Год назад, подводя итог напряженной борьбы за лидерство на рынке процессоров для ПК между компаниями Intel и AMD, мы отдали пальму первенства компании AMD, чьи процессоры на тот момент были и производительнее и дешевле и имели меньшее тепловыделение. За прошедший год ситуация изменилась кардинальным образом, что связано прежде всего с выходом нового поколения процессоров Intel на основе микроархитектуры Intel Core. И если говорить о сегодняшнем положении дел, то безоговорочное лидерство на рынке процессоров для ПК принадлежит компании Intel.
Когда говорят о процессорах для ПК, то имеют в виду процессоры либо компании Intel, либо компании AMD (о процессорах других компаний не имеет смысла даже вспоминать в силу их нераспространенности на рынке). Собственно, именно упорная, ожесточенная конкуренция этих двух гигантов компьютерного рынка и является тем самым двигателем прогресса, который позволяет создавать все более производительные процессоры и от которого в конечном счете выигрывают потребители. Безусловно, обе компании в этом вопросе придерживаются собственного мнения. К примеру, говоря о развитии микропроцессоров, компания Intel любит ссылаться на закон Мура, тем не менее слабо верится, что индустрия процессоров достигла бы таких высот, если бы Intel не испытывала постоянное давление со стороны AMD.
Острая борьба между Intel и AMD происходит с переменным успехом то одной, то другой компании. К примеру, если говорить о текущем годе, то вплоть до лета явный перевес (не в смысле объема продаж, а в смысле спроса на процессоры) был на стороне AMD, чьи процессоры считались лучше по совокупности своих потребительских качеств. Однако летом произошло событие, кардинально изменившее положение дел на рынке. Компания Intel анонсировала новое поколение энергоэффективных процессоров на основе микроархитектуры Intel Core. Семейство процессоров для настольных ПК на основе этой революционной микроархитектуры получило название Intel Core 2 Duo. Собственно, после появления этого нового семейства микропроцессоров, которые по всем параметрам оказались лучше тех, что имеются в арсенале AMD, лидерство вновь захватила компания Intel. Впрочем, к новому семейству процессоров Intel мы еще вернемся, а пока более детально рассмотрим те характеристики процессоров, на которые стоит обращать внимание.
Характеристики современных процессоров
Современный процессор для ПК - это сложнейшее устройство с множеством технических характеристик. И однозначного ответа на вопрос, какой процессор лучше, просто не существует в силу того, что нельзя все характеристики процессора свести к единому интегральному критерию, который мог бы служить показателем его качества.
Если попытаться классифицировать все характеристики современных процессоров с точки зрения пользователя, то можно выделить четыре основные группы:
- производительность;
- энергоэффективность;
- функциональные возможности;
- стоимость.
Если со стоимостью все понятно, то вот остальные характеристики процессоров нуждаются в комментариях.
Энергоэффективность
Еще два-три года назад выбор процессора для ПК ограничивался рассмотрением двух составляющих - производительности процессора и его стоимости, причем на производительность процессора однозначно указывала его тактовая частота. Однако времена меняются, и уже сейчас сводить все только к производительности и стоимости - значит сильно упрощать реальную ситуацию. Кроме абсолютной производительности процессоры принято характеризовать энергоэффективностью, то есть производительностью в расчете на ватт потребляемой электроэнергии. Ранее, когда потребляемая процессором мощность составляла всего несколько десятков ватт, на такую характеристику, как энергоэффективность, просто не обращали внимание. Однако при достижении потребляемой процессором мощности рубежа в 100 Вт и даже его превышении энергоэффективность стала одной из важнейших характеристик процессора.
И дело даже не только (и не столько) в том, что чем выше потребляемая процессором мощность, тем больше приходится платить за электроэнергию (в России эта проблема не столь актуальна), а в том, что процессоры с высоким энергопотреблением трудно охлаждать. Приходится использовать массивные и шумные кулеры, что исключает возможность создавать малошумные ПК. Естественно, оптимальным решением будет производительный процессор с низким энергопотреблением, что, собственно, и отражено в понятии энергоэффективности.
Понятно, что энергоэффективность процессора, как и его производительность, не имеет численного выражения и в этом смысле не является технической характеристикой процессора. В то же время энергоэффективность зависит от таких характеристик, как микроархитектура процессора, технологический процесс производства, тактовая частота, потребляемая мощность и поддержка процессором функции энергосбережения.
Функциональные возможности
Кроме производительности и энергоэффективности, современные процессоры характеризуются набором поддерживаемых технологий. К примеру, современные процессоры Intel (в зависимости от модели) поддерживают такие технологии, как технология виртуализации Intel Virtualization Technology (Intel VT), технология защиты от вирусов Execute Disable Bit, технология 64-разрядных вычислений Intel Extended Memory 64 Technology (Intel EM64T), технология защиты от перегрева Intel Thermal Monitor 2, технологии энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep и Enhanced Halt State (C1E).
В процессорах AMD тоже присутствуют аналогичные технологии, но называются они по-другому, да и реализованы несколько иначе. К примеру, в зависимости от модели, в процессорах AMD могут поддерживаться технология 64-разрядных вычислений AMD 64, технология антивирусной защиты NX Bit, технология виртуализации AMD Virtualization и технология энергосбережения AMD Cool ‘n’ Quiet.
Производительность
Под производительностью процессора принято понимать скорость выполнения им задачи (какого-либо приложения), то есть чем меньше времени затрачивает процессор на реализацию той или иной задачи, тем выше его производительность. Казалось бы, такой подход к понятию производительности процессора вполне логичен. Однако не все так просто. Рассмотрим простой пример. Пусть имеется два процессора и два приложения. Первый процессор демонстрирует более высокую производительность в первом приложении, а второй процессор - во втором. Возникает вопрос: какой из двух процессоров считать более производительным? Ответ здесь отнюдь не тривиален, и реальная ситуация такова, что какие-то процессоры демонстрируют более высокую производительность на одном наборе приложений, а какие-то - на другом. В этом смысле более корректно говорить не об абсолютной производительности процессора (как о некой абсолютной истине), а о производительности на наборе приложений.
