Устройство процессора и его основные характеристики

Ядро процессора

Центральный процессор современного ПК всегда имеет ядро. В нем содержатся ключевые функциональные блоки микросхемы, посредством которых она выполняет необходимые логические и арифметические функции. Как правило, они представлены в некоторой совокупности элементов. Так, устройство центрального процессора чаще всего предполагает наличие блоков, которые отвечают за решение следующих задач:

— выборка и декодирование инструкций;

— выборка данных;

— выполнение инструкций;

— сохранение результатов вычислений;

— работа с прерываниями.

Также структура микросхем соответствующего типа дополняется управляющим блоком, запоминающим устройством, счетчиком команд, а также набором регистров. Рассмотрим специфику работы соответствующих компонентов подробнее.

Выбор подходящего процессора

Чаще всего обновлять персональный компьютер начинают с замены центрального процессора. На вид это небольшая микросхема, которая содержит в себе миллион транзисторов, крепится в разъем материнской платы, именуемый сокетом. Именно это устройство играет очень важную роль. От характеристик процессора зависит производительность всей системы, поскольку он, в первую очередь, отвечает за анализ данных, скорость их обработки.

Замена центрального процессора — ответственный шаг, и, прежде чем на него решиться, хорошо все обдумайте. Изучите подробно характеристики, по которым различаются процессоры

Особое внимание обратите на разъем материнской платы, куда вставляется процессор. Он предназначен только для конкретного типа процессоров

Обновляя свой персональный компьютер посредством замены процессора, прочитайте инструкцию к материнской плате; в ней должны быть описаны модификации, которые она поддерживает. Так же не помешает консультация со специалистом.

Преимущества и недостатки процессоров AMD

Основное преимущество ЦП от АМД – это их стоимость в момент выходи и в первые полгода существования той или иной модели. Очень многие покупатели вообще думают, что у Интел и АМД существует определённый монопольный сговор с целью обеспечения прибылей друг друга. Есть множество косвенных факторов, указывающих на это, однако, если просто посмотреть на то, кому эти компании принадлежат, то ни о каком «заговоре» и речи быть не может.

Просто компания АМД имеет не меньший потенциал как для исследования рынка продукции, так и для разработки каких-то новых решений, а области электроники, однако, в отличие от Интел, результаты её экспериментов «выходят в свет» только в случае гарантированного успеха. Как, например, было с Athlon-XP, Athlon-64 или тем же ThreadRipper-ом. Интел же, пользуясь положением лидера может позволить себе продвигать и откровенно провальные идеи (такие, как, например, Slot-1, Celeron-D и прочее), не опасаясь за своё будущее.

Говоря простым языком, АМД проводит как-бы своеобразную «работу над ошибками», которые плодит Интел в своих разработках и маркетинговой политике. Поэтому решения от АМД хоть и могут в чём-то проиграть конкуренту, однако, с уверенностью можно сказать, что явных «ляпов» в своих чипах этот производитель допускает гораздо меньше, нежели его визави.

Однако, любая медаль имеет две стороны. Стремясь походить или даже в чём-то предвосхищать своего оппонента, фирма АМД как бы сама того не хотя, накладывает на себя определённые рамки, выражающиеся часто в ограничении производительности своих изделий (при том, что их цена по-прежнему существенно ниже аналогов от Интела).

Из этого выходит основной недостаток ЦП от АМД – они почти всегда хоть на немного, но медленнее своих прямых конкурентов.

Причина этого действия очень простая и кроется в психологии рынка. Например, пользователь, видя, что его AMD FX хоть и стоит на 30-40% дешевле i3, но проигрывает ему в производительности на 10%. Пользователю хочется большего быстродействия, но i3, он, естественно, покупать не будет, поскольку ему же предлагают Райзен 1700, который дешевле i5, хотя и немного медленнее его. И так далее.

