Что такое процессор в компьютере
Обновлено: 24.11.2024
Компьютерные аббревиатуры сбивают с толку. Что вообще такое процессор? И нужен ли мне четырехъядерный или двухъядерный процессор? Как насчет AMD или Intel? Мы здесь, чтобы помочь объяснить разницу!
Акронимы – это излюбленный способ в технологическом мире сделать так, чтобы увлекательные технологии звучали невероятно запутанно. При поиске нового ПК или ноутбука в спецификациях будет упоминаться тип процессора, который вы можете ожидать найти в новом блестящем устройстве. К сожалению, они почти всегда не объясняют, почему это так важно.
Сталкиваясь с выбором между AMD и Intel, двухъядерным или четырехъядерным процессором, i3 или i7, может быть сложно определить разницу и понять, почему она важна. Может быть сложно понять, что лучше для вас, но мы здесь, чтобы помочь вам.
Что такое процессор?
Основной процессор (ЦП) часто называют мозгом компьютера. Это один из нескольких блоков обработки, но, пожалуй, самый важный. ЦП выполняет вычисления, действия и запускает программы.
На старых компьютерах эти функции были разделены между несколькими процессорами. Но усовершенствования в производстве и дизайне означают, что весь ЦП может поместиться на одном чипе. Вот почему иногда процессоры также называют микропроцессорами.
Эти меньшие размеры означают, что мы можем уменьшить размер компьютеров до устройств "все в одном" и иметь более тонкие и легкие ноутбуки. Эти мощные процессоры также важны для производительности вашего смартфона.
Что делает процессор?
За годы, прошедшие с момента появления первых процессоров, было внесено много улучшений. Несмотря на это, основная функция ЦП осталась прежней и состояла из трех шагов; извлекать, декодировать и выполнять.
Получить
Как и следовало ожидать, выборка предполагает получение инструкции. Инструкция представлена в виде последовательности чисел и передается ЦП из ОЗУ. Каждая инструкция является лишь небольшой частью любой операции, поэтому ЦП должен знать, какая инструкция будет следующей.
Текущий адрес инструкции хранится в программном счетчике (ПК). Затем ПК и инструкции помещаются в регистр инструкций (IR). Впоследствии длина ПК увеличивается для ссылки на адрес следующей инструкции.
Расшифровать
После того, как инструкция выбрана и сохранена в IR, ЦП передает инструкцию схеме, называемой декодером инструкций. Это преобразует инструкцию в сигналы, которые передаются другим частям ЦП для действия.
Выполнить
На последнем этапе декодированные инструкции отправляются в соответствующие части ЦП для выполнения. Результаты обычно записываются в регистр ЦП, где на них могут ссылаться последующие инструкции. Думайте об этом как о функции памяти на вашем калькуляторе.
Что такое многоядерные процессоры?
Ранние компьютеры имели только одно процессорное ядро, поэтому ЦП был ограничен обработкой одного набора инструкций за раз. Вот почему эти старые компьютеры были относительно медленными, а обработка данных занимала много времени.
На протяжении многих лет производители доводили одноядерные процессоры до предела своих возможностей, поэтому они начали искать другие способы улучшить возможности процессора. Вот почему теперь у нас есть многоядерные процессоры, а такие фразы, как двухъядерный, четырехъядерный и восьмиъядерный, часто украшают маркетинговые материалы для ПК.
Однако они не так сложны, как кажутся на первый взгляд. Например, двухъядерный процессор — это всего лишь два отдельных процессора на одном кристалле. Вместо полной переделки процессора компании усовершенствовали производственный процесс, чтобы повысить производительность.
Недавно разработчики процессоров нашли способ еще больше повысить производительность, заставив одноядерный процессор работать так, как если бы он имел два ядра. Это известно как гиперпоточность и распространено в большинстве процессоров Intel Core.
Знакомство со спецификациями ЦП
Понимание того, как работает ЦП, имеет решающее значение, особенно если вы сочетаете это со знанием ведущих брендов и ассортиментов. Однако существует множество вариантов с аналогичными высокоуровневыми характеристиками.