На производительность процессора оказывают непосредственное влияние его микроархитектура, размер кэша, тактовая частота и количество ядер процессора. Напомним, что, кроме одноядерных, в настоящее время существует большое многообразие двухъядерных процессоров для ПК. Собственно, переход от одноядерных процессоров к многоядерным - это современный тренд в развитии процессоров. Причина перехода к многоядерности вполне очевидна. Дело в том, что на протяжении всей истории развития процессоров одним из самых эффективных способов увеличения производительности являлось наращивание тактовой частоты. В то же время увеличение тактовой частоты приводит к нелинейному росту потребляемой процессором мощности со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями. Собственно, энергопотребление процессоров сегодня уже достигло той критической отметки, когда дальнейшее увеличение тактовой частоты стало невозможным, поскольку процессоры просто нечем будет охлаждать. А это означает, что возникла необходимость в поиске кардинально иных способов увеличения производительности процессоров, и один из них - переход от одноядерных процессоров к двухъядерным и многоядерным. Причем это действительно революционный шаг в развитии процессоров, поскольку он не просто меняет архитектуру процессоров, но и требует изменения всей инфраструктуры, включая программное обеспечение. Дело в том, что многоядерные процессоры могут дать выигрыш по производительности только в том случае, если используется оптимизированное под многоядерность, хорошо распараллеливаемое программное обеспечение (операционная система и приложения). Если же программный код написан таким образом, что подразумевает только последовательное выполнение инструкций, то от многоядерности проку не будет.
Модельный ряд процессоров Intel
Современный модельный ряд процессоров Intel для ПК довольно широк и включает несколько семейств:
- Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Extreme;
- Intel Pentium Processor Extreme Edition;
- Intel Pentium D;
- Intel Pentium 4;
- Intel Celeron D.
Конечно, флагманским семейством процессоров Intel является именно Intel Core 2 Duo, на которое в настоящее время имеет смысл ориентироваться, если, конечно, речь не идет о бюджетных или офисных ПК начального уровня.
Семейство двухъядерных процессоров Intel Core 2 Extreme и Intel Core 2 Duo
Если вспомнить историю процессоров Intel, то можно заметить, что все первенцы, созданные на базе новой процессорной микроархитектуры, либо уступали по производительности процессорам на основе микроархитектуры предыдущего поколения, либо приблизительно соответствовали им. Во всяком случае, внедрение новой процессорной микроархитектуры никогда не сопровождалось резким скачком производительности процессоров. Именно так, например, обстояли дела при внедрении архитектуры Intel NetBurst. Первые процессоры Intel Pentium 4 на основе этой микроархитектуры уступали по производительности последним процессорам семейства Intel Pentium III. В этом плане новая микроархитектура всегда рассматривалась в качестве потенциала для дальнейшего роста производительности процессоров, которого уже невозможно было достичь на основе микроархитектуры предыдущего поколения, но сам процесс перехода с одной микроархитектуры на другую никогда не сопровождался скачком производительности. Однако с микроархитектурой Intel Core, пришедшей на смену Intel NetBurst, все произошло иначе. То ли процессоры Intel слишком долго ругали, то ли сказалась потеря доли рынка, то ли просто по-другому не получилось, но факт остается фактом - новая микроархитектура Intel Core стала не просто базисом для дальнейшего роста производительности процессоров, но и обеспечила своеобразный скачок производительности. То есть производительность уже первых сэмплов процессоров для настольных ПК на основе микроархитектуры Intel Core оказалась гораздо выше производительности и процессоров предыдущего поколения Intel, и процессоров AMD. Сегодня процессоры на основе микроархитектуры Intel Core являются безоговорочными лидерами и по абсолютной производительности, и по энергоэффективности.
Новые двухъядерные процессоры Intel для настольных ПК были известны ранее под кодовым названием Conroe, но после официального анонса это семейство получило название Intel Core 2 Duo.
Семейство двухъядерных процессоров для настольных ПК Intel Core 2 Duo включает несколько моделей, отличающихся тактовой частотой и размером L2-кэша (табл. 1). Кроме того, к этому семейству можно отнести и топовую модель Intel Core 2 Extreme X6800 серии Extreme Edition, которая отличается от остальных процессоров семейства Intel Core 2 Duo только тактовой частотой и энергопотреблением.
Буква в названии модели процессора обозначает его энергопотребление (TDP), в частности буква «E» соответствует энергопотреблению 65 Вт. Как видим, практически все процессоры для настольных ПК семейства Intel Core 2 Duo имеют максимальное энергопотребление равное 65 Вт. И только один процессор серии Extreme Edition (модель X6800) обладает максимальным энергопотреблением 75 Вт.
Все процессоры семейства Intel Core 2 Duo поддерживают технологии, которые использовались и в процессорах предыдущих поколений, - Intel Virtualization Technology, Execute Disable Bit и Intel Extended Memory 64 Technology (Intel EM64T). Кроме того, в этих процессорах реализованы такие функции, как Intel Thermal Monitor 2 и Enhanced Halt State (C1E).
Нужно отметить, что процессор Intel Core 2 Extreme X6800 - флагманская модель всего семейства процессоров Intel - в розничной сети отсутствует, поэтому мы и не указываем его стоимость. Кроме того, цена процессора зависит от типа поставки: есть коробочный вариант (BOX), когда вместе с процессором продается кулер, и OEM-вариант - процессор без кулера.
Семейство процессоров Intel Pentium Processor Extreme Edition
В современном семействе Extreme Edition (табл. 2) процессоров Intel насчитывается три модели: Intel Pentium Processor Extreme Edition 965, 955 и 840 - все они являются двухъядерными, причем каждое ядро процессора основано на микроархитектуре NetBurst.
Несмотря на тот факт, что Extreme Edition является флагманским семейством процессоров Intel, ориентироваться на эти процессоры сегодня вряд ли имеет смысл. Во-первых, потому, что эти процессоры основаны на уже морально устаревшей микроархитектуре NetBurst. Во-вторых, энергопотребление этих процессоров составляет 130 Вт и для их охлаждения требуется очень мощный кулер. В-третьих, по производительности и тем более по энергоэффективности эти процессоры уступают топовым моделям семейства Intel Core 2 Duo. В-четвертых, их стоимость составляет более 1000 долл. И наконец, главное - купить эти процессоры практически невозможно, поскольку их просто нет в продаже. А потому их рассмотрение интересно исключительно в познавательном плане.
