Цпу что такое: ЦПУ — это… Что такое ЦПУ?

ЦПУ — это… Что такое ЦПУ?

Многоядерные процессоры

Содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе (на одном или нескольких кристаллах).

Процессоры, предназначенные для работы одной копии операционной системы на нескольких ядрах, представляют собой высокоинтегрированную реализацию системы «Мультипроцессор».

Двухядерность процессоров включает такие понятия, как наличие логических и физических ядер: например двухядерный процессор Intel Core Duo состоит из одного физического ядра, которое в свою очередь разделено на два логических. Процессор Intel Core 2 Quad состоит из четырёх физических ядер, что существенно влияет на скорость его работы.

10 сентября 2007 года были выпущены в продажу нативные (в виде одного кристалла) четырёхьядерные процессоры для серверов AMD Quad-Core Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое название AMD Opteron Barcelona[1]. 19 ноября 2007 вышел в продажу четырёхьядерный процессор для домашних компьютеров AMD Quad-Core Phenom[2]. Эти процессоры реализуют новую микроархитектуру K8L (K10).

27 сентября 2006 года Intel продемонстрировала прототип 80-ядерного процессора[3]. Предполагается, что массовое производство подобных процессоров станет возможно не раньше перехода на 32-нанометровый техпроцесс, а это в свою очередь ожидается к 2010 году.

На данный момент массово доступны двух- и четырехядерные процессоры, в частности Intel Core 2 Duo на 65 нм ядре Conroe (позднее на 45 нм ядре Wolfdale) и Athlon64X2 на базе микроархитектуры K8. В ноябре 2006 года вышел первый четырёхъядерный процессор Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из двух кристаллов Conroe в одном корпусе. Потомком этого процессора стал Intel Core 2 Quad на ядре Yorkfield (45 нм), архитектурно схожем с Kentsfield но имеющем больший обьем кэша и рабочие частоты.

Компания AMD пошла по собственному пути, изготовляя четырехядерные процессоры единым кристаллом (в отличие от Intel, процессоры которой представляют собой фактически склейку двух двухядерных кристаллов). Несмотря на всю прогрессивность подобного подхода первый «четырёхядерник» фирмы, получивший название AMD Phenom X4, получился не слишком удачным. Его отставание от современных ему процессоров конкурента составляло от 5 до 30 и более процентов в зависимости от модели и конкретных задач.

На настоящий момент (1-2 квартал 2009 года) обе компании обновили свои линейки четырёхядерных процессоров. Intel представила семейство Core i7, состоящее из трех моделей, работающих на разных частотах. Основными изюминками данного процессора является использование трехканального контроллера памяти (типа DDR-3) и технологии эмулирования восьми ядер (полезно для некоторых специфических задач). Кроме того, благодаря общей оптимизации архитектуры удалось значительно повысить производительность процессора во многих типах задач. Слабой сторной платформы, использующей Core i7 является ее чрезмерная стоимость, так как для установки данного процессора необходима дорогая материнская плата на чипсете Intel-X58 и трехканальный набор памяти типа DDR3, также имеющий на данный момент высокую стоимость.

Компания AMD в свою очередь представила линейку процессоров Phenom II X4. При её разработке компания учла свои ошибки: был увеличен объем кэша (явно недостаточный у первого «Фенома»), а производство процессора было переведено на 45 нм техпроцесс, позволивший снизить тепловыделение и значительно повысить рабочие частоты. В целом AMD Phenom II X4 по производительности стоит вровень с процессорами Intel предыдущего поколения (ядро Yorkfield) и весьма значительно отстает от Intel Core i7. Однако, принимая во внимание умеренную стоимость платформы на базе этого процессора, его рыночные перспективы выглядят куда более радужно чем у предшественника.

Кэширование

Кэширование — это использование дополнительной быстродействующей памяти (кэш-памяти) для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика.

Различают кэши 1-, 2- и 3-го уровней. Кэш 1-го уровня имеет наименьшую латентность (время доступа), но малый размер, кроме того кэши первого уровня часто делаются многопортовыми. Так, процессоры AMD K8 умели производить 64 бит запись+64 бит чтение либо два 64-бит чтения за такт, AMD K8L может производить два 128 бит чтения или записи в любой комбинации, процессоры Intel Core 2 могут производить 128 бит запись+128 бит чтение за такт. Кэш 2-го уровня обычно имеет значительно большие латентности доступа, но его можно сделать значительно больше по размеру. Кэш 3-го уровня самый большой по объёму и довольно медленный, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная память.

Параллельная архитектура

Архитектура фон Неймана обладает тем недостатком, что она последовательная. Какой бы огромный массив данных ни требовалось обработать, каждый его байт должен будет пройти через центральный процессор, даже если над всеми байтами требуется провести одну и ту же операцию. Этот эффект называется узким горлышком фон Неймана.

Для преодоления этого недостатка предлагались и предлагаются архитектуры процессоров, которые называются параллельными. Параллельные процессоры используются в суперкомпьютерах.

Возможными вариантами параллельной архитектуры могут служить (по классификации Флинна):

Технология изготовления процессоров

История развития процессоров

Первым общедоступным микропроцессором был 4-разрядный Intel 4004. Его сменили 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие основы архитектуры всех современных настольных процессоров. Но из-за распространённости 8-разрядных модулей памяти был выпущен 8088, клон 8086 с 8-разрядной шиной памяти. Затем проследовала его модификация 80186. В процессоре 80286 появился защищённый режим с 24-битной адресацией, позволявший использовать до 16 МБ памяти. Процессор Intel 80386 появился в 1985 году и привнёс улучшенный защищённый режим, 32-битную адресацию, позволившую использовать до 4 ГБ оперативной памяти и поддержку механизма виртуальной памяти. Эта линейка процессоров построена на регистровой вычислительной модели.

Параллельно развиваются микропроцессоры, взявшие за основу стековую вычислительную модель.

Современная технология изготовления

В современных компьютерах процессоры выполнены в виде компактного модуля (размерами около 5×5×0,3 см) вставляющегося в ZIF-сокет. Большая часть современных процессоров реализована в виде одного полупроводникового кристалла, содержащего миллионы, а с недавнего времени даже миллиарды транзисторов. В первых компьютерах процессоры были громоздкими агрегатами, занимавшими подчас целые шкафы и даже комнаты, и были выполнены на большом количестве отдельных компонентов.

В начале 1970-х годов благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем), микросхем, стало возможным разместить все необходимые компоненты ЦП в одном полупроводниковом устройстве. Появились так называемые микропроцессоры. Сейчас слова микропроцессор и процессор практически стали синонимами, но тогда это было не так, потому что обычные (большие) и микропроцессорные ЭВМ мирно сосуществовали ещё по крайней мере 10-15 лет, и только в начале 80-х годов микропроцессоры вытеснили своих старших собратьев. Надо сказать что переход к микропроцессорам позволил потом создать персональные компьютеры, которые теперь проникли почти в каждый дом.

Первый микропроцессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$.

За годы существования технологии микропроцессоров было разработано множество различных их архитектур. Многие из них (в дополненном и усовершенствованном виде) используются и поныне. Например Intel x86, развившаяся вначале в 32 бит IA32 а позже в 64 бит x86-64. Процессоры архитектуры x86 вначале использовались только в персональных компьютерах компании IBM (IBM PC), но в настоящее время всё более активно используются во всех областях компьютерной индустрии, от суперкомпьютеров до встраиваемых решений. Также можно перечислить такие архитектуры как Alpha, SPARC, MIPS (RISC — архитектуры) и EPIC-архитектура).

Большинство процессоров используемых в настоящее время являются Intel-совместимыми, то есть имеют набор инструкций и пр. , как процессоры компании Intel, AMD и 8086, i286 (в русском компьютерном сленге называется «двойка», «двушка»), i386 («тройка», «трёшка»), i486 («четвёрка»), Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Core 2 Duo, Itanium и др. AMD имеет в своей линейке процессоры Amx86 (сравним с Intel 486), Sempron (сравним с Intel Celeron), Athlon 64, Athlon 64 X2,

Будущие перспективы

В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть процессоров ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут:

  1. Квантовые компьютеры
  2. Молекулярные компьютеры

Квантовые процессоры

Процессоры, работа которых всецело базируется на квантовых эффектах. В настоящее время ведутся работы над созданием рабочих версий квантовых процессоров.

Российские микропроцессоры

Разработкой микропроцессоров в России занимается ЗАО «МЦСТ». Им разработаны и внедрены в производство универсальные RISC-микропроцессоры с проектными нормами 130 и 350 нм. Завершена разработка суперскалярного процессора нового поколения Эльбрус. Основные потребители российских микропроцессоров — предприятия ВПК.

История развития

Другие национальные проекты

Китай

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

  • Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 59—241. — ISBN 0-7897-3404-4

В чем разница между CPU и GPU?

CPU и GPU — это процессоры. Между ними есть много общего, однако сконструированы они были для выполнения разных задач. В чём конкретно выражается разница между CPU и GPU, вы узнаете из этой статьи.

Примечание Вы читаете улучшенную версию некогда выпущенной нами статьи.

Содержание:

Что такое CPU

CPU — это центральный процессор (англ. central processing unit).

Основная функция — выполнение цепочки инструкций за максимально короткое время.

CPU спроектирован таким образом, чтобы выполнять несколько цепочек одновременно или разбивать один поток инструкций на несколько и, после выполнения их по отдельности, сливать их снова в одну, в правильном порядке. Каждая инструкция в потоке зависит от следующих за ней. Именно поэтому в CPU так мало исполнительных блоков, а весь упор делается на скорость выполнения и уменьшение простоев, что достигается при помощи кэш-памяти и конвейера.

Если вы хотите знать не только что такое CPU, но и как работает процессор, то прочтите эту статью.

Что такое GPU

GPU — это графический процессор (англ. graphics processing unit).

Основная функция — рендеринг 3D-графики и визуальных эффектов.

GPU получает на вход полигоны, а после проведения над ними необходимых математических и логических операций выдаёт координаты пикселей. По сути, работа GPU сводится к оперированию над огромным количеством независимых между собой задач. Поэтому он содержит огромное количество исполнительных блоков — в современных GPU их 2048 и более.

Отличие CPU от GPU

С понятиями разобрались, теперь посмотрим, в чём отличие CPU от GPU.

  1. Доступ к памяти. В GPU он связанный и легко предсказуемый — если из памяти читается элемент текстуры, то через некоторое время настанет очередь и соседних текселов. С записью ситуация аналогичная.
  2. Размер кэш-памяти. Графическому процессору, в отличие от универсальных процессоров, не нужна кэш-память большого размера. Для текстур требуются лишь 128–256 килобайт.
  3. Поддержка многопоточности. Центральный процессор исполняет 1–2 потока вычислений на одно ядро, а графический процессор может поддерживать несколько тысяч потоков на каждый мультипроцессор, которых в чипе несколько штук. И если переключение с одного потока на другой для CPU стоит сотни тактов, то GPU переключает несколько потоков за один такт.
  4. Архитектура. В CPU большая часть площади чипа занята под буферы команд, аппаратное предсказание ветвления и огромные объемы кэш-памяти, а в GPU большая часть площади занята исполнительными блоками.

Схематичное представление CPU и GPU

Почему для майнинга используется GPU, а не CPU

Если CPU принимает решения в соответствии с указаниями программы, то GPU — производит огромное количество однотипных вычислений. Выходит, что если подавать на графический процессор независимые простейшие математические задачи, то он справится значительно быстрее, чем центральный процессор. Этим успешно пользуются майнеры биткоинов.