И подобная ситуация наблюдается в любом сегменте рынка. То есть АМД стимулирует переход пользователей на более высокий по производительности и цене уровень вот таким незатейливым способом. Самое же главное, что все оказываются в выигрыше: и пользователь, получивший более современный ПК за меньшие деньги и производитель, получивший возможность продать новый товар.

Резюмируя можно сказать: плюса продукции АМД в её цене (производительность при меньшей стоимости), минусы – в немного уменьшенной производительности равных по уровню решений.

Основные характеристики центральных процессоров

Предлагаю вам ознакомиться с основными характеристиками центральных процессоров. Знание всех характеристик поможет вам выбрать процессор, так что вникайте.

Сокет

Мы уже говорили о сокетах в статье про материнскую плату. Ты есть, вы уже знаете, что чтобы процессор можно было вставить в материнскую плату нужно, чтобы их сокеты совпадали. Это обязательно условие. Сокеты современных процессоров Intel — LGA1151, LGA1155, LGA2011, LGA2011-3. Сокеты современных процессоров AMD — AM3+, FM2+, AM4.

Количество ядер центрального процессора

Intel Xeon E5 v4

Как я уже отметил немного выше, процессор может состоять из нескольких ядер. Их количество может варьироваться от 2 до 10 штук, а в серверных процессорах, таких как Intel Xeon – до 22 ядер. Мощность процессора не всегда напрямую зависит от количества ядер. Так, например, 2-ядерный Core i3 будет значительно мощнее 4-ядерного Pentium. Стоит учитывать и другие характеристики процессора.

Тактовая частота процессора

Тут ситуация аналогичная с количеством ядер – не всегда больше означает мощнее. Хотя, конечно, ориентироваться нужно и на эти цифры. Частота современного центрального процессора может находиться в диапазоне от 1700 мегагерц до 4000 мегагерц, а порой и того выше. Плюс ко всему частоту можно увеличивать путем разгона процессора, но если будете таким образом поднимать производительность своего компьютера, не забудьте позаботиться о более эффективном охлаждении разогнанного процессора.

Кэш память центрального процессора (Cache)

Этот параметр менее важен, чем предыдущие, но в совокупности он тоже имеет значение. На разных процессорах кэш память может быть 2х, 3х и 4х-уровневая.

Cache L1 – имеет самый маленький объем памяти, в то же время он является самым быстрым

Однако на него можно вообще не обращать внимание при выборе процессора

Cache L2 – имеет больший объем, но он чуть медленнее. Кэш второго уровня является более важным показателем. Но если в процессоре предусмотрен кэш 3 и 4 уровня, то кэш второго уровня становится уже не таким важным. Размер кэша 2 уровня от 256 Кб до 1 Мб.

Cache L3 – имеется в наличии не у всех процессоров. В зависимости от мощности и древности процессора его объем может составлять от 2 до 16Мб.

Cache L4 – редкость. Его наличие говорит о современности процессора. И хорошо если он есть, но ели его нет, не огорчайтесь и не расстраивайтесь, это не самый важный параметр. Больше присматривайтесь к кэшу 2 и 3 уровней.

Графическое ядро центрального процессора

Во многие современные процессоры встроено графическое ядро. Допустим, если вам компьютер нужен не для игр, а для офисной работы или интернет серфинга, то этого графического ядра вам будет вполне достаточно. На видеокарте в таком случае можно сэкономить.

Техпроцесс изготовления центрального процессора

От этого параметра будет зависеть не мощность процессора, а его энергопотребление и тепловыделение. То есть, чем меньше значение этого параметра, тем экономней будет процессор, и тем меньше он будет нагреваться. Техпроцесс изготовления современных процессоров находится в диапазоне от 14 до 130 нм (нанометров), если верить характеристикам на яндекс маркете.

И еще:

Чтобы оценить мощность процессора в баллах, можете использовать различные бенчмарки. Вот несколько популярных — PassMark, AnandTech, Geekbench.

Вы теперь знаете!