Процессор Intel Pentium Processor 965 Extreme Edition (Pentium 965 EE) (кодовое название Presler) выполняется по 65-нм технологическому процессу и имеет двухъядерную архитектуру. Каждое его ядро основано на микроархитектуре NetBurst. При этом используется технология размещения двух раздельных ядер в одной упаковке. К тому же оба ядра процессора имеют собственный кэш второго уровня (L2) объемом 2 Мбайт, поэтому общий объем L2-кэша составляет 4 Мбайт. Как и все процессоры семейства Extreme Edition, процессор Pentium 965 EE поддерживает технологию Hyper-Threading, что в совокупности обеспечивает одновременную обработку до четырех потоков. Кроме того, в данном процессоре реализованы технологии Intel Extended Memory 64 Technology, Execute Disable Bit (XD), технология виртуализации Intel Virtualization Technology (VT), а также технологии тепловой защиты Thermal Monitor и Thermal Monitor 2.
Тактовая частота процессора равна 3,73 ГГц (частота системной шины 266 МГц, коэффициент внутреннего умножения х14). Тепловой пакет (TDP) нового процессора составляет 130 Вт, а диапазон рабочих напряжений - от 1,2 до 1,375 В. Температура корпуса процессора при максимальном тепловыделении не должна превышать 68,6 °C.
Процессор Intel Pentium Processor 955 Extreme Edition (Pentium 955 EE) во многом похож на Pentium 965 EE и, по сути, отличается от него лишь тактовой частотой и степпингом ядра: тактовая частота Pentium 955 EE равна 3,46 ГГц (частота системной шины - 266 МГц, коэффициент внутреннего умножения - х13).
Процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 (Pentium 840 EE) (кодовое название Smithfield) выполняется по 90-нм технологическому процессу, при этом размер самого кристалла процессора составляет 206 мм2, а количество транзисторов внутри процессора равно 230 млн. В отличие от процессоров Pentium 960 EE и 950 EE, в которых двухъядерная архитектура организована как два отдельных процессора в одной упаковке, в процессоре Pentium 840 EE два ядра выполнены на одном кристалле, причем каждое из них имеет собственный кэш второго уровня (L2) объемом 1 Мбайт, а следовательно, общий объем кэша L2 составляет 2 Мбайт. Ядра процессора Pentium 840 EE имеют микроархитектуру NetBurst. Данный процессор поддерживает технологию Hyper-Threading, что в совокупности обеспечивает обработку до четырех потоков, а потому один такой физический процессор определяется операционной системой как четыре логических. Кроме того, этот процессор поддерживает технологии Intel Extended Memory 64 Technology, Execute Disable Bit, а также технологии тепловой защиты Thermal Monitor и Thermal Monitor 2, а вот технология энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep, к сожалению, отсутствует.
Тактовая частота процессора составляет 3,2 ГГц (частота FSB - 1066 МГц).
Вероятно, выбирая компьютер и изучая его характеристики вы заметили, что такому пункту как процессор придают большое значение. Почему именно ему, а не модели , блока питания, или ? Да, это тоже важные компоненты системы и от их правильного подбора также многое зависит, однако характеристики ЦП напрямую и в большей степени влияют на скорость и производительность ПК. Давайте разберем значение этого устройства в компьютере.
А начнем с того, что уберем процессор из системного блока. В итоге компьютер не будет работать. Теперь понимаете, какую роль он играет? Но давайте более детально изучим вопрос и узнаем что такое процессор компьютера.
Что такое процессор компьютера
Вся суть в том, что центральный процессор (его полное название) – как говорят, самое настоящее сердце и одновременно мозг компьютера. Пока он работает, работают и все остальные составляющие системного блока и подключенная к нему периферия. Он отвечает за обработку потоков различных данных, а также регулирует работу частей системы.
Более техническое определение можно найти в Википеди:
Центральный процессор - электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера.
В жизни ЦПУ имеет вид небольшой квадратной платы размером со спичечный коробок толщиной в несколько миллиметров, верхняя часть которого как, как правило, прикрыта металлической крышкой (в настольных версиях), а на нижней расположено множество контактов. Собственно, дабы не распинаться, посмотрите следующие фотографии:
Без команды, отданной процессором, не может быть произведена даже такая простая операция, как сложение двух чисел, или запись одного мегабайта информации. Все это требует немедленного обращения к ЦП. Что уж до более сложных задач, таких как запуск игры, или обработка видео.
К словам выше стоит добавить, что процессоры могут выполнять и функции видеокарты. Дело в том, что в современных чипах отведено место для видеоконтроллера, который выполняет все необходимые от нее функции, а как видеопамять использует . Не стоит думать, что встроенные графические ядра способны конкурировать с видеокартами хотя бы среднего класса, это больше вариант для офисных машин, где мощная графика не нужна, но все же потянуть что-то слабое им по зубам. Главным же достоинством интегрированной графики является цена — все же отдельную видеокарту покупать не нужно, а это существенная экономия.
Как работает процессор
В предыдущем пункте было разобрано, что такое процессор и для чего он нужен. Самое время посмотреть на то, как это работает.
Деятельность ЦП можно представить последовательностью следующих событий:
- Из ОЗУ, куда загрузилась определенная программа (допустим текстовый редактор), управляющий блок процессора извлекает необходимые сведения, а также набор команд, которые обязательно нужно выполнить. Все это отправляется в буферную память (кэш) ЦП;
- Выходящая из кэш-памяти информация разделяется на два вида: инструкции и значения , которые отправляются в регистры (это такие ячейки памяти в процессоре). Первые идут в регистры команд, а вторые в регистры данных;
- Информацию из регистров обрабатывает арифметико-логическое устройство (часть ЦПУ, которая выполняет арифметические и логические преобразования поступающих данных), которое из них считывает информацию, а за тем исполняет необходимые команды над получившимися в итоге числами;
- Получившиеся результаты, разделяющиеся на законченные и незаконченные , идут в регистры, откуда первая группа отправляется в кэш-память ЦП;
- Этот пункт начнем с того, что есть два основных уровня кэша: верхний и нижний . Последние полученные команды и данные, нужные для выполнения расчетов, поступают в кэш верхнего уровня, а неиспользуемые отправляются в кэш нижнего уровня. Этот процесс идёт следующим образом — вся информация идёт с третьего уровня кэша на второй, а потом попадает на первый, с не нужными на текущий момент данными и их отправкой на нижний уровень все обстоит наоборот;
- По окончанию вычислительного цикла, конечный итог будет записан в оперативной памяти системы, для освобождения места кэш-памяти ЦП для новых операций. Но может произойти так, что буферная память будет переполнена, тогда неэксплуатируемые данные пойдут в оперативную память, или на нижний уровень кэша.