Суть майнинга заключается в том, что компьютеры решают математические задачи, в результате которых создаются биткоины. Все биткоин-переводы по цепочке передаются майнерам, чья работа состоит в том, чтобы подобрать из миллионов комбинаций один-единственный хэш, подходящий ко всем новым транзакциям и секретному ключу, который и обеспечит майнеру получение награды. Скорость вычисления напрямую зависит от количества исполнительных блоков. Поэтому GPU больше подходят для выполнения данного типа задачи, нежели CPU. Чем больше количество произведенных вычислений, тем выше шанс получить биткоины.

Что такое процессор и что он делает?

Подробности




сентября 08, 2017




Просмотров: 9887


Сокращения — это любимый способ технологического мира, чтобы сделать интересную технологию невероятно запутанной. При поиске нового ПК или ноутбука в спецификациях указывается тип процессора, который установлен на новом устройстве. Но они почти всегда не могут сказать вам, почему это так важно.

Когда вы столкнулись с решениями между AMD и Intel, двух или четырехъядерным процессором, или i3 против i7, может быть трудно сказать, в чем разница и почему это имеет значение. Знать, что лучше для вас, может быть сложно, но я здесь, чтобы помочь вам.

Что такое процессор?

Центральное процессорное устройство (Central Processing Unit – сокращенно CPU) часто упоминается как мозг компьютера. Хотя процессор является только одним из многих блоков обработки, он является одним из самых важных. Это часть компьютера, которая выполняет вычисления, действия и запускает программы.

ЦП принимает вводные данные из ОЗУ компьютера, декодирует и обрабатывает действия, прежде чем доставлять результат. Процессоры находятся во всех устройствах: от компьютеров и ноутбуков, до смартфонов, планшетов и смарт-телевизоров. Маленький и обычно квадратный чип помещается на материнскую плату устройства и взаимодействует с другим оборудованием для управления вашим компьютером.

Как работает процессор?

За годы, прошедшие с момента появления первых процессоров, было много улучшений. Несмотря на это, основная функция ЦП осталась прежней, состоящей из трех этапов; получение, декодирование и выполнение.

Получение

Как и следовало ожидать, получение предполагает получение инструкций. Инструкции представляются в виде серии чисел и передаются в ЦП из ОЗУ . Каждая инструкция является лишь одной небольшой частью любой операции, поэтому ЦП должен знать, какая инструкция будет следующей. Текущий адрес инструкции удерживается программным счетчиком (ПК). Затем инструкции помещаются в регистр регистрации (IR). Затем выводится адрес следующей инструкции.

Декодирование

После того, как команда извлекается и сохраняется в IR, CPU передает инструкцию в схему, называемую декодером команд. Это преобразует инструкцию в сигналы, которые передаются в другие части ЦП для действия.

Выполнение

На последнем этапе декодированные команды отправляются в соответствующие части CPU, которые должны быть завершены. Результаты обычно записываются в регистр ЦП, где на них можно ссылаться более поздними инструкциями. Подумайте об этом, как о функции памяти на вашем калькуляторе.

Сколько ядер?

В первые дни появления компьютеров процессор имел только одно ядро. Это означало, что процессор был ограничен только одним набором задач. Это одна из причин того, что вычисления часто были относительно медленными и трудоемкими, но мир менялся, производители начали искать новые способы повышения производительности. Этот поиск повышения производительности привел к созданию многоядерных процессоров. Вполне вероятно, что вы слышите такие термины как, двухъядерные, четырехъядерные или даже восьми-ядерные процессоры.

Например, двухъядерный процессор — это всего лишь два отдельных процессора на одном чипе. Увеличив количество ядер, процессоры смогли обрабатывать сразу несколько процессов. Это имело желаемый эффект увеличения производительности и сокращения времени обработки. Двухъядерный процессор вскоре уступил место четырехъядерным процессорам с четырьмя процессорами и даже восьмиядерными процессорами с восемью. Добавив гиперпоточность ваш компьютер может выполнять задачи, как если бы они имели до 16 ядер.

Понимание спецификаций

Полезно знать о работе процессора наряду с различными брендами и номерами ядер. Тем не менее, есть много вариантов, даже с теми же самыми высокоуровневыми спецификациями. Существуют и другие спецификации, которые могут помочь вам решить между процессорами, когда дело доходит до времени на покупку.

Мобильный и настольный

Традиционно компьютеры были крупными статическими электронными устройствами, питающимися постоянным электричеством. Однако переход на ноутбуки и рост популярности смартфонов означает, что мы по существу носим компьютер вместе с нами повсюду. Мобильные процессоры оптимизированы для эффективности и энергопотребления, поэтому аккумулятор устройства работает как можно дольше.

В своей мудрости производители взяли на именование своих мобильных и настольных процессоров то же самое, но с рядом префиксов. Это несмотря на то, что они разные. Префиксы для мобильных процессоров имеют обозначение «U» для сверхнизкой мощности, «HQ» для высокопроизводительной графики и «HK» для высокопроизводительной графики с возможностью разгона. Настольные префиксы включают «K» для возможности разгона, и «T» — для оптимизации мощности.

32 или 64-битный

Процессор не получает постоянный поток данных. Вместо этого он получает данные в меньших фрагментах, известных как «биты». Процессор ограничен количеством бит в команде. Когда 32-битные процессоры были впервые разработаны, это казалось невероятно большим размером команды. Однако закон Мура продолжал держаться, и внезапно компьютеры могли обрабатывать более 4 ГБ ОЗУ — оставляя дверь открытой для нового 64-битного процессора.

Проектирование тепловой мощности

Thermal Power Design — это показатель максимальной мощности в Вт, потребляемый вашим процессором. Хотя более низкая потребляемая мощность явно хороша для ваших счетов за электроэнергию, она может иметь еще одно неожиданное преимущество — меньше тепла.

Тип гнезда процессора

Чтобы создать полностью работоспособный компьютер, ЦП необходимо подключить к другим компонентам через материнскую плату. При выборе процессора вам необходимо убедиться, что типы гнезд CPU и материнской платы соответствуют друг другу.

Кэш L2 / L3

Кэш L2 и L3 — это оперативная встроенная память для процессора, который будет использоваться во время обработки. Чем больше у вас будет кэш память, тем быстрее ваш процессор будет выполнять задачи.

Частота

Частота относится к рабочей скорости процессора. Перед многоядерными процессорами частота была самой важной метрикой производительности между разными CPU. Несмотря на добавление других функций, это все еще важная спецификация, которая должна учитываться. Например, очень быстрый двухъядерный процессор может превосходить более низкий четырехъядерный.

Мозг компьютера

Процессор действительно является мозгом компьютера. Он выполняет все задачи, которые мы обычно ассоциируем с вычислениями. Большинство других компьютерных компонентов действительно поддерживают процессоры. Улучшения в технологиях процессора, включая гиперпоточность и несколько ядер, сыграли ключевую роль в технической революции.

Возможность дифференцировать двухъядерный процессор Intel i7 и четырехъядерный процессор AMD X4 860K значительно упростит время принятия решений. Это не говоря уже о том, чтобы потенциально экономить ваши деньги на сверхмощном оборудовании. Однако, несмотря на их важность, есть много других способов для обновления вашего ПК.

Сколько нового о процессорах вы узнали из этой статьи? Какой процессор имеет ваш компьютер? Это вдохновило вас на обновление? Дайте нам знать в комментариях ниже!

Читайте также

Центральный процессор (CPU), его основные производители, ядра процессора, виртуальные процессоры для облачных технологий

Каждый компьютер оснащён процессором. А также каждый смартфон, игровая приставка, плоский телевизор и любое другое сложное компьютерное устройство. Процессор называют мозгом компьютерного девайса, потому что абсолютно все, даже самые простые, процессы проходят через него. Мы предлагаем вам разобраться с тем, что это такое и какое значение играет количество ядер процессора.

Процессор, что это?

Центральный процессор, он же CPU, является одним из основных элементов компьютера. Именно он обрабатывает программный код и заставляет работать всю операционную систему устройства и установленные приложения. Команды на него поступают как с железа, так и с программного обеспечения. Основные производители процессоров для высокотехнологичных девайсов на сегодняшний день это:

  • Intel;
  • AMD;
  • Qualcomm;
  • NVIDIA;
  • Apple.

Производители Intel и AMD занимаются производством процессоров для стационарных компьютеров, ноутбуков и серверов. А Qualcomm, NVIDIA и Apple разрабатывают микропроцессоры для смартфонов, планшетов, умных часов и других подобных цифровых гаджетов.

Современные процессоры обычно небольшие и квадратные, с множеством небольших скруглённых металлических коннекторов. Процессоры крепятся в специально предназначенные для них слоты на материнской плате. Во время работы процессор обязательно нагревается, поэтому рядом с ним обязательно устанавливается система охлаждения.

Скорость работы процессора определяется по количеству процессов, обрабатываемых за секунду. Измеряется этот показатель в GHz (гигагерц). Например, если скорость работы процессора составляет 1 Hz, это значит, что за секунду обрабатывается только одна часть поступающих инструкций. А вот средний CPU со скоростью в 3.0 GHz может обрабатывать до 3 биллионов инструкций за одну секунду.

Ядра процессора

Встречаются устройства с одним ядром процессора. Встречаются с двумя и более. Ядрами называют физические элементы процессора, установленные на материнской плате. Они объединяются в единую систему. Процессор с двумя ядрами будет обрабатывать в два раза больше процессов, чем процессор с одним. Но, выбирая устройство по процессору, смотреть нужно в первую очередь не на количество ядер, а на скорость общей системы. Больше — не обязательно быстрее.

Некоторые CPU могут создавать виртуальные ядра, разбивая одно физическое на два. Это значит, что процессор с четырьмя ядрами может функционировать максимум как восьмиядерный. Но не стоит забывать, что физические процессоры в любом случае работают быстрее и чётче, чем виртуальные.

Архитектура и рабочие процессы любого CPU очень сложные. У каждого производителя свои архитектуры и особенности разработки. Каждый пытается сделать свой новый процессор наиболее эффективным, быстрее и точнее обрабатывающим все задачи.

Виртуальные процессоры для облачных технологий

Виртуальные процессоры, они же vCPU, представляют собой физические процессоры, привязанные к виртуальным машинам. Чаще всего работа с виртуальными процессорами вовлекается в работу с облачными технологиями. Физический хост, от которого идут vCPU, может быть оснащён множеством обычных процессоров. Но по дефолту под одну виртуальную машину выделяется один vCPU.

При администрировании систем с vCPU нужно знать, какая документация используется облачным провайдером. Настройка таких систем — дело тонкое. Важно понимать, что добавление дополнительных виртуальных процессоров к системе не обязательно повышает её производительность. Наоборот, физическим процессорам будет сложнее координировать виртуальные.

На эффективность любого процессора, как физического, так и виртуального, влияют многие факторы. Это и скорость, и количество ядер, и даже система охлаждения. Выбор процессора напрямую зависит от планируемых нагрузок.

Процессор — что это такое

Главная / ЧАстые ВОпросы

15 января 2021

  1. Процессор — что это
  2. Из чего состоит
  3. Его функции
  4. Характеристики процессора
  5. Производители — их плюсы и минусы

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru.

При выборе нового компьютера мы обращаем внимание на несколько характеристик: модель материнской платы, размер оперативной и внутренней памяти, объем видеокарты, наличие дополнительных возможностей.

Не обходим стороной и важнейший элемент любого ПК (это что?) — процессор.

И хоть большинство пользователей старается подбирать чип нового поколения с максимальным количеством ядер, далеко не все догадываются, для чего нужен и какие функции выполняет элемент.

Я попытаюсь ликвидировать этот пробел в ваших знаниях и простым языком объяснить, что такое процессор в компьютере и почему он настолько важен.

Процессор — что это

Процессор называют мозгом компьютера. И не зря, ведь он обеспечивает беспрерывную работу всего механизма. Процессор можно сравнить с сердцем в человеческом организме: пока он функционирует, работать будут другие составляющие системного блока и подключенные к нему внешние устройства.

