Що таке процесор в пк. Енциклопедія процесорних термінів. Принцип роботи ядра процесора

Класифікація та типи процесорів. характеристики ЦП

Центральний процесор.

Етапи розвитку центральних процесорів для персональних комп'ютерів. Сучасна технологія і архітектурні рішення. RISC і CISC технології. Основні параметри процесорів. 32-х і 64-х розрядні процесори. 32-х розрядні процесори основних виробників: Intel, AMD, VIA. Порівняльний аналіз характеристик сучасних процесорів. Основні тенденції та перспективи розвитку.

Студент повинен знати:

• основні характеристики процесорів;
• про етапи розвитку процесорів;
• типи процесорів;
• основні сучасні моделі процесорів;

Студент повинен вміти:

• визначати основні характеристики процесора за допомогою тестових програм;

Цілі заняття:

• - ознайомити студентів з основними компонентами системного процесора.
• - вивчити типи процесорів і їх характеристики.
• - виховання інформаційної культуриучнів, уважності, акуратності, дисциплінованості, посидючості.
• - розвиток пізнавальних інтересів, навичок самоконтролю, уміння конспектувати.

хід заняття:

Теоретична частина.

"Мозком" персонального комп'ютера є мікропроцесор, або центральний процесор - CPU (Central Processing Unit). Мікропроцесор виконує обчислення і обробку даних (за винятком деяких математичних операцій, здійснюваних в комп'ютерах, що мають співпроцесор) і, як правило, є найдорожчою мікросхемою комп'ютера. У всіх PC-сумісних комп'ютерах використовуються процесори, що підтримують сімейство мікросхем Intel, але випускаються і проектуються вони не тільки самої Intel, але і компаніями AMD, Cyrix, IDT і Rise Technologies.

В даний час Intel домінує на ринку процесорів, але так було далеко не завжди. Компанія Intel міцно асоціюється з винаходом першого процесора і його появою на ринку. Зірковий час компаній Intel і Microsoft настав в 1981 році, коли IBM випустила перший персональний комп'ютер IBM PC з процесором Intel 8088 (4,77 МГц) і операційною системою Microsoft Disk Operating System (DOS) версії 1.0. З цього моменту практично в усі персональні комп'ютеривстановлюються процесори Intel і Операційні системи Microsoft.

• параметри процесорів

При описі параметрів і пристрої процесорів часто виникає плутанина. Розглянемо деякі характеристики процесорів, в тому числі розрядність шини даних і шини адреси, а також швидкодію.

Процесори можна класифікувати за двома основними параметрами: розрядності і швидкодії. Швидкодія процесора - досить простий параметр. Воно вимірюється в мегагерцах (МГц); 1 МГц дорівнює мільйону тактів в секунду. Чим вище швидкодія, тим краще (тим швидше процесор). Розрядність процесора - параметр складніший. У процесор входить три важливих пристрої, Основною характеристикою яких є розрядність:

• шина введення і виведення даних;
• внутрішні регістри;
• шина адреси пам'яті.

Процесори з тактовою частотою менше 16 МГц не мають вбудованої кеш-пам'яті. У системах до 486-го процесора швидка кеш-пам'ять встановлювалася на системну плату. Починаючи з процесорів 486, кеш-пам'ять першого рівня встановлювалася безпосередньо в корпусі і працювала на частоті процесора. А кеш-пам'ять на системній платістали називати кеш-пам'яті другого рівня. Вона працювала вже на частотах, які підтримуються системною платою.

В процесорах Pentium Pro і Pentium II кеш-пам'яті другого рівня встановлюється в корпусі і фізично представляє окрему мікросхему. Найчастіше така пам'ять працює на половинній (процесори Pentium II / III і AMD Athlon) або навіть меншою (дві п'ятих або третину) частоті ядра процесора.

В процесорах Pentium Pro, Pentium II / III Xeon, сучасних моделях Pentium III, Celeron, K6-3, Athlon (модель 4), Duron кеш-пам'ять працює на частоті ядра. Причина того, що кеш-пам'ять другого рівня працювала на меншій порівняно з ядром процесора частоті, досить проста: існуючі мікросхеми кеш-пам'яті не задовольняли умовам ринку. Компанією Intel була створена мікросхема швидкодіючої кеш-пам'яті для процесора Xeon, собівартість якої виявилася надзвичайно високою. Однак поява нових технологій виробництва процесорів дозволило використовувати кеш-пам'ять, що працює на частоті ядра, і в дешевих процесорах Celeron другого покоління. Ця конструкція була запозичена другим поколінням Intel Pentium III, а також процесорами K6-3, Athlon і Duron компанії AMD. Подібна архітектура, яка використовується в даний час практично у всіх розробках Intel і AMD, являє собою єдиний більш-менш рентабельний спосіб застосування швидкодіючої кеш-пам'яті другого рівня.

швидкодія процесора

Швидкодія - це одна з характеристик процесора, яку часто тлумачать по-різному. У цьому розділі ви дізнаєтеся про швидкодію процесорів взагалі і процесорів Intelзокрема.

Швидкодія комп'ютера багато в чому залежить від тактової частоти, зазвичай вимірюється в мегагерцах (МГц). Вона визначається параметрами кварцового резонатора, що представляє собою кристал кварцу, укладений в невеликій олов'яний контейнер. Під впливом електричної напруги в кристалі кварцу виникають коливання електричного струмуз частотою, яка визначається формою і розміром кристала. Частота цього змінного струму і називається тактовою частотою. Мікросхеми звичайного комп'ютера працюють на частоті декількох мільйонів герц. (Герц - одне коливання в секунду.) Швидкодія вимірюється в мегагерцах, тобто в мільйонах циклів у секунду. На рис. 1 показаний графік синусоїдального сигналу.

Мал. 1. графічне представленняпоняття тактова частота

Найменшою одиницею виміру часу (квантом) для процесора як логічного пристрою є період тактової частоти, або просто такт. На кожну операцію витрачається мінімум один такт. Наприклад, обмін даними з пам'яттю процесор Pentium II виконує за три такти плюс кілька циклів очікування. (Цикл очікування - це такт, в якому нічого не відбувається, він необхідний тільки для того, щоб процесор не "тікав" вперед від менш швидкодіючих вузлів комп'ютера.)

Різниться і час, що витрачається на виконання команд.

8086 і 8088 . У цих процесорах на виконання однієї команди йде приблизно 12 тактів.

286 і 386 . Ці процесори зменшили час на виконання команд приблизно до 4,5 тактів.

Процесор 486 і велика частина Intel-сумісних процесорів четвертого покоління, таких, як AMD 5 × 86, зменшили цей параметр до 2 тактів.

Серія Pentium, K6. Архітектура процесорів Pentium і інших Intel-сумісних процесорів п'ятого покоління, створених в AMD і Cyrix, що включає в себе подвійні конвеєри команд та інші удосконалення, забезпечила виконання однієї або двох команд за один такт.

Pentium Pro, Pentium II / III / Celeron і Athlon / Duron. Процесори класу P6, а також інші процесори шостого покоління, створені компаніями AMD і Cyrix, дозволяють виконати мінімум три команди за один такт.

Різну кількість тактів, необхідних для виконання команд, ускладнює порівняння продуктивності комп'ютерів, засноване тільки на їх тактовій частоті (тобто кількості тактів в секунду). Чому при одній і тій же тактовій частоті один процесор працює швидше за інше? Причина криється в продуктивності.

Процесор 486 має більш високу швидкодію в порівнянні з 386-м, так як на виконання команди йому потрібно в середньому в два рази менше тактів, ніж 386-му. А процесору Pentium - в два рази менше тактів, ніж 486-му. Таким чином, процесор 486 з тактовою частотою 133 МГц (типу AMD 5 × 86-133) працює навіть повільніше, ніж Pentium з тактовою частотою 75 МГц! Це відбувається тому, що при одній і тій же частоті Pentium виконує вдвічі більше команд, ніж процесор 486. Pentium II і Pentium III - приблизно на 50% швидше процесора Pentium, що працює на тій же частоті, тому що вони можуть виконувати значно більше команд в протягом того ж кількості циклів.