Поэтапные шаги вышеприведенных действий являются операционным потоком процессора и ответом на вопрос – как работает процессор.
Виды процессоров и основные их производители
Существует множество видов процессоров от слабых одноядерных, до мощных многоядерных. От игровых и рабочих до средних по всем параметрам. Но, есть два основных лагеря ЦП – AMD и знаменитые Intel. Это две компании, производящие самые востребованные и популярные микропроцессоры на рынке. Основное различие между продукцией AMD и Intel – не количество ядер, а архитектура – внутреннее строение. Каждый из конкурентов предлагает свое строение «внутренностей», свой вид процессора, кардинально отличающуюся от конкурента.
У продуктов каждой из сторон есть свои плюсы и минусы, предлагаю кратко ознакомиться с ними поближе.
Плюсы процессоров Intel :
- Обладает более низким потреблением энергии;
- Разработчики больше ориентируются на Интел, чем на АМД;
- Лучше производительность в играх;
- Связь процессоров Интел с ОЗУ реализована лучше, нежели у АМД;
- Операции, осуществляемые в рамках только одной программы (на пример разархивирование) идут лучше, АМД в этом плане поигрывает.
Минусы процессоров Intel :
- Самый большой минус – цена. ЦП от данного производителя зачастую на порядок выше чем у их главного конкурента;
- Производительность снижается при использовании двух и более «тяжелых» программ;
- Интегрированные графические ядра уступают АМД;
Плюсы процессоров AMD :
- Самый большой плюс — самый большой минус Intel – цена. Вы можете купить хороший середнячок от AMD, который будет на твердую 4, а может даже и 5 тянуть современные игры, при этом стоить он будет намного ниже чем аналогичный по производительности процессор от конкурента;
- Адекватное соотношение качества и цены;
- Обеспечивают качественную работу системы;
- Возможность разгона процессора, повышая тем самым его мощность на 10-20%;
- Интегрированные графические ядра превосходят Интел.
Минусы процессоров AMD :
- Процессоры от АМД хуже взаимодействуют с ОЗУ;
- Энергопотребление больше, чем у Интел;
- Работа буферной памяти на втором и третьем уровне идёт на более низкой частоте;
- Производительность в играх отстает от показателей конкурента;
Но, несмотря на приведенные достоинства и недостатки, каждая из компаний продолжает развиваться, их процессоры с каждым поколением становятся мощнее, а ошибки предыдущей линейки учитываются и исправляются.
Основные характеристики процессоров
Мы рассмотрели, что такое процессор компьютера, как он работает. Ознакомились с тем, что из себя представляют два основных их вида, время обратить внимание на их характеристики.
Итак, для начала их перечислим: бренд, серия, архитектура, поддержка определенного сокета, тактовая частота процессора, кэш, количество ядер, энергопотребление и тепловыделение, интегрированная графика. Теперь разберем с пояснениями:
- Бренд – кто производит процессор: AMD, или Intel. От данного выбора зависит не только цена приобретения, и производительность, как можно было бы предположить из предыдущего раздела, но также и выбор остальных комплектующих ПК, в частности, материнской платы. Поскольку процессоры от АМД и Интел имеют различную конструкцию и архитектуру, то в сокет (гнездо для установки процессора на материнской плате) предназначенный под один тип процессора, нельзя будет установить второй;
- Серия – оба конкурента делят свою продукцию на множество видов и подвидов. (AMD — Ryzen, FX,. Intel- i5, i7);
- Архитектура процессора – фактически внутренние органы ЦП, каждый вид процессоров имеет индивидуальную архитектуру. В свою очередь один вид можно разделить на несколько подвидов;
- Поддержка определенного сокета - очень важная характеристика процессора, поскольку сам сокет является «гнездом» на материнской плате для подсоединения процессора, а каждый вид процессоров требует соответствующий ему разъем. Собственно об этом было сказано выше. Вам либо нужно точно знать какой сокет расположен на вашей материнской плате и под нее подбирать процессор, либо наоборот (что более правильно);
- Тактовая частота – один из значимых показателей производительности ЦП. Давайте ответим на вопрос что такое тактовая частота процессора. Ответ будет простым для этого грозного термина — объем операций выполняющихся в единицу времени, измеряющийся в мегагерцах (МГц);
- Кэш - установленная прямо в процессор память, её ещё называют буферной памятью, имеет два уровня — верхний и нижний. Первый получает активную информацию, второй – неиспользуемую на данный момент. Процесс получения информации идет с третьего уровня во второй, а потом в первый, ненужная информация проделывает обратный путь;
- Количество ядер - в ЦП их может быть от одного до нескольких. В зависимости от количества процессор будет называться двухъядерных, четырех ядерным и т.д. Соответственно от их числа будет зависеть мощность;
- Энергопотребление и тепловыделение. Тут все просто – чем выше процессор «съедает» энергии, тем больше тепла он выделит, обращайте внимание на этот пункт, чтобы выбрать соответствующий кулер охлаждения и блок питания.
- Интегрированная графика – у AMD первые такие разработки появились в 2006, у Intel с 2010. Первые показывают больший результат, чем конкуренты. Но все равно, до флагманских видеокарт пока ни один из них не смог дотянуть.
Выводы
Как вы уже поняли центральный процессор компьютера играет важнейшую роль в системе. В сегодняшней статье мы с вами разобрали, что такое процессор компьютера, что такое частота процессора, какие они бывают и для чего нужны. Как сильно одни ЦП отличаются от других, какие виды процессоров бывают. Поговорили о плюсах и минусах продукции двух конкурирующих между собой кампаний. Но с какой характеристикой процессор будет стоять в вашем системном блоке решать только вам.
Как определить что сгорел процессор? Каковы могут быть визуальные признаки сгоревшего процессора? На эти и другие вопросы мы с Вами попытаемся ответить в этой статье.
Во первых, сразу хочу отметить, что современные и материнские платы имеют достаточно хорошую защиту от перегрева, а также - системы его своевременного предупреждения. По моему личному опыту - в новых компьютерах на процессор следует обращать внимание в последнюю очередь (скорее вышло из строя что-нибудь другое) :) Но, естественно, что сгорают и процессоры, поэтому - к делу!
