесора більш детально, якщо ви через якийсь проміжок часу захочете збільшити продуктивність програмним способом, без апгрейда заліза.
Апаратний декодер надзвичайно швидкий, тому він не знижує продуктивність процесора. Фактично, втрата продуктивності з використанням цього великого набору інструкцій, які необхідно розбити на більш дрібні, становить менше 1%. прості інструкції, Які можуть бути безпосередньо оброблені, найбільш часто використовуються в програмах.
Решта є складними інструкціями, які, хоча рідко використовуються, є тими, які дають більше роботи, оскільки їм доводиться проходити набагато повільніше процес декодування, що виконується декодером мікрокодів. Завдяки цьому процесор може обробляти інші команди, чекаючи декодера микрокода, щоб декодувати кожну складну інструкцію, не витрачаючи багато часу.
Вбудоване графічне ядро
Процесор може бути оснащений графічним ядром, Що відповідає за виведення зображення на ваш монітор. В останні роки, вбудовані відеокарти такого роду добре оптимізовані і без проблем тягнуть основний пакет програм і більшість ігор на середніх або мінімальних налаштуваннях. Для роботи в офісних додатках і серфінгу в інтернеті, перегляду Full HD відео та ігри на середніх настройках такої відеокарти цілком достатньо, і це Intel.
Ці компоненти є «шлюзом» процесора, який має функцію підготовки оброблюваних інструкцій. Чому. У термінах цілих одиниць з плаваючою комою, які є найбільш важливими, ми маємо аналогічні специфікації в обох. З тих пір пройшло чимало. Величезні інвестиції були зроблені, і багато хто з найбільших геніїв на планеті працювали над пошуком рішень все більш складних питань.
Процесор може одночасно отримувати доступ до однієї області. Якщо, наприклад, використовується блок 1, і раптово необхідно прочитати дані, записані в блоці 2, необхідно очистити всі адреси щодо блоку 1 і завантажити адреси блоків. У цей момент процесор втрачає доступ до блоку 1 і бачить тільки другий блок. Коли знову необхідно читати або записувати дані в блоці 1, адреси, пов'язані з нього, знову завантажуються, і доступ до блоку 2 втрачається. Це схоже на те, що вам потрібно робити нотатки на кількох сторінках ноутбука.
Що стосується процесорів від компанії AMD, їх вбудовані графічні процесорибільш продуктивні, що робить процесори від AMD приоритетнее для любителів ігрових додатків, що бажають заощадити на покупці дискретної відеокарти.
Кількість ядер (потоків)
Багатоядерність одна з найважливіших характеристик центрального процесора, але в Останнім часомїй приділяють занадто багато уваги. Так, зараз вже потрібно постаратися, щоб знайти робочі одноядерні процесори, вони себе благополучно зжили. На заміну одноядерним прийшли процесори з 2, 4 і 8 ядрами.
З відеокарти на шасі майже все було змінено, що додало бюрократії і тривалі періоди тестів перед запуском, зажадало певного часу. В даний час період розробки периферійних пристроїв набагато коротше. У більшості випадків, коли випущений новий процесор, у нас вже є Материнські плати, Доступні для нього майже відразу, тому що розробка виконується одночасно.
Основною перевагою 286 є його два режими роботи, званий «Реальний режим» і «Захищений режим». Після підключення процесор працює в реальному режимі і з певною інструкцією перемикається в захищений режим. Гірше того, в 286 не було ніяких інструкцій, які могли б змусити процесор повернутися в реальний режим, це було можливо тільки шляхом скидання мікро. Це було абсолютно неможливо для розробників, тому що для розробки простої гри було б практично необхідно розробити абсолютно нову операційну систему.
Якщо 2 і 4-ядерні увійшли в ужиток дуже швидко, процесори з 8 ядрами поки не так затребувані. Для використання офісних додатків і серфінгу в інтернеті досить 2 ядер, 4 ядра потрібні для САПР і графічних додатків, яким просто необхідно працювати в кілька потоків.