С его помощью обрабатывается программный код, работает операционная система и устанавливаемые приложения. Чем выше скорость процессора, тем быстрее работает компьютер.

Википедия гласит, что процессор — это главная часть аппаратного обеспечения ПК, которое отвечает за исполнение кода программ, обрабатывает поток данных, регулирует работу частей системы.

Внешне он выглядит как небольшая пластинка квадратной формы и имеет толщину в несколько миллиметров. Настольные версии устройств прикрываются металлической крышкой, а в нижней части процессора находится много контактов.

Кроме привычного термина «процессор», встречаются также такие варианты, как микропроцессор, центральный процессор (ЦП) и центральное процессорное устройство (ЦПУ).

Часто можно встретить обозначение CPU, что расшифровывается как «central processing unit» и переводится с английского как «центральное обрабатывающее устройство».

Из чего состоит процессор

Процессор состоит из следующих компонентов:

  1. ядро (ядра) — сюда входят регистр (внутренняя память), кэш (быстрая память), арифметико-логическое устройство;
  2. шины — с их помощью происходит передача данных, а также управление операциями и внешними составляющими компьютера.

Функции процессора

ЦПУ выполняет две важные функции:

  1. управление всеми операциями ПК, начиная сложением двух чисел и заканчивая обработкой видео или запуском игр;
  2. обработка данных с помощью арифметических и логических операций.

Характеристики процессора

При выборе процессора для компьютера стоит обратить внимание на его характеристики.

Их довольно много, выделим несколько основных:

  1. тактовая частота;
  2. разрядность;
  3. количество ядер;
  4. размер кэша;
  5. интегрированная графика;
  6. энергопотребление и тепловыделение.

Тактовая частота

Тактовая частота — это число операций, выполняемое процессором за 1 секунду. Единицы измерения — мегагерц (миллион тактов за секунду) и гигагерц (миллиард). Высокая тактовая частота позволяет процессору быстрее обрабатывать данные.

Разрядность

Разрядность — это количество битов, которое обрабатывается ЦПУ за один такт. Процессоры бывают 32 или 64-разрядными, и от этого показателя зависит размер оперативной памяти, которую можно устанавливать в компьютер.

Для мощных игровых компьютеров с 4 ГБ ОЗУ и более подойдет 64-разрядный ЦП.

Количество ядер

Одноядерные процессоры выполняют задачи последовательно, двухъядерные — до двух одновременно, четырехъядерные — до четырех и так далее. Исходя из этого, современные компьютеры могут называться многозадачными, так как чем больше ядер у процессора, тем производительнее ПК.

Но иногда программы (это что?) бывают не заточены под многопоточность (идет использование только одного ядра), поэтому в этих приложениях многоядерные процессоры не дают пользователю возможность ощутить всю мощь компьютера.

Размер кэша

Кэш — это быстродействующая память внутри ЦПУ, которая выступает в роли буфера между ОЗУ (оперативной памятью на материнской плате) и ядром процессора, а также предоставляет ускоренный доступ к блокам обрабатываемых данных.

Этот вид памяти быстрее оперативной, так как взаимодействует напрямую с ядром ЦП.

Интегрированная графика

Наличие процессоров с интегрированной графикой дает возможность выполнять несложные видео-операции без покупки дискретной (отдельной) видеокарты. Это очень удобно, если ПК покупается для офиса или серфинга в сети.

Энергопотребление и тепловыделение

Чем больше энергии потребляет процессор, тем больше тепла он выделяет. Этот параметр следует учитывать при выборе системы охлаждения ПК и блока питания.

Производители процессоров

Ассортимент процессоров включает как слабые одноядерные процессоры, так и мощные многоядерные. Их созданием занимаются многие производители, но флагманами считаются две марки — Intel и AMD.

Различие между товарами двух брендов заключается в архитектуре и каждый из них предлагает свой вид процессора, который кардинально отличается друг от друга.

Продукция каждого из производителей имеет свои достоинства и недостатки. Предлагаю ознакомиться с ними ниже.

Intel

Достоинства процессоров Intel:

  1. низкое потребление энергии;
  2. высокая производительность в играх;
  3. высокий уровень доверия у разработчиков ПО;
  4. хорошая связь с ОЗУ;
  5. в рамках одной программы операции выполняются лучше, чем в случае с процессорами AMD.

Недостатки:

  1. высокая стоимость;
  2. снижение производительности при использовании нескольких ресурсоемких программ;
  3. интегрированная графика реализована хуже, чем в AMD.

AMD

Достоинства процессоров AMD:

  1. сравнительно невысокая стоимость;
  2. разгон процессора и последующее повышение его мощности до 20%;
  3. хорошие графические ядра.

Недостатки:

  1. не очень хорошее взаимодействие с ОЗУ;
  2. довольно высокое потребление энергии;
  3. иногда недостаточная производительность в играх при наличии мощной видеокарты.

Вот и все, дорогие друзья. Я постарался простыми словами рассказать, что такое процессор и для чего он необходим. Надеюсь, что после прочтения статьи у вас не останется вопросов.

Приглашаю пообщаться на эту тему с другими читателями блога KtoNaNovenkogo.ru в комментариях и высказать свое мнение насчет того, процессор какого производителя лучше — Intel или AMD.

Напоследок предлагаю посмотреть видео по теме:

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Использую для заработка

В чем отличие CPU от GPU

Процессоры и графические ускорители очень похожи, они оба сделаны из сотен миллионов транзисторов и могут обрабатывать тысячи операций за секунду. Но чем именно отличаются эти два важных компонента любого домашнего компьютера?

В данной статье мы попытаемся очень просто и доступно рассказать, в чем отличие CPU от GPU. Но сначала нужно рассмотреть два этих процессора по отдельности.

Содержание статьи:

Что такое CPU?

CPU (Central Processing Unit или же Центральное Процессорное Устройство) часто называют «мозгом» компьютера. Внутри центрального процессора расположено около миллиона транзисторов, с помощью которых производятся различные вычисления. В домашних компьютерах обычно устанавливаются процессоры, имеющие от 1 до 4 ядер с тактовой частотой приблизительно от 1 ГГц до 4 ГГц.

Процессор является мощным, потому что может делать все. Компьютер способен выполнить какую-либо задачу, так как процессор способен выполнить эту задачу. Программистам удалось достичь этого благодаря широким наборам инструкций и огромным спискам функций, совместно используемых в современных центральных процессорах.

Что такое GPU?

GPU (Graphics Processing Unit или же Графическое Процессорное Устройство) представляет собой специализированный тип микропроцессора, оптимизированный для очень специфических вычислений и отображения графики. Графический процессор работает на более низкой тактовой частоте в отличие от процессора, но имеет намного больше процессорных ядер.

Также можно сказать, что GPU — это специализированный CPU, сделанный для одной конкретной цели — рендеринг видео. Во время рендеринга графический процессор огромное количество раз выполняет несложные математические вычисления. GPU имеет тысячи ядер, которые будут работать одновременно. Хоть и каждое ядро графического процессора медленнее ядра центрального процессора, это все равно эффективнее для выполнения простых математических вычислений, необходимых для отображения графики. Этот массивный параллелизм является тем, что делает GPU способным к рендерингу сложной 3D графики, требуемой современными играми.

Отличие CPU и GPU

Графический процессор может выполнить лишь часть операций, которые может выполнить центральный процессор, но он делает это с невероятной скоростью. GPU будет использовать сотни ядер, чтобы выполнить срочные вычисления для тысяч пикселей и отобразить при этом сложную 3D графику. Но для достижения высоких скоростей GPU должен выполнять однообразные операции.

Возьмем, например, Nvidia GTX 1080. Данная видеокарта имеет 2560 шейдерных ядер. Благодаря этим ядрам Nvidia GTX 1080 может выполнить 2560 инструкций или операций за один такт. Если вы захотите сделать картинку на 1% ярче, то GPU с этим справится без особого труда. А вот четырехъядерный центральный процессор Intel Core i5 сможет выполнить только 4 инструкции за один такт.

Тем не менее, центральные процессоры более гибкие, чем графические. Центральные процессоры имеют больший набор инструкций, поэтому они могут выполнять более широкий диапазон функций. Также CPU работают на более высоких максимальных тактовых частотах и имеют возможность управлять вводом и выводом компонентов компьютера. Например, центральный процессор может интегрироваться с виртуальной памятью, которая необходима для запуска современной операционной системы. Это как раз то, что графический процессор выполнить не сможет.

Вычисления на GPU

Даже несмотря на то, что графические процессоры предназначены для рендеринга, они способны на большее. Обработка графики — это только вид повторяющихся параллельных вычислений. Другие задачи, такие как майнинг Bitcoin и взломы паролей полагаются на одни и те же виды массивных наборов данных и простых математических вычислений. Именно поэтому некоторые пользователи используют видеокарты для не графических операций. Такое явление называется GPU Computation или же вычисления на GPU.

Выводы

В данной статье мы провели сравнение CPU и GPU. Думаю, всем стало понятно, что GPU и CPU имеют схожие цели, но оптимизированы для разных вычислений. Пишите свое мнение в комментариях, я постараюсь ответить.

Источник: www.maketecheasier.com

Что такое процессор? Основные характеристики процессоров

  • Содержание статьи

Вступление

За время работы системный администратором мне не раз приходилось слышать от сотрудников нашего офиса вопросы, которые заставляли меня окунуться в «чертоги разума» или применить дедуктивные навыки, чтобы понять, о чем вообще идёт речь.

И один из таких вопросов «мой процессор перестал включаться» или его другая версия «я что-то нажал и мой процессор отключился».

В это статье я хочу внести немного ясности и рассказать всем, что это вообще такое процессор и почему его не стоит путать с другими компонентами компьютера.

Что такое процессор (CPU)?

Процессор, что это вообще такое? Зачем он нужен? За какие задачи он отвечает?

Для большинства неопытных и технически неподготовленных пользователей процессором зачастую выступает весь системный блок в сборе. Но это относительно ошибочное суждение, процессор — это нечто, что сокрыто за стенками корпуса и толстым радиатором с вентилятором для его охлаждения.

Процессор или, как его еще называют, центральный процессор (Central Processing Unit) — это электронное устройство (интегральная схема), которое выполняет и обрабатывает машинные инструкции, код программ (машинный язык) и отвечает за все логические операции, которые протекают внутри вашей операционной системы и системного блока.

Без преувеличения, процессор можно назвать мозгом (или сердцем, это кому как больше нравится) любого компьютера, мобильного устройства или другого периферийного устройства. Да-да, слово процессор применимо не только к вашему системному блоку, но и планшету, смарт-холодильнику, игровой приставке, фотоаппарату и другой электронике.

Внешне процессор выглядит как квадратный (или прямоугольный) элемент или плата, в нижней части которой располагается контактная группа для подключения, в вверху находится сам кристалл процессора, который сокрыт под металлической крышкой, чтобы исключить возможность повреждения хрупкого кристалла процессора, а также крышка помогает при отводе тепла с поверхности кристалла на радиатор системы охлаждения.

Кристалл процессора состоит из кремния. Если точнее, полупроводники, из которых состоит процессор, производятся из кремния. На кремневой пластине кристалла в несколько слоёв располагается несколько триллиардов транзисторов (размер которых составляет порядка ~10 нм в зависимости от используемого техпроцесса при производстве), которые отвечают за все логические операции процессора.

На самом деле это только поверхностное описание того, из чего состоит процессор, и оно предназначено, скорее, для визуализации того, что из себя представляет процессор внутри. На самом деле все намного сложнее. К сожалению, просто и доходчиво объяснить все принципы создания и работы процессора не так просто, здесь потребуются знания как элементарной алгебры, так и продвинутой физики и электротехники, да и большинству пользователей это попросту не нужно.