Также обратите внимание на комплектацию процессоров. OEM – это только центральный процессор, BOX – это процессор с кулером

Боксовые кулеры специально подобраны производителем таким образом, чтобы оптимально удовлетворить потребность процессора в охлаждении. То есть ни больше, ни меньше чем ему нужно. OEM версии стоят дешевле и в основном рассчитаны на то, что вы будете разгонять процессор и самостоятельно подбирать для него более эффективное охлаждение.

Выбор непростой, особенно если учитывать, что бюджет всегда ограничен

Но теперь вы хоть знаете на что стоит обратить внимание, чтобы правильно выбрать процессор

Энергопотребление

Другой значимый параметр микросхемы — энергопотребление. Питание центрального процессора может предполагать значительное расходование электроэнергии. Современные модели микросхем потребляют порядка 40-50 Вт. В некоторых случаях данный параметр имеет экономическое значение — например, если речь идет об оснащении больших предприятий несколькими сотнями или тысячами компьютеров. Но не менее значимым фактором энергопотребление выступает в части адаптации процессоров к использованию на мобильных устройствах — ноутбуках, планшетах, смартфонах. Чем соответствующий показатель меньше, тем дольше будет автономная работа девайса.

Жизненно важные части любого компьютера

Компьютеры состоят из нескольких электронных чипов, каждый из которых имеет определённую функцию. Жизненно важные части, находящиеся в каждом компьютере, включают

• материнскую плату,
• жёсткий диск,
• процессор,
• ОЗУ (оперативное запоминающее устройство),
• видеокарту,
• блок питания и
• другие дополнительные аксессуары,
• например, такие как дисководы и беспроводные сетевые карты.

Материнская плата

Материнская плата – это большая плата (именно плата или, как иногда говорят, печатная плата, используя радиоэлектронную терминологию), к которой присоединяются все остальные детали компьютера.

Материнская плата компьютера

Материнская плата действует как станция управления, которая соединяет и объединяет другие части (отсюда и название – «материнская»).

Например, процессор, оперативная память и видеокарта подключены непосредственно к материнской плате. Также довольно часто встречается конфигурация, когда видеокарта смонтирована прямо на материнской плате. Каждый из перечисленных элементов компьютера имеет дело с различными аспектами обработки информации.

Оперативная память

Оперативная память хранит текущую рабочую информацию на компьютере. При открытии программы, например, Интернет-браузера, некоторая часть из оперативной памяти выделяется для работы этого браузера.

Оперативная память компьютера

После выключения компьютера вся информация из оперативной памяти автоматически удаляется. Сохранить свои труды (тексты, рисунки и т.п.) пользователь может, например, на жестком диске.

Процессор и видеокарта

Процессор и видеокарта обрабатывают информацию, необходимую для выполнения различных функций в компьютере.

Например, запуск игры на компьютере требует постоянного анализа информации. Выполнение этой задачи ложится на процессор и видеокарту.

Процессор

Процессор получает, обрабатывает и отправляет обработанную информацию в адрес других устройств компьютера. Тогда как видеокарта обеспечивает вывод обработанной информации на экран монитора компьютера (отсюда и название «видео» карта).

Жёсткий диск

Жёсткий диск выступает в качестве памяти для долгосрочного хранения информации. Жесткий диск на компьютероном сленге называют еще

• винчестером,
• иногда – хардом или
• хард-диском.

Последнее название заимствовано из английского языка: Hard Disk.

Жесткий диск

В оперативной памяти информация хранится только во время работы  компьютера (это так называемая энергозависимая память).

А в жестком диске информация хранится и при отключенном компьютере (это так называемая энергоНЕзависимая память).

Информация о компьютере, музыка, фильмы и фотографии хранятся на жёстком диске. Это место также используется для хранения программ, таких, например, как текстовые редакторы или игры.

