Che cos'è un processore nel pc. Enciclopedia dei termini del processore. Il principio del core del processore

Classificazione e tipi di processori. Caratteristiche della CPU

Unità centrale di elaborazione.

Fasi di sviluppo di processori centrali per personal computer. Tecnologia moderna e soluzioni architettoniche. Tecnologia RISC e CISC. I principali parametri dei processori. Processori a 32 e 64 bit. Processori a 32 bit dei principali produttori: Intel, AMD, VIA. Analisi comparativa delle caratteristiche dei moderni processori. Le principali tendenze e prospettive di sviluppo.

Lo studente deve sapere:

caratteristiche principali dei processori;
sulle fasi di sviluppo dei processori;
tipi di processori;
modelli di processori moderni di base;

Lo studente deve essere in grado di:

determinare le caratteristiche principali del processore utilizzando i programmi di test;

Obiettivi della lezione:

- conoscere gli studenti con i componenti principali del processore di sistema.
- studiare i tipi di processori e le loro caratteristiche.
- Educazione alla cultura dell'informazione degli studenti, attenzione, accuratezza, disciplina, perseveranza.
- sviluppo di interessi cognitivi, capacità di autocontrollo e capacità di delineare.

Progresso della classe:

La parte teorica

Il "cervello" di un personal computer è un microprocessore, o un processore centrale - CPU (Central Processing Unit). Il microprocessore esegue calcoli ed elaborazione dei dati (ad eccezione di alcune operazioni matematiche eseguite su computer dotati di coprocessore) e, di norma, è il chip per computer più costoso. Tutti i computer compatibili con PC utilizzano processori che supportano la famiglia di chip Intel, ma sono prodotti e progettati non solo da Intel stessa, ma anche da AMD, Cyrix, IDT e Rise Technologies.

Attualmente, Intel domina il mercato dei processori, ma non è sempre stato così. Intel è fortemente associata all'invenzione del primo processore e al suo aspetto sul mercato. Il culmine di Intel e Microsoft è arrivato nel 1981, quando IBM ha rilasciato il primo PC IBM con un processore Intel 8088 (4.77 MHz) e Microsoft Disk Operating System (DOS) versione 1.0. Da questo momento in poi, quasi tutti i personal computer sono dotati di processori Intel e sistemi operativi Microsoft.

Parametri CPU

Quando si descrivono i parametri e la progettazione dei processori, spesso si crea confusione. Considerare alcune caratteristiche dei processori, tra cui la capacità del bus dati e del bus degli indirizzi, nonché la velocità.

I processori possono essere classificati in base a due parametri principali: capacità e velocità. La velocità della CPU è un parametro piuttosto semplice. Si misura in megahertz (MHz); 1 MHz equivale a un milione di cicli di clock al secondo. Maggiore è la velocità, migliore è (più veloce è il processore). La capacità del processore è un parametro più complesso. Il processore include tre importanti dispositivi, la cui principale caratteristica è la capacità:

bus dati di input e output;
registri interni;
bus dell'indirizzo di memoria.

I processori con una frequenza di clock inferiore a 16 MHz non dispongono di una cache integrata. Sui sistemi fino al 486 ° processore, sulla scheda di sistema è stata installata una memoria cache veloce. A partire da 486 processori, la cache del primo livello è stata installata direttamente nel case e ha funzionato alla frequenza del processore. E la cache sulla scheda di sistema era chiamata cache di secondo livello. Funzionava già a frequenze supportate dalla scheda madre.

Nei processori Pentium Pro e Pentium II, la memoria cache di secondo livello è installata nel case e rappresenta fisicamente un chip separato. Molto spesso, questa memoria funziona alla metà (processori Pentium II / III e AMD Athlon) o addirittura inferiore (due quinti o un terzo) della frequenza del core del processore.

In Pentium Pro, processori Pentium II / III Xeon, moderni processori Pentium III, Celeron, K6-3, Athlon (modello 4), la memoria cache Duron funziona alla frequenza centrale. Il motivo per cui la cache di secondo livello ha funzionato a una frequenza inferiore rispetto al core del processore è abbastanza semplice: i microcircuiti della cache esistenti non soddisfacevano le condizioni di mercato. Intel ha creato un chip cache ad alta velocità per il processore Xeon, il cui costo era estremamente elevato. Tuttavia, l'emergere di nuove tecnologie di produzione di processori ha permesso di utilizzare la memoria cache in esecuzione alla frequenza centrale nei processori Celeron di seconda generazione a buon mercato. Questo design è stato preso in prestito dalla seconda generazione di Intel Pentium III e dai processori AMD K6-3, Athlon e Duron. Tale architettura, che è attualmente utilizzata in quasi tutti i progetti Intel e AMD, è l'unico modo più o meno economico per utilizzare la cache ad alta velocità nel secondo livello.

Velocità del processore

Le prestazioni sono una delle caratteristiche del processore, che viene spesso interpretato in diversi modi. In questa sezione imparerai le prestazioni dei processori in generale e dei processori Intel in particolare.

Le prestazioni del computer dipendono in gran parte dalla frequenza di clock, generalmente misurata in megahertz (MHz). È determinato dai parametri del risonatore al quarzo, che è un cristallo di quarzo racchiuso in un piccolo contenitore di stagno. Sotto l'influenza di una tensione elettrica, le oscillazioni di una corrente elettrica sorgono in un cristallo di quarzo con una frequenza determinata dalla forma e dalle dimensioni del cristallo. La frequenza di questa corrente alternata è chiamata frequenza di clock. I chip di un computer convenzionale funzionano con una frequenza di diversi milioni di Hertz. (Hertz è un'oscillazione al secondo.) La velocità è misurata in megahertz, ovvero in milioni di cicli al secondo. In fig. 1 mostra un grafico di un segnale sinusoidale.

Fig. 1. Una rappresentazione grafica del concetto di frequenza di clock

La più piccola unità di tempo (quantistica) per il processore come dispositivo logico è il periodo della frequenza di clock o solo un ciclo di clock. Ogni operazione richiede almeno una misura. Ad esempio, il processore Pentium II esegue lo scambio di dati con la memoria in tre cicli più diversi cicli di attesa. (Un ciclo di attesa è un ciclo di clock in cui non accade nulla; è necessario solo affinché il processore non "scappi" in avanti dai nodi del computer più lenti.)

Anche il tempo impiegato per completare i comandi varia.

8086 e 8088 . In questi processori, sono necessari circa 12 cicli di clock per eseguire un comando.

286 e 386 . Questi processori hanno ridotto il tempo necessario per eseguire le istruzioni a circa 4,5 cicli di clock.

Il processore 486 e la maggior parte dei processori compatibili con Intel di quarta generazione, come AMD 5 × 86, hanno ridotto questo parametro a 2 cicli di clock.

Serie Pentium, K6. L'architettura dei processori Pentium e di altri processori compatibili con Intel di quinta generazione creati in AMD e Cyrix, incluse pipeline di istruzioni doppie e altri miglioramenti, ha assicurato l'esecuzione di una o due istruzioni in un singolo ciclo di clock.

Pentium Pro, Pentium II / III / Celeron e Athlon / Duron. Processori di classe P6, così come altri processori di sesta generazione creati da AMD e Cyrix, consentono di eseguire almeno tre istruzioni in un ciclo di clock.

Il diverso numero di cicli di clock richiesti per eseguire i comandi rende difficile confrontare le prestazioni dei computer in base solo alla loro velocità di clock (ovvero il numero di cicli di clock al secondo). Perché un processore funziona più velocemente di un altro alla stessa velocità di clock? Il motivo è la prestazione.

Il processore 486 ha una velocità più elevata rispetto al 386 °, poiché richiede una media della metà dei cicli di clock rispetto al 386 ° per eseguire un comando. E il processore Pentium ha due volte meno cicli di clock rispetto al 486 °. Pertanto, il processore 486 con una velocità di clock di 133 MHz (come AMD 5 × 86-133) è persino più lento del Pentium con una velocità di clock di 75 MHz! Questo perché, alla stessa frequenza, Pentium esegue il doppio delle istruzioni rispetto al processore 486. Pentium II e Pentium III sono circa il 50% più veloci rispetto al processore Pentium che funziona alla stessa frequenza, poiché possono eseguire significativamente più comandi in il corso dello stesso numero di cicli.