Чтобы помочь вам эффективно сравнивать модели, вы можете принять во внимание некоторые дополнительные, более подробные характеристики. Это поможет вам выбрать между процессорами, когда придет время инвестировать в новый современный процессор для вашего компьютера.
Мобильные и настольные процессоры
Традиционно компьютеры представляли собой большие статические настольные электронные устройства, постоянно работающие от электросети. Однако теперь у нас есть ноутбуки, смартфоны, планшеты и устройства для умного дома с более мощными процессорами, чем старые ПК.
Для перехода к более портативному образу жизни в устройствах используются специально разработанные мобильные процессоры. Эти процессоры оптимизированы по энергопотреблению и эффективности, чтобы максимально продлить срок службы батареи.К сожалению, многие производители называют процессоры для мобильных и настольных компьютеров одними и теми же именами, но с разными номерами диапазонов и суффиксами.
Хотя стандарта не существует, мобильные процессоры обычно обозначаются буквой "U" для сверхнизкого энергопотребления, "HQ" для высокопроизводительной графики и "HK" для высокопроизводительной графики и разгона. Точно так же к ЦП для настольных ПК добавляется буква «K» для разгона и буква «T» для оптимизации энергопотребления.
32-разрядные и 64-разрядные процессоры
Ваш процессор не получает постоянный поток данных. Вместо этого он получает данные небольшими порциями, известными как слово. Производительность процессора ограничена количеством битов в слове. Хотя 32-разрядные процессоры впервые были разработаны в 1940-х годах, практическое применение они получили намного позже.
К 1990-м годам они были достаточно доступными, чтобы включать их в бытовую электронику, и все считали, что 32-битные технологии будут относительно перспективными. Однако, как и предсказывал закон Мура, технологии продолжали совершенствоваться, и вскоре 32-разрядные процессоры стали ограничивающим фактором в аппаратном и программном обеспечении. В результате от них постепенно отказались в пользу 64-разрядных процессоров, которые в настоящее время являются мировым стандартом.
Расчет тепловой мощности процессора
Расчетная тепловая мощность — это мера максимальной мощности в ваттах, которую потребляет ваш ЦП. Хотя более низкое энергопотребление, безусловно, хорошо для ваших счетов за электроэнергию, оно может иметь еще одно неожиданное преимущество; меньше тепла.
Тип сокета процессора
ЦП необходимо подключить к другим компонентам через материнскую плату, чтобы получился полноценный компьютер. При выборе ЦП необходимо убедиться, что типы сокетов ЦП и материнской платы совпадают.
Кэш L2/L3
Кэш L2 и L3 — это быстрая встроенная память, которую ЦП может использовать во время обработки. Чем больше у вас его, тем быстрее будет работать ваш процессор.
Частота
Частота относится к рабочей скорости процессора. До многоядерных процессоров частота была наиболее важным показателем производительности между отдельными процессорами. Несмотря на добавление функций, это по-прежнему жизненно важная спецификация, которую необходимо учитывать. Примечательно, например, что очень быстрый двухъядерный ЦП может превзойти более медленный четырехъядерный ЦП.
Мозги операции
ЦП, пожалуй, самый важный компонент вашего компьютера. Он выполняет все задачи, которые вы связываете с компьютерами, а другие части в основном существуют для поддержки ЦП. Несмотря на то, что на протяжении многих десятилетий следовали одним и тем же руководящим принципам, произошли заметные улучшения, такие как добавление нескольких ядер и использование технологии Hyper-Threading.
В совокупности они делают наши компьютеры, ноутбуки, планшеты, смартфоны и подключенное оборудование более мощными и, в конечном счете, более ценными. Тем не менее, вы можете сделать множество обновлений для своего текущего ПК, чтобы модернизировать его и повысить производительность.
ЦП, также называемый процессором, центральным процессором или микропроцессором, – это центральный процессор компьютера. ЦП компьютера обрабатывает все инструкции, которые он получает от аппаратного и программного обеспечения, работающего на компьютере. Например, ЦП обработал инструкции по использованию веб-браузера для открытия и отображения этой веб-страницы на вашем компьютере.