Блок питания

Наконец, важным элементом компьютера является источник электрического питания, который распределяет необходимую электроэнергию для работы каждой части компьютера. Один из основных шнуров от источника электропитания идёт к материнской плате для питания различных чипов.

Блок питания компьютера

Другие шнуры питания используются для работы устройств, смонтированных отдельно от материнской платы, например, для питания жестких дисков, дисководов  CD-дисков, вентиляторов охлаждения компьютера и прочих элементов.

Кроме того, ноутбуки имеют аккумуляторную батарею для того, чтобы пользователь мог при необходимости какое-то время работать без подключения зарядного устройства ноутбука к сети 220В.

Аксессуары

Есть много компьютерных частей, которые не являются необходимыми для функционирования системы, но которые являются несомненно важными для пользователей. Эти дополнения включают такие вещи, как CD- и DVD- приводы, беспроводные интернет карты, ТВ-тюнеры,  звуковые карты и др.

CD_DVD привод компьютера

Различные типы приводов дисководов (CD- DVD- и др.) не подключены непосредственно к материнской плате, а соединяются с ней и с блоком электропитания с помощью нескольких кабелей. Кабель подключения к материнской плате несёт информацию к дисководам и от них, а кабель подключения к источнику электропитания даёт приводу электричество для работы.

Беспроводные интернет карты, ТВ-тюнеры и звуковые карты подключаются непосредственно к материнской плате и не требуют отдельных кабелей для подачи питания от сети. Каждое из этих устройств обеспечивает определённую функцию в компьютере. Например, они дают более высокое качество звука или возможность смотреть телевизионные программы на мониторе компьютера.

Виды процессоров

Прежде чем переходить к рассмотрению ключевых характеристик ЦП, необходимо разобраться каких видов он бывает. Центральных процессоров или CPU, как их называют заграницей много, и они разделяются по следующим критериям.

Мощности:

• Бывают слабые, одноядерные модели, производство которых остановлено и приобрести их можно только после долгих поисков;
• Средние и мощные модели, имеющие от 2 до 16 ядер;

По способу применения:

1. Игровые;
2. Серверные;
3. Бюджетные;

По фирме производителю:

• Центральный процессор от компании Intel;
• ЦП от компании AMD;

Многие пользователи ошибочно полагают, что продукция компании Intel отличается от AMD только названием, но это далеко не так. Структура каждого центрального процессора, произведенного под торговой маркой данных компаний, существенно отличается от конкурентов. Благодаря этому, они обладают своими достоинствами и недостатками. Например, продукция компании Intel наделена следующими положительными характеристиками, выгодно отличающими их центральные процессоры от AMD:

1. Большинство производителей комплектующих изделий для ПК подгоняют свою продукцию под стандарты CPU от Intel;
2. Во время работы потребляют меньшее количество энергии, снижая нагрузку на систему;
3. Показывают большее быстродействие при работе с одной программой;
4. Лучший выбор для игровых сборок системных блоков;

Товары от AMD также имеют ряд характеристик, позволяющих им активно конкурировать на рынке компьютерного железа:

• В отличии от ЦП производства Интел, центральные процессоры от АМД имеют функцию разгона, увеличивающую исходную мощность до 20%;
• Лучшее соотношение цены и качества товаров;
• Графические ядра, встроенные в ЦП, обладают большими возможностями чем Интеловские, позволяя быстрее работать с видео;

Структура

Общая структура любого центрального процессора состоит из следующих блоков:

1. Блока интерфейса;
2. Операционного блока;

Блок интерфейса содержит следующие компоненты:

• Адресные регистры;
• Регистры памяти, в которых осуществляется хранение кодов передаваемых команд, выполнение которых планируется в ближайшее время;
• Устройства управления – с его помощью формируются управляющие команды, которые в дальнейшем выполняются ЦП;
• Схемы управления, отвечающие за работу портов и системных шин;

В операционный блок входят:

1. Микропроцессорная память. Состоит из: сегментных регистров, регистров признаков, регистров общего назначения и регистров подсчитывающих количество команд;
2. Арифметико-логическое устройство. С его помощью информация интерпретируется в набор логических, или арифметических операций;

Системная шина служит для передачи сигналов от центрального процессора к другим компонентам устройства. С каждым новым поколением структура процессора немного меняется и последние разработки сильно отличаются от первых процессоров, используемых на заре становления компьютерных технологий.