Порівнюючи відносну ефективність процесорів, можна побачити, що продуктивність Pentium III, що працює на тактовій частоті 1 000 МГц, теоретично дорівнює продуктивності Pentium, що працює на тактовій частоті 1 500 МГц, яка, в свою чергу, теоретично дорівнює продуктивності процесора 486, що працює на тактовій частоті 3 000 МГц, а вона, в свою чергу, теоретично дорівнює продуктивності процесорів 386 або 286, що працюють на тактовій частоті 6 000 МГц, або ж 8088-го, що працює на тактовій частоті 12 000 МГц. Якщо врахувати, що початковий PC з процесором 8088 працював на тактовій частоті, рівній всього лише 4,77 МГц, то сьогоднішні комп'ютери більш ніж в 1,5 тис. Разів швидше в порівнянні з ним. Тому не можна порівнювати продуктивність комп'ютерів, грунтуючись тільки на тактовій частоті; необхідно брати до уваги те, що на ефективність системи впливають і інші фактори.

оцінювати ефективність центрального процесорадосить складно. Центральні процесори з різними внутрішніми архітектурою виконують команди по-різному: одні й ті ж команди в різних процесорах можуть виконуватися або швидше, або повільніше. Щоб знайти задовільну міру для порівняння центральних процесорів з різною архітектурою, що працюють на різних тактових частотах, Intel винайшла специфічний ряд еталонних тестів, які можна виконати на мікросхемах Intel, Щоб виміряти відносну ефективність процесорів. Ця система тестів недавно були внесені зміни для того, щоб можна було вимірювати ефективність 32-розрядних процесорів; вона називається індексом (або показником) iCOMP 2.0 (intel Comparative Microprocessor Performance - порівняльна ефективність мікропроцесора Intel). В даний час використовується третя версія цього індексу - iCOMP 3.0.

Тактова частота процесора

Майже всі сучасні процесори, починаючи з 486DX2, працюють на тактовій частоті, яка дорівнює добутку деякого множника на тактову частоту системної плати. Наприклад, процесор Celeron 600 працює на тактовій частоті, в дев'ять разів перевищує тактову частоту системної плати (66 МГц), а Pentium III 1000 - на тактовій частоті, в сім з половиною разів перевищує тактову частоту системної плати (133 МГц). Більшість системних плат працювали на тактовій частоті 66 МГц; саме таку частоту підтримували всі процесори Intel до початку 1998 року, і тільки недавно ця компанія розробила процесори і набори мікросхем сістемнойлогікі, які можуть працювати на системних платах, розрахованих на 100 МГц. Деякі процесори компанії Cyrix розроблені для системних плат, розрахованих на 75 МГц, і багато системних плат, призначені для Pentium, також можуть працювати на цій частоті. Зазвичай тактову частоту системної плати і множник можна встановити за допомогою перемичок або інших процедур конфігурації системної плати (наприклад, за допомогою вибору відповідних значень в програмі установки параметрів BIOS).

В кінці 1999 року з'явилися набори мікросхем і системні плати з тактовою частотою 133 МГц, що підтримують всі сучасні версії процесора Pentium III. В цей же час компанія AMD випустила системні плати Athlonі набори мікросхем з тактовою частотою 100 МГц, що використовують технологію подвоєної передачі даних. Це дозволило збільшити швидкість передачі даних між процесором Athlon і основним набором мікросхем до 200 МГц.

До 2001 року швидкодія шин процесорів AMD Athlon і Intel Itanium збільшилася до 266 МГц, а шини процесора Pentium 4 - до 400 МГц.

Іноді виникає питання, чому в потужному процесорі Itanium використовується більш повільна в порівнянні з Pentium 4 шина центрального процесора. Питання це вкрай актуальне! Відповідь, швидше за все, полягає в тому, що ці компоненти були створені абсолютно різними групами розробників з різними цілями і завданнями. Процесор Itanium, розроблений спільно з компанією HP (Hewlett Packard), був призначений для використання пам'яті з подвоєною швидкістю передачі даних (DDR), яка, в свою чергу, працює на більш придатною для сімейства серверів тактовій частоті 266 МГц. Відповідність швидкості шини центрального процесора і шини пам'яті дозволяє досягти найбільшої швидкодії, тому система, яка використовує DDR SDRAM, працює краще, якщо тактова частота шини CPU (центрального процесора) також дорівнює 266 МГц.

З іншого боку, Pentium 4 розроблявся для використання RDRAM, отже, швидкодія системної шинивідповідає швидкості RDRAM. Зверніть увагу, що швидкодія шини, як і будь-якого процесора, випущеного компанією Intel, в майбутньому може змінитися.

У сучасних комп'ютерах використовується генератор змінної частоти, звичайно розташований на системній платі; він генерує опорну частоту для системної плати і процесора. На більшості системних плат процесорів Pentium можна встановити одне з трьох або чотирьох значень тактової частоти. Сьогодні випускається безліч версій процесорів, що працюють на різних частотах, залежно від тактової частоти конкретної системної плати. Наприклад, швидкодія більшості процесорів Pentium в кілька разів перевищує швидкодію системної плати.

За інших рівних умов (типах процесорів, кількості циклів очікування при зверненні до пам'яті і розрядності шин даних) два комп'ютери можна порівнювати по їх тактовим частотам. Однак робити це слід обережно: швидкодія комп'ютера залежить і від інших чинників (зокрема, від тих, на які впливають конструктивні особливості пам'яті). Наприклад, комп'ютер з більш низькою тактовою частотою може працювати швидше, ніж ви очікуєте, а швидкодія системи з більш високим значенням номінальної тактової частоти буде нижче, ніж варто було б. Визначальним фактором при цьому є архітектура, конструкція і елементна базаоперативної пам'яті системи.

Під час виготовлення процесорів проводиться тестування при різних тактових частотах, значеннях температури і тиску. Після цього на них наноситься маркування, де вказується максимальна робоча частота у всьому використовуваному діапазоні температур і тисків, які можуть зустрітися в звичайних умовах. Система позначень досить проста, так що ви зможете в ній самостійно розібратися.

• Ефективність процесорів Cyrix

У маркуванні процесорів Cyrix / IBM 6 × 86 використовується шкала PR (Performance Rating - оцінка ефективності), значення на якій не рівні істинної тактовій частоті в мегагерцах. Наприклад, процесор Cyrix 6x86MX / MII-PR366 фактично працює на тактовій частоті 250 МГц (2,5Ч100 МГц). Тактова частота системної плати зазначеного процесора повинна бути встановлена ​​так, як при установці процесора з тактовою частотою 250, а не 366 МГц (як можна припустити по числу 366 на маркуванні).

Зверніть увагу, що процесор з Cyrix 6x86MX-PR200 може працювати на тактових частотах 150, 165, 166 або 180 МГц, але не на частоті 200 МГц. Вже згадана оцінка ефективності призначена для порівняння з оригінальними процесорами Intel Pentium (Celeron, Pentium II або Pentium III в цій оцінці не беруть участь).

Передбачається, що оцінка ефективності (P-Rating) визначає швидкодію процесора по відношенню до Intel Pentium. Але слід зауважити, що порівнюваний процесор Cyrix не містить технології MMX, його кеш-пам'ять першого рівня має менший обсяг, використані платформа системної плати і набір мікросхем досить старої версії, Не кажучи вже про більш повільної пам'яті. З цих причин шкала P-Rating малоефективна при порівнянні процесорів Cyrix з Celeron, Pentium II або Pentium III, а значить, їх краще оцінювати по дійсному швидкодії. Іншими словами, процесор Cyrix 6x86MX / MII-PR366 працює тільки на тактовій частоті 250 МГц і може порівнюватися з процесорами Intel, що мають подібне значення тактової частоти. Я вважаю, що маркування MII-366 для процесора, який фактично працює з частотою 250 МГц, м'яко кажучи, дещо оманлива.

• Ефективність процесорів AMD

Аналогічним чином порівнюється ефективність процесорів AMD серії K5. Оцінка ефективності серії K6 і Athlon вказує на реальну робочу частоту. У процесорах сімейства Athlon шина працює на подвоєною частоті системної плати (200 МГц).