Впоследствии производители процессоров научились располагать на печатной плате, помимо самого кристалла процессора, кристалл видеоядра (видеокарты), что позволило исключить необходимость в отдельной дискретной видеокарте для вывода изображения на монитор.

Подводя итог этого блока статьи и что бы дать простой ответ на такой сложный вопрос «Что такое процессор (CPU)» — процессор это сердце любого современного устройства, которое выполняет все основные операции, будь то простое сложение 2+2, набор текста в Microsoft Word или расчет физической модели в Blender.

История появления процессоров

Теперь, когда всё стало немного понятнее и слово процессор у вас не ассоциируется с системным блоком, давайте совершим небольшой экскурс в историю и посмотрим, как появились процессоры и что вообще способствовало их появлению.

Первые ЭВМ (электронно-вычислительные машины) появились в 40-х годах прошлого века. Изначально в их основе использовались лампы и примитивные радиоэлементы по типу резисторов и реле. Размер таких ЭВМ мог достигать нескольких квадратных метров.

На фотографии изображена первая ЭВМ — ENIAC. Ее вес составлял порядка 30 тон, и внутри располагалось 18000 электронных ламп.

Но прогресс не стоит на месте, и в 50-х годах громоздкие электронные лампы сменили транзисторы, которые, в свою очередь, в 60-х годах были вытеснены интегральными микросхемами, которые вмещали в себя уже тысячи таких транзисторов.

Всё изменилось в 1971 году, когда компания Intel представила первую 4-битную однокристальную микросхему Intel 4004. Именно Intel 4004 можно считать первым прародителем процессоров, нежели более ранние прототипы по типу электронных ламп и транзисторов. После Intel 4004 индустрия развития стала шагать семимильными шагами, и каждый год инженерам и конструкторам удавалось разработать более современный микропроцессор, который был мощнее и производительней своего приемника.

Мы умышленно не будем перечислять огромный перечень процессоров в силу того, что это уже получится полноценная, отдельная статья про историю процессоров. Поверьте, там есть о чём рассказывать.

В 1993 году компанией Intel был представлен первый полноценный десктоп процессор первого поколения P5, который впоследствии был переименован в Pentium.

Но не стоит полагать, что двигателем прогресса была только компания Intel, свой вклад в индустрию электроники и центральных процессоров внесли такие компании, как Motorola, Zilog, MOS Technology, Sinclair Research (ZX Spectrum). СССР тоже не отставали, и в 70-х годах Российские разработки в области ЭВМ вполне могли потягаться с зарубежными аналогами. Но в силу того, что СССР перенаправила силы из этой области в другие отраслевые технологии, было принято решение отказаться от собственного производства и впоследствии использовать сертифицированные импортные технологии.

Основные характеристики процессоров

Хорошо. Теперь, когда мы знаем, что такое процессор и его краткую историю появления, нам нужно расставить все точки над i и разобрать еще одну не менее важную составляющую процессоров — характеристики и за что они вообще отвечают.

Производитель

На текущий момент на рынке процессоров существует только два крупных игрока, которые постоянно конкурируют друг с другом как в плане технологий, так и за деньги в вашем кармане — AMD (Advanced Micro Devices) и Intel.

Мы не берём в расчет производителей, которые выпускают мобильные или другие узконаправленные процессоры, но в целях этичности их стоит упомянуть — МЦСТ (Эльбрус), Qualcomm, VIA Technologies, Samsung, Huawei и т. д.

Очень трудно говорить, кто лучше или процессор какого производителя вам стоит выбрать. Всё зависит от конкретных потребностей и ряда задач, которые будут выполняться на данном процессоре. Внести немного ясности в процесс выбора как производителя, так и процессора должна наша статья «Какой процессор лучше: AMD или Intel?»

Сокет (Socket)

Сокет — это разъем подключения (программный интерфейс) для установки центрального процессора на материнскую плату. На английском языке он называется Socket. Сокет — это первый параметр, на который вам нужно обратить внимание при выборе центрального процессора. Существует большое количество сокетов и их модификаций. Например, если у вас есть материнская плата с сокетом LGA 1151, то и процессор должен быть с сокетом LGA 1151, так как процессор с другим сокетом попросту невозможно установить в сокет материнской платы LGA 1151.

Тактовая частота

Такт — это промежуток времени между началом подачи текущего импульса ГТЧ (Генератор технической частоты) и началом подачи следующего.

Исторически сложилась, что тактовая частота измеряется в мегагерцах (для тысячных исчислений используются гигагерцы). Под тактовой частотой следует понимать количество тактов или вычислений в секунду. Следовательно, чем выше тактовая частота процессора, тем больше тактов (операций) в секунду может выполнить центральный процессор.

В качестве примера: центральный процессор с тактовой частотой 1 МГц обрабатывает 1 миллион тактов (операций) в секунду.

У процессоров существует параметр как базовой частоты, так и турбочастоты.

Базовая частота подразумевает частоту, с которой центральный процессор готов обрабатывать операций в стандартном режиме или при отсутствии интенсивной нагрузки. Если базовой частоты становиться недостаточно, автоматически включается интерсивный (турборежим) режим работы, в котором за счет повышения напряжения, центральный процессор поднимает свою тактовую частоту до заявленных, максимальных значений, что позволяет увеличить общую производительности и скорость обработки команд (тактов).

Количество ядер

Ядро — является самой главной частью процессора. Это своеобразный «мозг», который обрабатывает все поступающие команды. Ядро может обрабатывать только один поток команд, следовательно, если в процессоре есть два ядра, ОС может распараллелить поток команд, и ядра будут обрабатывать отдельные потоки команд, что увеличивает общую производительность. Стоит отметить, чтобы процессор мог обрабатывать команды в нескольких потоках и на разных ядрах, сам код программы должен поддерживать многоядерность и многопоточность, в противном случае будет работать только одно ядро, и разницы в производительности вы попросту не увидите. К счастью, большинство современных приложений поддерживают и то, и другое.

Число потоков

Число потоков — это параметр, который отвечает за то, сколько потоков информации может обрабатывать одно ядро процессора.

В качестве примера: процессор Intel Core i3-4170 имеет 2 реальных физических ядра, каждое ядро способно обрабатывать команды в два потока, что при должной оптимизации со стороны программного обеспечения позволяет получить бюджетный аналог четырехъядерного процессора при наличии только двух физических ядер. К сожалению, не все модели процессоров имеют дополнительные потоки.

Кэш (L1, L2, L3)

Кэш-память не менее важный параметр при выборе процессора, чем все остальные. Кэш-память это область энергозависимого ОЗУ (оперативное запоминающее устройство), в котором хранится информация, с которой центральный процессор работает в текущий момент или собирается работать в ближайшем будущем (или, возможно, уже отработал, но ему еще потребуется эта информация).

Использование кэш-памяти позволяет получить доступ к хранимой информации или командам мгновенно без участия в данном процессе оперативной памяти и связующей шины. Следовательно, чем больше кэш-памяти на различных уровнях имеет процессор, тем лучше.

Техпроцесс

Под словом «техпроцесс» следует понимать технологию, которая используется при производстве полупроводниковых элементов процессора. С уменьшением цифры техпроцесса уменьшается размер и толщина транзисторов, которые размещены в процессоре.

В качестве примера: AMD Ryzen 5 1600 имеет техпроцесс 12 нм, что, в свою очередь, означает, что размер используемых в нём транзисторов равен 12 нанометрам.

Тепловыделение (TDP)

В процессе работы процессор выделяет различное количество тепла. Чтобы исключить возможность перегрева, конструкторами был добавлен уникальный для каждого процессора параметр «тепловыделение (TDP)», с помощью которого можно рассчитать необходимое охлаждение для стабильной работы процессора.

Параметр «тепловыделение (TDP)» процессора означает, сколько ватт тепловой мощности выделяется при максимальной нагрузке на процессор. Например, заявленное тепловыделение AMD Ryzen 7 PRO 1700X равно 95 Вт, что означает, что вам потребуется охлаждение, которое сможет рассеять с поверхности процессора 95 Вт тепла.

Хоть многие и игнорируют этот параметр, но как минимум на него стоит обратить внимание и при выборе «горячего» процессора заложить в его стоимость соответствующий кулер, который сможет обеспечить должное охлаждение и поможет избежать чрезмерного нагрева и последующий переход в состояние троттлинга.

Троттлинг (от англ. throttling — удушение) — это естественный механизм защиты процессора, когда при интенсивной нагрузке он умышленно занижает свои рабочие параметры, чтобы избежать потенциального перегрева и, как следствие, выхода из строя.

Разрядность процессора

Под определением разрядности следует понимать количество бит информации, которые центральный процессор может обрабатывать за один такт. Если размер данных за один цикл равен 1 байту, то процессор является восьмиразрядным (8 bit). В случае если размер данных составляет 2 байта, такой процессор будет считаться шестнадцатиразрядным (16 bit). Для тридцатидвухразрядного (32 bit) и шестидесяти четырех разрядного (64 bit) процессоров размер данных будет равен 4 и 8 байтам, соответственно.

Тогда почему все тридцатидвухразрядные процессоры обозначаются как x86? Давайте попробуем прояснить ситуацию — аббревиатура или набор инструкций x86 получен в наследство от процессора Intel i8086 и ряда последующих моделей процессоров, в именовании которых использовалось значение 86.

Хотелось бы добавить, что тридцатидвухразрядные процессоры (32 bit) и операционные системы (Windows x86) не поддерживают более 4 Гб оперативной памяти. В то время как шестидесяти четырех разрядный процессор (64 bit) и ОС могут использовать до 16 Тб оперативной памяти.

Интегрированное графическое ядро

Конструкторы и разработчики процессоров научились умещать под защитной крышкой маленького процессора не только саму архитектуру процессора, но и отдельное графическое ядро, которое способно на аппаратном уровне имитировать внешнюю видеокарту.
И пусть интегрированное графическое ядро значительно уступает в производительности своим старшим братьям, внешним видеокартам, его производительности хватает, чтобы работать с большинством современных программ, к тому же такие интегрированные видеокарты вполне справляются с простыми и нетребовательными видеоиграми по типу Minecraft или Dota 2.

Стоит отметить, что не все модели процессоров имеют интегрированное графическое ядро, и если в ваш бюджет для сборки компьютера не входит покупка отдельной видеокарты, вам стоит обратить внимание на процессоры, которые имеют отдельное интегрированное графическое ядро, например AMD Athlon 3000G или Intel Celeron G5900.

Выбор процессора

Теперь, когда мы узнали все основы и четко понимаем, что такое тактовая частота и техпроцесс или почему количество ядер не стоит путать с количеством потоков, нам осталось выбрать подходящий центральный процессора для нашего компьютера.

К сожалению, здесь тоже всё не так просто.

Вот небольшой пример — если Intel Core i3-8100 будет идеальным решением для офиса (работа в Microsoft Office, 1С, почтовыми программами и т. д.), то он едва ли сможет обеспечить стабильный FPS в современных и требовательных играх.

Как не запутаться в таком обилии и разнообразии различных центральных процессоров и выбрать подходящий процессор именно вам? В этом сложном вопросе вам поможет наша статья «Как выбрать процессор для компьютера? Какой процессор лучше: AMD или Intel?», в которой мы постарались доходчиво разобрать все основные моменты, связанные с выбором центрального процессора.

Что такое процессор и для чего он нужен?

Аббревиатуры — излюбленный в мире технологический способ придать интересным технологиям невероятную путаницу. При поиске нового ПК или ноутбука в спецификациях будет указан тип процессора, который вы можете ожидать в новом блестящем устройстве. К сожалению, они почти всегда не могут сказать вам, почему это так важно.