Определение штатной и действующей частоты процессора

Штатная частота – это такое её значение, при котором ЦП работает в номинальном режиме с расчётным быстродействием и его тепловыделение не превышает максимально допустимого значения.

Помимо штатной величины оперируют понятием действующей частоты. Это просто то её значение, с которым ЦП работает в настоящее время. Она может быть выше штатной (например, для игр нужна максимальное быстродействие, чтобы обеспечить наибольшую производительность графической подсистемы) или же заниженной, когда ПК находится в режиме покоя.

Посмотреть значения штатной и действующей частоты можно стандартными средствами, встроенными в Windows 7 или Windows 10. Даже минимальный диагностический функционал, установленный на этих системах, позволяет находить эти параметры. Операционные системы способны находить практически все существующие ЦП в базе данных и выводить их штатную величину (в свойствах системы), а также определять действующую (в диспетчере задач).

Кроме того, определить все перечисленные параметры можно при помощи любой сторонней программы диагностики, например:

• AIDA64;
• CPU-Z;
• Speccy;
• HWInfo;
• и т.д.

Перечисленные программы способны определять как действующее, так и штатное значение. Кроме того, штатную величину можно узнать, посмотрев BIOS ПК в разделе CPU Info или CPU Clock Settings.

Компоненты и характеристики процессора

Основными компонентами CPU являются — ALU (Арифметико-логическое устройство), которое выполняет математические, логические и арифметические операции и CU (Блок управления), который управляет всеми операциями процессора.

В процессе развития компьютерных процессоров существенно изменились характеристики процесоров: увеличилась скорость (тактовая частота) и возможности процессора. Например, первым микропроцессором был Intel 4004, который был выпущен 15 ноября 1971 года, и имел 2,300 транзисторов и выполнил 60,000 операций в секунду. Современные же процессоры Intel, такие как на картинке, содержат сотни миллионов транзисторов и выполняют миллиарды операций в секунду.

Основные характеристики процессоров

Мы рассмотрели, что такое процессор компьютера, как он работает

Ознакомились с тем, что из себя представляют два основных их вида, время обратить внимание на их характеристики

Итак, для начала их перечислим: бренд, серия, архитектура, поддержка определенного сокета, тактовая частота процессора, кэш, количество ядер, энергопотребление и тепловыделение, интегрированная графика. Теперь разберем с пояснениями:

Бренд – кто производит процессор: AMD, или Intel. От данного выбора зависит не только цена приобретения, и производительность, как можно было бы предположить из предыдущего раздела, но также и выбор остальных комплектующих ПК, в частности, материнской платы. Поскольку процессоры от АМД и Интел имеют различную конструкцию и архитектуру, то в сокет (гнездо для установки процессора на материнской плате) предназначенный под один тип процессора, нельзя будет установить второй;
Серия – оба конкурента делят свою продукцию на множество видов и подвидов. (AMD — Ryzen, FX,. Intel- i5, i7);
Архитектура процессора – фактически внутренние органы ЦП, каждый вид процессоров имеет индивидуальную архитектуру. В свою очередь один вид можно разделить на несколько подвидов;
Поддержка определенного сокета — очень важная характеристика процессора, поскольку сам сокет является «гнездом» на материнской плате для подсоединения процессора, а каждый вид процессоров требует соответствующий ему разъем. Собственно об этом было сказано выше. Вам либо нужно точно знать какой сокет расположен на вашей материнской плате и под нее подбирать процессор, либо наоборот (что более правильно);
Тактовая частота – один из значимых показателей производительности ЦП. Давайте ответим на вопрос что такое тактовая частота процессора. Ответ будет простым для этого грозного термина — объем операций выполняющихся в единицу времени, измеряющийся в мегагерцах (МГц);
Кэш — установленная прямо в процессор память, её ещё называют буферной памятью, имеет два уровня — верхний и нижний. Первый получает активную информацию, второй – неиспользуемую на данный момент. Процесс получения информации идет с третьего уровня во второй, а потом в первый, ненужная информация проделывает обратный путь;
Количество ядер — в ЦП их может быть от одного до нескольких. В зависимости от количества процессор будет называться двухъядерных, четырех ядерным и т.д. Соответственно от их числа будет зависеть мощность;
Энергопотребление и тепловыделение

