Процессор – высокотехнологичное электронное устройство, основной рабочий компонент персонального компьютера. Его задача – автоматическая обработка программного кода, определение вычислительной мощности компьютера и его скорости обработки информации. Процессор называют мозгом компьютера, ведь все, даже самые простые, процессы проходят через него.
Лидеры производства
В мире компьютерных процессоров наиболее значимыми являются американские бренды Intel и AMD.
Основным отличием между продукцией этих компаний является не количество ядер, а архитектура. Каждый из производителей предлагает собственное внутреннее строение и свой вид процессора, которые кардинально отличаются от моделей конкурента:
- Intel. Чипы компании Intel демонстрируют стабильные показатели при минимальной или максимальной нагрузке. Процессоры этого бренда построены на микроархитектуре Intel Nehalem. Ее особенностью является материнская плата со встроенным чипсетом, который поддерживает Quick Path и обеспечивает отличную пропускную способность данных. Контроллер памяти находится не в отдельном чипе, а в самом процессоре. То есть, кристалл имеет прямой доступ к базе данных. Технология "Turbo Boost" позволяет всем активным ядрам работать на частоте, которая значительно превышает максимально допустимые данные, пока кристалл не нарушит нормы тепловыделения и энергосбережения. Ядра процессоров Intel используют Hyper-threading. Это значительно увеличивает их производительность. Кристалл, оснащенный такой технологией, может выполнять до 10 процессов без потери быстродействия и увеличения времени отклика.
- AMD (Advanced Micro Devices). Хотя чипы компании AMD и уступают аналогам Intel по популярности, однако среди позиций бюджетных кристаллов прослеживается яркое преимущество в сторону AMD. Процессоры AMD Ryzen построены на микроархитектуре Zen. По сравнению с аналогом Bulldozer, современные чипы являются более энергоэффективными и производительными. Технология SMT позволяет каждому ядру работать на двух потоках. Это значительно ускоряет скорость передачи данных. Кроме того, компания AMD изменила систему кэширования по технологии L1. Теперь кристалл отвечает за сохранение первоначального или системного кэша. Контроллеры памяти расположены на одном чипе с ядрами, что обеспечивает значительно лучшую пропускную способность и энергопотребление. В центре внимания разработчиков – быстродействие ядра. Технологии L1, Clock gating, SMT обеспечивают стабильные показатели даже при максимальной нагрузке, а время отклика остается неизменным.
Основные характеристики процессоров
Процессоры для персональных компьютеров классифицируют по характеристикам:
- тип – в соответствии с фирмой-производителем различают процессоры Intel (Pentium, Celeron, Core 2 Duo и т.п.), AMD (AMD64, Duron, Athlon и т.д.) и другие;
- тактовая частота – определяет количество выполняемых элементарных операций за одну секунду, то есть быстродействие процессора;
- разрядность – максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться процессором. Чем выше разрядность, тем мощнее процессор;
- кэш-память – это внутренняя память процессора, которая позволяет сохранять промежуточные данные. Современные процессоры оснащаются тремя уровнями кэш-памяти для повышения производительности;
- рабочее напряжение процессора обеспечивается материнской платой, поэтому разным маркам процессоров соответствуют разные материнские платы. Снижение показателя рабочего напряжения позволяет уменьшить размеры процессора и уровень его тепловыделения. Это улучшит производительность без угрозы перегрева;
- количество ядер. Большинство современных процессоров оснащаются несколькими вычислительными ядрами. На рынке можно найти одно-, двух-, четырех-, шести- и восьмиядерные процессоры.
Принцип работы и устройство CPU
Процессор – это небольшая электронная плата, размер которой не превышает габаритов спичечного коробка. На нем размещается несколько микрочипов:
- Вычислительное устройство (ядро) – одно или несколько.
- Регистры – ячейки памяти для хранения промежуточной информации.
- Шины для передачи данных с других устройств системного блока.
- Многоуровневый кэш – “личная” оперативная память процессора для взаимодействия с RAM самого компьютера.
- Контроллеры и дополнительные вычислительные устройства, предназначенные для ускорения обработки сложных задач (3D-моделирования, монтажа видео и др.).
Все команды пользователя или установленное программное обеспечение отправляются на центральный процессор. При этом работа над задачами может быть разделена на несколько потоков или равномерно распределена между ядрами для скорейшего получения результатов.
CPU все обсчитывает, сравнивает, передает на другие устройства системного блока, сохраняет в памяти или удаляет. Процессор управляет всем, что происходит внутри компьютера