Confrontando l'efficienza relativa dei processori, si può vedere che le prestazioni di un Pentium III operanti ad una frequenza di clock di 1.000 MHz sono teoricamente uguali alle prestazioni di un Pentium che funzionano ad una frequenza di clock di 1.500 MHz, che, a sua volta, è teoricamente uguale alle prestazioni di un processore 486 che funziona ad una frequenza di clock 3.000 MHz, e, a sua volta, è teoricamente uguale alle prestazioni di 386 o 286 processori che funzionano ad una frequenza di clock di 6.000 MHz, o 8.088th che funzionano ad una frequenza di clock di 12.000 MHz. Se si considera che il PC originale con il processore 8088 funzionava con una frequenza di clock di soli 4,77 MHz, i computer di oggi sono oltre 1,5 mila volte più veloci rispetto ad esso. Pertanto, non è possibile confrontare le prestazioni dei computer basate esclusivamente sulla frequenza di clock; si deve tener conto del fatto che altri fattori influenzano l'efficienza del sistema.

Valutare l'efficacia del processore centrale è abbastanza difficile. Processori centrali con architetture interne diverse eseguono comandi in modi diversi: le stesse istruzioni in processori diversi possono essere eseguite più velocemente o più lentamente. Per trovare una misura soddisfacente per confrontare CPU con architetture diverse operanti a frequenze di clock diverse, Intel ha inventato una serie specifica di benchmark che possono essere eseguiti su chip Intel per misurare le prestazioni relative dei processori. Questo sistema di test è stato recentemente modificato per misurare le prestazioni dei processori a 32 bit; si chiama indice (o indicatore) di iCOMP 2.0 (intel Comparative Microprocessor Performance - l'efficienza comparativa del microprocessore Intel). Attualmente viene utilizzata la terza versione di questo indice: iCOMP 3.0.

Velocità di clock della CPU

Quasi tutti i processori moderni, a partire da 486DX2, funzionano a una frequenza di clock pari al prodotto di un moltiplicatore per la frequenza di clock della scheda madre. Ad esempio, il processore Celeron 600 funziona a una velocità di clock nove volte la frequenza di clock della scheda madre (66 MHz) e il Pentium III 1000 funziona a una velocità di clock sette volte e mezzo la frequenza di clock della scheda madre (133 MHz). La maggior parte delle schede madri funzionava a 66 MHz; questa è la frequenza supportata da tutti i processori Intel fino all'inizio del 1998 e solo recentemente questa azienda ha sviluppato processori e chipset della logica di sistema che possono funzionare su schede madri progettate per 100 MHz. Alcuni processori Cyrix sono progettati per schede madri da 75 MHz e molte schede madri Pentium possono funzionare anche a quella frequenza. In genere, la velocità di clock e il moltiplicatore di sistema possono essere impostati utilizzando ponticelli o altre procedure di configurazione della scheda di sistema (ad esempio, selezionando i valori appropriati nel programma di installazione del BIOS).

Alla fine del 1999 apparvero chipset e schede madri con una frequenza di clock di 133 MHz, che supportavano tutte le versioni moderne del processore Pentium III. Allo stesso tempo, AMD ha rilasciato le schede madri Athlon e i chipset da 100 MHz utilizzando la doppia tecnologia di trasferimento dei dati. Ciò ha permesso di aumentare la velocità di trasferimento dei dati tra il processore Athlon e il chipset principale fino a 200 MHz.

Nel 2001, le prestazioni dei bus del processore AMD Athlon e Intel Itanium sono aumentate a 266 MHz e i bus del processore Pentium 4 sono aumentati a 400 MHz.

A volte sorge la domanda sul perché il potente processore Itanium utilizza un bus CPU più lento rispetto al Pentium 4. Questa domanda è estremamente rilevante! La risposta, molto probabilmente, è che questi componenti sono stati creati da gruppi di sviluppatori completamente diversi con obiettivi e obiettivi diversi. Il processore Itanium, sviluppato in collaborazione con HP (Hewlett Packard), è stato progettato per utilizzare la memoria con DDR (Raddoppia Data Rate), che a sua volta gira su un clock a 266 MHz più adatto alla famiglia di server. La corrispondenza tra la velocità del bus CPU e il bus di memoria consente di ottenere le massime prestazioni, pertanto un sistema che utilizza DDR SDRAM funziona meglio se la frequenza di clock del bus CPU (CPU) è pari a 266 MHz.

D'altra parte, Pentium 4 è stato progettato per utilizzare RDRAM, pertanto la velocità del bus di sistema corrisponde alla velocità di RDRAM. Si noti che le prestazioni del bus, come qualsiasi processore rilasciato da Intel, potrebbero cambiare in futuro.

I computer moderni utilizzano un generatore di frequenza variabile, solitamente situato sulla scheda madre; Genera la frequenza di riferimento per la scheda madre e il processore. Sulla maggior parte delle schede madri del processore Pentium, è possibile impostare una o tre velocità di clock. Oggi ci sono molte versioni di processori che funzionano a frequenze diverse, a seconda della frequenza di clock di una particolare scheda madre. Ad esempio, le prestazioni della maggior parte dei processori Pentium sono molte volte più veloci della scheda madre.

A parità di condizioni (tipi di processore, numero di cicli di attesa quando si accede alla memoria e capacità dei bus di dati), due computer possono essere confrontati con le loro frequenze di clock. Tuttavia, questo dovrebbe essere fatto con attenzione: le prestazioni del computer dipendono anche da altri fattori (in particolare, quelli che sono influenzati dalle funzionalità di progettazione della memoria). Ad esempio, un computer con una velocità di clock inferiore può funzionare più velocemente del previsto e un sistema con una velocità di clock nominale superiore sarà più lento di quanto dovrebbe. Il fattore determinante in questo caso è l'architettura, il design e la base di elementi della RAM del sistema.

Durante la produzione i processori vengono testati a varie frequenze di clock, temperatura e pressione. Successivamente, vengono contrassegnati, dove viene indicata la massima frequenza operativa nell'intero intervallo di temperature e pressioni utilizzate che possono verificarsi in condizioni normali. Il sistema di notazione è abbastanza semplice, quindi puoi capirlo da solo.

Prestazioni del processore Cyrix

Nel marcare i processori Cyrix / IBM 6 × 86, viene utilizzata la scala PR (Performance Rating), i cui valori non sono uguali alla frequenza di clock reale in megahertz. Ad esempio, il processore Cyrix 6x86MX / MII-PR366 funziona a una frequenza di clock di 250 MHz (2,5 × 100 MHz). La frequenza di clock della scheda madre del processore specificato deve essere impostata come quando si installa un processore con una frequenza di clock di 250 anziché 366 MHz (come si può presumere dal numero 366 sulla marcatura).

Si noti che un processore con Cyrix 6x86MX-PR200 può funzionare a frequenze di clock di 150, 165, 166 o 180 MHz, ma non a una frequenza di 200 MHz. Questa valutazione delle prestazioni deve essere confrontata con i processori Intel Pentium originali (Celeron, Pentium II o Pentium III non sono inclusi in questa valutazione).

Si presume che la valutazione delle prestazioni (P-Rating) determini la velocità del processore in relazione a Intel Pentium. Ma va notato che il processore Cyrix comparato non contiene la tecnologia MMX, la sua memoria cache di primo livello è più piccola, la piattaforma della scheda madre e il chipset sono di una versione piuttosto vecchia, per non parlare della memoria più lenta. Per questi motivi, la scala P-Rating è inefficace quando si confrontano i processori Cyrix con Celeron, Pentium II o Pentium III, il che significa che sono meglio valutati dalle prestazioni effettive. In altre parole, il processore Cyrix 6x86MX / MII-PR366 funziona solo con una frequenza di clock di 250 MHz e può essere confrontato con processori Intel con una velocità di clock simile. Credo che marcare l'MII-366 per un processore che funziona effettivamente a 250 MHz sia, a dir poco, un po 'fuorviante.

Prestazioni del processore AMD

Allo stesso modo, vengono confrontate le prestazioni dei processori serie AMD K5. La valutazione delle prestazioni delle serie K6 e Athlon indica la frequenza operativa effettiva. Nei processori della famiglia Athlon, il bus funziona al doppio della frequenza della scheda madre (200 MHz).