Столкнувшись с выбором между AMD и Intel, двух- или четырехъядерным процессором и i3 vs.i7 или i5 против i9, может быть трудно сказать, в чем разница и почему это важно. Может быть сложно определить, что лучше для вас, но мы здесь, чтобы помочь вам.

Что такое процессор?

Основной процессор (ЦП) часто называют мозгом компьютера.Хотя ЦП составляет лишь один из множества процессоров, он является одним из самых важных. Это часть компьютера, которая выполняет вычисления, действия и запускает программы.

ЦП принимает вводные инструкции из ОЗУ компьютера, декодирует и обрабатывает действие перед выдачей вывода.ЦП есть во всех типах устройств, от компьютеров и ноутбуков до смартфонов, планшетов и смарт-телевизоров. Небольшой и обычно квадратный чип помещается на материнскую плату устройства и взаимодействует с другим оборудованием для работы вашего компьютера. Если вы хотите немного глубже изучить компьютерную механику, то для начала лучше всего подойдет книга Дж. Кларка Скотта «Но откуда это знать?». (СОЕДИНЕННОЕ КОРОЛЕВСТВО).

Как они работают?

За годы, прошедшие с момента появления первых процессоров, было внесено множество улучшений.Несмотря на это, основная функция ЦП осталась прежней и состоит из трех шагов; выборка, декодирование и выполнение.

Получить

Как и следовало ожидать, получение предполагает получение инструкции.Команда представлена ​​в виде ряда чисел и передается в ЦП из ОЗУ. Каждая инструкция — это лишь небольшая часть любой операции, поэтому ЦП должен знать, какая инструкция будет следующей. Текущий адрес инструкции хранится программным счетчиком (ПК). Затем ПК и инструкции помещаются в регистр инструкций (IR). Затем длина ПК увеличивается для ссылки на адрес следующей инструкции.

Декодировать

Как только инструкция выбрана и сохранена в IR, ЦП передает инструкцию в схему, называемую декодером инструкций.Это преобразует инструкцию в сигналы, которые передаются другим частям ЦП для выполнения действий.

Выполнить

На последнем этапе декодированные инструкции отправляются в соответствующие части ЦП для выполнения.Результаты обычно записываются в регистр ЦП, где на них можно ссылаться в последующих инструкциях. Думайте об этом как о функции памяти на вашем калькуляторе.

Сколько ядер?

В первые дни вычислений у ЦП было только одно ядро.Это означало, что ЦП был ограничен только одним набором задач. Это одна из причин того, что вычисления часто были относительно медленным и трудоемким, но меняющим мир делом. После того, как одноядерный ЦП был доведен до предела, производители начали искать новые способы повышения производительности. Стремление к повышению производительности привело к созданию многоядерных процессоров. В наши дни, вероятно, вы услышите такие термины, как двойной, четырехъядерный или даже восьмиъядерный.

Например, двухъядерный процессор — это всего лишь два отдельных процессора на одном кристалле.За счет увеличения количества ядер процессоры могли обрабатывать несколько процессов одновременно. Это имело желаемый эффект повышения производительности и сокращения времени обработки. Двухъядерные процессоры вскоре уступили место четырехъядерным процессорам с четырьмя ЦП и даже восьмиъядерным процессорам с восемью. Добавьте гиперпоточность, и ваш компьютер сможет выполнять задачи, как если бы у него было до 16 ядер.

Понимание спецификаций

Полезно знать, как работает ЦП, а также различные марки и номера ядер.Однако существует множество вариантов даже с такими же высокоуровневыми спецификациями. Есть и другие характеристики, которые помогут вам выбрать один из процессоров, когда придет время покупать.

Mobile vs.Рабочий стол

Традиционно компьютеры представляли собой большие статические электронные устройства, питаемые от постоянного источника электричества.Однако переход на мобильные устройства и распространение смартфонов означало, что мы, по сути, носим компьютер с собой везде, куда бы мы ни пошли. Мобильные процессоры оптимизированы с точки зрения эффективности и энергопотребления, поэтому заряда аккумулятора устройства хватает на максимально долгий срок.

По своему разумению производители стали называть свои процессоры для мобильных и настольных ПК одинаково, но с набором префиксов.И это несмотря на то, что это разные продукты. Префиксы мобильных процессоров имеют «U» для сверхнизкого энергопотребления, «HQ» для высокопроизводительной графики и «HK» для высокопроизводительной графики с возможностью разгона. Префиксы для настольных ПК включают «K» для возможности разгона и «T» для оптимизации мощности.

32 или 64-бит

Процессор не получает постоянного потока данных.Вместо этого он получает данные более мелкими порциями, известными как «слово». Процессор ограничен количеством бит в слове. Когда 32-битные процессоры были впервые разработаны, это казалось невероятно большим размером слова. Однако закон Мура продолжал действовать, и внезапно компьютеры могли обрабатывать более 4 ГБ оперативной памяти, оставив дверь открытой для нового 64-разрядного процессора.

Тепловое силовое проектирование

Расчет тепловой мощности — это мера максимальной мощности в ваттах, которую потребляет ваш процессор.Хотя более низкое энергопотребление, безусловно, хорошо для ваших счетов за электроэнергию, оно может иметь еще одно удивительное преимущество — меньше тепла.

Тип сокета ЦП

Чтобы составить полноценный компьютер, ЦП должен быть подключен к другим компонентам через материнскую плату.При выборе ЦП необходимо убедиться, что типы разъемов ЦП и материнской платы совпадают.

Кэш L2 / L3

Кэш L2 и L3 — это быстрая встроенная память, которую ЦП может использовать во время обработки.Чем больше у вас его, тем быстрее будет работать ваш процессор.

Частота

Частота относится к рабочей скорости процессора.До появления многоядерных процессоров частота была наиболее важным показателем производительности между разными процессорами. Несмотря на добавление функций, это по-прежнему важная спецификация, которую необходимо учитывать. Например, очень быстрый двухъядерный ЦП может превзойти более медленный четырехъядерный ЦП.

Мозги операции

ЦП — это действительно мозг компьютера.Он выполняет все задачи, которые мы обычно связываем с вычислениями. Большинство других компонентов компьютера действительно предназначены для поддержки работы центрального процессора. Усовершенствования, внесенные в процессорные технологии, включая гиперпоточность и многоядерность, сыграли ключевую роль в технической революции.

Возможность различать двухъядерный процессор Intel i7 и четырехъядерный процессор AMD X4 860K значительно упростит время принятия решения.Это не говоря уже о потенциальной экономии денег на мощном оборудовании. Однако, несмотря на их важность, есть много других способов обновить ваш компьютер.

Что вы знали о процессорах? Какой процессор у вашего компьютера? Это вдохновило вас на обновление? Дайте нам знать в комментариях ниже!

Изображение предоставлено: Ваня Жукевич через Shutterstock.com

Google представляет новые функции в честь 10-летия Chromebook

Теперь вы можете получить доступ к функциям Android и автоматически входить в сети Wi-Fi на Chromebook.

Читать далее

Об авторе

Джеймс Фрю
(Опубликовано 287 статей)

Джеймс — редактор руководств для покупателей MakeUseOf и писатель-фрилансер, делающий технологии доступными и безопасными для всех.Живой интерес к экологическому развитию, путешествиям, музыке и психическому здоровью. БЫЛ в области машиностроения в Университете Суррея. Также можно найти в PoTS Jots, где написано о хронических заболеваниях.

Более
От Джеймса Фрю

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать технические советы, обзоры, бесплатные электронные книги и эксклюзивные предложения!

Еще один шаг…!

Подтвердите свой адрес электронной почты в только что отправленном вам электронном письме.

Что такое скорость процессора и почему это важно?

Благодаря технологиям, повышенным целям производительности, более быстрому Интернету и большему количеству устройств мы создали потребность в скорости, куда бы мы ни пошли. Мы привыкли получать результаты мгновенно и ожидаем, что наши устройства будут соответствовать нашим запросам, поскольку мы выполняем несколько задач одновременно. Компьютерные процессоры и их тактовая частота — две особенности, которые мы чаще всего связываем с высокопроизводительными и быстрыми технологиями.

Скорость процессора компьютера (частота процессора) является одним из наиболее важных элементов, которые следует учитывать при сравнении компьютеров. ЦП часто называют «мозгом» вашего компьютера, поэтому обеспечение его правильной работы очень важно для долговечности и функциональности вашего компьютера. Понимание того, что составляет хорошую скорость процессора, начинается с понимания того, что именно делает процессор — и что его компоненты делают для улучшения функциональности вашего компьютера.

Давайте разберемся, что делает ваш ЦП быстрым, количество ядер и тактовая частота, что делает их важными и на что обращать внимание при покупке нового компьютера.

Что такое процессор ПК и для чего он нужен?

Центральный процессор или ЦП — это аппаратное обеспечение, которое позволяет вашему компьютеру взаимодействовать со всеми установленными приложениями и программами. ЦП интерпретирует инструкции программы и создает выходные данные, с которыми вы взаимодействуете, когда используете компьютер.

Процессор состоит из оборудования, которое работает вместе для доставки информации, позволяя вашему компьютеру выполнять задачи, которые вы запрашиваете при открытии приложения или внесении изменений в файл.Независимо от того, обрабатывается ли он быстро или мучительно медленно, вы можете сильно повлиять на ваш компьютерный опыт.

Ядра процессора и тактовая частота определяют, сколько информации может быть получено за один раз и как быстро эта информация может быть обработана на вашем компьютере. Скорость, с которой ядра вашего компьютера работают вместе, считается скоростью его обработки.

Ядра процессора в зависимости от тактовой частоты

Ядра процессора и тактовая частота — это очень разные функции, но они работают для одной и той же цели.Многие технические специалисты говорят о том, чему следует уделять больше внимания при покупке компьютера, но они в равной степени зависят друг от друга, чтобы помочь вашему компьютеру работать наилучшим образом.

Знание различий между ними может помочь вам лучше понять, что каждый из них делает и какая скорость процессора вам нужна в зависимости от того, как вы планируете использовать свой компьютер. Если вы планируете использовать свой компьютер для сложного редактирования видео, а не только для стандартных программ и просмотра веб-страниц, у вас будут другие требования к ядру процессора и тактовой частоте.Давайте рассмотрим эти две технологии и цифры, на которые нужно обращать внимание при сравнении компьютеров.

Что такое ядро ​​процессора?

Ядра процессора — это отдельные процессоры в центральном процессоре (ЦП) компьютера. Ядро процессора получает инструкции от одной вычислительной задачи, работая с тактовой частотой, чтобы быстро обработать эту информацию и временно сохранить ее в оперативной памяти (RAM). Постоянная информация сохраняется на вашем жестком диске, когда вы ее запрашиваете.

Большинство компьютеров теперь имеют несколько процессорных ядер, которые позволяют вашему компьютеру выполнять несколько задач одновременно. Возможность запускать множество программ и запрашивать множество задач, таких как редактирование документа, просмотр видео и открытие новой программы, стала возможной с помощью нескольких ядер процессора.

Для сложных видеоигр или программ очень важно иметь центральный процессор, который может быстро обрабатывать такую ​​информацию, как аудио и видео потоки. В эпоху цифровых технологий, когда все мы являемся экспертами в многозадачном режиме, ядра процессоров становятся все более важными для пользователей компьютеров.

Многопроцессорные ядра и технология гиперпоточности практически необходимы как для игровых, так и для повседневных компьютеров. Наличие нескольких процессорных ядер дает вам свободу повышать производительность на работе, играть в сложные видеоигры или исследовать новый мир с виртуальной реальностью.

Что такое тактовая частота?

Тактовая частота процессора компьютера определяет, насколько быстро центральный процессор (ЦП) может извлекать и интерпретировать инструкции. Это помогает вашему компьютеру выполнять больше задач, делая их быстрее.