шина даних

Однією з найбільш загальних характеристикпроцесора є розрядність його шини даних і шини адреси. Шина - це набір з'єднань, по яких передаються різні сигнали. Уявіть собі пару проводів, прокладених з одного кінця будинку в інший. Якщо ви підключіть до цих проводах генератор напруги в 220 Вольт, а вздовж лінії розставите розетки, то вийде шина. Незалежно від того, в яку розетку буде вставлена ​​вилка, ви завжди отримаєте один і той же сигнал, в даному випадку - 220 Вольт змінного струму. Будь-яку лінію передачі (або середовище для передачі сигналів), що має більше одного висновку, можна назвати шиною. У звичайному комп'ютері є кілька внутрішніх і зовнішніх шин, а в кожному процесорі - дві основні шини для передачі даних і адрес пам'яті: шина даних і шина адреси.

Коли говорять про шину процесора, найчастіше мають на увазі шину даних, представлену як набір з'єднань (або висновків) для передачі або прийому даних. Чим більше сигналів одночасно надходить на шину, тим більше даних передається по ній за певний інтервал часу і тим швидше вона працює. Розрядність шини даних подібна кількості смуг руху на швидкісній автомагістралі; точно так же, як збільшення кількості смуг дозволяє збільшити потік машин по трасі, збільшення розрядності дозволяє підвищити продуктивність.

Дані в комп'ютері передаються у вигляді цифр через однакові проміжки часу. Для передачі одиничного біта даних в певний часовий інтервал посилається сигнал напруги високого рівня (близько 5 В), а для передачі нульового біта даних - сигнал напруги низького рівня (близько 0 В). Чим більше ліній, тим більше бітів можна передати за один і той же час. У процесорах 286 і 386SX для передачі і прийому двійкових даних використовується 16 з'єднань, тому у них шина даних вважається 16-розрядної. У 32-розрядного процесора, наприклад 486 або 386DX, таких з'єднань вдвічі більше, тому за одиницю часу він передає вдвічі більше даних, ніж 16-розрядний. Сучасні процесори типу Pentium мають 64-розрядні зовнішні шини даних. Це означає, що процесори Pentium, включаючи оригінальний Pentium, Pentium Pro і Pentium II, можуть передавати в системну пам'ять (або отримувати з неї) одночасно 64 біта даних.

Уявімо собі, що шина - це автомагістраль з рухомими по ній автомобілями. Якщо автострада має всього по одній смузі руху в кожну сторону, то по ній в одному напрямку в певний моментчасу може проїхати тільки одна машина. Якщо ви хочете збільшити пропускну здатність дороги, наприклад, удвічі, вам доведеться її розширити, додавши ще по одній смузі руху в кожному напрямку. Таким чином, 8-розрядну мікросхему можна представити у вигляді однополосной автомагістралі, оскільки в кожен момент часу по ній проходить тільки один байт даних (один байт дорівнює восьми бітам). Аналогічно, 32-розрядна шина даних може передавати одночасно чотири байти інформації, а 64-розрядна подібна швидкісній автостраді з вісьмома смугами руху! Автомагістраль характеризується кількістю смуг руху, а процесор - розрядністю його шини даних. Якщо в керівництві або технічному описійдеться про 32- або 64-розрядному комп'ютері, то зазвичай мається на увазі розрядність шини даних процесора. По ній можна приблизно оцінити продуктивність процесора, а значить, і всього комп'ютера.

Розрядність шини даних процесора визначає також розрядність банку пам'яті. Це означає, що 32-розрядний процесор, наприклад класу 486, зчитує з пам'яті або записує в пам'ять 32 біта одночасно. Процесори класу Pentium, включаючи Pentium III і Celeron, зчитують з пам'яті або записують в пам'ять 64 біта одночасно.

• Кеш-пам'ять першого рівня

У всіх процесорах, починаючи з 486-го, є вбудований (першого рівня) кеш-контролер з кеш-пам'яттю об'ємом 8 Кбайт в процесорах 486DX, а також 32, 64 Кбайт і більше в сучасних моделях. Кеш - це швидкодіюча пам'ять, призначена для тимчасового зберігання програмного коду і даних. Звернення до вбудованої кеш-пам'яті відбуваються без станів очікування, оскільки її швидкодію відповідає можливостям процесора, тобто кеш-пам'ять першого рівня (або вбудований кеш) працює на частоті процесора.

Використання кеш-пам'яті зменшує традиційний недолік комп'ютера, який полягає в тому, що оперативна пам'ять працює більш повільно, ніж центральний процесор (так званий ефект "пляшкового горлечка"). Завдяки кеш-пам'яті процесору годі й говорити чекати, поки чергова порція програмного коду або даних надійде з відносно повільної основної пам'яті, що призводить до значного підвищення продуктивності.

У сучасних процесорах вбудований кеш грає ще більш важливу роль, тому що він часто є єдиним типом пам'яті у всій системі, який може працювати синхронно з процесором. У більшості сучасних процесорів використовується множник тактової частоти, отже, вони працюють на частоті, в кілька разів перевищує тактову частоту системної плати, до якої вони підключені.

• Кеш-пам'ять другого рівня

Для того щоб зменшити відчутне уповільнення системи, що виникає при кожному промаху кешу, задіюється кеш-пам'яті другого рівня.

Вторинний кеш для процесорів Pentium знаходиться на системній платі, а для Pentium Рro і Pentium II - всередині корпусу процесора. Перемістивши вторинний кеш в процесор, можна змусити його працювати з більш високою тактовою частотою, ніж у системної плати, - такий же, як і у самого процесора. При збільшенні тактової частоти час циклу зменшується.

На сьогоднішній день стандартна тактова частота системної плати дорівнює 66, 100 або 133 МГц, але деякі процесори працюють на тактовій частоті 600 МГц або вище. У новіших системах не використовується кеш на системній платі, оскільки швидкі модулі SDRAM або RDRAM, що застосовуються в сучасних системах Pentium II / Celeron / III, можуть працювати на тактовій частоті системної плати.

Процесори Celeron з тактовою частотою від 300 МГц і вище, а також процесори Pentium III, частота яких більше 600 МГц, містять кеш-пам'яті другого рівня, швидкість якої дорівнює частоті ядра процесора. Вбудована кеш-пам'ять процесорів Duron і останніх моделей Athlon також працює з частотою процесора. У більш ранніх версіях процесорів Athlon, А також Pentium II і III, використовується зовнішній кеш з робочою частотою, яка дорівнює половині, двом п'ятим або однієї третини тактової частоти процесора. Як бачите, існуючий діапазон швидкостей кешу, починаючи з повної частоти центрального процесора і закінчуючи більш низькою частотою основної пам'яті, дозволяє мінімізувати тривалість станів очікування, що витримуються процесором. Це дозволяє процесору працювати з частотою, найбільш близькою до його фактичного швидкодії.

• технологія MMX

Залежно від контексту, MMX може означати multi-media extensions (мультимедійні розширення) або matrix math extensions (матричні математичні розширення). Технологія MMX використовувалася в старших моделях процесорів Pentium п'ятого покоління (рис. 2) в якості розширення, завдяки якому прискорюється компресія / декомпресія відеоданих, маніпулювання зображенням, шифрування і виконання операцій введення-виведення - майже всі операції, які використовуються в багатьох сучасних програмах.

В архітектурі процесорів MMX є два основних удосконалення.

Перше, фундаментальне, полягає в тому, що всі мікросхеми MMX мають більший внутрішній вбудований кеш, ніж їх побратими, які не використовують цю технологію. Це підвищує ефективність виконання кожної програми і всього програмного забезпеченнянезалежно від того, чи використовує воно фактично команди MMX.

• технологія SSE

У лютому 1999 року Intel представила громадськості процесор Pentium III, що містить оновлення технології MMX, що отримала назву SSE (Streaming SIMD Extensions - потокові розширення SIMD). До цього моменту інструкції SSE носили ім'я Katmai New Instructions (KNI), так як спочатку вони були включені в процесор Pentium III з кодовим ім'ям Katmai. Процесори Celeron 533A і вище, створені на основі ядра Pentium III, теж підтримують інструкції SSE. більш ранні версіїпроцесора Pentium II, так само як Celeron 533 і нижче (створені на основі ядра Pentium II), SSE не підтримують.

Нові технології SSE дозволяють ефективніше працювати з тривимірною графікою, Потоками аудіо- і відеоданих (DVD-відтворення), а також додатками розпізнавання мови. В цілому SSE забезпечує наступні переваги:

• більш високий дозвіл / якість при перегляді і обробці графічних зображень;
• покращена якість відтворення звукових і відеофайлів у форматі MPEG2, а
• також одночасне кодування і декодування формату MPEG2 в мультимедійних додатках;
• зменшення завантаження процесора і підвищення точності / швидкості реагування при
• виконанні програмного забезпечення для розпізнавання мови.