Для начала давайте разберем самые явные признаки сгоревшего процессора. Я немного "попугаю" Вас различными фотографиями, иллюстрирующими это несчастье и поделюсь своим опытом и наблюдениями.
Достаточно часто встает вопрос: что сгорело, материнская плата или процессор? О компьютера мы говорили в предыдущем цикле статей. Сейчас будем рассматривать исключительно процессор.
Для начала - вскройте системный блок и внимательно осмотрите околопроцессорное пространство на на предмет потемнения, оплавления самого разъема (сокета).
Что я имею в виду? Вот это:
Как видите, здесь не нужно быть специалистом чтобы понять, что сгорел именно процессор.
Всегда старайтесь подходить к решению проблемы, вдумчиво и методично, начиная с проверки самых банальных вариантов. Не поленитесь снять систему охлаждения (радиатор процессора) и заглянуть под нее. Возможно (не дай бог) :) Вы увидите нечто похожее?
Обратите внимание на потемнение самого кристалла (в центре фото), а также - на оплавленный стикер (наклейку) внизу. Сама по себе она никак не могла выгореть. Вообще, наличие каких-либо оплавленных элементов на процессоре (не путать с остатками термопасты) уже свидетельствуют о том, что он работает в режиме перегрева.
Давайте посмотрим на еще одно фото:
На фото выше мы можем наблюдать полное выгорание кристалла (в центре фото). Видим, что он приобрел коричневый цвет и "пошел" пятнами. Вывод - процессор сгорел ! Причем в самом прямом смысле этого слова.
Ну и, заканчивая нашу серию «невеселых картинок» - еще одна иллюстрация. Здесь мы видим, что даже несмотря на защитную теплорассеивающую крышку признаки сгоревшего процессора под ней - на лицо.
Если присмотреться, то видно, что на фотографиях представлены относительно старые процессоры от фирмы «AMD». В свое время очень сильно, да и относительно недавно с ними были проблемы из-за этого. У этих устройств до определенного момента были большие проблемы, связанные с работой в условиях перегрева. Их извечный конкурент фирма «Intel» уже на то время имела хорошую систему защиты от этого (компьютер просто принудительно выключался, чтобы избежать выхода процессора из строя).
Но это все - визуальные проявления неработающего процессора. Какие еще могут быть признаки? Многие скажут - . Если Вы подписаны на нашу рассылку и читали предыдущие статьи, то понимаете о чем идет речь.
К сожалению, как показывает практика, в большинстве случаев, если процессор сгорел, то никаких звуковых сигналов Вы не услышите. Дело здесь в том, что подает звуковые сигналы (пищит) программа, выполняемая процессором при обработке кода «bios-а». А еслисгорел процессор, то, естественно, что никаких сигналов мы не услышим.
Надо также отметить, что некоторые материнские платы "умеют" выявлять ошибки процессора и подавать сигнал даже при его отсутствии в посадочном гнезде. Эта функция реализована в них на уровне набора системной логики (чипсета) самой материнской платы.
Так каким же образом проверить сгорел процессор или нет? Стопроцентный результат здесь может дать только его перенос на другую (заведомо рабочую) материнскую плату с аналогичным сокетом (разъемом).
Помню, был у нас на работе случай: в компьютерном классе на одной из машин «AMD» забился пылью вентилятор системы охлаждения. В какой-то момент кулер просто остановился. Сколько компьютеру удалось проработать в таком режиме - неизвестно, но однажды он просто отказался запускаться. Открыв , мы поняли - сгорел процессор (об этом свидетельствовали характерные потемнения на его поверхности). Так что - будьте бдительны, регулярно делайте общую профилактику и осмотр компьютера, не доводите дело до крайности!
Для того чтобы измерить температуру процессора (и вообще любой другой микросхемы и поверхности) есть один очень простой и точный прибор. Называется он «пирометр » или - бесконтактный инфракрасный термометр.
Модель, которую мы используем в нашем IT отделе называется «DT8380» и выглядит она следующим образом:
Это бесконтактный лазерный термометр с инфракрасным "прицелом"! Звучит грозно, правда? :) На самом деле это не "прицел", а лазерная указка, а бесконтактный означает, что измерение температуры поверхности производится на расстоянии (без прикладывания к ней прибора). А вот мощность теплового излучения объекта действительно измеряется в инфракрасном диапазоне.
Работает пирометр от 9-ти вольтовой батарейки типа «Крона», которая располагается в его рукоятке:
Пользоваться инфракрасным термометром сможет даже ребенок, который не был лишен в детстве родителями игры "в войнушку". Просто "прицеливаетесь" в точку, температуру которой хотите измерить и нажимаете "курок" :)
После этого на дисплее вы увидите значение температуры измеряемой поверхности.
С помощью трех кнопок ниже мы можем:
- включить/выключить подсветку дисплея (для измерений в затемненных помещениях)
- перевести прибор в режим работы со шкалой Фаренгейта
- выключить или включить лазерную указку (с ней просто удобнее "целиться")
Вот, к примеру, я измеряю температуру мультиконтроллера на материнской плате:
Конечно с помощью инфракрасного термометра Вы не будете на 100% застрахованы от сгорания процессора, но получаете в свои руки мощное (что важно - безопасное) средство контроля за температурой внутри .
Заявленные характеристики прибора такие:
- диапазон измеряемых температур от -30 до +380 градусов Цельсия
- погрешность измерения - 2 градуса
- максимальное расстояние точного замера - 8 (восемь) метров!
- автоматическое выключение питания за ненадобностью
- отображение результата на экране менее чем через 1 секунду
- сохранение последнего зафиксированного значения
Подобным устройством можно измерять все что угодно: температуру батарей водяного отопления, труб, печей, газовых котлов, проверить нагрев двигателя автомобиля, пола, стенок морозильной камеры (- 16 градусов) :) компьютера и т.д.
В период массовой эпидемии в Китае (во время вспышки вируса «H1N1») там наблюдался повышенный спрос на подобные изделия, ведь с их помощью можно также измерять температуру человеческого тела.