ЦП часто называют мозгом компьютера. Однако более уместно называть программное обеспечение мозгом, а процессор — очень эффективным калькулятором. Процессор хорошо справляется с числами, но если бы не программное обеспечение, он бы не знал, как делать что-то еще.
Многие новые пользователи компьютеров могут неправильно называть свой компьютер, а иногда и монитор ЦП. Когда речь идет о вашем компьютере или мониторе, правильно называть их «компьютером» или «монитором», а не процессором. ЦП — это микросхема внутри компьютера.
Обзор ЦП
На приведенном ниже рисунке показан пример того, как могут выглядеть нижняя и верхняя части процессора AMD RYZEN. Процессор устанавливается и закрепляется в совместимом разъеме ЦП на материнской плате. Процессоры выделяют тепло, поэтому они покрыты радиатором, который обеспечивает их охлаждение и бесперебойную работу. Для передачи тепла между процессором и радиатором
Как видно на рисунке выше, чип ЦП обычно имеет квадратную форму с одним зазубренным углом, чтобы убедиться, что он правильно вставлен в разъем ЦП. В нижней части чипа находятся сотни контактов разъема, которые соответствуют отверстиям сокета. Сегодня большинство процессоров напоминают рисунок, показанный выше. Однако Intel и AMD также экспериментировали со слотовыми процессорами. Они были намного больше и вставлялись в слот на материнской плате.Также в разные годы на материнских платах было несколько типов сокетов. Каждый сокет поддерживает только определенные типы процессоров, и каждый из них имеет собственное расположение контактов.
Что делает процессор?
Основная функция ЦП – получать данные от периферийных устройств (клавиатуры, мыши, принтера и т. д.) или компьютерной программы и интерпретировать то, что им нужно. Затем ЦП либо выводит информацию на ваш монитор, либо выполняет запрошенную задачу периферийного устройства.
История ЦП
ЦП впервые был изобретен и разработан в Intel с помощью Теда Хоффа и других в начале 1970-х годов. Первым процессором, выпущенным Intel, был процессор 4004, показанный на рисунке.
Компоненты процессора
В процессоре есть два основных компонента.
-
(арифметико-логическое устройство) - выполняет математические, логические и решающие операции. (блок управления) - управляет всеми операциями процессоров.
За всю историю компьютерных процессоров скорость (тактовая частота) и возможности процессора значительно улучшились. Например, первым микропроцессором был Intel 4004, выпущенный 15 ноября 1971 года, имевший 2300 транзисторов и выполнявший 60 000 операций в секунду. Процессор Intel Pentium содержит 3 300 000 транзисторов и выполняет около 188 000 000 операций в секунду.
Типы процессоров
В прошлом компьютерные процессоры использовали числа для идентификации процессора и помощи в определении более быстрых процессоров. Например, процессор Intel 80486 (486) быстрее процессора 80386 (386). После появления процессора Intel Pentium (технически это будет 80586) все компьютерные процессоры стали использовать такие имена, как Athlon, Duron, Pentium и Celeron.
Сегодня помимо разных названий компьютерных процессоров существуют разные архитектуры (32-разрядные и 64-разрядные), скорости и возможности. Ниже приведен список наиболее распространенных типов процессоров для домашних и рабочих компьютеров.
Для некоторых из этих типов ЦП существует несколько версий.
Процессоры AMD
K6-2 K6-III Athlon Duron Athlon XP | Sempron Athlon 64 < br />Mobile Athlon 64 Athlon XP-M Athlon 64 FX | Turion 64 Athlon 64 X2 Turion 64 X2 />Phenom FX Phenom X4 | Phenom X3 Athlon 6-й серии Athlon 4-й серии Athlon X2 Phenom II | Athlon II Серия E2 Серия A4 Серия A6 Серия A8 Серия A10 тд> |
4004 8080 8086 8087 8088 80286 (286) 80386 (386) 80486 (486) | Pentium Pentium с MMX Pentium Pro Pentium II Celeron Pentium III Pentium M Celeron M | Pentium 4 Mobile Pentium 4-M Pentium D | Pentium Extreme Версия Core Duo Core 2 Duo | Core i3 Core i5 Core i7 Core i9 | < /tr> таблица>