Інструкції SSE і SSE2 особливо ефективні при декодуванні файлів формату MPEG2, який є стандартом стиснення звукових і відеоданих, використовуваним в DVD-дисках.

Одним з основних переваг SSE по відношенню до MMX є підтримка операцій SIMD з плаваючою комою, що дуже важливо при обробці тривимірних графічних зображень. Технологія SIMD, як і MMX, дозволяє виконувати відразу кілька операцій при отриманні процесором однієї команди.

• Технологія 3DNow і Enhanced 3DNow

Технологія 3DNow розроблена компанією AMD у відповідь на реалізацію підтримки інструкцій SSE в процесорах Intel. Вперше (травень 1998 року) 3DNow реалізована в процесорах AMD K6, а подальший розвиток - Enhanced 3DNow - ця технологія отримала в процесорах Athlon і Duron. Аналогічно SSE, технології 3DNow і Enhanced 3DNow призначені для прискорення обробки тривимірної графіки, мультимедіа та інших інтенсивних обчислень.

Контрольні питання

1. Які пристрої забезпечують мінімальний склад ПК?
2. Наведіть класифікацію різних видів пам'яті. Яке їхнє призначення?
3. Які основні етапи розвитку ТСИ вам відомі?
4. Що входить до складу основних компонентів материнської плати ПК?
5. В чому полягає призначення шин ПК?
6. Які параметри характеризують продуктивність процесо ра?
7. Які основні характеристики мікросхем пам'яті?

- це основний обчислювальний компонент, від якого сильно залежить швидкість роботи всього комп'ютера. Тому, зазвичай, при підборі конфігурації комп'ютера, спочатку вибирають процесор, а потім вже все інше.

Для простих завдань

Якщо комп'ютер буде використовуватися для роботи з документами і інтернету, то вам підійде недорогий процесор з вбудованим відеоядром Pentium G5400 / 5500/5600 (2 ядра / 4 потоку), які лише трохи відрізняються частотою.

Для монтажу відео

Для монтажу відео краще брати сучасний багато-процесор AMD Ryzen 5/7 (6-8 ядер / 12-16 потоків), який в тандемі з хорошою відеокартою також непогано впорається з іграми.
Процесор AMD Ryzen 5 2600

для середнього ігрового комп'ютера

Для чисто ігрового комп'ютера середнього класу краще взяти Core i3-8100 / 8300, вони мають чесні 4 ядра і добре показують себе в іграх з відеокартами середнього класу (GTX 1050/1060/1070).
Процесор Intel Core i3 8100

Для потужного ігрового комп'ютера

Для потужного ігрового комп'ютера краще взяти 6-ядерник Core i5-8400 / 8500/8600, а для ПК з топової відеокартою i7-8700 (6 ядер / 12 потоків). Ці процесори показує кращі результати в іграх і здатні повністю розкрити потужні відеокарти (GTX 1080/2080).
Процесор Intel Core i5 8400

У будь-якому випадку, чим більше ядер і вище частота процесора, тим краще. Орієнтуйтеся на ваші фінансові можливості.

2. Як влаштований процесор

Центральний процесор складається з друкованої платиз кристалом кремнію і різними електронними елементами. Кристал накритий спеціальною металевою кришкою, що запобігає його пошкодження і є теплорозподільника.

З іншого боку плати знаходяться ніжки (або контактні площадки), за допомогою яких процесор з'єднується з материнською платою.

3. Виробники процесорів

Процесори для комп'ютерів виробляють дві великі компанії - Intel і AMD на декількох в світі високотехнологічних фабриках. Тому процесор, незалежно від виробника, є самим надійним компонентом комп'ютера.

Intel є лідером в розробці технологій, що використовуються в сучасних процесорах. AMD частково переймає їх досвід, додаючи щось своє і проводить більш демократичну цінову політику.

4. Чим відрізняються процесори Intel і AMD

Процесори Intel і AMD відрізняються переважно архітектурою (електронної схемотехнікою). Деякі краще справляються з одними завданнями, деякі з іншими.

Процесори Intel Core в цілому мають більше високу продуктивністьна ядро, завдяки чому випереджають процесори AMD Ryzen в більшості сучасних ігор і більше підходять для складання потужних ігрових комп'ютерів.

Процесори AMD Ryzen в свою чергу виграють в багатопоточних завданнях, таких як монтаж відео, в принципі не сильно поступаються Intel Core в іграх і чудово підійдуть для універсального комп'ютера, використовуваного як для професійних завдань, так і для ігор.

Справедливості заради варто помітити, що старі недорогі процесори AMD серії FX-8xxx, що мають 8 фізичних ядер, непогано справляються з монтажем відео і їх можна використовувати в якості бюджетного варіантудля цих цілей. Але вони гірше підходять для ігор і встановлюються на материнські плати з застарілим сокетом AM3 +, що зробить проблематичною заміну комплектуючих в майбутньому з метою поліпшення або ремонту комп'ютера. Так що краще придбати більш сучасний процесор AMD Ryzen і відповідну материнську плату на сокеті AM4.

Якщо ваш бюджет обмежений, але в майбутньому ви хочете мати потужний ПК, то можна для початку придбати недорогу модель, а через 2-3 роки поміняти процесор на більш потужний.

5. Сокет процесора

Socket - це роз'єм для з'єднання процесора з материнською платою. Процесорні сокети маркуються або за кількістю ніжок процесора, або цифро-буквеним позначенням на розсуд виробника.

Процесорні сокети постійно змінюються й з року в рік з'являються все нові модифікації. Загальна рекомендація купувати процесор з найбільш сучасним сокетом. Це забезпечить можливість заміни як процесора, так і материнської плати в найближчі кілька років.

Сокети процесорів Intel

• Остаточно застарілі: 478, 775, 1155 1156, 1150, 2011
• Застарілі: 1151 Росія, 2011-3
• Сучасні: 1151 Росія-v2, 2066

Сокети процесорів AMD

• Застарілі: AM1, АМ2, AM3, FM1, FM2
• Застарілі: AM3 +, FM2 +
• Сучасні: AM4, TR4

У процесора і материнської плати сокети повинні бути однаковими, інакше процесор просто не встановиться. На сьогодні найбільш актуальними є процесори з наступними сокетами.

Intel 1150- вони ще є у продажу, але в найближчі кілька років вийдуть з ужитку і заміна процесора або материнської плати стане проблематичніше. Мають широкий модельний ряд - від самих недорогих, до досить потужних.

Intel 1151- сучасні процесори, які вже не на багато дорожче, але значно перспективніше. Мають широкий модельний ряд - від самих недорогих, до досить потужних.

Intel 1151-v2- друга версія сокета тисячі сто п'ятьдесят одна, відрізняється від попереднього підтримкою найсучасніших процесорів 8 і 9 покоління.

Intel 2011-3- потужні 6/8/10-ядерні процесори для професійних ПК.

Intel 2066- топові найпотужніші і дорогі 12/16/18-ядерні процесори для професійних ПК.

AMD FM2 +- процесори з інтегрованою графікою для офісних завдань і самих простеньких ігор. В модельному рядує як зовсім бюджетні, так і процесори середнього класу.

AMD AM3 +- застарілі 4/6/8-ядерні процесори (FX), старші версії з яких можна використовувати для монтажу відео.

AMD AM4- сучасні багатопотокові процесори для професійних завдань та ігор.

AMD TR4- топові найпотужніші і дорогі 8/12/16-ядерні процесори для професійних ПК.

Розглядати придбання комп'ютера на старіших сокетах недоцільно. А взагалі я б рекомендував обмежити вибір процесорами на сокетах 1151 і AM4, так як вони найбільш сучасні і дозволяють зібрати досить потужний комп'ютер на будь-який бюджет.

6. Основні характеристики процесорів

Всі процесори, незалежно від виробника, відрізняються кількістю ядер, потоків, частотою, обсягом кеш-пам'яті, частотою підтримуваної оперативної пам'яті, наявністю вбудованого відеоядра і деякими іншими параметрами.