Тактовые частоты измеряются в гигагерцах (ГГц), причем большее число соответствует более высокой тактовой частоте. Многоядерные процессоры были разработаны, чтобы помочь ЦП работать быстрее, поскольку стало труднее увеличивать тактовую частоту.

Более высокие тактовые частоты означают, что вы увидите, что задачи, заказанные вашим процессором, выполняются быстрее, что упрощает вашу работу и сокращает время ожидания взаимодействия с вашими любимыми приложениями и программами.

Как выбрать между большим количеством ядер процессора или более высокой тактовой частотой?

Как мы упоминали ранее, для работы вашего компьютера важны как ядра процессора, так и тактовая частота.Покупка компьютера с несколькими ядрами и сверхвысокой тактовой частотой звучит идеально, но что все это на самом деле означает для функциональности вашего компьютера?

По сути, высокая тактовая частота, но всего одно или два ядра, означает, что ваш компьютер сможет быстро загружаться и взаимодействовать с одним приложением. И наоборот, наличие большего количества ядер процессора, но более низкая тактовая частота означает, что ваш компьютер может работать с большим количеством приложений одновременно, но каждое из них может работать немного медленнее.

Сравнивая компьютеры, очень важно подумать о своем образе жизни.Не всем нужен одинаковый уровень скорости обработки или ядра. Мы немного обсудим, чем игровые компьютеры и повседневная работа или персональные компьютеры отличаются, когда дело доходит до этих функций. Сначала мы разберемся, что это значит для портативных и настольных компьютеров.

Какая скорость процессора лучше для ноутбука по сравнению с настольным компьютером?

Процессоры ноутбуков отличаются от процессоров в настольных компьютерах. Если вам интересно, какая скорость процессора подходит для ноутбука или настольного компьютера или просто какой стиль подойдет вам лучше всего, прочтите важные различия, которые следует учитывать, прежде чем совершать какие-либо покупки.

Примечание. ЦП также могут влиять на аппаратное обеспечение компьютера, поэтому их важно учитывать, если у вас есть особые требования к оборудованию, такие как переносимость портативного компьютера или вам нужна надежная природа настольного компьютера с двумя дисплеями.

Ноутбуки

В общем, ноутбуки, как правило, обладают меньшей мощностью и гибкостью, когда дело касается процессоров. Они, очевидно, очень удобны для пользователей, которым нравится мобильность ноутбука, но если вам нужен сверхвысокоскоростной процессор или высокая тактовая частота, вы можете взглянуть на настольный компьютер, чтобы удовлетворить ваши потребности в обработке.

К счастью, благодаря удивительным разработкам в области многоядерных процессоров и методов гиперпоточности, ноутбуки теперь могут справиться самостоятельно. Большинство ноутбуков имеют двухъядерные процессоры, которые удовлетворяют потребности большинства обычных пользователей. А некоторые используют четырехъядерные процессоры, которые могут расширить вычислительные возможности вашего портативного компьютера.

Настольные компьютеры

Настольные компьютеры способны генерировать больше энергии, чем портативные компьютеры, благодаря надежному оборудованию, которое обеспечивает большую вычислительную мощность и более высокие тактовые частоты.Поскольку в корпусе у них больше места, чем в ноутбуке, настольные компьютеры обычно имеют лучшие системы охлаждения, что позволяет процессору продолжать усердно работать, не перегреваясь.

ЦП для настольных ПК обычно можно удалить, в отличие от ЦП ноутбука, встроенного в материнскую плату. Это означает, что на настольном ПК ЦП легче модернизировать или заменить, чем на ноутбуке. Если вы выберете правильную частоту процессора, вам не придется возиться с процессором.

Независимо от того, используете ли вы ноутбук или настольный компьютер, вы в конечном итоге захотите подумать о том, для чего вы планируете использовать свой компьютер, поскольку это напрямую зависит от скорости процессора компьютера, которая вам понадобится.

Need for Speed ​​

Игровые процессоры

С годами игры становятся все более сложными и, похоже, развиваются с каждым днем. Все эти дополнительные функции и реалистичный опыт требуют процессора, который сможет поддерживать вас в игре. В большинстве игр используется от 1 до 4 ядер, а многим для оптимальной работы требуется больше процессорных ядер. Четырехъядерный процессор занимает безопасную зону, когда речь идет о базовых модулях.

Игры, такие как World of Warcraft, постоянно улучшают игровой процесс за счет обновленных игровых возможностей и игровых возможностей, требующих более мощной обработки.В играх с интенсивным использованием ЦП используется многоядерная технология, позволяющая объединить графику, звук и игру, чтобы создать гиперреалистичный игровой процесс.

Одноядерный процессор отлично справляется с выполнением отдельных задач, но он может повлиять на вашу игру и замедлить работу. Чем больше ядер, тем выше качество игрового процесса.

Если вы серьезный геймер, который ценит целостность разработанного разработчиками опыта, вы можете выбрать четырехъядерный или более мощный процессор, такой как процессор Intel® Core ™ i7-8750H, установленный в 15-дюймовом игровом ноутбуке HP OMEN. .Этот мощный процессор использует 6 ядер, чтобы отображать игровой процесс и реагировать на игровую технику с непревзойденной маневренностью.

Тактовая частота от 3,5 до 4,0 ГГц обычно считается хорошей тактовой частотой для игр, но более важно иметь хорошую однопоточную производительность. Это означает, что ваш процессор хорошо понимает и выполняет отдельные задачи.

Не следует путать с одноядерным процессором. Наличие большего количества ядер означает, что ваш ЦП способен понимать инструкции нескольких задач, в то время как оптимальная однопоточность означает, что он способен обрабатывать каждую из них индивидуально и очень хорошо.

Видеоигры переносят вас в другой мир и дают вам возможность исследовать новую территорию. Не позволяйте недостатку вычислительной мощности уносить магию из вашего мира.

Процессоры для повседневного использования

Двухъядерный процессор обычно является лучшим выбором для повседневного использования. Он может выполнять несколько задач одновременно и сокращать время ожидания открытия приложений или обновления. Четырехъядерный процессор может помочь вам вывести производительность на новый уровень и обеспечить согласованность для повышения качества вычислений, независимо от того, над чем вы работаете.

Если вы больше относитесь к творческим людям, которые редактируют видео или ежедневно запускают сложные приложения, вы можете подумать о приобретении компьютера с большим количеством ядер процессора и более высокой тактовой частотой, чтобы ваши приложения могли работать бесперебойно. 15-дюймовая мобильная рабочая станция HP ZBook оснащена 6-ядерным процессором, который предназначен для интенсивного редактирования и создания креативных материалов. О скорости работы не так важно думать, если вы используете свой компьютер для основных задач, таких как время от времени видео- потоковая передача и проверка электронной почты.Ноутбук HP 14z с двухъядерным процессором может быть тем, что вам нужно для повседневного базового использования. Эта модель может легко справляться с общими задачами в традиционном, простом в использовании пакете.

Высокопроизводительные вычислительные процессоры

Под высокопроизводительными вычислениями понимается использование компьютера, которое включает в себя чрезвычайно сложные программы с большим объемом данных. Высокопроизводительные пользователи часто являются инженерами, исследователями, а также военными или правительственными пользователями.

Эти пользователи постоянно запускают несколько программ и постоянно извлекают и вводят информацию в программные системы.Для такого рода вычислений обычно требуется более продвинутый процессор и более высокая тактовая частота.

Процессоры иммерсивных вычислений и виртуальной реальности (VR)

Подобно играм, дополненная реальность и виртуальная реальность полагаются на высококачественную графику, звук и функции навигации. Чтобы действительно почувствовать себя в новой реальности, важно иметь многоядерный процессор с высокими тактовыми частотами.

Выберите компьютер, который подходит именно вам

Большинство людей знают, как выглядит их использование компьютера; либо вы геймер, либо нет, вы пользуетесь компьютером каждый день или нет.Знание этой информации о ваших привычках упрощает выбор процессора.

Если вы одновременно запускаете много приложений или играете в сложные игры, вам, скорее всего, понадобится 4- или даже 8-ядерный процессор. Если вы просто ищете компьютер для эффективного выполнения основных задач, вам, вероятно, подойдет двухъядерный процессор.

Для вычислений с интенсивным использованием ЦП, таких как редактирование видео или игры, вам потребуется более высокая тактовая частота, близкая к 4,0 ГГц, в то время как для базовых вычислительных задач такая повышенная тактовая частота не требуется.

Хотя ядра процессора и скорость важны, процессор — не единственное, что нужно учитывать при покупке компьютера. Вы также захотите подумать о том, какой компьютер вписывается в ваш образ жизни. У HP® есть парк ноутбуков и настольных компьютеров, который удовлетворит все потребности вашего компьютера.

Об авторе

Софи Сироис (Sophie Sirois) пишет статьи для HP® Tech Takes. Софи — специалист по созданию контента из Сан-Диего, освещающая последние технические и цифровые новости.

Что такое ЦП и для чего он нужен?

Что такое ЦП? Центральный процессор или центральный процессор — это вычислительный мозг компьютера.Все, что делает компьютер, от видеоигр до помощи в написании эссе, разбито на набор математических инструкций. ЦП берет эти инструкции и выполняет их.

Детали того, как это происходит, конечно, намного сложнее, чем это простое объяснение. Самое важное, что вам нужно знать, это то, что центральный процессор является основным математическим механизмом компьютера.

(Чрезвычайно) краткая история процессоров

История вычислительной техники длинная и сложная.Это также уходит в прошлое глубже, чем цифровые технологии, электроника или даже электричество. Счеты — это своего рода процессор. То же самое и с механическими калькуляторами. Большая разница в том, что эти машины могут выполнять только одну или несколько математических задач. Это не универсальные процессоры, примером которых является современный ЦП.

Что делает ЦП универсальным вычислительным устройством, так это использование логики. В 1903 году Никола Тесла запатентовал электрические схемы, известные как ворота и переключатели. Используя эти схемы, вы можете создавать устройства, которые выполняют логические операции, где вы можете заставить машину действовать при определенных условиях.

В середине и конце 1940-х годов Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн изобрели и запатентовали устройство, называемое транзистором, во время работы в Bell Laboratories. Транзистор является основным строительным блоком ЦП. Транзисторы — это относительно крошечные компьютерные компоненты. Транзистор является настолько важным изобретением, что три изобретателя были удостоены за него Нобелевской премии.

Энградио в английской Википедии / CC BY-SA

В конце 1950-х годов Роберт Нойс и Джек Килби сделали еще один огромный шаг вперед и создали первую работающую интегральную схему.Интегральная схема — это набор электронных схем, объединенных в единый кусок полупроводникового материала. В большинстве случаев этот материал — кремний. Вот что люди имеют в виду, когда говорят «микрочип».

ЦП состоит из одного или нескольких микрочипов. Это важное изобретение, поскольку миллиарды транзисторов можно разместить в одном процессоре. Это создает невероятно мощные математические механизмы.

Благодаря изобретениям логических вентилей, транзисторов и интегральных схем весь мир изменился.В наши дни микрочипы есть во всем, а не только в вашем компьютере. А процессоры — это самые совершенные микросхемы общего назначения, которые мы можем сделать.

Как работают процессоры?

Весь принцип ЦП основан на двоичном коде. Люди склонны представлять числа, используя систему, называемую основанием 10 или десятичной системой. Разрядные значения каждой цифры в числе увеличиваются в десять раз. Итак, «111» содержит сто, десять и один.

Компьютеры и их процессоры вообще не понимают основание 10.Транзисторы работают по принципу включения или выключения. Это означает, что логические ворота, которые вы строите из них, также могут работать только с этими двумя состояниями. Вот почему, по сути, процессоры работают на двоичном коде. В этой системе счисления различаются разряды. Вместо этого, если 1, 10, 100, 1000 и так далее, значения разряда будут 1,2,4,8,16,32,64,128 и так далее.

