Типи та швидкості процесора

Мікропроцесор - це компонент персонального комп’ютера, який виконує фактичну обробку даних. Це центральний процесор (CPU), який вписується в мікрочіп, і має дуже складну схему комутації, яка виконує прості інструкції дуже швидко.

Пакет інтегральної мікропроцесорної мікросхеми містить кремнієвий чіп, який містить мільйони транзисторів та інших компонентів, виготовлених з цього матеріалу. Оскільки транзистори мікросхеми дуже малі, навіть невелика кількість високовольтного струму (наприклад, статична електрика) може зруйнувати мікросхема.

З цієї причини всі великі інтегральні схеми повинні оброблятися таким чином, що мінімізує можливість статичного ураження електричним струмом.

При такій кількості мікросхем, що зберігаються на такій невеликій площі, мікрочіпи виробляють багато тепла і потребують систем охолодження, щоб запобігти перегріванню мікросхеми. На материнських платах комп’ютера мікросхема процесора покрита великим оздобленим металевим радіатором, що дозволяє потоку повітря від вентиляторів охолодження відводити тепло.

Загалом, можна сказати, що мікропроцесор - це процесор, інтегрований у невеликий кремнієвий чіп, який складається з тисяч дрібних компонентів, таких як діоди, транзистори та резистори, які працюють разом.

Типи процесорів

І Intel, і AMD виробляють процесори для різних систем. Intel виробляє сімейства процесорів Core, Pentium, Atom і Celeron для настільних комп'ютерів, в той час як з іншого боку ми знаходимо процесори AMD Athlon, Sempron і Ryzen.

Кожен процесор, виготовлений Intel або AMD, має певні функції та постачає конкретні системи, такі як ПК або робочі станції в офісі. Кожен процесор адаптується до конкретного комп'ютера, будь то зібраний, побудований з нуля або оновлений.

Процесор, який найчастіше використовується на ПК, виготовляється Intel. Оскільки IBM вибрала чіп Intel 8088 для оригінального комп'ютера IBM, більшість клонів ПК використовували будь-який з процесорів серії Intel.

Серія комп'ютерів Apple Macintosh спочатку використовувала мікропроцесори серії Motorola 68000. Але процесори Motorola використовують інший набір інструкцій, ніж процесори Intel, тому запустити програмне забезпечення ПК на Mac непросто, і навпаки (але передача файлів даних не є проблемою.)

Нижче пояснюються різні типи мікропроцесорів.

8085 мікропроцесор

Зображення через Вікіпедію

Мікропроцесор 8085 був розроблений Intel в 1977 році за допомогою технології NMOS.

Конфігурації цього мікропроцесора - це 8-бітна шина даних, 16-бітна адресна шина, яка може адресувати до 64 кб, 16-бітний лічильник та покажчик стека (SP). Шість-розрядні регістри розташовані в парі BC, DE і HL. Мікропроцесору 8085 потрібен блок живлення 5 вольт.

8086 мікропроцесор

Зображення за допомогою wikipedia

Цей мікропроцесор також розробив Intel. Це 16-бітний процесор з 20 лініями адресної шини та 16 лініями передачі даних з пам'яттю 1 Мб. Мікропроцесор 8086 складається з потужного набору інструкцій, що дозволяє легко виконувати такі операції, як множення та ділення.

Мікропроцесор 8086 має два режими роботи, які є максимальним і мінімальним режимом роботи. Максимальний режим роботи використовується для системи, яка має кілька процесорів. Мінімальний режим роботи використовується для системи, яка має єдиний процесор. Характеристики цього мікропроцесора пояснюються нижче.

Особливості мікропроцесора 8086

Найважливіші характеристики мікропроцесора:

Для підвищення продуктивності цього мікропроцесора є два процеси в трубах, які знаходяться у фазі отримання та виконання інструкцій. Цикл отримання може передавати дані в 6 байт інструкцій і зберігатися в одному рядку. Етап виконання відповідає Мікропроцесор 8086 складається з 2900 транзисторів і має 256 векторизованих переривань.

Тактова швидкість в мікропроцесорі

Тактова частота вимірюється в одиницях циклів в секунду, що називається Герц (Гц). Комп'ютерні плати та процесори працюють зі швидкістю мільйонів і мільярдів герц, мегагерців (МГц) і гігагерц (ГГц).

Процесори Intel та AMD використовують різні внутрішні конструкції, тому порівняння, наприклад, процесора AMD 2, 4 ГГц з процесором AMD 3, 0 ГГц вказує на те, що процесор AMD 3, 0 ГГц працює швидше; Але порівнюючи два процесори 2, 4 ГГц, зроблені AMD та Intel, не визначено, який з них працює швидше.