6.1. кількість ядер

Кількість ядер має найбільший вплив на продуктивність процесора. Офісного або мультимедійного комп'ютера необхідний як мінімум 2-ядерний процесор. Якщо комп'ютер передбачається використовувати для сучасних ігор, то йому потрібен процесор мінімум з 4 ядрами. Процесор з 6-8 ядрами підійде для монтажу відео і важких професійних додатків. Найбільш потужні процесори можуть мати 10-18 ядер, але коштують вони дуже дорого і призначені для складних професійних завдань.

6.2. кількість потоків

Технологія гіперпоточності (Hyper-treading) дозволяє кожному ядру процесора обробляти 2 потоки даних, що значно збільшує продуктивність. Багатопотоковими процесорами є Intel Core i7, i9, деякі Core i3 і Pentium (G4560, G46xx), а також більшість AMD Ryzen.

Процесор з 2 ядрами і підтримкою Hyper-treading по продуктивності близький до 4-ядерного, а з 4 ядрами і Hyper-treading - до 8-ядерного. Наприклад, Core i3-6100 (2 ядра / 4 потоку) в два рази потужніший 2-ядерного Pentium без Hyper-treading, але все ж дещо слабше чесного 4-ядерник Core i5. але процесори Core i5 не підтримують Hyper-treading, тому значно поступаються процесорам Core i7 (4 ядра / 8 потоків).

Процесори Ryzen 5 і 7 мають 4/6/8 ядер і відповідно 8/12/16 потоків, що робить їх королями в таких завданнях як монтаж відео. У новому сімействі процесорів Ryzen Threadripper є процесори до 16 ядер і 32 потоків. Але є молодші процесори з серії Ryzen 3, які не є багато-.

Сучасні ігри також навчилися використовувати багатопоточність, так що для потужного ігрового ПК бажано брати Core i7 (на 8-12 потоків) або Ryzen (на 8-12 потоків). Також непоганим вибором по співвідношенню ціна / продуктивність будуть нові 6-ядерні процесори Core-i5.

6.3. Частота процесора

Продуктивність процесора також сильно залежить від його частоти, на якій працюють всі ядра процесора.

Простому комп'ютера для набору тексту і доступу в інтернет в принципі вистачить процесора з частотою близько 2 ГГц. Але є багато процесорів з частотою близько 3 ГГц, які коштують приблизно стільки ж, тому економити тут недоцільно.

Мультимедійного або ігрового комп'ютера середнього класу підійде процесор з частотою близько 3.5 ГГц.

Для потужного ігрового або професійного комп'ютера потрібно процесор з частотою ближче до 4 ГГц.

У будь-якому випадку чим вище частота процесора, тим краще, а там дивіться за фінансовими можливостями.

6.4. Turbo Boost і Turbo Core

У сучасних процесорів існує поняття базової частоти, яка вказується в характеристиках просто як частота процесора. Про цій частоті ми і говорили вище.

У процесорів Intel Core i5, i7, i9 є також поняття максимальної частоти в Turbo Boost. Це технологія, яка автоматично збільшує частоту ядер процесора при високому навантаженні для збільшення продуктивності. Чим менше ядер використовує програма або гра, тим більше збільшується їх частота.

Наприклад, у процесора Core i5-2500 базова частота 3.3 ГГц, а максимальна частота в Turbo Boost 3.7 ГГц. Під навантаженням, в залежності від кількості використовуваних ядер, частота буде збільшуватися до наступних значень:

• 4 активних ядра - 3.4 ГГц
• 3 активних ядра - 3.5 ГГц
• 2 активні ядра - 3.6 ГГц
• 1 активне ядро ​​- 3.7 ГГц

У процесорів AMD серій A, FX і Ryzen є аналогічна технологія автоматичного розгону процесора, звана Turbo Core. Наприклад, у процесора FX-8150 базова частота 3.6 ГГц, а максимальна частота в Turbo Core 4.2 ГГц.

Для того, щоб технології Turbo Boost і Turbo Core працювали, потрібно щоб процесору вистачало харчування і він не перегрівався. Інакше процесор не буде піднімати частоту ядер. Значить блок живлення, материнська плата і кулер повинні бути досить потужними. Також роботі цих технологій не повинні перешкоджати настройки BIOS материнськоїплати і настройки електроживлення в Windows.

У сучасних програмах і іграх використовуються всі ядра процесора і надбавка продуктивності від технологій Turbo Boost і Turbo Core буде невелика. Тому при виборі процесора краще орієнтуватися на базову частоту.

6.5. Кеш-пам'ять

Кеш-пам'яттю називається внутрішня пам'ятьпроцесора, необхідна йому для більш швидкого виконання обчислень. Об'єм кеш-пам'яті так само впливає на продуктивність процесора, але в набагато меншій мірі ніж кількість ядер і частота процесора. У різних програмах цей вплив може варіюватися в діапазоні 5-15%. Але процесори з великим об'ємом кеш-пам'яті коштують значно дорожче (в 1,5-2 рази). Тому таке придбання не завжди економічно доцільно.

Кеш-пам'ять буває 4-х рівнів:

Кеш 1-го рівня має маленький розмір і при виборі процесора на нього зазвичай не звертають уваги.

Кеш 2-го рівня є найголовнішим. У слабких процесорах типовим є наявність 256 кілобайт (КБ) кеш-пам'яті 2-го рівня на ядро. Процесори, призначені для комп'ютерів середньої продуктивності, мають 512 Кб кеш-пам'яті 2-го рівня на ядро. Процесори для потужних професійних та ігрових комп'ютерів повинні оснащуватися не менше 1 мегабайта (Мб) кеш-пам'яті 2-го рівня на кожне ядро.

Кеш 3-го рівня мають не всі процесори. Найслабші процесори для офісних завдань можуть мати до 2 Мб кеша 3-го рівня, або взагалі його не мають. Процесори для сучасних домашніх мультимедійних комп'ютерівповинні мати 3-4 Мб кеш-пам'яті 3-го рівня. Потужні процесори для професійних і ігрових комп'ютерів повинні мати 6-8 Мб кеш-пам'яті 3-го рівня.

Кеш 4-го рівня мають лише деякі процесори і якщо він є, то це добре, але в принципі не обов'язково.

Якщо процесор має кеш 3 або 4 рівня, то на розмір кешу 2-го рівня можна не звертати уваги.

6.6. Тип і частота підтримуваної оперативної пам'яті

Різні процесори можуть підтримувати різні типиі частоту оперативної пам'яті. Це потрібно враховувати в подальшому при виборі оперативки.

Застарілі процесори можуть підтримувати оперативну пам'ять DDR3 з максимальною частотою 1333, 1600 або 1866 МГц.

Сучасні процесори підтримують пам'ять DDR4 з максимальною частоті 2133, 2400, 2666 МГц або більш і часто для сумісності пам'ять DDR3L, яка відрізняється від звичайної DDR3 зниженою напругою з 1.5 до 1.35 В. Такі процесори зможуть працювати і зі звичайною пам'яттю DDR3, якщо у вас вона вже є, але виробники процесорів це не рекомендують через підвищену деградації контролерів пам'яті, розрахованих на DDR4 з ще більш низькою напругою 1.2 В. Крім того, під стару пам'ять потрібна ще й стара материнка зі слотами DDR3. Так що кращий варіантце продати стару пам'ять DDR3 і переходити на нову DDR4.

На сьогодні найбільш оптимальною по співвідношенню ціна / продуктивність є пам'ять DDR4 з частотою 2400 МГц, яку підтримують всі сучасні процесори. Іноді не на багато дорожче можна купити пам'ять з частотою 2666 МГц. Ну а пам'ять на 3000 МГц буде коштувати вже значно дорожче. Крім того, процесори не завжди стабільно працюють з високочастотної пам'яттю.

Також потрібно враховувати яку максимальну частоту пам'яті підтримує материнська плата. Але частота пам'яті надає порівняно невеликий вплив на загальну продуктивність і гнатися за цим особливо не варто.

Часто у користувачів, які починають розбиратися в комп'ютерних комплектуючих, виникає питання щодо наявності в продажу модулів пам'яті з набагато більш високою частотою, ніж офіційно підтримує процесор (2666-3600 МГц). Для роботи пам'яті на такій частоті потрібно, щоб материнська плата мала підтримку технології XMP (Extreme Memory Profile). XMP автоматично підвищує частоту шини, щоб пам'ять працювала на більш високій частоті.