Bus dati

Una delle caratteristiche più comuni di un processore è la profondità in bit del bus dati e del bus indirizzo. Un bus è un insieme di connessioni attraverso le quali vengono trasmessi vari segnali. Immagina una coppia di fili che corre da un capo all'altro di un edificio. Se si collega un generatore di tensione di 220 volt a questi fili e si dispongono le prese lungo la linea, si ottiene un bus. Indipendentemente dalla presa in cui è inserita la spina, otterrai sempre lo stesso segnale, in questo caso 220 volt di corrente alternata. Qualsiasi linea di trasmissione (o mezzo per la trasmissione del segnale) che ha più di un'uscita può essere chiamata bus. Un tipico computer ha diversi bus interni ed esterni e ogni processore ha due bus principali per la trasmissione di dati e indirizzi di memoria: un bus dati e un bus indirizzo.

Quando si parla del bus del processore, molto spesso intendono il bus dati, presentato come un insieme di connessioni (o pin) per la trasmissione o la ricezione di dati. Più segnali vengono inviati contemporaneamente al bus, più dati vengono trasmessi attraverso di esso per un certo intervallo di tempo e più velocemente funziona. La larghezza del bus dati è simile al numero di corsie sulla superstrada; così come aumentare il numero di corsie consente di aumentare il flusso di auto lungo l'autostrada, aumentando la capacità è possibile aumentare la produttività.

I dati nel computer vengono trasmessi sotto forma di numeri a intervalli regolari. Per trasmettere un singolo bit di dati ad un certo intervallo di tempo, viene inviato un segnale di tensione di alto livello (circa 5 V) e per trasmettere un bit di dati zero - un segnale di tensione di basso livello (circa 0 V). Più linee, più bit possono essere trasmessi contemporaneamente. I processori 286 e 386SX utilizzano 16 connessioni per la trasmissione e la ricezione di dati binari, quindi il loro bus dati è considerato a 16 bit. Un processore a 32 bit, come 486 o 386DX, ha il doppio delle connessioni, quindi trasferisce il doppio dei dati per unità di tempo rispetto ai 16 bit. Processori moderni come Pentium hanno bus dati esterni a 64 bit. Ciò significa che i processori Pentium, tra cui l'originale Pentium, Pentium Pro e Pentium II, possono trasferire simultaneamente (o ricevere dalla) memoria di sistema 64 bit di dati.

Immagina che una gomma sia un'autostrada con macchine che si muovono lungo di essa. Se un'autostrada senza pedaggio ha una sola corsia in ciascuna direzione, solo una macchina può percorrerla in una direzione in un determinato momento. Se vuoi raddoppiare la capacità della strada, ad esempio, dovrai espanderla aggiungendo un'altra corsia in ciascuna direzione. Pertanto, un microchip a 8 bit può essere rappresentato come un'autostrada a corsia singola, perché in ogni momento del tempo attraversa solo un byte di dati (un byte è otto bit). Allo stesso modo, un bus dati a 32 bit può trasmettere contemporaneamente quattro byte di informazioni e un bus dati a 64 bit è simile a un'autostrada senza pedaggio a otto corsie! L'autostrada è caratterizzata dal numero di corsie e il processore è caratterizzato dalla capacità del suo bus dati. Se il manuale o la descrizione tecnica si riferiscono a un computer a 32 o 64 bit, di solito intendiamo la profondità in bit del bus dati del processore. Su di esso puoi valutare approssimativamente le prestazioni del processore, e quindi l'intero computer.

La capacità del bus dati del processore determina anche la capacità del banco di memoria. Ciò significa che un processore a 32 bit, come la classe 486, legge dalla memoria o scrive contemporaneamente 32 bit nella memoria. Processori di classe Pentium, inclusi Pentium III e Celeron, leggono dalla memoria o scrivono in memoria 64 bit alla volta.

Cache di primo livello

In tutti i processori, a partire dalla 486, è presente un controller di cache (di primo livello) incorporato con 8 KB di cache nei processori 486DX, nonché 32, 64 Kbyte e altro nei modelli moderni. La cache è una memoria ad alta velocità progettata per la memorizzazione temporanea di codice programma e dati. Gli appelli alla memoria cache integrata si verificano senza stati di attesa, poiché la sua velocità corrisponde alle capacità del processore, ad es. La cache del primo livello (o cache integrata) viene eseguita alla frequenza del processore.

L'uso della memoria cache riduce il tradizionale svantaggio di un computer, vale a dire che la RAM funziona più lentamente rispetto al processore centrale (il cosiddetto effetto "collo di bottiglia"). Grazie alla cache, il processore non deve attendere che la parte successiva del codice del programma o dei dati provenga dalla memoria principale relativamente lenta, il che porta ad un notevole aumento delle prestazioni.

Nei moderni processori, la cache integrata svolge un ruolo ancora più importante, poiché è spesso l'unico tipo di memoria nell'intero sistema in grado di funzionare in modo sincrono con il processore. La maggior parte dei processori moderni utilizza un moltiplicatore di clock; pertanto, operano a una frequenza più volte superiore alla frequenza di clock della scheda madre a cui sono collegati.

Cache L2

Al fine di ridurre il notevole rallentamento del sistema che si verifica ad ogni errore della cache, viene utilizzata una cache di secondo livello.

La cache secondaria per i processori Pentium si trova sulla scheda madre, mentre per Pentium Pro e Pentium II si trova all'interno del case del processore. Spostando la cache secondaria sul processore, è possibile farlo funzionare a una velocità di clock superiore rispetto alla scheda madre, lo stesso del processore stesso. All'aumentare della frequenza di clock, il tempo di ciclo diminuisce.

Ad oggi, la velocità di clock standard della scheda madre è di 66, 100 o 133 MHz, ma alcuni processori funzionano con una frequenza di clock di 600 MHz o superiore. I sistemi più recenti non utilizzano la cache sulla scheda madre, poiché i veloci moduli SDRAM o RDRAM utilizzati nei moderni sistemi Pentium II / Celeron / III possono funzionare alla frequenza di clock della scheda madre.

I processori Celeron con una frequenza di clock di 300 MHz o superiore, nonché i processori Pentium III con una frequenza di oltre 600 MHz, contengono una memoria cache di secondo livello la cui velocità è uguale alla frequenza del core del processore. La memoria cache integrata dei processori Duron e gli ultimi modelli Athlon funzionano anche con la frequenza del processore. Le versioni precedenti dei processori Athlon, nonché Pentium II e III, utilizzano una cache esterna con una frequenza operativa pari alla metà, due quinti o un terzo della frequenza di clock del processore. Come si può vedere, l'intervallo di velocità della cache esistente, che inizia con l'intera frequenza del processore centrale e termina con una frequenza inferiore della memoria principale, consente di ridurre al minimo la durata degli stati di standby a cui il processore può resistere. Ciò consente al processore di funzionare alla frequenza più vicina alla sua velocità effettiva.

Tecnologia MMX

A seconda del contesto, MMX può significare estensioni multimediali o estensioni matematiche a matrice. La tecnologia MMX era utilizzata nei vecchi processori Pentium di quinta generazione (Fig. 2) come estensione che accelera le operazioni di compressione / decompressione video, manipolazione delle immagini, crittografia e I / O - quasi tutte le operazioni utilizzate in molti programmi moderni.

Esistono due importanti miglioramenti all'architettura dei processori MMX.

Il primo, fondamentale, è che tutti i chip MMX hanno una cache interna più grande rispetto alle loro controparti che non usano questa tecnologia. Ciò migliora l'efficienza di esecuzione di ciascun programma e di tutto il software, indipendentemente dal fatto che utilizzi effettivamente le istruzioni MMX.

Tecnologia SSE

Nel febbraio 1999, Intel ha introdotto il processore pubblico Pentium III, contenente un aggiornamento alla tecnologia MMX, chiamato SSE (Streaming SIMD Extensions - Streaming SIMD Extensions). Fino a questo punto, le istruzioni SSE erano chiamate Katmai New Instructions (KNI) poiché erano originariamente incluse nel processore Pentium III, nome in codice Katmai. I processori Celeron 533A e successivi, basati sul core Pentium III, supportano anche le istruzioni SSE. Le versioni precedenti del processore Pentium II, nonché Celeron 533 e versioni precedenti (basate sul core Pentium II), non supportano SSE.

Le nuove tecnologie SSE ti consentono di lavorare in modo più efficace con grafica tridimensionale, flussi di audio e video (riproduzione di DVD) e applicazioni di riconoscimento vocale. In generale, SSE offre i seguenti vantaggi:

maggiore risoluzione / qualità durante la visualizzazione e l'elaborazione di immagini grafiche;
migliorata qualità di riproduzione di file audio e video in formato MPEG2 e
anche codifica e decodifica simultanea del formato MPEG2 in applicazioni multimediali;
utilizzo della CPU ridotto e maggiore precisione / velocità di risposta quando
esecuzione del software di riconoscimento vocale.