Для роботи процесор поділяє завдання на кілька етапів. Зазвичай процесори Intel виконують більше етапів, а тому виконують більше роботи та займають більше часу, ніж процесори AMD для виконання завдань.

Цифрові мікросхеми на материнській платі синхронізуються один з одним тактовим сигналом (послідовністю імпульсів) на материнській платі.

Ви можете думати про це як про серцебиття комп'ютера. Чим швидше тикає годинник, тим швидше буде працювати комп'ютер; але годинник не може працювати швидше, ніж швидкість чіпів, оскільки в цьому випадку вони вийдуть з ладу.

У міру вдосконалення технології чіпів швидкість, з якою мікросхеми можуть працювати, прискорилася. Процесор працює швидше, ніж решта материнської плати (яка синхронізується з часткою швидкості процесора).

Швидкість підвищення

Однак, коли ви шукаєте ринок процесора, є список речей, які слід врахувати. Традиційно єдине, що бачать більшість споживачів, - це повна потужність Гігагерца.

Багато хто з цих людей, мабуть, навіть не знають, що це означає (це кількість циклів годин, які процесор завершує за секунду, в мільярди), але порівняти це легко.

Останні кілька років принесли додаткову особливість: швидкість підвищення. Більшість графічних та процесорних одиниць зараз мають тактову частоту та "швидкість підвищення". Intel називає це Turbo Boost; AMD називає це Boost Clock.

Ця нова мікропроцесорна технологія автоматично покращує продуктивність, збільшуючи швидкість стрижнів, тим самим досягаючи кращої ефективності.

Класифікація мікропроцесорів

В основному прийнято 5 класифікацій мікропроцесорів:

CISC

Замовлення можна виконувати спільно з іншими видами низького рівня. В основному він виконує завдання з завантаження, завантаження та відновлення даних на карту пам'яті та з неї. Крім цього, він також робить складні математичні обчислення в межах однієї команди.

Цей процесор розроблений для мінімізації кількості інструкцій на програму та ігнорування кількості циклів на одну інструкцію. Компілятор використовується для перекладу мови високого рівня на мову рівня складання, оскільки довжина коду порівняно коротка і додаткова ОЗП використовується для зберігання інструкцій.

Архітектура процесорів CISC

Він призначений для зниження витрат на пам'ять, оскільки потрібно більше місця для зберігання у великих програмах, що призводить до більш високої вартості пам'яті. Щоб перевищити цю кількість інструкцій на програму, ви можете зменшити кількість інструкцій, інтегруючи операції в одну інструкцію.

Особливості процесора CISC

Цей процесор складається з різних режимів адресації:

Він має велику кількість інструкцій. Для виконання інструкції потрібно кілька циклів. Логіка кодування інструкцій є складною Багато режимів адресації, коли потрібна інструкція

РИСК

RISC є скороченим набором комп’ютерів зі зменшеними інструкціями і призначений для скорочення часу виконання шляхом спрощення набору інструкцій комп'ютера.

Ці типи мікросхем виготовляються на основі функції, в якій мікропроцесор може виконувати невеликі завдання в межах певної команди. Таким чином виконайте більше команд із швидшою швидкістю.

У мікропроцесорі для кожного набору інструкцій потрібен лише один тактовий цикл, щоб реалізувати результат за рівномірний час виконання. Тому це знижує ефективність для більшої кількості рядків коду, тому для зберігання інструкцій потрібна додаткова оперативна пам’ять. Компілятор використовується для перетворення мовних інструкцій високого рівня в комп'ютерну мову.

Архітектура процесорів RISC

Цей тип процесорів використовується для високооптимізованого набору інструкцій, а додатки процесорів RISC - для портативних пристроїв завдяки їх енергоефективності. Характеристики цього процесора пояснюються нижче.

Особливості процесора RISC

Деякі основні та важливі особливості процесора RISC полягають у наступному:

У процесорі RISC є прості інструкції. Складається з кількості регістрів і меншої кількості транзисторів Інструкції щодо завантаження та зберігання використовуються для доступу до місця пам'яті Цей процесор має цикл виконання

Надскалярний

Це процесор, який копіює обладнання до мікропроцесора для виконання відразу декількох завдань. Їх можна використовувати для арифметики і як множники. Вони мають кілька операційних блоків і тому виконують більше однієї команди, постійно видаючи безліч інструкцій зайвим операційним блокам всередині процесора.

ASIC

Він використовується для конкретних цілей, а не загальних цілей. На початку ASIC використовували технологію матриць дверей. Сучасні ASIC часто мають 32-бітні процесори, Flash, RAM-блоки, ROM, EEPROM, а також інші типи модулів.