Таким образом, в двоичном формате «111» будет 7 в десятичных числах, поскольку вы складываете 1,2 и 4 вместе. Если какое-либо из чисел равно нулю, вы просто пропускаете его и добавляете значение следующей единицы.Таким образом вы можете выразить любое десятичное значение. Просто обратите внимание, что двоичные числа часто читаются справа налево, поэтому значение «1» будет крайним справа.

Давайте поместим это в таблицу, чтобы было ясно:

двоичные разряды 1 2 4 8 16 32 64 128 256
1 9024 1 десятичное число 1 0 0 0 0 0 0

Вы понимаете, почему складывается десятичное число до 7? Давайте сделаем число 23:

двоичные разряды 1 2 4 8 16 32 64 128 256
1 9024 1 десятичное число 1 0 1 0 0 0 0

Итак, 111 — это «7», а «11101» — 23, потому что пятое место в двоичном формате — 16.Довольно круто, правда? Таким образом можно выразить любое возможное число, которое можно записать в десятичной системе. Это означает, что компьютеры, построенные на транзисторах, также могут работать с любыми числами.

Как делаются процессоры?

Процесс производства современных ЦП также, как и следовало ожидать, довольно сложен. Основной процесс заключается в выращивании больших цилиндров из кристалла кремния. Его полупроводниковые свойства делают его идеальным для создания бинарных интегральных схем.

Эти большие кристаллы нарезаны тонкими пластинками.Затем пластины «легируют» другим химическим веществом для точной настройки его свойств. Затем наномасштабная схема протравливается на поверхности пластины с помощью света с использованием процесса, известного как фотолитография.

Дизайн и производительность ЦП

Не все процессоры

одинаковы. Первый настоящий предок современных ЦП, Intel 8086, имел в своей интегральной схеме около 29 000 транзисторов. Сегодня такой процессор, как Intel i99900K, имеет чуть более 1,7 миллиарда транзисторов. Чем плотнее логические схемы ЦП, тем сложнее и большее количество инструкций он может выполнять за такт.

Подождите, «такт»? Да, это еще один важный компонент производительности процессора. ЦП работает с определенной частотой, с каждым импульсом тактовой частоты ЦП выполняется цикл вычислений. Если вы возьмете тот же процессор и удвоите его тактовую частоту, то (теоретически) он должен работать в два раза быстрее.

Тот Intel 8086 1978 года выпуска работал на частоте 5 МГц. Это пять миллионов тактов в секунду. Intel i9-9900K? Он начинается с 3,6 ГГц, то есть с 3600 МГц, с возможностью увеличения до 5000 МГц, когда это возможно.

Чтобы добавить еще один недостаток производительности ЦП, современные ЦП фактически содержат несколько «ядер». Каждое ядро ​​на самом деле является независимым процессором. В наши дни типично иметь по крайней мере четыре таких ядра, но в последнее время нормой для обычных компьютеров было шесть или восемь ядер. Профессиональные компьютеры высокого класса могут иметь около 100 ядер ЦП.

Наличие нескольких ядер означает, что ЦП может выполнять несколько наборов инструкций параллельно. Это означает, что наши компьютеры могут без проблем выполнять множество задач одновременно.Некоторые процессоры имеют «многопоточные» ядра. Каждое из этих ядер может обрабатывать по две отдельные задачи. В процессорах Intel это называется «гиперпоточность».

Таким образом, общая производительность процессора сводится к комбинации:

Конечно, здесь есть нечто большее, чем эти четыре основных момента. Однако это четыре основных фактора, по которым ЦП должен работать хорошо.

Роль ЦП в вашем компьютере

Последнее, что мы должны рассмотреть, — это то, какую работу выполняет ЦП в вашем компьютере.В конце концов, это не единственный микрочип на интегральной схеме в вашем компьютере. Например, графические процессоры (графические процессоры) часто даже более загружены транзисторами, чем ЦП.

Им нужны собственное охлаждение и блок питания, а также память. Это как маленький дополнительный компьютер! То же самое можно сказать и о микросхемах, которые контролируют ваш звук, USB и трафик жесткого диска. Так почему же процессор особенный? Это основные причины:

  • Он может обрабатывать ЛЮБУЮ инструкцию, графический процессор выполняет только определенные типы обработки.
  • Он связывает все другие компоненты вместе, отправляя и извлекая данные, чтобы заставить ваш компьютер работать.
  • ЦП участвует во всей работе, которую компьютер должен выполнять до некоторой степени

Короче говоря, ЦП является наиболее важным компонентом производительности общего назначения в вашем компьютере.Не принимайте это как должное!

Как работает процессор процессора? | Small Business

Каждое вычислительное устройство, от простых игрушек до крупных бизнес-систем, имеет важный компонент, называемый центральным процессором. ЦП выполняет вычисления, выполняет логические сравнения и перемещает данные до миллиардов раз в секунду. Он работает, выполняя простые инструкции по одной за раз, запускаемые главным сигналом синхронизации, который запускает весь компьютер.

Описание

Процессор ЦП — это компьютерный чип размером со спичечный коробок.Внутри корпуса находится кремниевый прямоугольник, содержащий миллионы транзисторных схем. Из устройства выступают десятки металлических штырей, каждый из которых передает электронные сигналы в микросхему и выходят из нее. Микросхема подключается к разъему на печатной плате компьютера и обменивается данными с памятью, жесткими дисками, экранами дисплея и другими устройствами, внешними по отношению к ЦП.

Часы

Схема синхронизации, называемая часами, отправляет электрические импульсы в ЦП. В зависимости от процессора часы могут работать со скоростью от сотен тысяч до миллиардов тактов в секунду.Импульсы управляют активностью внутри ЦП; поскольку другие схемы зависят от тех же часов, он поддерживает синхронизацию сложных событий в компьютере.

Инструкции

Все ЦП имеют набор команд — список действий, выполняемых процессором, включая сложение чисел, сравнение двух частей данных и перемещение данных в ЦП. Программное обеспечение, которое вы запускаете на своем компьютере, состоит из миллионов инструкций ЦП, расположенных в последовательности; инструкции — это очень простые операции, поэтому ЦП выполняет многие из них для выполнения значимых задач.Некоторые семейства процессоров, например те, что используются в настольных ПК, используют один и тот же набор инструкций, что позволяет им запускать одно и то же программное обеспечение. ЦП, не входящие в семейство продуктов, могут использовать другие инструкции; например, процессор iPad имеет другие инструкции, чем процессор на ноутбуке с Windows.

ALU

Процессоры имеют схему, называемую арифметико-логическим блоком, которая выполняет вычисления и сравнения. Большинство процессоров выполняет арифметические операции: умножение, сложение, деление и вычитание; сложная математика, такая как статистические функции, представляет собой комбинацию множества простых операций, выполняемых с высокой скоростью.ALU также выполняет логические сравнения между двумя элементами данных, чтобы определить, равны ли они или один имеет большее значение, чем другой.

Блок управления

ЦП содержит блок управления, который координирует действия других рабочих частей процессора. Блок управления разбивает каждую инструкцию на набор действий и направляет различные подсистемы ЦП на выполнение этих действий. Например, блок управления может дать команду ALU умножить два числа вместе, а затем добавить третье число к результату.

Память

Микросхема ЦП имеет ограниченный объем очень быстрой памяти. Он имеет набор областей хранения, называемых регистрами, с которыми ALU действует напрямую. Например, ALU может быстро добавить число в регистре 2 к содержимому регистра 1. ЦП также хранит недавно использованные инструкции и данные в области, называемой кешем, что повышает эффективность компьютера. Например, в программе, которая умножает цену на количество, ЦП ищет эти числа в своей кэш-памяти.Если он их находит, это избавляет процессор от лишней работы по извлечению чисел из микросхем памяти вне процессора.

Ссылки

Писатель Биография

Уроженец Чикаго Джон Папевски имеет ученую степень по физике и пишет с 1991 года. Он участвовал в выпуске информационного бюллетеня по нанотехнологиям «Foresight Update» Института предвидения. Он также внес свой вклад в книгу «Нанотехнологии: молекулярные размышления о глобальном изобилии».

Что такое ЦП? (Центральный процессор)

Отзыв от Jenna Phipps

CPU (произносится отдельными буквами) — это аббревиатура центрального процессора.Иногда его называют просто центральным процессором, но чаще называют процессором. ЦП — это мозг компьютера, на котором выполняется большинство вычислений. С точки зрения вычислительной мощности ЦП — самый важный элемент компьютерной системы.

Компоненты ЦП

Два типичных компонента ЦП включают следующее:

Изображение: Взаимосвязь между элементами ЦП, вводом и выводом, а также памятью (см. Учебное пособие).

Печатные платы, микропроцессоры

На больших машинах для ЦП требуется одна или несколько печатных плат.На персональных компьютерах и небольших рабочих станциях он размещен в едином чипе, называемом микропроцессором. С 1970-х годов класс микропроцессоров ЦП почти полностью обогнал все другие реализации ЦП.

Сам ЦП является внутренним компонентом компьютера. Современные процессоры имеют небольшие размеры и имеют квадратную форму и содержат несколько металлических разъемов или контактов на нижней стороне. ЦП вставляется непосредственно в гнездо ЦП на материнской плате контактами вниз.

Каждая материнская плата поддерживает только определенный тип (или диапазон) ЦП, поэтому вы должны проверить спецификации производителя материнской платы, прежде чем пытаться заменить или обновить ЦП в вашем компьютере.Современные процессоры также имеют присоединенный радиатор и небольшой вентилятор, которые устанавливаются непосредственно поверх процессора для отвода тепла.

WEBOPEDIA FACTOID — Первый в мире процессор был представлен Intel в 1971 году. Intel 4004 был 4-битным процессором с тактовой частотой 740 кГц и способным выполнять до 92 600 инструкций в секунду. Через пять месяцев после Intel 4004 был представлен Intel 8008. Это был первый в мире 8-битный микропроцессор.

ЦП, основная память и флэш-память

Центральный процессор — это концентратор, который выполняет вычисления в устройстве.Пока компьютер активно использует приложение, данные этого приложения обрабатываются в основной памяти. Оперативная память, или ОЗУ, является наиболее распространенным примером основной памяти. ЦП обращается к нему в течение короткого периода времени, но когда компьютер выключается, все данные в основной памяти теряются.

Постоянной или вторичной памятью компьютера является его жесткий диск. На жестком диске хранятся все данные компьютера. ЦП не обрабатывает все это одновременно, но именно поэтому он находится во вторичной памяти (или хранилище): он доступен всякий раз, когда пользователь компьютера открывает связанное приложение.

Внешние жесткие диски и твердотельные накопители (SSD) — еще одна форма вторичного хранилища. Они подключаются либо через кабель, либо через разъем на материнской плате. Serial ATA (SATA) — это интерфейс накопителя, через который ЦП может получить доступ к хранимым извне данным. Интерфейс SATA имеет как HDDS, так и SSD.

Твердотельные накопители используют флэш-память, а не жесткие вращающиеся диски. Flash — это очень быстрый метод доступа к сохраненным данным. Некоторые твердотельные накопители имеют интерфейс PCI Express. При подключении SSD к шине PCIe на компьютере данные, хранящиеся на диске, имеют прямой путь к процессору.ЦП обрабатывает его, как если бы он находился в основной памяти.

CPU против GPU | Определение и ответы на часто задаваемые вопросы

Как CPU и GPU работают вместе

CPU (центральный процессор) работает вместе с GPU (графический процессор) для увеличения пропускной способности данных и количества одновременных вычислений в приложении. Первоначально графические процессоры были разработаны для создания изображений для компьютерной графики и игровых консолей, но с начала 2010-х годов графические процессоры также могут использоваться для ускорения вычислений с использованием огромных объемов данных.