Le istruzioni SSE e SSE2 sono particolarmente efficaci per la decodifica dei file MPEG2, che sono lo standard di compressione audio e video utilizzato sui DVD.

Uno dei principali vantaggi di SSE rispetto a MMX è il supporto delle operazioni SIMD in virgola mobile, che è molto importante quando si elaborano immagini grafiche tridimensionali. La tecnologia SIMD, come MMX, consente di eseguire diverse operazioni contemporaneamente quando il processore riceve un comando.

3DNow e tecnologia 3DNow avanzata

La tecnologia 3DNow è stata sviluppata da AMD in risposta all'implementazione del supporto per le istruzioni SSE nei processori Intel. Per la prima volta (maggio 1998), 3DNow è stato implementato nei processori AMD K6 e Enhanced 3DNow è stato ulteriormente sviluppato nei processori Athlon e Duron. Come SSE, le tecnologie 3DNow e Enhanced 3DNow sono progettate per accelerare l'elaborazione di grafica tridimensionale, multimedia e altri sistemi di elaborazione intensivi.

Domande sulla sicurezza

Quali dispositivi forniscono la composizione minima del PC?
Fornire una classificazione di diversi tipi di memoria. Qual è il loro scopo?
Quali sono le fasi principali dello sviluppo della STI?
Cosa è incluso nei componenti principali di una scheda madre per PC?
Qual è lo scopo dei bus PC?
Quali parametri caratterizzano le prestazioni del processore?
Quali sono le principali caratteristiche dei chip di memoria?

- Questo è il componente di elaborazione principale, che influisce notevolmente sulla velocità dell'intero computer. Pertanto, di solito, quando si sceglie una configurazione del computer, selezionano prima un processore, quindi tutto il resto.

Per compiti semplici

Se il computer verrà utilizzato per lavorare con documenti e Internet, è adatto a te un processore economico con un core video incorporato Pentium G5400 / 5500/5600 (2 core / 4 thread), che differiscono solo leggermente in frequenza.

Per l'editing video

Per l'editing video, è meglio prendere il moderno processore multi-thread AMD Ryzen 5/7 (6-8 core / 12-16 thread), che, insieme a una buona scheda video, si adatta anche bene ai giochi.
Processore AMD Ryzen 5 2600

Per un computer da gioco medio

Per un computer di gioco puramente di fascia media, è meglio prendere il Core i3-8100 / 8300, hanno 4 core onesti e si comportano bene nei giochi con schede grafiche di fascia media (GTX 1050/1060/1070).
Processore Intel Core i3 8100

Per un potente computer da gioco

Per un potente computer da gioco, è meglio prendere il Core i5-8400 / 8500/8600 a 6 core e per un PC con una scheda grafica i7-8700 di fascia alta (6 core / 12 thread). Questi processori mostrano i migliori risultati nei giochi e sono in grado di rivelare completamente le potenti schede video (GTX 1080/2080).
Processore Intel Core i5 8400

In ogni caso, più core e maggiore è la frequenza del processore, meglio è. Concentrati sulle tue capacità finanziarie.

2. Funzionamento del processore

Il processore centrale è costituito da un circuito stampato con un cristallo di silicio e vari elementi elettronici. Il cristallo è coperto da una speciale copertura metallica che impedisce danni ed è un distributore di calore.

Dall'altro lato della scheda sono presenti i piedini (o i pad) attraverso i quali il processore si collega alla scheda madre.

3. Produttori del processore

I processori per computer sono prodotti da due grandi aziende: Intel e AMD in diverse fabbriche ad alta tecnologia nel mondo. Pertanto, il processore, indipendentemente dal produttore, è il componente più affidabile del computer.

Intel è leader nello sviluppo di tecnologie utilizzate nei moderni processori. AMD adotta parzialmente la propria esperienza, aggiungendo qualcosa di proprio e persegue una politica dei prezzi più democratica.

4. Quali sono le differenze tra processori Intel e AMD

I processori Intel e AMD si differenziano principalmente per l'architettura (circuiti elettronici). Alcuni fanno meglio con alcuni compiti, altri con altri.

I processori Intel Core hanno generalmente prestazioni core più elevate, che sono in anticipo rispetto ai processori AMD Ryzen nella maggior parte dei giochi moderni e sono più adatti alla costruzione di potenti computer da gioco.

I processori AMD Ryzen, a loro volta, beneficiano di attività multi-thread, come l'editing video, in linea di principio, non sono molto inferiori a Intel Core nei giochi e sono perfetti per un computer universale utilizzato sia per attività professionali che per giochi.

In tutta onestà, vale la pena notare che i vecchi processori della serie AMD FX-8xxx a basso costo con 8 core fisici svolgono un buon lavoro di editing video e possono essere usati come opzione economica per questi scopi. Ma sono peggio per i giochi e sono installati su schede madri con un socket AM3 + obsoleto, il che renderà difficile sostituire i componenti in futuro al fine di migliorare o riparare un computer. Quindi è meglio acquistare un processore AMD Ryzen più moderno e la scheda madre corrispondente sul socket AM4.

Se il tuo budget è limitato, ma in futuro vuoi avere un PC potente, puoi prima ottenere un modello economico e, dopo 2-3 anni, cambiare il processore in uno più potente.

5. Presa CPU

Socket è un socket per il collegamento del processore alla scheda madre. Le prese del processore sono contrassegnate dal numero di gambe del processore o dalla designazione alfanumerica a discrezione del produttore.

I socket della CPU subiscono costantemente cambiamenti e di anno in anno compaiono sempre più modifiche. Raccomandazione generale per l'acquisto di un processore con il socket più moderno. Ciò fornirà la possibilità di sostituire sia il processore che la scheda madre nei prossimi anni.

Prese per processori Intel

Completamente obsoleto: 478, 775, 1155, 1156, 1150, 2011
Obsoleto: 1151, 2011-3
Moderno: 1151-v2, 2066

Prese per processore AMD

Obsoleto: AM1, AM2, AM3, FM1, FM2
Obsoleto: AM3 +, FM2 +
Moderno: AM4, TR4

I socket del processore e della scheda madre devono essere uguali, altrimenti il \u200b\u200bprocessore semplicemente non verrà installato. Oggi, i più rilevanti sono i processori con i seguenti socket.

Intel 1150 - sono ancora in vendita, ma nei prossimi anni andranno in disuso e la sostituzione del processore o della scheda madre diventerà più problematica. Hanno una vasta gamma - dal più economico al abbastanza potente.

Intel 1151 - Processori moderni, che non sono molto più costosi, ma molto più promettenti. Hanno una vasta gamma - dal più economico al abbastanza potente.

Intel 1151-v2 - La seconda versione del socket 1151, differisce dalla precedente a supporto dei più moderni processori di 8a e 9a generazione.

Intel 2011-3 - Potenti processori a 6/8/10 core per PC professionali.

Intel 2066 - i migliori processori 12/16/18 core più potenti e costosi per PC professionali.

AMD FM2 + - Processori con grafica integrata per le attività d'ufficio e i giochi più semplici. Nell'allineamento ci sono processori molto economici e di classe media.

AMD AM3 + - Processori obsoleti a 4/6/8 core (FX), le cui versioni precedenti possono essere utilizzate per l'editing video.

AMD AM4 - Moderni processori multi-thread per attività e giochi professionali.

AMD TR4 - i migliori processori a 8/12/16 core più potenti e costosi per PC professionali.

Considerare di acquistare un computer su prese più vecchie non è pratico. In generale, consiglierei di limitare la scelta dei processori sui socket 1151 e AM4, in quanto sono i più moderni e consentono di creare un computer abbastanza potente per qualsiasi budget.

6. Le principali caratteristiche dei processori

Tutti i processori, indipendentemente dal produttore, differiscono per numero di core, thread, frequenza, dimensione della cache, frequenza della RAM supportata, presenza di un core video integrato e alcuni altri parametri.

6.1. Numero di core

Il numero di core ha il maggiore impatto sulle prestazioni del processore. Un computer da ufficio o multimediale richiede almeno un processore a 2 core. Se si suppone che il computer sia utilizzato per i giochi moderni, è necessario un processore con almeno 4 core. Un processore con 6-8 core è adatto per l'editing video e applicazioni professionali pesanti. I processori più potenti possono avere 10-18 core, ma sono molto costosi e progettati per compiti professionali complessi.