Тут все просто – чем выше процессор «съедает» энергии, тем больше тепла он выделит, обращайте внимание на этот пункт, чтобы выбрать соответствующий кулер охлаждения и блок питания.
Интегрированная графика – у AMD первые такие разработки появились в 2006, у Intel с 2010. Первые показывают больший результат, чем конкуренты

Но все равно, до флагманских видеокарт пока ни один из них не смог дотянуть.

Структура современных процессоров

Центральный процессор современного ПК, ноутбука или планшета представлен ядром — теперь уже нормой считается, что их несколько, кэш-памятью на различных уровнях, а также контроллерами: ОЗУ, системной шины. Производительность микросхемы соответствующего типа определяется ее ключевыми характеристиками. В какой совокупности они могут быть представлены?

Наиболее значимые характеристики центрального процессора на современных ПК таковы: тип микроархитектуры (обычно указывается в нанометрах), тактовая частота (в гигагерцах), объем кэш-памяти на каждом уровне (в мегабайтах), энергопотребление (в ваттах), а также наличие или отсутствие графического модуля.

Изучим специфику работы некоторых ключевых модулей центрального процессора подробнее. Начнем с ядра.

Зависимость частоты процессора от количества ядер

Фактически число или количество ядер на частоту никакого влияния не оказывает. Однако, есть некоторые особенности работы многоядерных систем, связанные с этим. Вообще-то изначально многоядерность планировалась, как дальнейшее достижение всё большей производительности. Но со временем стало понятно, что быстродействие современных ЦП в тривиальных задачах и так более, чем достаточное.

И на первое место в большем количестве задач стали выходить не сколько вопросы производительности, сколько вопросы энергосбережения. Последние требовали снижения частоты, поскольку, как показала практика, чаще снизить частоту выгоднее, чем поддерживать её в каком-то постоянном значении.

До 2015 года все многоядерные ЦП имели единые значения скорости работы для каждого ядра. И только появление в 2015 году семейства Skylake позволило устанавливать для каждого ядра своё быстродействие. Для всех последующих поколений (шестое и более поздние) понижать или повышать частоты можно для каждого ядра в отдельности. Методы, как понизить частоту или повысить её для каждого ядра в отдельности, такие же, как и для процессора в целом. Современные твикеры позволяют вести тонкую настройку частоты каждого ядра.

То есть теперь вопрос, что важнее: скорость или потребление решается уже на уровне ядра.

Устройство центрального процессора

Процессор — это своего рода компьютерный мозг. Фактически, более одного процессора, ни один элемент компьютера не выполняет задачи. Сотни потоков в секунду проходят через центральный процессор. Он обрабатывает информацию и распределяет ее между другими компонентами. Не зря его называют сердцем компьютера. Через него проходят вся информация и все процессы. Что такое CPU в компьютере, разобрались, перейдем к его устройству.

Сверху процессора находится механическая крышка. Это необходимо для отвода тепла и защиты процессора в случае сбоя или падения. Сразу под этой крышкой находится некий кристалл, отвечающий за все процессоры компьютера. Кристалл на основе кремния. В случае минимального повреждения работа центрального процессора будет остановлена. Под кристаллом находится специальная прокладка, к которой крепятся своеобразные «ножки» процессора на задней стороне процессора. Именно они связываются с материнской платой и передают всю информацию. Как и в случае с кристаллом, при наличии хотя бы одной ножки компьютер выключится.