ЦП никогда нельзя полностью заменить на ГП: ГП дополняет архитектуру ЦП, позволяя выполнять повторяющиеся вычисления в приложении параллельно, в то время как основная программа продолжает выполняться на ЦП. ЦП можно рассматривать как диспетчер всей системы, координирующий широкий спектр вычислительных задач общего назначения, а графический процессор выполняет более узкий круг более специализированных задач (обычно математических). Используя возможности параллелизма, графический процессор может выполнять больше работы за то же время по сравнению с центральным процессором.

Часто задаваемые вопросы

Разница между ЦП и ГП

Основное различие между архитектурой ЦП и ГП заключается в том, что ЦП предназначен для быстрого выполнения широкого круга задач (измеряется тактовой частотой ЦП), но ограничен в параллелизме выполняемых задач. Графический процессор предназначен для быстрого одновременного рендеринга изображений и видео с высоким разрешением.

Поскольку графические процессоры могут выполнять параллельные операции с несколькими наборами данных, они также обычно используются для неграфических задач, таких как машинное обучение и научные вычисления.Разработанные с тысячами процессорных ядер, работающих одновременно, графические процессоры обеспечивают массовый параллелизм, когда каждое ядро ​​ориентировано на выполнение эффективных вычислений.

CPU против обработки GPU

Хотя графические процессоры могут обрабатывать данные на несколько порядков быстрее, чем CPU, из-за массивного параллелизма, графические процессоры не так универсальны, как процессоры. ЦП имеют большие и широкие наборы инструкций, управляющие каждым вводом и выводом компьютера, чего не может сделать графический процессор. В серверной среде может быть от 24 до 48 очень быстрых ядер ЦП.Добавление от 4 до 8 графических процессоров к этому же серверу может обеспечить до 40 000 дополнительных ядер. Хотя отдельные ядра ЦП быстрее (измеряется тактовой частотой ЦП) и умнее отдельных ядер ГП (измеряется доступными наборами инструкций), огромное количество ядер ГП и огромный объем параллелизма, который они предлагают, более чем составляют единое целое. — разница в тактовой частоте ядра и ограниченный набор инструкций.

Графические процессоры

лучше всего подходят для повторяющихся и высокопараллельных вычислительных задач. Помимо рендеринга видео, графические процессоры превосходны в машинном обучении, финансовом моделировании и моделировании рисков, а также во многих других типах научных вычислений.В то время как в прошлые годы графические процессоры использовались для майнинга криптовалют, таких как Биткойн или Эфириум, графические процессоры, как правило, больше не используются в масштабе, уступая место специализированному оборудованию, такому как программируемые сетевые массивы (FPGA), а затем интегральные схемы для конкретных приложений (ASIC). .

Примеры вычислений CPU в GPU

CPU и GPU для рендеринга видео — видеокарта помогает перекодировать видео из одного графического формата в другой быстрее, чем полагается на CPU.

Ускорение данных — графический процессор имеет расширенные вычислительные возможности, которые ускоряют объем данных, которые ЦП может обработать за заданный промежуток времени.Когда есть специализированные программы, требующие сложных математических вычислений, таких как глубокое обучение или машинное обучение, эти вычисления могут быть выгружены графическим процессором. Это высвобождает время и ресурсы ЦП для более эффективного выполнения других задач.

Майнинг криптовалюты. Получение виртуальных валют, таких как биткойн, включает использование компьютера в качестве реле для обработки транзакций. В то время как ЦП может справиться с этой задачей, графический процессор на видеокарте может помочь компьютеру генерировать валюту намного быстрее.

Поддерживает ли OmniSci CPU и GPU?

Да. Инициатива GPU Open Analytics (GOAI) и ее первый проект, GPU Data Frame (GDF, теперь cudf), были первым общеотраслевым шагом к открытой экосистеме для сквозных вычислений на GPU. Теперь известный как проект RAPIDS, основная цель — обеспечить эффективную связь внутри графического процессора между различными процессами, выполняемыми на графических процессорах.

По мере роста внедрения cudf в экосистеме науки о данных пользователи смогут беспрепятственно передавать процесс, выполняемый на графическом процессоре, другому процессу без копирования данных в центральный процессор.За счет удаления промежуточных сериализаций данных между инструментами обработки данных на GPU время обработки резко сокращается. Более того, поскольку cudf использует функциональность межпроцессного взаимодействия (IPC) в программном API Nvidia CUDA, процессы могут передавать дескриптор данных вместо копирования самих данных, обеспечивая передачу практически без накладных расходов. В результате графический процессор становится первоклассным вычислительным центром, и процессы могут взаимодействовать друг с другом так же легко, как и процессы, выполняемые на центральном процессоре.

CPU vs. GPU: в чем разница?

Будь то приложения для глубокого обучения, массовый параллелизм, интенсивные 3D-игры или другая требовательная рабочая нагрузка, сегодня от систем требуется больше, чем когда-либо прежде. Центральный процессор (ЦП) и графический процессор (ГП) играют очень разные роли. Для чего используются процессоры? Для чего используются графические процессоры? Знание роли каждого из них важно при покупке нового компьютера и сравнении характеристик.

Что такое процессор?
ЦП, состоящий из миллионов транзисторов, может иметь несколько процессорных ядер и обычно называется мозгом компьютера. Он важен для всех современных вычислительных систем, поскольку выполняет команды и процессы, необходимые для вашего компьютера и операционной системы. ЦП также важен для определения скорости работы программ, от просмотра веб-страниц до создания электронных таблиц.

Что такое графический процессор?
Графический процессор — это процессор, состоящий из множества более мелких и более специализированных ядер.Работая вместе, ядра обеспечивают огромную производительность, когда задача обработки может быть разделена и обработана между несколькими ядрами.

В чем разница между процессором и графическим процессором?
CPU и GPU имеют много общего. Оба являются критически важными вычислительными двигателями. Оба являются микропроцессорами на основе кремния. И оба обрабатывают данные. Но процессоры и графические процессоры имеют разную архитектуру и созданы для разных целей.

ЦП подходит для широкого спектра рабочих нагрузок, особенно тех, для которых важны задержка или производительность на уровне ядра.Мощный механизм выполнения, ЦП фокусирует свое меньшее количество ядер на отдельных задачах и на быстром выполнении задач. Это делает его уникальным оборудованием для различных задач, от последовательных вычислений до работы с базами данных.

Графические процессоры

начинались как специализированные ASIC, разработанные для ускорения определенных задач 3D-рендеринга. Со временем эти механизмы с фиксированными функциями стали более программируемыми и гибкими. В то время как графика и все более реалистичное изображение в современных популярных играх остаются их основной функцией, графические процессоры эволюционировали и стали более универсальными параллельными процессорами, обслуживающими все больший круг приложений.

Что такое интегрированная графика?
Интегрированная или совместно используемая графика встроена в тот же чип, что и ЦП. Некоторые процессоры могут поставляться со встроенным графическим процессором, а не полагаться на выделенную или дискретную графику. Также иногда называемые IGP или интегрированными графическими процессорами, они разделяют память с ЦП.

Интегрированные графические процессоры предлагают несколько преимуществ. Их интеграция с центральными процессорами позволяет им обеспечивать преимущества в размере, стоимости и энергоэффективности по сравнению с выделенными графическими процессорами.Они предоставляют возможности для обработки данных, связанных с графикой, и инструкций для общих задач, таких как исследование Интернета, потоковая передача фильмов в формате 4K и казуальные игры.

Такой подход чаще всего используется с устройствами, для которых важны компактный размер и энергоэффективность, например ноутбуки, планшеты, смартфоны и некоторые настольные компьютеры.

Ускорение глубокого обучения и искусственного интеллекта
Сегодня графические процессоры выполняют все больше рабочих нагрузок, таких как глубокое обучение и искусственный интеллект (AI).Для обучения глубокому обучению с несколькими слоями нейронной сети или на больших наборах определенных данных, таких как 2D-изображения, идеально подходят графические процессоры или другие ускорители.

Алгоритмы глубокого обучения были адаптированы для использования подхода с ускорением графического процессора, что позволило значительно повысить производительность и впервые довести обучение нескольким реальным задачам до достижимого и жизнеспособного диапазона.

Со временем процессоры и программные библиотеки, которые на них работают, эволюционировали и стали более способными выполнять задачи глубокого обучения.Например, благодаря обширной оптимизации программного обеспечения и добавлению специального оборудования искусственного интеллекта, такого как Intel® Deep Learning Boost (Intel® DL Boost) в новейшие процессоры Intel® Xeon® Scalable, системы на базе ЦП улучшили производительность глубокого обучения.

Для многих приложений, таких как глубокое изучение языка, текста и данных временных рядов с высоким разрешением, 3D и без изображений, центральные процессоры превосходны. ЦП могут поддерживать гораздо больший объем памяти, чем даже лучшие графические процессоры сегодня, для сложных моделей или приложений глубокого обучения (например.g., обнаружение 2D-изображения).

Комбинация ЦП и ГП, а также достаточный объем оперативной памяти обеспечивают отличную тестовую площадку для глубокого обучения и искусственного интеллекта.

Десятилетия лидерства в разработке процессоров
Корпорация Intel имеет долгую историю инноваций в области процессоров, начиная с 1971 года с выпуска 4004, первого коммерческого микропроцессора, полностью интегрированного в один чип.

Сегодня процессоры Intel® позволяют создавать искусственный интеллект, который вы хотите и где хотите, на базе известной вам архитектуры x86.От высокопроизводительных процессоров Intel® Xeon® Scalable в центрах обработки данных и облаке до энергоэффективных процессоров Intel® Core ™ на периферии — Intel поставляет ЦП для любых нужд.

Интеллектуальная производительность процессоров Intel® Core ™ 11-го поколения
В процессорах Intel® Core ™ 11-го поколения используются усовершенствованные технологические процессы Intel и переработанная архитектура ядра, полностью новая графическая архитектура и встроенные инструкции искусственного интеллекта для интеллектуального обеспечения оптимальной производительности и удобства .

Системы на базе процессоров Intel® Core ™ 11-го поколения

оснащены новейшей интегрированной графикой Intel® Iris® X e . Некоторые блоки форм-фактора, такие как ультратонкие ноутбуки, также будут включать в себя первый дискретный графический процессор (GPU) на базе архитектуры Intel X e . Благодаря выделенной графике Intel® Iris® X e MAX вы делаете огромный шаг вперед в создании тонких и легких ноутбуков, а также получаете более высокую производительность и новые возможности для расширенного создания контента и игр.

Графический адаптер Intel® Iris® X e оснащен искусственным интеллектом на базе технологии Intel® Deep Learning Boost для более качественного создания контента и редактирования фото и видео, а также архитектурой с низким энергопотреблением для увеличения времени автономной работы, чтобы вы могли проектировать и выполнять несколько задач.

Дискретные графические процессоры Intel
Intel предлагает два варианта дискретного графического процессора на базе архитектуры Intel X e .

Intel® Iris® X e MAX Graphics — это первый дискретный графический процессор для тонких и легких ноутбуков на базе архитектуры Intel X e .Оптимизированный для работы с процессорами Intel® Core ™ 11-го поколения, вы получаете еще большую производительность и новые возможности для расширенного создания контента и игр.

Серверный графический процессор Intel® — это дискретный графический процессор для центров обработки данных, основанный на новой архитектуре Intel X e . Серверный графический процессор Intel®, разработанный для экспоненциального масштабирования, выводит игры на Android, транскодирование / кодирование мультимедиа и сверхвысокую (OTT) потоковую передачу видео на новый уровень.

Сегодня уже не вопрос между процессорами и процессорами.GPU. Более чем когда-либо вам нужны и то, и другое для удовлетворения разнообразных вычислительных потребностей.