6.2. Numero di thread

La tecnologia hyper-treading consente a ciascun core del processore di elaborare 2 flussi di dati, aumentando in modo significativo la produttività. Processori multi-thread sono Intel Core i7, i9, alcuni Core i3 e Pentium (G4560, G46xx), così come la maggior parte di AMD Ryzen.

Un processore con 2 core e supporto Hyper-treading ha prestazioni a 4 core e con 4 core e Hyper-treading è vicino a 8 core. Ad esempio, il Core i3-6100 (2 core / 4 thread) è due volte più potente del Pentium a 2 core senza Hyper-treading, ma ancora leggermente più debole dell'onesto Core i5 a 4 core. Ma i processori Core i5 non supportano l'hyper-treading, quindi sono significativamente inferiori ai processori Core i7 (4 core / 8 thread).

I processori Ryzen 5 e 7 hanno rispettivamente 4/6/8 core e 8/12/16 thread, il che li rende re in compiti come l'editing video. La nuova famiglia di processori Ryzen Threadripper ha processori con un massimo di 16 core e 32 thread. Ma ci sono processori più giovani della serie Ryzen 3 che non sono multi-thread.

I giochi moderni hanno anche imparato a usare il multithreading, quindi per un potente PC da gioco è consigliabile prendere Core i7 (per 8-12 thread) o Ryzen (per 8-12 thread). Inoltre, una buona scelta in termini di rapporto prezzo / prestazioni saranno i nuovi processori Core-i5 a 6 core.

6.3. Frequenza della CPU

Le prestazioni del processore dipendono anche in gran parte dalla sua frequenza, alla quale lavorano tutti i core del processore.

Un semplice computer per la digitazione e l'accesso a Internet avrà, in linea di principio, un processore con una frequenza di circa 2 GHz. Ma ci sono molti processori con una frequenza di circa 3 GHz, che costano circa lo stesso, quindi il risparmio qui non è pratico.

Un computer multimediale o di gioco di fascia media è adatto per un processore con una frequenza di circa 3,5 GHz.

Un potente computer da gioco o professionale richiede un processore più vicino a 4 GHz.

In ogni caso, maggiore è la frequenza del processore, meglio è e si guardano le capacità finanziarie.

6.4. Turbo Boost e Turbo Core

I processori moderni hanno il concetto di una frequenza di base, che è indicata nelle caratteristiche semplicemente come la frequenza del processore. Abbiamo parlato di questa frequenza sopra.

I processori Intel Core i5, i7, i9 hanno anche il concetto di massima frequenza in Turbo Boost. Questa è una tecnologia che aumenta automaticamente la frequenza dei core del processore a carico elevato per aumentare le prestazioni. Meno core utilizza un programma o un gioco, più aumenta la frequenza.

Ad esempio, il processore Core i5-2500 ha una frequenza di base di 3,3 GHz e la frequenza massima in Turbo Boost è di 3,7 GHz. Sotto carico, a seconda del numero di core utilizzati, la frequenza aumenterà ai seguenti valori:

4 core attivi - 3,4 GHz
3 core attivi - 3,5 GHz
2 core attivi - 3,6 GHz
1 core attivo - 3,7 GHz

I processori serie AMD A, FX e Ryzen hanno una tecnologia simile per l'overclock automatico del processore, chiamato Turbo Core. Ad esempio, il processore FX-8150 ha una frequenza di base di 3,6 GHz e la frequenza massima nel Turbo Core è di 4,2 GHz.

Affinché le tecnologie Turbo Boost e Turbo Core funzionino, il processore ha bisogno di potenza sufficiente e non si surriscalda. In caso contrario, il processore non aumenterà la frequenza principale. Quindi l'alimentatore, la scheda madre e il dispositivo di raffreddamento dovrebbero essere abbastanza potenti. Inoltre, il lavoro di queste tecnologie non dovrebbe essere ostacolato dalle impostazioni del BIOS della scheda madre e dalle impostazioni di alimentazione di Windows.

Programmi e giochi moderni utilizzano tutti i core del processore e l'incremento delle prestazioni delle tecnologie Turbo Boost e Turbo Core sarà ridotto. Pertanto, quando si sceglie un processore, è meglio concentrarsi sulla frequenza di base.

6.5. Memoria cache

La memoria cache si riferisce alla memoria interna del processore, necessaria per un'esecuzione più rapida dei calcoli. La dimensione della cache influisce anche sulle prestazioni del processore, ma in misura molto inferiore rispetto al numero di core e alla frequenza del processore. In diversi programmi, questo effetto può variare tra il 5 e il 15%. Ma i processori con una cache di grandi dimensioni sono molto più costosi (1,5-2 volte). Pertanto, tale acquisizione non è sempre economicamente fattibile.

Esistono 4 livelli di memoria cache:

La cache del 1 ° livello è piccola e quando si sceglie un processore di solito non prestano attenzione ad esso.

La cache di livello 2 è la più importante. Nei processori deboli, tipica è la presenza di 256 kilobyte (Kb) di cache L2 per core. I processori progettati per computer di fascia media hanno 512 KB di cache L2 per core. I processori per potenti computer professionali e di gioco devono essere dotati di almeno 1 megabyte (MB) di cache L2 per ciascun core.

Non tutti i processori hanno una cache di livello 3. I processori più deboli per le attività d'ufficio possono avere fino a 2 MB di cache al 3 ° livello o non ce l'hanno affatto. I processori per i moderni computer multimediali domestici dovrebbero avere 3-4 MB di cache livello 3. I processori potenti per computer professionali e di gioco dovrebbero avere 6-8 MB di livello 3 di cache.

Solo alcuni processori hanno una cache di livello 4, e se lo è, è buono, ma non necessario in linea di principio.

Se il processore ha una cache di livello 3 o 4, è possibile ignorare la dimensione della cache di livello 2.

6.6. Tipo e frequenza della RAM supportata

Processori diversi possono supportare diversi tipi e frequenze di RAM. Questo deve essere preso in considerazione in futuro quando si sceglie una RAM.

I processori obsoleti possono supportare la RAM DDR3 con una frequenza massima di 1333, 1600 o 1866 MHz.

I processori moderni supportano la memoria DDR4 con una frequenza massima di 2133, 2400, 2666 MHz o superiore e spesso per la compatibilità della memoria DDR3L, che differisce dalla normale DDR3 in una tensione inferiore da 1,5 a 1,35 V. Tali processori possono funzionare con la normale memoria DDR3, se presente già lì, ma i produttori di processori non lo raccomandano a causa dell'aumentato degrado dei controller di memoria progettati per DDR4 con una tensione ancora più bassa di 1,2 V. Inoltre, la vecchia scheda madre necessita anche di una vecchia scheda madre con slot DDR3. Quindi l'opzione migliore è vendere la tua vecchia memoria DDR3 e passare alla nuova DDR4.

Oggi, il più ottimale in termini di rapporto prezzo / prestazioni è la memoria DDR4 con una frequenza di 2400 MHz, che è supportata da tutti i processori moderni. A volte non è molto più costoso è possibile acquistare una memoria con una frequenza di 2666 MHz. Bene, la memoria a 3000 MHz costerà molto di più. Inoltre, i processori non funzionano sempre stabilmente con la memoria ad alta frequenza.

È inoltre necessario considerare quale frequenza di memoria massima supporta la scheda madre. Ma la frequenza di memoria ha un effetto relativamente piccolo sulle prestazioni complessive e non vale la pena inseguirla.

Spesso gli utenti che iniziano a comprendere i componenti del computer hanno una domanda sulla disponibilità dei moduli di memoria in vendita a una frequenza molto più alta di quella supportata ufficialmente dal processore (2666-3600 MHz). Perché la memoria funzioni a questa frequenza, la scheda madre deve supportare la tecnologia XMP (Extreme Memory Profile). XMP aumenta automaticamente la frequenza del bus in modo che la memoria funzioni a una frequenza più elevata.

6.7. Core video integrato

Il processore può avere un core video integrato, che consente di risparmiare sull'acquisto di una scheda video separata per un PC da ufficio o multimediale (visualizzazione video, giochi semplici). Ma per un computer da gioco e l'editing video, è necessaria una scheda video separata (discreta).

Più costoso è il processore, più potente è il core video integrato. Tra i processori Intel, il video integrato più potente è Core i7, quindi i5, i3, Pentium G e Celeron G.

