Процесор – високотехнологічний електронний пристрій, основний робочий компонент персонального комп'ютера. Його завдання – автоматичне опрацювання програмного коду, визначення обчислювальної потужності комп’ютера та його швидкості обробки інформації. Процесор називають мозком комп'ютерного девайса, адже всі, навіть найпростіші, процеси проходять через нього.
Лідери виробництва
У світі комп'ютерних процесорів найбільш вагомими є американські бренди Intel та AMD.
Основною відмінністю між продукцією цих компаній є не кількість ядер, а архітектура. Кожен із виробників пропонує власну внутрішню будову та свій вид процесора, які кардинально відрізняються від моделей конкурента:
- Intel. Чіпи компанії Intel демонструють стабільні показники за мінімального чи максимального навантаження. Процесори цього бренду побудовані на мікроархітектурі Intel Nehalem. Її особливістю є материнська плата із вбудованим чіпсетом, що підтримує Quick Path і забезпечує відмінну пропускну здатність даних. Контролер пам’яті знаходиться не в окремому чіпі, а в самому процесорі. Тобто, кристал має прямий доступ до бази даних. Технологія “Turbo Boost” дозволяє усім активним ядрам працювати на частоті, що значно перевищує максимально допустимі дані, доки кристал не порушить норми тепловиділення та енергозбереження. Ядра процесорів Intel використовують Hyper-threading. Це значно збільшує їх продуктивність. Кристал, оснащений такою технологією, може виконувати до 10 процесів без втрати швидкодії і збільшення часу відгуку.
- AMD (Advanced Micro Devices). Хоча чіпи компанії AMD і поступаються аналогам Intel за популярністю, однак серед позицій бюджетних кристалів простежується яскрава перевага в сторону AMD. Процесори AMD Ryzen побудовані на мікроархітектурі Zen. Порівняно з аналогом Bulldozer, сучасні чіпи є більш енергоефективними та продуктивними. Технологія SMT дозволяє кожному ядру працювати на двох потоках. Це значно прискорює швидкість передачі даних. Крім того, компанія AMD змінила систему кешування за технологією L1. Тепер кристал відповідає за збереження первинного або системного кешу. Контролери пам’яті розташовані на одному чіпі з ядрами, що забезпечує значно кращу пропускну здатність і енергоспоживання. У центрі уваги розробників постала швидкодія ядра. Технології L1, Clock gating, SMT забезпечують стабільні показники навіть при максимальному навантаженні, а час відгуку залишається незмінним.
Основні характеристики процесорів
Процесори для персональних комп’ютерів класифікують за характеристиками:
- тип – відповідно до фірми-виробника розрізняють процесори Intel (Pentium, Celeron, Core 2 Duo тощо), AMD (AMD64, Duron, Athlon тощо) та інші;
- тактова частота – визначає кількість виконуваних елементарних операцій за одну секунду, тобто швидкодію процесора;
- розрядність – максимальна довжина двійкового коду, який може опрацьовуватись або передаватися процесором. Чим вищою є розрядність, тим потужніший процесор;
- кеш-пам’ять – це внутрішня пам’ять процесора, яка дає можливість зберігати проміжні дані. Сучасні процесори оснащуються трьома рівнями кеш-пам'яті для підвищення продуктивності;
- робоча напруга процесора забезпечується материнською платою, тому різним маркам процесорів відповідають різні материнські плати. Зниження показника робочої напруги дозволяє зменшити розміри процесора і рівень його тепловиділення. Це покращить продуктивність без загрози перегріву;
- кількість ядер. Більшість сучасних процесорів оснащуються кількома обчислювальними ядрами. На ринку можна знайти одно-, дво-, чотири-, шести- та восьмиядерні процесори.
Принцип роботи і пристрій CPU
Процесор – це невелика електронна плата, розмір якої не перевищує габаритів сірникової коробки. На ньому розміщується декілька мікрочіпів:
- Обчислювальний пристрій (ядро) – одне або кілька.
- Регістри – осередки пам'яті для зберігання проміжної інформації.
- Шини для передачі даних з інших пристроїв системного блоку.
- Багаторівневий кеш – “особиста” оперативна пам'ять процесора для взаємодії з RAM самого комп'ютера.
- Контролери та додаткові обчислювальні пристрої, призначені для прискорення обробки складних завдань (3D-моделювання, монтажу відео та ін.).
Всі команди користувача або встановлене програмне забезпечення відправляються на центральний процесор. При цьому робота над завданнями може бути розділена на кілька потоків або рівномірно розподілена між ядрами для якнайшвидшого отримання результатів.
CPU все обраховує, порівнює, передає на інші пристрої системного блоку, зберігає в пам'яті або видаляє. Процесор керує всім, що відбувається всередині комп'ютера.