DSP (цифровий процесор сигналу)

Вони використовуються для кодування та декодування відео або для перетворення цифрових відео в аналогові та аналогові в цифрові. Їм потрібен мікропроцесор, який відмінно справляється з математичними розрахунками. Фішки в цьому процесорі використовуються в сонарах, радарах, аудіоапаратурі для домашнього кінотеатру, мобільних телефонах і телевізорах.

Рекомендуємо прочитати Як вибрати процесор швидко та легко

Компоненти, необхідні для цього процесора, - це запрограмована пам'ять, пам'ять даних, введення / виведення та комп'ютерний двигун. Цей процесор призначений для обробки аналогового сигналу в цифровому вигляді. Цей процес здійснюється через регулярні проміжки часу і перетворює напругу в цифрову форму.

Додатками цього процесора є виробництво звуку та музики, обробка відеосигналів та прискорення 2D та 3D графіки. Приклад цього процесора - TMS320C40.

Спеціальні процесори

Спеціальні процесори розроблені для деяких спеціальних процесорів, а деякі з них пояснюються нижче.

Копроцесор

Він може справлятися з практичною функцією в багато разів швидше, ніж звичайні мікропроцесори. Приклад копроцесора - математичний копроцесор, а деякі з них - 8087, який використовується з 8086; 80287, який використовується з 80286; та 80387, який використовується з 80386.

Процесор вводу / виводу

Цей процесор матиме власну локальну пам'ять. Він використовується для управління пристроями вводу / виводу за участю ЦП. Прикладами процесора вводу / виводу є управління DMA, управління клавіатурою та мишею, управління графічним дисплеєм та управління SCSI-портами.

Комп'ютер

Цей процесор також має власну локальну пам'ять, а також має посилання для підключення одного комп'ютера до іншого для зв'язку між процесорами.

Трансп'ютер використовується для однопроцесорної системи або може бути підключений до зовнішніх посилань для зменшення витрат на будівництво та підвищення продуктивності. Деякі приклади цього процесора - це процесори з плаваючою комою, такі як T800, T805 і T9000.

Чи важлива швидкість?

Кожен фактор важливий, і швидкість не збирається робити менше. Але ми не можемо порівняти швидкість (ГГц або МГц) між різними архітектурами. Помилково порівнювати Pentium 4 на 2, 8 ГГц з Pentium останніх років на тій же частоті. Еволюційний стрибок в МПК (інструкції за цикл) є безглуздим.

Найправильніше було б класифікувати кожен процесор за його категорією. Крім того, ми можемо знайти випадки, які завдяки «щільному бюджету» оснащують ваш ПК процесором низького класу і продовжують тягнути його доти, доки не оновиться до більш високого класу.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Процесори з такою швидкістю ідеально підходять для основних повсякденних заходів, наприклад: електронної пошти, веб-перегляду, офісного набору та навіть великої продуктивності як медіа / HTPC-центри. У випадку з Pentiums, Ryzen 3 та APU можуть забезпечити чудову ефективність, граючи в роздільній здатності 720p або 1080, якщо вона оснащена гідною відеокартою.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 Quad Core

Цей діапазон швидкостей ідеально підходить для веб-перегляду, роботи з електронною поштою, запуску бізнес-програм, таких як системи управління пацієнтами, і багатозадачність в цілому. Ця категорія добре працює для звичайного офісного комп'ютера або користувачів, які не хочуть витрачати багато грошей на свій ігровий ПК, але хочуть в майбутньому оновити свій комп’ютер.

В даний час у восьмого покоління Intel Core i3 є 4 ядра, що дає нам плюс продуктивності (порівняно з сьомим поколінням) і може доставити нам велику радість з Nvidia GTX 1050 Ti або GTX 1060 об'ємом 3 або 6 ГБ. Також цікавим є чотириядерний AMD Ryzen 5 1400, який дуже добре працює як 4 × 4 процесор. У той час як AMD Ryzen 5 1600 / 1600X ідеально підходить для ігор та потокових передач, оскільки розігнати їх на частоті 3, 9 або 4 ГГц не дуже складно.

Intel Core i5 / Intel Core i7 та AMD Ryzen 7

У межах основної платформи є вершина діапазону. Якщо вам потрібен суперпотужний комп'ютер, ідеально підходить для гри на найвищих вимогах, роботи з надпотужними базами даних та редагуванням мультимедіа, то вам знадобиться мати високоефективний комп'ютер. Особисто 8-го покоління Intel Core i7 та AMD Ryzen 7 серії (з розгоном 3, 8 або 4 ГГц) дають жорстокі показники для ігор та роботи.

Без сумніву, вони є чудовим варіантом для захопленої платформи, такої як Intel Core i9 або AMD Threadripper зі значно більшою сумою. Цим ми закінчуємо нашу статтю про всі деталі, які слід знати про процесори. Серед них типи, які існують, і швидкості?