I processori AMD serie A sul socket FM2 + hanno un core video integrato più potente dei processori Intel. Il più potente è A10, quindi A8, A6 e A4.

I processori FX sulla presa AM3 + non hanno un core video incorporato e sulla base hanno usato per assemblare PC da gioco economici con una scheda grafica discreta di fascia media.

Inoltre, la maggior parte dei processori della serie AMD Athlon e Phenom non ha un core video incorporato e quelli che lo hanno su un socket AM1 molto vecchio.

I processori Ryzen con indice G hanno un core video Vega incorporato, che è due volte più potente del core video della precedente generazione di processori delle serie A8, A10.

Se non hai intenzione di acquistare una scheda grafica discreta, ma vuoi comunque giocare a giochi poco impegnativi di tanto in tanto, allora è meglio dare la preferenza ai processori Ryzen G. Ma non aspettarti che la grafica integrata tiri i giochi moderni esigenti. Il massimo di cui è capace sono i giochi online e alcuni giochi ben ottimizzati con impostazioni grafiche basse o medie in risoluzione HD (1280 × 720), in alcuni casi Full HD (1920 × 1080). Guarda i test del processore di cui hai bisogno su Youtube e vedi se ti va bene.

7. Altre specifiche del processore

I processori sono inoltre caratterizzati da parametri quali il processo di fabbricazione, il consumo di energia e la dissipazione del calore.

7.1. Processo di fabbricazione

Un processo tecnologico è la tecnologia con cui vengono prodotti i processori. Più moderne sono le attrezzature e la tecnologia di produzione, più precisa è la tecnologia di processo. Il consumo di energia e la dissipazione del calore dipendono fortemente dalla tecnologia di processo con cui viene prodotto il processore. Più sottile è il processo di produzione, più economico e fresco sarà il processore.

I processori moderni sono fabbricati secondo il processo tecnologico da 10 a 45 nanometri (nm). Più basso è questo valore, meglio è. Ma prima di tutto, concentrati sul consumo energetico e sulla dissipazione del calore associata del processore, che saranno discussi più avanti.

7.2. Consumo di energia della CPU

Maggiore è il numero di core e la frequenza del processore, maggiore è il suo consumo energetico. Inoltre, il consumo di energia dipende fortemente dal processo di fabbricazione. Più sottile è il processo di produzione, minore è il consumo di energia. La cosa principale da considerare è che un potente processore non può essere installato su una scheda madre debole e richiederà un alimentatore più potente.

I moderni processori consumano da 25 a 220 watt. Questo parametro può essere letto sulla confezione o sul sito Web del produttore. I parametri della scheda madre indicano anche la potenza del processore per cui è progettata.

7.3. Calore della CPU

La dissipazione del calore del processore è considerata pari al suo massimo consumo di energia. Viene anche misurato in watt ed è chiamato pacchetto termico Thermal Design Power (TDP). I processori moderni hanno un TDP nell'intervallo di 25-220 watt. Prova a scegliere un processore con un TDP più basso. L'intervallo ottimale di TDP è di 45-95 watt.

8. Come scoprire le caratteristiche dei processori

Tutte le caratteristiche principali del processore, come il numero di core, la frequenza e la dimensione della cache sono generalmente indicate nei listini prezzi dei venditori.

Tutti i parametri di un processore possono essere chiariti sui siti Web ufficiali dei produttori (Intel e AMD):

In base al numero di modello o al numero di serie è molto semplice trovare tutte le caratteristiche di qualsiasi processore sul sito:

Oppure inserisci semplicemente il numero del modello nel motore di ricerca di Google o Yandex (ad esempio, "Ryzen 7 1800X").

9. Modelli di processori

I modelli di processore cambiano ogni anno, quindi qui non li darò tutti, ma fornirò solo una serie (linea) di processori che cambiano meno spesso e che puoi facilmente navigare.

Consiglio di acquistare processori di serie più moderne, poiché sono più produttivi e supportano le nuove tecnologie. Il numero del modello che segue il nome della serie, maggiore è la frequenza del processore.

9.1. Linee di processori Intel

Vecchie serie:

Celeron - per attività d'ufficio (2 core)
Pentium - per PC multimediali e di gioco entry-level (2 core)

Serie moderne:

Celeron G - per attività d'ufficio (2 core)
Pentium G - per PC multimediali e di gioco entry-level (2 core)
Core i3 - per PC multimediali e di gioco entry-level (2-4 core)
Core i5 - per PC da gioco di fascia media (4-6 core)
Core i7 - per potenti giochi e PC professionali (4-10 core)
Core i9 - per PC professionali pesanti (12-18 core)

Tutti i processori Core i7, i9, alcuni Core i3 e Pentium supportano la tecnologia Hyper-threading, che aumenta significativamente la produttività.

9.2. Linee del processore AMD

Vecchie serie:

Sempron - per compiti d'ufficio (2 core)
Athlon - per PC multimediali e di gioco entry-level (2 core)
Phenom - per PC multimediali e di gioco di fascia media (2-4 core)

Serie obsolete:

A4, A6 - per attività d'ufficio (2 core)
A8, A10 - per attività d'ufficio e giochi semplici (4 core)
FX - per l'editing video e giochi non molto pesanti (4-8 core)

Serie moderne:

Ryzen 3 - per PC multimediali e di gioco entry-level (4 core)
Ryzen 5 - per l'editing di video e PC da gioco di fascia media (4-6 core)
Ryzen 7 - per potenti giochi e PC professionali (4-8 core)
Ryzen Threadripper - per potenti PC professionali (8-16 core)

I processori Ryzen 5, 7 e Threadripper sono multi-thread, che con un gran numero di core li rende una scelta eccellente per l'editing video. Inoltre, ci sono modelli con una "X" alla fine della marcatura, che hanno una frequenza più alta.

9.3. Riavvio della serie

Vale anche la pena notare che a volte i produttori riavviano la vecchia serie su nuovi socket. Ad esempio, Intel ora ha Celeron G e Pentium G con grafica integrata, AMD ha aggiornato i processori Athlon II e Phenom II. Questi processori sono leggermente inferiori alle loro controparti più moderne in termini di prestazioni, ma beneficiano significativamente del prezzo.

9.4. Il nucleo e la generazione di processori

Insieme al cambio di socket, di solito cambia anche la generazione di processori. Ad esempio, sul socket 1150 c'erano processori del Core i7-4xxx di quarta generazione, sul socket 2011-3 - la quinta generazione del Core i7-5xxx. Quando si passa al socket 1151, sono apparsi i processori del Core i7-6xxx di sesta generazione.

Succede anche che la generazione del processore cambi senza cambiare il socket. Ad esempio, sul socket 1151 sono arrivati \u200b\u200bi processori del Core i7-7xxx di settima generazione.

Il cambiamento generazionale è causato dal miglioramento dell'architettura del processore elettronico, chiamato anche core. Ad esempio, i processori Core i7-6xxx sono costruiti su un core con nome in codice Skylake e quelli che li hanno sostituiti sono Core i7-7xxx sul core di Kaby Lake.

I kernel possono presentare diverse differenze da quelli abbastanza significativi a quelli puramente cosmetici. Ad esempio, Kaby Lake differisce dalla precedente Skylake nella grafica integrata aggiornata e blocca l'overclocking sul bus del processore senza l'indice K.

Allo stesso modo, c'è un cambiamento di core e generazioni di processori AMD. Ad esempio, i processori FX-9xxx hanno sostituito i processori FX-8xxx. La loro principale differenza è la frequenza significativamente aumentata e, di conseguenza, la generazione di calore. Ma il socket non è cambiato, ma il vecchio AM3 + rimane.

I processori AMD FX avevano molti core, i più recenti dei quali sono Zambezi e Vishera, ma sono stati sostituiti da nuovi processori Ryzen (core Zen) significativamente più avanzati e produttivi sul socket AM4 e Ryzen (core Threadripper) sul socket TR4.

10. Overclocking del processore

I processori Intel Core con un indice "K" alla fine della marcatura hanno una frequenza di base più elevata e un moltiplicatore sbloccato. Sono facili da overcloccare (aumentare la frequenza) per aumentare le prestazioni, ma sarà necessaria una scheda madre più costosa basata sul chipset serie Z.

Tutti i processori AMD FX e Ryzen possono essere overclockati modificando il moltiplicatore, ma il loro potenziale di overclocking è più modesto. I processori Ryzen overclocking sono supportati da schede madri basate su chipset B350, X370.