Що стосується 8 ядер, дуже мало програм підтримують так багато потоків, а значить, такий процесор для більшості додатків просто марний. Зазвичай, чим менше потоків, тим більше тактова частота. З цього випливає, що якщо програма, адаптована під 4 ядра, а не під 8, на 8-ядерному процесі вона буде працювати повільніше. Але цей процесор відмінне рішення для тих, кому необхідно працювати відразу у великій кількості вимогливих програм одночасно. Рівномірно розподіливши навантаження по ядрах процесора можна насолоджуватися відмінною продуктивністю у всіх необхідних програм.
Крім того, розроблена програма буде працювати тільки на мікрофонах, оснащених 286 процесорами, які в той час були меншинами, маючи набагато меншу цільову аудиторію. У 386 році з'явилося кілька нових функцій. По-перше, 386 працює як всередині, так і зовні з 32-бітними словами і має доступ до пам'яті з використанням 32-бітної шини, що дозволяє в два рази більше передачі даних.
Різниця в тому, що в 386 вже можна вільно перемикатися між реальним режимом і захищеним режимом. Наявність процесора 386 - це мінімальна вимогадля запуску будь-якої операційної системи або сучасного додатки з захищеним режимом. Оскільки 386 був 32-розрядним процесором, для його роботи необхідно було розробити цілу нову категорію чіпсетів і схем підтримки, що зробило системи на базі 386 набагато більш дорогими і далеко від багатьох потенційних покупців.
У більшості процесорів кількість фізичних ядер відповідає кількості потоків: 8 ядер - 8 потоків. Але є процесори, де завдяки Hyper-Threading, наприклад, 4-ядерний процесор може обробляти 8 потоків одночасно.
висновок
Зі статті ви дізналися про існуючі характеристиках центральних процесорів, Тепер ви в курсі, на що потрібно звернути увагу при виборі. Якщо інформація в статті більше не актуальна, повідомте про це в коментарях, тоді ми відновимо або доповнимо інформацію в статті.
Цей перший мегабайт, в свою чергу, підрозділяється на два блоки, які називаються звичайною пам'яттю і розширеною пам'яттю. Звичайна пам'ять відповідає першим 640 кбайт пам'яті і є областю пам'яті, використовуваної програмами, які працюють в реальному режимі.
Коли комп'ютер включений, процесор працює в реальному режимі. Хто дає команду, щоб вона переключилася в захищений режим, це операційна система. З 386 в нові процесори були включені кілька нових функцій. По суті, ми розвивалися тільки з точки зору швидкості. Настільки, що з простим 386 можна запускати практично будь-який поточний додаток, тільки з меншою швидкістю.
Процесор - це ключова частина апаратної системи комп'ютера, що виконує логічні і обчислювальні завдання. Від його показників багато в чому буде залежати потужність машини, показники багатозадачності, швидкості виконання поставлених користувачем вимог. Залежно від технічних характеристик, торгової маркиі типу будови можна виділити кілька різновидів процесорів.
Завдяки цій безодні, хоча програми зазвичай працюють з використанням віртуальної пам'яті, система стає все повільніше і повільніше. Проблема в тому, що цей простір було недоступно. Якщо, з іншого боку, у вас мало місця для віртуальної пам'яті, у вас мало пам'яті для відкриття декількох програм і роботи з великими файлами. Це просте вимірювання значно знижує втрати продуктивності, викликані використанням віртуальної пам'яті. Наприклад, редактор зображень повинен займати більше пам'яті при відкритті або створенні зображень.
Класифікація процесорів за типом
цифрові процесори
Цифро-аналоговий перетворювач (цифровий процесор) призначений для переробки одержуваного цифрового сигналу від того чи іншого пристрою в аналоговий. Сфера застосування цифрових перетворювачів дуже широка. Найпростішим прикладом будуть програвачі компакт-дисків, в які вмонтовані елементи даного типу.
виділяють різні типианалогових процесорів: широтно-імпульсні модулятори, ЦАП для зважування типу, передискретизации та ін. Оскільки такі процесори знаходяться на початку аналогового тракту будь-якої системи, то її характеристики багато в чому залежать від показників ЦАП.
аналогові процесори
Тут все йде рівно навпаки: аналоговий сигнал трансформується в цифровий.