Выйти из строя в результате перегрева процессор может не только в системном блоке. Где еще, спросите Вы? Ну, например: в сетевом коммутаторе (свитче, англ. «switch»). К примеру, вот на таком (кликабельно):
Вполне реальная история, которая произошла у нас на работе. Об этом я уже рассказывал как-то . Причем что интересно: из-за одной и той же поломки (выход из строя процессоров портов в результате перегрева) у нас оказались на руках два 50-ти портовых не рабочих коммутатора HP «Procurve 2650». Обидно, что - это брендовый коммутатор . с поддержкой статической маршрутизации, технологии VLAN и т.д. В свое время, каждый из них стоил хороших американских денег: по 1000 долларов за штуку! Теперь - лежат у нас горкой:)
Причина неисправности? Банальный перегрев процессоров, обслуживающих RJ-45 порты коммутатора. Вскрыв похожий свитч, но от фирмы «Intel» мы можем видеть там монолитный радиатор с термоинтерфейсом, плотно "сидящим" на двух болтах поверх процессоров. Когда я это увидел, честно скажу, - возмущению не было предела! Неужели нельзя было предусмотреть такой простой вещи в таком дорогом оборудовании?! Фото ниже - кликабельно.
Свитч от «Intel» после профилактики и дальше себе спокойно работает, а вот с продукцией от фирмы «HP» пришлось, к сожалению, распрощаться. Так что имейте в виду: (да и не только его) - крайне неприятная вещь и нужно, по возможности, стараться не допускать его возникновения!
Неожиданно для меня, история с коммутаторами от HP получила продолжение! Оказывается, данные устройства подпадают под такую приятную вещь, как пожизненная гарантия от производителя! Что это значит? Просто нужно выйти на нужных людей (представителей компании в своем регионе) и они заменят/отремонтируют Вам дорогой коммутатор совершенно бесплатно! В нашем случае не пришлось даже платить за доставку! :)
Также хотелось бы добавить ремарку следующего характера: сгореть процессор может не только в персональном компьютере или ноутбуке, но и в любом другом оборудовании. Пример из практики: древний репитер (именно повторитель, работающий с BNC сетью!), обросший пылью и висящий за шкафом. Работал, работал, и вдруг перестал: светятся все индикаторы (не моргают), а сети нет. Снимаем, вскрываем, продуваем и обнаруживаем следующее:
Обратите внимание на область, отмеченную красным. Мы видим область явного потемнения, - характерный признак длительного перегрева чипа, и более того, белую полосу - трещину на самом элементе! Странно что на репиторе вообще присутствовала какая-то индикация. Вот как раньше технику делали: процессор сгорел (даже треснул), а концентратор дальше работать пытается! :)
На видео ниже также предлагаю Вам посмотреть что бывает, если процессор находится в состоянии длительного перегрева? А развитие "процессорной" темы читайте на следующей странице нашего сайта.
Первые компьютерные процессоры с несколькими ядрами появились на потребительском рынке ещё в середине двухтысячных, но множество пользователей до сих пор не совсем понимает — что это такое, многоядерные процессоры, и как разобраться в их характеристиках.
Видео-формат статьи «Вся правда о многоядерных процессорах»
Простое объяснение вопроса «что такое процессор»
Микропроцессор — одно из главных устройств в компьютере. Это сухое официальное название чаще сокращают до просто «процессор») . Процессор — микросхема, по площади сравнимая со спичечным коробком . Если угодно, процессор — это как мотор в автомобиле. Важнейшая часть, но совсем не единственная. Есть у машины ещё и колёса, и кузов, и проигрыватель с фарами. Но именно процессор (как и мотор автомобиля) определяет мощность «машины».
Многие называют процессором системный блок — «ящик», внутри которого находятся все компоненты ПК, но это в корне неверно. Системный блок — это корпус компьютера вместе со всеми составляющими частями — жёстким диском, оперативной памятью и многими другими деталями.
Функция процессора — вычисления . Не столь важно, какие именно. Дело в том, что вся работа компьютера завязана исключительно на арифметических вычислениях. Сложение, умножение, вычитание и прочая алгебра — этим всем занимается микросхема под названием «процессор». А результаты таких вычислений выводятся на экран в виде игры, вордовского файла или просто рабочего стола.
Главная часть компьютера, которая занимается вычислениями — вот, что такое процессор .
Что такое процессорное ядро и многоядерность
Испокон процессорных «веков» эти микросхемы были одноядерными. Ядро — это, фактически, сам процессор. Его основная и главная часть. Есть у процессоров и другие части — скажем, «ножки»-контакты, микроскопическая «электропроводка» — но именно тот блок, который отвечает за вычисления, называется ядром процессора . Когда процессоры стали совсем небольшими, то инженеры решили совместить внутри одного процессорного «корпуса» сразу несколько ядер.
Если представить процессор в виде квартиры, то ядро — это крупная комната в такой квартире. Однокомнатная квартира — это одно процессорное ядро (крупная комната-зал), кухня, санузел, коридор… Двухкомнатная квартира — это уже как два процессорных ядра вместе с прочими комнатами. Бывают и трёх-, и четырёх, и даже 12-комнатные квартиры. Также и в случае с процессорами: внутри одного кристалла-«квартиры» может быть несколько ядер-«комнат».
Многоядерность — это разделение одного процессора на несколько одинаковых функциональных блоков. Количество блоков — это число ядер внутри одного процессора.
Разновидности многоядерных процессоров
Бытует заблуждение: «чем больше ядер у процессора — тем лучше». Именно так стараются представить дело маркетологи, которым платят за создание такого рода заблуждений. Их задача — продавать дешёвые процессоры, притом — подороже и в огромных количествах. Но на самом деле количество ядер — далеко не главная характеристика процессоров.
Вернёмся к аналогии процессоров и квартир. Двухкомнатная квартира дороже, удобнее и престижнее однокомнатной. Но только если эти квартиры находятся в одном районе, оборудованы одинаково, да и ремонт у них схожий. Существуют слабенькие четырёхядерные (а то и 6-ядерные) процессоры, которые значительно слабее двухядерных. Но поверить в это сложно: ещё бы, магия крупных чисел 4 или 6 против «какой-то» двойки. Однако именно так и бывает весьма и весьма часто. Вроде как та же четырёхкомнатная квартира, но в убитом состоянии, без ремонта, в совершенно отдалённом районе — да ещё и по цене шикарной «двушки» в самом центре.
Сколько бывает ядер внутри процессора?
Для персональных компьютеров и ноутбуков одноядерные процессоры толком не выпускаются уже несколько лет, а встретить их в продаже — большая редкость. Число ядер начинается с двух. Четыре ядра — как правило, это более дорогие процессоры, но отдача от них присутствует. Существуют также 6-ядерные процессоры, невероятно дорогие и гораздо менее полезные в практическом плане. Мало какие задачи способны получить прирост производительности на этих монструозных кристаллах.