История развития: первый микропроцессор

Транзисторы, электромеханические реле, сердечники, вакуумные лампы – первые процессоры, старательно выполнявшие несложные арифметические и логические операции, появились еще в далеком 1940 году, но оставались ненадежными, громоздкими, да и неприменимыми в бытовых условиях (основное назначение – государственные разработки, крупные и набирающие обороты перерабатывающие фирмы) – слишком большое выделение энергии, неконтролируемая теплоотдача, низкая скорость обработки данных. Мечтать о домашнем применении подобных чипов и не приходилось, хотя бы из-за нехватки свободного места. Поставить в какой-нибудь из комнат ЭВМ с микропроцессором получилось бы лишь во дворце.

Со временем все изменилось. В 1970 году Эдвард Хофф, представлявший крупнейший отдел разработки компонентов для электронно-вычислительных машин, представил руководителям компании Intel интегральную схему, выполнявшую те же функции, что и чипы ЭВМ, но с маленьким нюансом – плата Эдварда помещалась в руке, обрабатывала 4 бита информации в секунду (конкуренты выдавали мощности в разы серьезнее – до 32 бит одновременно), и стоила в тысячу раз дешевле.

Первые калькуляторы снабжали именно процессором 4004 Эдварда Хоффа, которые появились в продаже в начале 1971 года. С этого момента, как принято считать, и началась эра новых процессоров, изменивших мир.

Дальше история развития микропроцессоров двинулась следующим путем:

1. 1 апреля 1974 года. Intel вновь шокирует заинтересованную публику – на закрытых прилавках появилась модель 8080 с 6 тысячами транзисторов на крошечной схеме, объем памяти увеличен до 64 килобайт, проблемы с потреблением энергии решены, теплоотдача – практически нулевая. Чуть позже появился чип 8086, заложивший основы разрядности современных компьютеров.
2. Октябрь 1985 года. В центре внимания снова Intel, с еще более неожиданной новинкой – моделью i 32-битная архитектура, новые возможности по управлению памятью, увеличенные мощности, тактовая частота в 16 МГц и общее быстродействие на уровне 6 Mips – мир и представить не мог, насколько быстро меняются возможности тех допотопных компьютеров, неожиданно получивших возможность работать с 4 Гб оперативной памяти и проводить тысячи арифметических действий всего за несколько секунд. А ведь впереди еще больше открытий!
3. Осень 1989 года. Микропроцессор i80486DX, уместивший на крошечной плате 1.2 миллиона транзисторов, а еще сопроцессор и кэш-память, позволившая увеличивать текущую работоспособность компьютера путем промежуточного хранения некоторых данных, чисел, команд и действий. Общая производительность увеличилась до 16.5 Mips. Тактовая частота возросла до 16 МГц.
4. Начало 1991 года. Появление i80486SX – штатное увеличение мощностей, долгие раздумья разработчиков из Intel на счет внедрения появляющихся чипов в ноутбуки и иные портативные устройства. Как результат – разные версии процессоров, рассчитанные под меняющиеся (иногда вычислительные, порой – контролирующие) нужды. Все эксперименты закончились появлением 2-го поколения МП (вроде i486DX2), поддерживающих новую технологию распределения мощностей между двумя разными ядрами центральной системы.
5. Март 1995 года. Мир впервые знакомится с Intel Pentium, поставки чипов в магазинах для обычных пользователей – не за горами. Мощности увеличены до возможного (по тем годам) предела – 1 млрд. Mips.