6.7. вбудоване відеоядро

Процесор може мати вбудоване відеоядро, що дозволяє заощадити на покупці окремої відеокарти для офісного або мультимедійного ПК (перегляд відео, найпростіші гри). Але для ігрового комп'ютера і монтажу відео потрібна окрема (дискретна) відеокарта.

Чим дорожче процесор, тим потужніше вбудоване відеоядро. Серед процесорів Intel cамое потужне вбудоване відео у Core i7, потім i5, i3, Pentium G і Celeron G.

У процесорів AMD A-серіїна сокеті FM2 + вбудоване відеоядро потужніше, ніж у процесорів Intel. Найпотужніше у A10, потім A8, A6 і A4.

У процесорів FX на сокеті AM3 + немає вбудованого відеоядра і на їх основі раніше збирали недорогі ігрові ПК з дискретною відеокартою середнього класу.

Також немає вбудованого відеоядра у більшості процесорів AMD серій Athlon і Phenom, а ті у яких воно є на дуже старому сокеті AM1.

У процесорів Ryzen з індексом G є вбудоване відеоядро Vega, яке в два рази потужніший, ніж відеоядро процесорів минулого покоління з серій A8, A10.

Якщо ви не збираєтеся купувати дискретну відеокарту, але все-таки хочете час від часу пограти в невимогливі ігри, то краще віддати перевагу процесорам Ryzen G. Але не розраховуйте, що вбудована графіка потягне вимогливі сучасні ігри. Максимум на що вона здатна це онлайн гри і деякі добре оптимізовані гри на низьких або середніх настройках графіки в дозволі HD (1280 × 720), в деяких випадках Full HD (1920 × 1080). Подивіться тести потрібного вам процесора на Youtube і зрозумієте чи підходить він вам.

7. Інші характеристики процесорів

Також процесори характеризуються такими параметрами як техпроцес виготовлення, енергоспоживання і тепловиділення.

7.1. техпроцес виготовлення

Техпроцесом називається технологія, за якою здійснюються процесори. чим сучасніше обладнанняі технологія виробництва, тим техпроцес тонше. Від техпроцесу, за яким виготовлено процесор, сильно залежить його енергоспоживання і тепловиділення. Чим техпроцес тонше, тим процесор буде економічніше і холодніше.

Сучасні процесори виготовляються по технологічному процесу від 10 до 45 нанометрів (нм). Чим менше це значення, тим краще. Але в першу чергу орієнтуйтеся на енергоспоживання і пов'язане з ним тепловиділення процесора, про що піде мова далі.

7.2. енергоспоживання процесора

Чим більше кількість ядер і частота процесора, тим більше його енергоспоживання. Так само енергоспоживання сильно залежить від техпроцесу виготовлення. Чим техпроцес тонше, тим енергоспоживання нижче. Головне, що потрібно врахувати це те, що потужний процесорне можна встановлювати на слабку материнську плату і йому буде потрібно більш потужний блок живлення.

Сучасні процесори споживають від 25 до 220 Ватт. Цей параметр можна прочитати на їх упаковці або на сайті виробника. В параметрах материнської плати так само вказується на яке енергоспоживання процесора вона розрахована.

7.3. тепловиділення процесора

Тепловиділення процесора прийнято вважати рівним його максимального енергоспоживання. Воно так само вимірюється в Ватах і називається температурним пакетом «Thermal Design Power» (TDP). Сучасні процесори мають TDP в діапазоні 25-220 Ватт. Намагайтеся вибирати процесор з більш низьким TDP. Оптимальний діапазон TDP 45-95 Вт.

8. Як дізнатися характеристики процесорів

Всі основні характеристики процесора, такі як кількість ядер, частота і об'єм кеш-пам'яті зазвичай вказуються в прайсах продавців.

Всі параметри того чи іншого процесора можна уточнити на офіційних сайтах виробників (Intel і AMD):

За номером моделі або серійним номеромдуже легко знайти все характеристики будь-якого процесора на сайті:

Або просто введіть номер моделі в пошуковій системі Googleабо Яндекс (наприклад, «Ryzen 7 1800X»).

9. Моделі процесорів

Моделі процесорів змінюються щорічно, тому тут я не буду їх все приводити, а наведу лише серії (лінійки) процесорів, які змінюються рідше і за якими ви легко зможете орієнтуватися.

Я рекомендую купувати процесори більш сучасних серій, так як вони продуктивніше і підтримують нові технології. Номер моделі, який йде після назви серії, тим вище, чим більше частота процесора.

9.1. Лінійки процесорів Intel

Старі серії:

• Celeron - для офісних завдань (2 ядра)
• Pentium - для мультимедійних і ігрових ПК початкового класу (2 ядра)

Сучасні серії:

• Celeron G - для офісних завдань (2 ядра)
• Pentium G - для мультимедійних і ігрових ПК початкового класу (2 ядра)
• Core i3 - для мультимедійних і ігрових ПК початкового класу (2-4 ядра)
• Core i5 - для ігрових ПК середнього класу (4-6 ядер)
• Core i7 - для потужних ігрових і професійних ПК (4-10 ядер)
• Core i9 - для надпотужних професійних ПК (12-18 ядер)

Всі процесори Core i7, i9, деякі Core i3 і Pentium підтримують технологію Hyper-threading, Що значно збільшує продуктивність.

9.2. Лінійки процесорів AMD

Старі серії:

• Sempron - для офісних завдань (2 ядра)
• Athlon - для мультимедійних і ігрових ПК початкового класу (2 ядра)
• Phenom - для мультимедійних і ігрових ПК середнього класу (2-4 ядра)

Застарілі серії:

• A4, А6 - для офісних завдань (2 ядра)
• A8, A10 - для офісних завдань і простих ігор (4 ядра)
• FX - для монтажу відео і не дуже важких ігор (4-8 ядер)

Сучасні серії:

• Ryzen 3 - для мультимедійних і ігрових ПК початкового класу (4 ядра)
• Ryzen 5 - для монтажу відео і ігрових ПК середнього класу (4-6 ядер)
• Ryzen 7 - для потужних ігрових і професійних ПК (4-8 ядер)
• Ryzen Threadripper - для потужних професійних ПК (8-16 ядер)

Процесори Ryzen 5, 7 і Threadripper є багато-, що при великій кількості ядер робить їх відмінним вибором для монтажу відео. Крім того є моделі з індексом «X» в кінці маркування, які мають більш високу частоту.

9.3. перезапуск серій

Варто так само відзначити, що іноді виробники роблять перезапуск старих серій на нові сокети. Наприклад, у Intel зараз це Celeron G і Pentium G з вбудованою графікою, у AMD оновлені лінійки процесорів Athlon II і Phenom II. Ці процесори трохи поступаються своїм більш сучасним побратимам в продуктивності, але значно виграють в ціні.

9.4. Ядро і покоління процесорів

Разом зі зміною сокетов зазвичай змінюється і покоління процесорів. Наприклад, на сокеті 1 150 були процесори 4-го покоління Core i7-4xxx, на сокеті 2011-3 - 5-го покоління Core i7-5xxx. При переході на сокет тисячу сто п'ятьдесят один з'явилися процесори 6-го покоління Core i7-6xxx.

Також буває, що покоління процесора змінюється без зміни сокета. Наприклад, на сокеті 1151 вийшли процесори 7-го покоління Core i7-7xxx.

Зміна поколінь викликана удосконаленням електронної архітектури процесора, званої також ядром. Наприклад, процесори Core i7-6xxx побудовані на ядрі з кодовою назвою Skylake, а прийшли до них на зміну Core i7-7xxx на ядрі Kaby Lake.

Ядра можуть мати різні відмінностівід досить вагомих, до чисто косметичних. Наприклад, Kaby Lake відрізняється від попереднього Skylake оновленої вбудованою графікою і блокуванням розгону по шині процесорів без індексу K.

Аналогічним чином відбувається зміна ядер і поколінь процесорів AMD. Наприклад, процесори FX-9xxx прийшли на зміну процесорам FX-8xxx. Основна їхня відмінність це значно зросла частота і як наслідок тепловиділення. А ось сокет посутньо не змінився, а залишився старий AM3 +.

У процесорів AMD FX було безліч ядер, останні з яких Zambezi і Vishera, але на зміну їм прийшли нові значно більш досконалі і продуктивні процесори Ryzen (ядро Zen) на сокеті AM4 і Ryzen (ядро Threadripper) на сокеті TR4.