In generale, la possibilità di overclocking rende il processore più promettente, poiché in futuro con una leggera mancanza di prestazioni non sarà possibile modificarlo, ma semplicemente per disperderlo.

11. Imballaggio e dispositivo di raffreddamento

I processori, al termine della marcatura di cui è presente la parola "BOX", sono confezionati in una scatola di alta qualità e possono essere venduti completi di un dispositivo di raffreddamento.

Ma alcuni processori in scatola più costosi potrebbero non avere un dispositivo di raffreddamento nel kit.

Se "Vassoio" o "OEM" sono scritti alla fine della marcatura, ciò significa che il processore è confezionato in un piccolo vassoio di plastica e che non è presente alcun dispositivo di raffreddamento nel kit.

Processori di classe entry come Pentium sono più facili ed economici da acquistare completi di un dispositivo di raffreddamento. Ma un processore di fascia media o di fascia alta è spesso più redditizio da acquistare senza un dispositivo di raffreddamento e selezionare separatamente un dispositivo di raffreddamento adatto per esso. Costerà circa lo stesso in termini di costi, ma in termini di raffreddamento e livello di rumore sarà molto meglio.

12. Impostazione dei filtri nel negozio online

Vai alla sezione "Processori" sul sito web del venditore.
Scegli un produttore (Intel o AMD).
Selezionare un socket (1151, AM4).
Seleziona una linea di processori (Pentium, i3, i5, i7, Ryzen).
Ordina il campione per prezzo.
Sfoglia i processori che iniziano con quelli più economici.
Acquista un processore con il maggior numero possibile di thread e frequenza adatto a te per il prezzo.

Pertanto, otterrai un processore ottimale in termini di prezzo / prestazioni, soddisfacendo le tue esigenze al minor costo possibile.

13. Riferimenti

Processore Intel Core i7 8700
Processore Intel Core i5 8600K
Processore Intel Pentium G4600

I moderni processori hanno la forma di un piccolo rettangolo, che viene presentato sotto forma di un piatto di silicio. La piastra stessa è protetta da una custodia speciale in plastica o ceramica. Tutti i circuiti principali sono protetti, grazie a loro, viene svolto il lavoro a tutti gli effetti della CPU. Se tutto è estremamente semplice con l'aspetto, allora per quanto riguarda il circuito stesso e come è organizzato il processore? Diamo un'occhiata in modo più dettagliato.

La CPU contiene un numero limitato di elementi diversi. Ognuno di loro esegue la propria azione; i dati e il controllo vengono trasferiti. Gli utenti ordinari sono abituati a distinguere i processori per frequenza di clock, dimensione della cache e core. Ma questo non è tutto ciò che fornisce un funzionamento affidabile e veloce. Vale la pena prestare particolare attenzione a ciascun componente.

architettura

Il design interno della CPU è spesso diverso l'uno dall'altro, ogni famiglia ha il suo set di proprietà e funzioni - questa si chiama architettura. Un esempio del design del processore che puoi vedere nell'immagine qui sotto.

Ma molti sono abituati a significare un significato leggermente diverso dall'architettura del processore. Se lo consideriamo dal punto di vista della programmazione, allora è determinato dalla sua capacità di eseguire un determinato set di codici. Se acquisti una CPU moderna, molto probabilmente si riferisce all'architettura x86.

Noccioli

La parte principale della CPU è chiamata core, contiene tutti i blocchi necessari e vengono eseguiti anche i compiti logici e aritmetici. Se guardi la figura sotto, puoi capire come appare ogni blocco funzionale del kernel:

Modulo di istruzioni. Qui, le istruzioni vengono riconosciute all'indirizzo indicato nel contatore delle istruzioni. Il numero di letture simultanee di comandi dipende direttamente dal numero di unità di decrittazione installate, che aiuta a caricare ogni ciclo di clock con il maggior numero di istruzioni.
Predittore di ramo responsabile del funzionamento ottimale dell'unità di recupero istruzioni. Determina la sequenza dei comandi eseguibili caricando la pipeline del kernel.
Modulo di decodifica. Questa parte del kernel è responsabile della definizione di determinati processi per il completamento delle attività. Il compito di decodifica stesso è molto complicato a causa della dimensione variabile dell'istruzione. Nei processori più recenti, ci sono diverse unità di questo tipo in un core.
Moduli di campionamento dei dati. Prendono informazioni dalla RAM o dalla cache. Eseguono precisamente il campionamento dei dati, che è necessario in questo momento per l'esecuzione dell'istruzione.
Unità di controllo. Il nome stesso parla già dell'importanza di questo componente. Nel nucleo, è l'elemento più importante, poiché distribuisce energia tra tutti i blocchi, contribuendo a completare ogni azione in tempo.
Modulo per il salvataggio dei risultati. Progettato per la scrittura dopo l'elaborazione delle istruzioni nella RAM. L'indirizzo di salvataggio è indicato nell'attività in esecuzione.
Elemento di lavoro con interruzioni. La CPU è in grado di eseguire più attività contemporaneamente grazie alla funzione di interruzione, ciò consente di interrompere l'avanzamento di un programma, passando a un'altra istruzione.
Registri. I risultati temporanei delle istruzioni sono memorizzati qui; questo componente può essere chiamato una piccola RAM veloce. Spesso il suo volume non supera le centinaia di byte.
Team Counter Memorizza l'indirizzo del comando che sarà coinvolto nel prossimo ciclo del processore.

Bus di sistema

Sul bus di sistema i dispositivi collegati alla CPU che fanno parte del PC. Solo lui è direttamente collegato ad esso, gli elementi rimanenti sono collegati attraverso una varietà di controller. Nel bus stesso ci sono molte linee di segnale attraverso le quali vengono trasmesse le informazioni. Ogni linea ha il proprio protocollo, che fornisce comunicazione tramite controller con altri componenti del computer collegati. Il bus ha una propria frequenza, rispettivamente, maggiore è, più veloce è lo scambio di informazioni tra gli elementi di collegamento del sistema.

Memoria cache

La velocità della CPU dipende dalla sua capacità di selezionare comandi e dati dalla memoria il più rapidamente possibile. A causa della cache, il tempo di esecuzione è ridotto a causa del fatto che svolge il ruolo di un buffer temporaneo che fornisce il trasferimento istantaneo dei dati della CPU nella RAM o viceversa.

La caratteristica principale della cache è la sua differenza di livello. Se è alto, la memoria è più lenta e più voluminosa. La memoria del primo livello è considerata la più veloce e la più piccola. Il principio di funzionamento di questo elemento è molto semplice: la CPU legge i dati dalla RAM e li inserisce nella cache a qualsiasi livello, eliminando al contempo le informazioni a cui si è avuto accesso per molto tempo. Se il processore necessita nuovamente di queste informazioni, le riceverà più velocemente grazie al buffer temporaneo.

Una presa (jack)

A causa del fatto che il processore ha il proprio connettore (socket o slot), è possibile sostituirlo facilmente in caso di rottura o aggiornare il computer. Senza un socket, la CPU verrebbe semplicemente saldata alla scheda madre, complicando le successive riparazioni o sostituzioni. Vale la pena prestare attenzione a: ogni socket è progettato esclusivamente per l'installazione di determinati processori.

Spesso gli utenti acquistano distrattamente un processore e una scheda madre incompatibili, il che causa ulteriori problemi.

2. Nel corso del suo sviluppo, le strutture a semiconduttore sono in continua evoluzione. Pertanto, i principi di costruzione dei processori, il numero di elementi inclusi nella loro composizione e il modo in cui è organizzata la loro interazione, cambiano costantemente. Pertanto, le CPU con gli stessi principi strutturali di base sono comunemente chiamate processori della stessa architettura. E tali principi stessi sono chiamati architettura del processore (o microarchitettura).

Nonostante ciò, all'interno della stessa architettura, alcuni processori possono differire in modo abbastanza significativo l'uno dall'altro: frequenze del bus di sistema, processo di fabbricazione, struttura e dimensioni della memoria interna, ecc.

3. In nessun caso è possibile giudicare il microprocessore solo da un indicatore come la frequenza del segnale di clock, che viene misurata in mega o gigahertz. A volte il "percento", che ha una velocità di clock inferiore, può essere più produttivo. Molto importanti sono indicatori quali: il numero di misure necessarie per eseguire un comando, il numero di comandi che può eseguire contemporaneamente, ecc.