За типом перетворення виділяють два види аналогово-цифрових перетворювачів АЦП: лінійні (зустрічаються найчастіше) і нелінійні.
Область застосування пристроїв даного формату також широка. Зокрема, це звукозаписне обладнання, ПК, відеокамери, окремі прилади для радіопередачі даних та ін.
Процесори з багатозадачного (нечіткої) логікою
В англійському для цього застосовується термін fuzzy logic. Їх робота будується на базі нечіткої математики, яка дозволяє працювати з вхідними даними, постійно змінюваними в часі, тобто з такими, параметри яких не можна поставити однозначно.
Для цього система спочатку аналізує наявні чисельні дані (наприклад, результати соціологічного опитування або інформацію, отриману від вимірювального пристрою) і переводить їх в нечіткий формат (фаззірует). Далі вона обробляє дані за встановленими правилами і після цього шляхом дефаззірованія переводить інформацію в звичний вигляд і видає готові результати роботи.
Можливості fuzzy logic процесорів хоча і не безмежні, але все ж досить привабливі для того, щоб використовувати їх в самих різних областях, зокрема, для ефективного вирішеннядеяких завдань NASA.
Класифікація за торговою маркою
Ключовими марками, що займаються випуском процесорів для ПК, є Intel і AMD. Довгий часміж цими двома великими компаніями йде серйозна боротьба за лідерство на ринку. А оскільки продукти і одного, і другого бренду дуже якісні, говорити про те, процесор чийого виробництва краще, дуже складно. В кожному окремому випадку доводиться порівнювати схожі моделі пристроїв від різних марок між собою. У якихось випадках виграє Intel, а в якихось лаври віддаються AMD.
Також існують процесори IBM, проте не так давно, восени 2014 року компанія оголосила про свій намір передати дану сферу виробництва компанії GlobalFoundries. За собою ж відомий бренд збереже право на подальші розробки в області перспективних процесорів нового покоління лінійки Power.
Класифікація за технічними параметрами
Говорячи про те, які є процесорив залежності від їх характеристик, можна виділити групу дуже потужних пристроїв, середні за своїми можливостями процесори, а також досить слабкі пристрої, які підійдуть тільки для виконання базових завдань (у випадку з ПК це буде серфінг в інтернеті, робота з Microsoft Office, Відео- і аудіофайли).
Ключовими параметрами процесора є:
- Розрядність. Це показник, який визначає число біт інформації, аналізованих процесором за одну операцію. Відповідно, чим цей показник вищий, тим краще. Бувають 32-, 64- і 128-бітові процесори.
- Тактова частота - темп виконання операцій. Іншими словами, це показник швидкодії пристрою. Вимірюється цей показник в мегагерцах (МГц) або гігагерцах (ГГц). Розкид в даних досить великий - від 900 МГц до 4 ГГц. Природно, процесори з останнім показником є найшвидкіснішими.
- Кількість ядер (2, 4, 6, 8, 10, 12). Даний показник багато в чому визначає ступінь багатозадачності ПК. Однак велика кількість ядер ще не означає, що ваш процесор буде значно ефективніше своїх «менш ядерних» конкурентів, оскільки сьогодні далеко не кожна програма, написана для ПК, враховує даний показник.
- Кеш-пам'ять. Вона необхідна процесору для зберігання тимчасових даних, одержуваних в процесі виконання завдань. Даний параметр дозволяє ПК не чекати відгуку оперативної пам'яті, а працювати на основі тієї інформації, яка зберігається в кеш-пам'яті процесора. Це позитивно позначається на продуктивності. Кеш-пам'ять буває трьох рівнів. Перший рівень - найдорожчий. Така пам'ять працює на одній тактовій частотіз процесором і задіюється безпосередньо його ядрами. Другий рівень відрізняється від першого меншою швидкістю, але більшою місткістю. Третій рівень хоча і помітно швидше оперативної пам'яті, однак і істотно повільніший, ніж пам'ять перших двох рівнів. Але зате і обсяг у неї найбільший, а тому таку кеш-пам'ять ставлять в дуже потужні ПК, покликані виконувати ресурсомісткі завдання.