Был эксперимент компании AMD создавать и 3-ядерные процессоры, но это уже в прошлом. Получилось весьма неплохо, однако их время прошло.
Кстати, компания AMD также производит многоядерные процессоры, но, как правило, они ощутимо слабее конкурентов от Intel. Правда, и цена у них значительно ниже. Просто следует знать, что 4 ядра от AMD почти всегда окажутся заметно слабее, чем те же 4 ядра производства Intel.
Теперь вы знаете, что у процессоров бывает 1, 2, 3, 4, 6 и 12 ядер. Одноядерные и 12-ядерные процессоры — большая редкость. Трёхядерные процессоры — дело прошлого. Шестиядерные процессоры либо очень дороги (Intel), либо не такие уж сильные (AMD), чтобы переплачивать за число. 2 и 4 ядра — самые распространённые и практичные устройства, от самых слабых до весьма мощных.
Частота многоядерных процессоров
Одна из характеристик компьютерных процессоров — их частота. Те самые мегагерцы (а чаще — гигагерцы). Частота — важная характеристика, но далеко не единственная . Да, пожалуй, ещё и не самая главная. К примеру, двухядерный процессор с частотой 2 гигагерца — более мощное предложение, чем его одноядерный собрат с частотой 3 гигагерца.
Совсем неверно считать, что частота процессора равна частоте его ядер, умноженной на количество ядер. Если проще, то у 2-ядерного процессора с частотой ядра 2 ГГц общая частота ни в коем случае не равна 4 гигагерцам! Даже понятия «общая частота» не существует. В данном случае, частота процессора равна именно 2 ГГц. Никаких умножений, сложений или других операций.
И вновь «превратим» процессоры в квартиры. Если высота потолков в каждой комнате — 3 метра, то общая высота квартиры останется такой же — всё те же три метра, и ни сантиметром выше. Сколько бы комнат не было в такой квартире, высота этих комнат не изменяется. Так же и тактовая частота процессорных ядер . Она не складывается и не умножается.
Виртуальная многоядерность, или Hyper-Threading
Существуют ещё и виртуальные процессорные ядра . Технология Hyper-Threading в процессорах производства Intel заставляет компьютер «думать», что внутри двухядерного процессора на самом деле 4 ядра. Очень похоже на то, как один-единственный жёсткий диск делится на несколько логических — локальные диски C, D, E и так далее.
Hyper- Threading — весьма полезная в ряде задач технология . Иногда бывает так, что ядро процессора задействовано лишь наполовину, а остальные транзисторы в его составе маются без дела. Инженеры придумали способ заставить работать и этих «бездельников», разделив каждое физическое процессорное ядро на две «виртуальные» части. Как если бы достаточно крупную комнату разделили перегородкой на две.
Имеет ли практический смысл такая уловка с виртуальными ядрами ? Чаще всего — да, хотя всё зависит от конкретных задач. Вроде, и комнат стало больше (а главное — они используются рациональнее), но площадь помещения не изменилась. В офисах такие перегородки невероятно полезны, в некоторых жилых квартирах — тоже. В других случаях в перегораживании помещения (разделении ядра процессора на два виртуальных) смысла нет вообще.
Отметим, что наиболее дорогие и производительные процессоры класса Core i7 в обязательном порядке оснащены Hyper- Threading . В них 4 физических ядра и 8 виртуальных. Получается, что одновременно на одном процессоре работают 8 вычислительных потоков. Менее дорогие, но также мощные процессоры Intel класса Core i5 состоят из четырёх ядер, но Hyper Threading там не работает. Получается, что Core i5 работают с 4 потоками вычислений.
Процессоры Core i3 — типичные «середнячки», как по цене, так и по производительности. У них два ядра и никакого намёка на Hyper-Threading. Итого получается, что у Core i3 всего два вычислительных потока. Это же относится и к откровенно бюджетным кристаллам Pentium и Celeron . Два ядра, «гипе-трединг» отсутствует = два потока.
Нужно ли компьютеру много ядер? Сколько ядер нужно в процессоре?
Все современные процессоры достаточно производительны для обычных задач . Просмотр интернета, переписка в соцсетях и по электронной почте, офисные задачи Word-PowerPoint-Excel: для этой работы подойдут и слабенькие Atom, бюджетные Celeron и Pentium, не говоря уже о более мощных Core i3. Двух ядер для обычной работы более чем достаточно. Процессор с большим количеством ядер не принесёт значительного прироста в скорости.
Для игр следует обратить внимание на процессоры Core i3 или i5 . Скорее, производительность в играх будет зависеть не от процессора, а от видеокарты. Редко в какой игре потребуется вся мощь Core i7. Поэтому считается, что игры требуют не более четырёх процессорных ядер, а чаще подойдут и два ядра.
Для серьёзной работы вроде специальных инженерных программ, кодирования видео и прочих ресурсоёмких задач требуется действительно производительная техника . Часто здесь задействуются не только физические, но и виртуальные процессорные ядра. Чем больше вычислительных потоков, тем лучше. И не важно, сколько стоит такой процессор: профессионалам цена не столь важна.
Есть ли польза от многоядерных процессоров?
Безусловно, да. Одновременно компьютер занимается несколькими задачами — хотя бы работа Windows (кстати, это сотни разных задач) и, в тот же момент, проигрывание фильма. Проигрывание музыки и просмотр интернета. Работа текстового редактора и включённая музыка. Два процессорных ядра — а это, по сути, два процессора, справятся с разными задачами быстрее одного. Два ядра сделают это несколько быстрее. Четыре — ещё быстрее, чем два.
В первые годы существования технологии многоядерности далеко не все программы умели работать даже с двумя ядрами процессора. К 2014 году подавляющее большинство приложений отлично понимают и умеют пользоваться преимуществами нескольких ядер. Скорость обработки задач на двухядерном процессоре редко увеличивается в два раза, но прирост производительности есть почти всегда.
Поэтому укоренившийся миф о том, что, якобы, программы не могут использовать несколько ядер — устаревшая информация. Когда-то действительно было так, сегодня ситуация улучшилась кардинально. Преимущества от нескольких ядер неоспоримы, это факт.