10. Розгін процесора

Процесори Intel Core з індексом «K» в кінці маркування мають більш високу базову частоту і розблокований множник. Їх легко розганяти (підвищувати частоту) для збільшення продуктивності, але потрібно дорожча материнська плата на чіпсеті Z-серії.

Всі процесори AMD FX і Ryzen можна розганяти шляхом зміни множника, але розгінний потенціал у них скромніші. Розгін процесорів Ryzen підтримують материнські плати на чіпсетах B350, X370.

В цілому можливість розгону робить процесор більш перспективним, так як в майбутньому при невеликій нестачі продуктивності його можна буде не міняти, а просто розігнати.

11. Упаковка і кулер

Процесори, в кінці маркування яких присутнє слово «BOX», упаковані в якісну коробку і можуть продаватися в комплекті з кулером.

Але деякі дорожчі Боксові процесори можуть не мати кулера в комплекті.

Якщо в кінці маркування написано «Tray» або «ОЕМ», це означає, що процесор упакований в маленький пластиковий лоточок і кулера в комплекті немає.

Процесори початкового класу типу Pentium простіше і дешевше придбати в комплекті з кулером. А ось процесор середнього або високого класу часто вигідніше купити без кулера і окремо підібрати для нього відповідний кулер. За вартістю вийде приблизно стільки ж, а по охолодженню і рівню шуму буде значно краще.

12. Налаштування фільтрів в інтернет-магазині

1. Зайдіть в розділ «Процесори» на сайті продавця.
2. Виберете виробника (Intel або AMD).
3. Виберіть сокет (1151, AM4).
4. Виберіть лінійку процесорів (Pentium, i3, i5, i7, Ryzen).
5. Відсортуйте вибірку за ціною.
6. Переглядайте процесори, починаючи з більш дешевих.
7. Купуйте процесор з максимально можливою кількістю потоків і частотою, що влаштовує вас за ціною.

Таким чином, ви отримаєте оптимальний по співвідношенню ціна / продуктивність процесор, що задовольняє вашим вимогам за мінімально можливу вартість.

13. Посилання

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

Сучасні процесори мають форму невеликого прямокутника, який представлений у вигляді пластини з кремнію. Сама пластина захищена спеціальним корпусом з пластмаси або кераміки. Під захистом знаходяться всі основні схеми, завдяки їм і здійснюється повноцінна робота ЦП. Якщо з зовнішнім виглядомвсе гранично просто, то, що стосується самої схеми і того, як влаштований процесор? Давайте розберемо це докладніше.

До складу ЦП входить невелика кількість різних елементів. Кожен з них виконує свою дію, відбувається передача даних і управління. Звичайні користувачі звикли відрізняти процесори по їх тактовій частоті, кількості кеш-пам'яті і ядер. Але це далеко не все, що забезпечує надійну і швидку роботу. Варто приділити окрему увагу кожному компоненту.

архітектура

Внутрішня конструкція ЦП часто відрізняється один від одного, кожному сімейству притаманний свій набір властивостей і функцій - це і називається його архітектурою. Приклад конструкції процесора ви можете спостерігати на зображенні нижче.

Але багато під архітектурою процесора звикли мати на увазі трохи інше значення. Якщо розглядати її з точки зору програмування, то вона визначається по його можливості виконувати певний набір кодів. Якщо ви купуєте сучасний CPU, то швидше за все він відноситься до архітектури x86.

ядра

Основна частина CPU називається ядром, в ньому містяться всі необхідні блоки, а також відбувається виконання логічних і арифметичних задач. Якщо ви подивіться на малюнок нижче, то зможете розібрати як виглядає кожен функціональний блок ядра:

1. Модуль вибірки інструкцій.Тут здійснюється розпізнавання інструкцій за адресою, який позначається в лічильнику команд. Число одночасного зчитування команд безпосередньо залежить від кількості встановлених блоків розшифровки, що допомагає навантажити кожен такт роботи найбільшою кількістю інструкцій.
2. провісник переходіввідповідає за оптимальну роботу блоку вибірки інструкцій. Він визначає послідовність виконуваних команд, навантажуючи конвеєр ядра.
3. Модуль декодування.Дана частина ядра відповідає за визначення деяких процесів для виконання завдань. Сама задача декодування дуже складна через непостійного розміру інструкції. У найновіших процесорах таких блоків зустрічається кілька в одному ядрі.
4. Модулі вибірки даних.Вони беруть інформацію з оперативної або кеш-пам'яті. Здійснюють вони саме вибірку даних, яка необхідна на цей момент для виконання інструкції.
5. Керуючий блок.Сама назва говорить вже про важливість даного компонента. У ядрі він є найголовнішим елементом, Оскільки виробляє розподіл енергії між усіма блоками, допомагаючи виконувати кожну дію вчасно.
6. Модуль збереження результатів.Призначений для запису після закінчення обробки інструкції в RAM. Адреса збереження вказується в що виконується завдання.
7. Елемент роботи з перериваннями.ЦП здатний виконувати відразу кілька завдань завдяки функції переривання, це дозволяє йому зупиняти хід роботи однієї програми, перемикаючись на іншу інструкцію.
8. Регістри.Тут зберігаються тимчасові результати інструкцій, даний компонент можна назвати невеликий швидкої оперативною пам'яттю. Часто її обсяг не перевищує кілька сотень байт.
9. Лічильник команд.Він зберігає в собі адресу команди, яка буде задіяна на наступному такті процесора.

системна шина

За системної шини CPU з'єднуються пристрої входять до складу ПК. До неї безпосередньо підключений тільки він, інші елементи приєднуються через різноманітні контролери. У самій шині присутній безліч сигнальних ліній, через які відбувається передача інформації. Кожна лінія має свій власний протокол, що забезпечує зв'язок по контролерам з іншими підключеними компонентами комп'ютера. Шина має свою частоту, відповідно, чим вона вище, тим швидше відбувається обмін інформацією між сполучними елементами системи.

Кеш-пам'ять

Швидкодія ЦП залежить від його можливості максимально швидко вибирати команди і дані з пам'яті. За рахунок кеш-пам'яті скорочується час виконання операцій завдяки тому, що вона грає роль тимчасового буфера, що забезпечує миттєву передачу даних CPU до ОЗУ або навпаки.

Основною характеристикою кеш-пам'яті є її відмінність за рівнями. Якщо він високий, значить пам'ять більш повільна і об'ємна. Найшвидкіснішій і маленькою вважається пам'ять першого рівня. принцип функціонування даного елементадуже простий - CPU зчитує з ОЗУ дані і заносить їх в кеш будь-якого рівня, видаляючи при цьому ту інформацію, до якої зверталися давно. Якщо процесору потрібна буде ця інформація ще раз, то він отримає її швидше завдяки тимчасовому буферу.

Сокет (роз'єм)

Завдяки тому, що процесор має власний роз'єм (гніздовий або щілинний), ви можете легко замінити його при поломці або модернізувати комп'ютер. Без наявності сокета ЦП просто б впаюються в материнську плату, ускладнюючи подальший ремонт або заміну. Варто звернути увагу - кожен роз'єм призначений виключно для установки певних процесорів.

Часто користувачі через неуважність купують несумісні процесорі материнську плату, через що з'являються додаткові проблеми.

2. В ході свого розвитку напівпровідникові структури постійно еволюціонують. Тому принципи побудови процесорів, кількість вхідних в їх склад елементів, то, як організовано їх взаємодія, постійно змінюються. Таким чином, CPU з однаковими основними принципами будови, прийнято називати процесорами однієї архітектури. А самі такі принципи називають архітектурою процесора (або мікроархітектури).

Незважаючи на це, усередині однієї і тієї ж архітектури деякі процесори можуть досить сильно відрізнятися один від одного - частотами системної шини, техпроцесом виробництва, структурою і розміром внутрішньої пам'яті і т.д.

3. Ні в якому разі не можна судити про мікропроцесорі тільки за таким показником, як частота тактового сигналу, яка вимірюється мега або гигагерцами. Іноді «проц», у якого тактова частота менше, може виявитися більш продуктивним. Дуже важливими є такі показники як: кількість тактів, які необхідні для виконання команди, кількість команд, які він може виконувати одночасно і ін.