Далее появились поставки многоядерных процессоров, затем появился Xeon и Intel Core, а после на мировом рынке загорелась новая звезда – модульные процессоры AMD

С тех пор (а именно с 2007 года) между двумя компаниями и ведется беспрерывная война за внимание пользователей

На текущий момент хотя бы примерно описать состояние рынка МП невозможно – Intel Core представляет новые архитектуры микропроцессора (Coffee Lake, Skylake, Haswell, Kaby Lake) чуть ли не каждый год, а заодно меняет наименования семейства процессоров (Intel Core i3, i5, i7, i9). AMD старается удивлять низкими ценами и внушительными возможностями разгона. И кто в таком хаосе лидер – до сих пор не разобрать.

Компоненты частоты

Рассматриваемый показатель формируется из двух компонентов. Во-первых, это частота системной шины — измеряется она обычно в сотнях мегагерц. Во-вторых, это коэффициент, на который соответствующий показатель умножается. В некоторых случаях производители процессоров дают пользователям возможность регулировать оба параметра. При этом, если выставить в достаточной мере высокие значения для системной шины и множителя, можно ощутимо увеличить производительность микросхемы. Именно таким образом осуществляется разгон процессора

Правда, его задействовать нужно осторожно

Дело в том, что при разгоне может значительно увеличиться температура центрального процессора. Если на ПК не будет установлено соответствующей системы охлаждения, то это может привести к выходу микросхемы из строя.

Система охлаждения процессора (кулер)

Центральный процессор сильно нагревается во время работы, поэтому на него обязательно должна быть установлена система охлаждения (сокращенно СО).

Рассеиваемая мощность

Рассеиваемая мощность измеряется в ваттах, и должна быть не ниже, чем тепловыделение процессора. В противном случае возможен его перегрев.

Совместимость с сокетом процессора

На радиаторе обязательно должны быть установлены
крепления, совместимые с сокетом материнской платы, иначе установить СО не
удастся.

Материал основания

Материал изготовления основания радиатора может
отличаться от основного материала. Зачастую в хороших кулерах основание делают
из меди, т.к. медь – отличный проводник тепла.

Высота установки СО

Важно обращать внимание на высоту конструкции. Высокий
кулер может не поместиться в корпусе, и будет упираться в боковую крышку
системного блока

Тип охлаждения

Охлаждение бывает двух видов – воздушное и жидкостное.
Жидкостное менее шумное и более эффективное, но зато более дорогое, в отличие
от воздушного охлаждения.

Уровень шума

Вентилятор, установленный на воздушной СО издает шум. У разных СО установлены различного размера и качества вентиляторы, и, соответственно, они имеют разный уровень шума. Жидкостное охлаждение тоже шумит, но, как правило, уровень его шума заметно ниже воздушных систем охлаждения.

Перед установкой системы охлаждения на процессор, на крышку процессора наносится термопаста тонким слоем.

Как работает процессор

Процессоры могут поставляться с большим количеством наворотов, чем когда-либо прежде. По своей сути они состоят из одного и того же набора процессов. Эти процессы называются циклом выборки-выполнения. Этот цикл состоит из трёх шагов: выборка; декодировать; и выполнить.

Выборка

Первый шаг в цикле выборка-выполнение — выборка. Он включает в себя получение — или «извлечение» — инструкции. Эта инструкция передаётся из ОЗУ в ЦП.

Когда процессор получает инструкцию, он будет отслеживать ту, над которой работает, используя счётчик программ. Все инструкции, которые он получает, хранятся в регистре команд.

Декодировать

Когда инструкция была выбрана и сохранена в регистре инструкций, ЦП обрабатывает инструкцию, используя свой декодер. Это превращает инструкцию в серию сигналов, которые могут интерпретироваться другими частями ЦП.

Выполнить

В конце этого процесса декодированные инструкции выполняются. Инструкции отправляются другим частям процессора для выполнения. После выполнения этих инструкций они обычно сохраняются в регистре ЦП. Это помогает повысить скорость процессора, поскольку он может запоминать некоторые инструкции, которые он ранее обработал.