Valutazione delle capacità del processore (caratteristiche)

Nella vita di tutti i giorni, quando si valutano le capacità del processore, è necessario prestare attenzione ai seguenti indicatori (di norma, sono indicati sulla confezione del dispositivo o nel listino prezzi o nel catalogo del negozio):

numero di core. Le CPU multi-core contengono 2, 4, ecc. Su un chip (in un caso) nucleo informatico. L'aumento del numero di core è uno dei modi più efficaci per aumentare significativamente la potenza del processore. Ma bisogna tenere presente che i programmi che non supportano il multi-core (di norma, si tratta di vecchi programmi) non funzioneranno più velocemente sui processori multi-core, poiché Non so come usare più di un core;
dimensione della cache. La cache è una memoria interna del processore molto veloce usata da essa come una sorta di buffer se è necessario compensare le "interruzioni" mentre si lavora con la RAM. Logicamente, maggiore è la cache, meglio è.
numero di thread - throughput del sistema. Il numero di thread spesso non corrisponde al numero di core. Ad esempio, Intel Core i7 quad-core funziona con 8 thread e supera le prestazioni di molti processori a sei core;
frequenza di clock - un valore che mostra quante operazioni (tick) per unità di tempo può eseguire un processore. È logico che maggiore è la frequenza, maggiore è il numero di operazioni che può eseguire, ad es. più produttivo risulta.
la velocità del bus con la quale la CPU è collegata al controller di sistema situato sulla scheda madre.
tecnologia di processo: più è piccola, meno energia consuma il processore e, di conseguenza, si riscalda di meno.

Oggi, i processori svolgono un ruolo speciale solo nella pubblicità, si stanno sforzando di convincersi che è il processore del computer il componente decisivo, in particolare un produttore come Intel. Sorge la domanda: che cos'è un processore moderno e, in effetti, cos'è un processore?

Per molto tempo, e più precisamente, fino agli anni '90, è stato il processore a determinare le prestazioni del computer. Il processore ha determinato tutto, ma oggi non è così.

Non tutto è determinato dal processore centrale e i processori Intel non sono sempre preferiti rispetto a AMD. Recentemente, il ruolo di altri componenti del computer è notevolmente aumentato e raramente i processori domestici diventano il collo di bottiglia, ma proprio come altri componenti del computer, hanno bisogno di ulteriori considerazioni, perché nessun computer può esistere senza di esso. I processori stessi non sono stati a lungo il numero di diversi tipi di computer, poiché la varietà di computer è diventata maggiore.

Processore (unità centrale di elaborazione) - Questo è un codice macchina per l'elaborazione di chip molto complesso, responsabile dell'esecuzione di varie operazioni e della gestione delle periferiche del computer.

Per una breve designazione del processore centrale, viene adottata l'abbreviazione - la CPU, nonché la CPU molto comune - Central Processing Unit, che si traduce come unità di elaborazione centrale.

Uso del microprocessore

Un dispositivo come un processore può essere integrato in quasi tutte le apparecchiature elettroniche, cosa possiamo dire di dispositivi come TV e lettore video, anche nei giocattoli, e gli stessi smartphone sono già computer, anche se differiscono nel design.

Diversi core del processore centrale possono svolgere compiti completamente diversi indipendentemente l'uno dall'altro. Se un computer esegue una sola attività, la sua esecuzione viene accelerata parallelizzando le operazioni standard. Le prestazioni possono assumere una linea abbastanza chiara.

Moltiplicatore di frequenza interno

I segnali circolano all'interno del chip del processore, possono essere ad alta frequenza, sebbene i processori non possano ancora gestire i componenti esterni del computer alla stessa frequenza. A questo proposito, la frequenza con cui la scheda madre funziona da sola e la frequenza del processore è diversa, è più alta.

La frequenza che il processore riceve dalla scheda madre può essere chiamata riferimento, ma a sua volta lo moltiplica per il coefficiente interno, che risulta nella frequenza interna, chiamato fattore interno.

Le opportunità del coefficiente del moltiplicatore di frequenza interno utilizzano molto spesso overlocker per liberare il potenziale di overclocking del processore.

Cache della CPU

Il processore riceve i dati per il lavoro successivo dalla RAM, ma all'interno dei chip del processore i segnali vengono elaborati con una frequenza molto elevata e le chiamate ai moduli RAM stessi vengono eseguite con una frequenza molte volte inferiore.

Un elevato coefficiente del moltiplicatore di frequenza interno diventa più efficace quando tutte le informazioni sono al suo interno, rispetto, ad esempio, rispetto alla RAM, ovvero dall'esterno.

Il processore ha poche celle per l'elaborazione dei dati, chiamati registri, di solito non memorizza quasi nulla al loro interno e la tecnologia di memorizzazione nella cache è stata integrata per accelerare il funzionamento del processore e il sistema informatico con esso.

Una cache può essere definita un piccolo set di celle di memoria, che a loro volta fungono da buffer. Durante la lettura dalla memoria condivisa, una copia appare nella cache della CPU. Ciò è necessario in modo che se si necessitano gli stessi dati, l'accesso ad essi sia a portata di mano, ovvero nel buffer, aumentando le prestazioni.

La memoria cache nei processori attuali ha una forma piramidale:

La memoria cache di livello 1 è il volume più piccolo, ma allo stesso tempo il più veloce in velocità, fa parte del chip del processore. Viene prodotto utilizzando le stesse tecnologie dei registri del processore, che è molto costoso, ma costa la sua velocità e affidabilità. Sebbene misurato in centinaia di kilobyte, che è molto piccolo, gioca un ruolo enorme nelle prestazioni.
Memoria cache di 2 ° livello: la stessa cache di 1 ° livello si trova sul chip del processore e funziona con la frequenza del suo core. I processori moderni misurano da centinaia di kilobyte a diversi megabyte.
La memoria cache del 3 ° livello è più lenta rispetto ai precedenti livelli di questo tipo di memoria, ma è più veloce della RAM, che è importante, ma misurata in decine di megabyte.

Le dimensioni della memoria cache del 1 ° e 2 ° livello influiscono sia sulle prestazioni che sul costo del processore. Il terzo livello di memoria cache è una sorta di bonus nel lavoro del computer, ma nessuno dei produttori di microprocessori ha fretta di trascurarlo. La memoria cache di 4 ° livello esiste e si giustifica nei sistemi multiprocessore, motivo per cui non sarà possibile trovarla su un normale computer.

Connettore del processore (presa)

Comprendendo che le moderne tecnologie non sono così avanzate che il processore può ricevere informazioni a distanza, non devono essere riparate, montate sulla scheda madre, installate in essa e interagire con esse. Questo supporto si chiama Soket ed è adatto solo per un determinato tipo o famiglia di processori, che sono anche diversi dai diversi produttori.

Che cos'è un processore: architettura e processo

L'architettura del processore è la sua struttura interna, la diversa disposizione degli elementi determina anche le sue caratteristiche. L'architettura stessa è inerente a un'intera famiglia di processori e le modifiche apportate e volte a migliorare o correggere gli errori sono chiamate stepping.

Il processo tecnologico determina la dimensione dei componenti del processore stesso ed è misurato in nanometri (nm), e le dimensioni più piccole dei transistor determinano le dimensioni più piccole del processore stesso, che è ciò a cui è rivolto lo sviluppo di future CPU.

Consumo di energia e calore

Il consumo di energia stesso dipende direttamente dalla tecnologia con cui i processori sono fabbricati. Dimensioni più piccole e frequenze più elevate direttamente proporzionali al consumo di energia e alla dissipazione del calore.

Per ridurre il consumo di energia e la dissipazione del calore, un sistema automatico di risparmio energetico per la regolazione del carico sul processore appare, rispettivamente, in assenza di qualsiasi necessità di prestazioni. I computer ad alte prestazioni a colpo sicuro hanno un buon sistema di raffreddamento del processore.

Riassumendo il materiale dell'articolo - la risposta alla domanda su cosa sia un processore:

I processori di oggi hanno la capacità di lavorare in multicanale con RAM, a loro volta appaiono nuove istruzioni a causa delle quali il suo livello funzionale è aumentato. La capacità di elaborare la grafica dal processore stesso offre un costo inferiore, sia per i processori stessi che, grazie a loro, per gli assemblaggi di computer domestici e per l'ufficio. I core virtuali stanno apparendo per una distribuzione più pratica delle prestazioni, le tecnologie si stanno sviluppando e con loro un computer e un componente come il processore centrale.

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