Оцінка можливостей процесора (характеристики)

У побуті, при оцінці можливостей процесора необхідно звертати увагу на такі показники (як правило вони вказані на упаковці пристрою або в прайс-листі або каталозі магазина):

• кількість ядер. Багатоядерні CPU містять на одному кристалі (в одному корпусі) 2, 4 і т.д. обчислювальних ядра. Збільшення кількості ядер - один з найбільш ефективних способівзначного підвищення потужності процесорів. Але необхідно враховувати, що програми, які не підтримують багатоядерність (як правило це старі програми), на багатоядерних процесорах швидше працювати не будуть, тому що не вміють використовувати більше одного ядра;
• розмір кеша. Кеш - дуже швидка внутрішня пам'ять процесора, що використовується ним в якості своєрідного буфера в разі необхідності компенсації «перебоїв» під час роботи з оперативною пам'яттю. Логічно, що, чим більше кеш, тим краще.
• кількість потоків - пропускна спроможністьсистеми. Кількість потоків часто не збігається з кількістю ядер. Наприклад, чотирьохядерний Intel Core i7 працює в 8 потоків і по своїй продуктивності випереджає багато шестиядерних процесори;
• тактова частота - величина, яка показує, скільки операцій (тактів) в одиницю часу може призвести процесор. Логічно, що, чим більше частота, тим більше операцій він може виконати, тобто тим продуктивніше виходить.
• швидкість шини, за допомогою якої CPU з'єднаний з системним контролером, що знаходяться на материнської плати.
• техпроцес - чим він дрібніше, тим менше енергії процесор споживає і, отже, менше гріється.

В наші дні процесори відіграють особливу роль тільки в рекламі, всіма силами намагаються переконати, що саме процесор в комп'ютері є вирішальним компонентом, особливо такий виробник як Intel. Виникає питання: що таке сучасний процесор, та й взагалі, що таке процесор?

Довгий час, а якщо бути точніше, то аж до 90-х років продуктивність комп'ютера визначав саме процесор. Процесор визначав все, але сьогодні це не зовсім так.

Чи не все визначається центральним процесором, а процесори від Intel не завжди кращі ніж від AMD. Останнім часом помітно зросла роль інших компонентів комп'ютера, а в домашніх умовах процесори рідко стають самим вузьким місцем, Але також, як і інші компоненти потребують додаткового розгляд, по тому що без нього не може існувати жодна обчислювальна машина. Самі процесори давно поза справами кількох видів комп'ютера, так як і різноманітність комп'ютерів стало більше.

Процесор (центральний процесор)- це дуже складна мікросхема обробна машинний код, що відповідає за виконання різних операцій і управління комп'ютерною периферії.

Для короткого позначення центрально процесора прийнята абревіатура - ЦП, а також дуже поширене CPU - Central Processing Unit, що перекладається як центральне обробляє пристрій.

Використання мікропроцесорів

Такий пристрій як процесор інтегрується практично в будь-який електронної техніки, що говорити про такі пристрої як телевізор і відеоплеєр, навіть в іграшках, а смартфони самі по собі вже є комп'ютерами, хоч і відрізняються за конструкцією.

Кілька ядер центрального процесора можуть абсолютно різні завдання виконувати незалежно один від одного. Якщо комп'ютер виконує тільки одну задачу, то і її виконання прискорюється за рахунок розпаралелювання типових операцій. Продуктивність може придбати досить чітку межу.

Коефіцієнт внутрішнього множника частоти

Сигнали циркулювати всередині кристала процесора, можуть на високій частоті, хоча звертатися із зовнішніми складовими комп'ютера на одній і теж частоті процесори поки не можуть. У зв'язку з цим частота, на якій працює материнська плата одна, а частота роботи процесора інша, більш висока.

Частоту, яку процесор отримує від материнської плати можна назвати опорної, він же в свою чергу виробляє її множення на внутрішній коефіцієнт, результатом чого і є внутрішня частота, яка називається внутрішнім множником.

Можливості коефіцієнта внутрішнього множника частоти дуже часто використовують оверлокери для звільнення розгінного потенціалу процесора.

Кеш-пам'ять процесора

Дані для подальшої роботи процесор отримує з оперативної пам'яті, але всередині мікросхем процесора сигнали обробляються з дуже високою частотою, а самі звернення до модулів ОЗУ проходять з частотою в рази менше.

Високий коефіцієнт внутрішнього множника частоти стає ефективніше, коли вся інформація знаходиться всередині нього, в порівняння наприклад, ніж в оперативній пам'яті, тобто з зовні.

У процесорі трохи осередків для обробки даних, звані регістрами, в них він зазвичай майже нічого не зберігає, а для прискорення, як роботи процесора, так і разом з ним комп'ютерної системибула інтегрована технологія кешування.

Кешем можна назвати невеликий набіросередків пам'яті, в свою чергу виконують роль буфера. Коли відбувається зчитування із загальної пам'яті, копія з'являється в кеш-пам'яті центрального процесора. Потрібно це для того, щоб при потребі в тих же даних доступ до них був прямо під рукою, тобто в буфері, що збільшує швидкодію.

Кеш-пам'ять в нинішніх процесорах має пірамідальний вигляд:

1. Кеш-пам'ять 1-го рівня - сама найменша за обсягом, але в той же час найшвидша за швидкістю, входить до складу кристала процесора. Проводиться за тими ж технологіями, що і регістри процесора, дуже дорога, але це варто її швидкості та надійності. Хоч і вимірюється сотнями кілобайт, що дуже мало, але грає величезну роль в швидкодію.
2. Кеш-пам'ять 2-го рівня - так само, як і 1-го рівня розташована на кристалі процесора і працює з частотою його ядра. У сучасних процесорах вимірюється від сотень кілобайт до декількох мегабайт.
3. Кеш-пам'ять 3-го рівня повільніше попередніх рівнів цього виду пам'яті, але є швидкодіючі оперативної пам'яті, що важливо, а вимірюється десятками мегабайт.

Розміри кеш-пам'ять 1-го і 2-го рівнів впливають як на продуктивність, так і на вартість процесора. Третій рівень кеш-пам'яті - це своєрідний бонус в роботі комп'ютера, але не один з виробників мікропроцесорів їм нехтувати не поспішає. Кеш-пам'ять 4-го рівня існує і виправдовує себе позбав в багатопроцесорних системах, саме тому на звичайно комп'ютері його знайти не вдасться.

Роз'єм установки процесора (Soket)

Розуміння того, що сучасні технологіїнема на стільки просунуті, що процесор зможе отримувати інформацію на відстань, що не змінно він повинен кріпитися, кріпитися до материнської плати, встановлюватися в неї і з нею взаємодіяти. Це місце кріплення називається Soket і підійде тільки для певного типу або сімейства процесорів, яке у різних виробників теж різні.

Що таке процесор: архітектура і технологічний процес

Архітектура процесора - це його внутрішній пристрій, Різне розташування елементів так само обумовлює його характеристики. Сама архітектура властива цілому сімейству процесорів, а зміни, внесені і спрямовані на поліпшення або виправлення помилок, мають назву степінг.

Технологічний процес визначає розмір комплектуючих самого процесора і вимірюється в нанометрів (нм), а менші розміри транзисторів визначають менший розмір самого процесора, на що і спрямована розробка майбутніх CPU.

Енергоспоживання і тепловиділення

Саме енергоспоживання на пряму залежить від технології, за якими проводяться процесори. Менші розміри і підвищені частоти прямо пропорційно обумовлюють енергоспоживання і тепловиділення.

Для зниження енергоспоживання і тепловиділення виступає енергосберегающаяавтоматіческая система регулювання навантаження на процесор, відповідно при відсутності в продуктивності будь-якої потреби. Високопродуктивні комп'ютери в обов'язковому порядку мають хорошу системиохолодження процесора.

Підводячи підсумки матеріалу статті - відповіді на питання, що таке процесор:

Процесори наших днів мають можливість багатоканальної роботи з оперативною пам'яттю, з'являються нові інструкції, в свою чергу завдяки яким підвищується його функціональний рівень. Можливість обробки графіки самим процесором забезпечує зниження вартості, як на самі процесори, так і завдяки їм на офісні і домашні складання комп'ютерів. З'являються віртуальні ядра для більш практичного розподілу продуктивності, розвиваються технологи, а разом з ними комп'ютер і така його складова як центральний процесор.