Когда меньше ядер у процессора — лучше
Не следует покупать процессор по неверной формуле «чем больше ядер — тем лучше». Это не так. Во-первых, 4, 6 и 8-ядерные процессоры ощутимо дороже своих двухядерных собратьев. Значительная прибавка в цене далеко не всегда оправдана с точки зрения в производительности. К примеру, если 8-ядерник окажется лишь на 10% быстрее CPU с меньшим количеством ядер, но будет в 2 раза дороже, то такую покупку сложно оправдать.
Во-вторых, чем больше ядер у процессора, тем он «прожорливее» с точки зрения энергопотребления. Нет никакого смысла покупать гораздо более дорогой ноутбук с 4-ядерным (8-поточным) Core i7, если на этом ноутбуке будут обрабатываться лишь текстовые файлы, просматриваться интернет и так далее. Никакой разницы с двухядерником (4 потока) Core i5 не будет, да и классический Core i3 лишь с двумя вычислительными потоками не уступит более именитому «коллеге». А от батарейки такой мощный ноутбук проработает гораздо меньше, чем экономичный и нетребовательный Core i3.
Многоядерные процессоры в мобильных телефонах и планшетах
Мода на несколько вычислительных ядер внутри одного процессора касается и мобильных аппаратов. Смартфоны вместе с планшетами с большим количеством ядер почти никогда не используют все возможности своих микропроцессоров. Двухядерные мобильные компьютеры иногда действительно работают чуть быстрее, но 4, а тем более 8 ядер — откровеннейший перебор. Аккумулятор расходуется совершенно безбожно, а мощные вычислительные устройства попросту простаивают без дела. Вывод — многоядерные процессоры в телефонах, смартфонах и планшетах — лишь дань маркетингу, а не насущная необходимость. Компьютеры — более требовательные устройства, чем телефоны. Два процессорных ядра им действительно нужны. Четыре — не помешают. 6 и 8 — излишество в обычных задачах и даже в играх.
Как выбрать многоядерный процессор и не ошибиться?
Практическая часть сегодняшней статьи актуальна на 2014 год. Вряд ли в ближайшие годы что-то серьёзно поменяется. Речь пойдёт только о процессорах производства Intel. Да, AMD предлагает неплохие решения, но они менее популярны, да и разобраться в них сложнее.
Заметим, что таблица основана на процессорах образца 2012-2014 годов. Более старые образцы имеют другие характеристики. Также мы не стали упоминать редкие варианты CPU, например — одноядерный Celeron (бывают и такие даже сегодня, но это нетипичный вариант, который почти не представлен на рынке). Не следует выбирать процессоры исключительно по количеству ядер внутри них — есть и другие, более важные характеристики. Таблица лишь облегчит выбор многоядерного процессора, но конкретную модель (а их десятки в каждом классе) следует покупать только после тщательного ознакомления с их параметрами: частотой, тепловыделением, поколением, размером кэша и другими характеристиками.
| Процессор | Количество ядер | Вычислительные потоки | Типичная область применения |
| Atom | 1-2 | 1-4 | Маломощные компьютеры и нетбуки. Задача процессоров Atom — минимальное энергопотребление. Производительность у них минимальна. |
| Celeron | 2 | 2 | Самые дешёвые процессоры для настольных ПК и ноутбуков. Производительности достаточно для офисных задач, но это совсем не игровые CPU. |
| Pentium | 2 | 2 | Столь же недорогие и малопроизводительные процессоры Intel, как и Celeron. Отличный выбор для офисных компьютеров. Pentium оснащаются чуть более ёмким кэшем, и, иногда, слегка повышенными характеристиками по сравнению с Celeron |
| Core i3 | 2 | 4 | Два достаточно мощных ядра, каждое из которых разделено на два виртуальных «процессора» (Hyper-Threading). Это уже довольно мощные CPU при не слишком высоких ценах. Хороший выбор для домашнего или мощного офисного компьютера без особой требовательности к производительности. |
| Core i5 | 4 | 4 | Полноценные 4-ядерники Core i5 — довольно дорогие процессоры. Их производительности не хватает лишь в самых требовательных задачах. |
| Core i7 | 4-6 | 8-12 | Самые мощные, но особенно дорогие процессоры Intel. Как правило, редко оказываются быстрее Core i5, и лишь в некоторых программах. Альтернатив им просто нет. |
Краткий итог статьи «Вся правда о многоядерных процессорах». Вместо конспекта
- Ядро процессора — его составная часть. Фактически, самостоятельный процессор внутри корпуса. Двухядерный процессор — два процессора внутри одного.
- Многоядерность сравнима с количеством комнат внутри квартиры. Двухкомнатные лучше однокомнатных, но лишь при прочих равных характеристиках (расположение квартиры, состояние, площадь, высота потолков).
- Утверждение о том, что чем больше ядер у процессора, тем он лучше — маркетинговая уловка, совершенно неверное правило. Квартиру ведь выбирают далеко не только по количеству комнат, но и по её расположению, ремонту и другим параметрам. Это же касается и нескольких ядер внутри процессора.
- Существует «виртуальная» многоядерность — технология Hyper-Threading. Благодаря этой технологии, каждое «физическое» ядро разделяется на два «виртуальных». Получается, что у 2-ядерного процессора с Hyper-Threading лишь два настоящих ядра, но эти процессоры одновременно обрабатывают 4 вычислительных потока. Это действительно полезная «фишка», но 4-поточный процессор нельзя считать четырёхядерным.
- Для настольных процессоров Intel: Celeron — 2 ядра и 2 потока. Pentium — 2 ядра, 2 потока. Core i3 — 2 ядра, 4 потока. Core i5 — 4 ядра, 4 потока. Core i7 — 4 ядра, 8 потоков. Ноутбучные (мобильные) CPU Intel имеют иное количество ядер/потоков.
- Для мобильных компьютеров часто важнее экономичность в энергопотреблении (на практике — время работы от батареи), чем количество ядер.
Процессоры (микропроцессоры)
"Мозгом" персонального компьютера является микропроцессор, или центральный процессор - CPU (Central Processing Unit) . Микропроцессор выполняет вычисления и обработку данных (за исключением некоторых математических операций, осуществляемых в компьютерах, имеющих сопроцессор) и, как правило, является самой дорогостоящей микросхемой компьютера. Во всех PC-совместимых компьютерах используются процессоры, совместимые с семейством микросхем Intel, но выпускаются и проектируются они как самой Intel, так и компаниями AMD, Cyrix, IDT и Rise Technologies.
До появления первого pc
Обратите внимание, что первый процессор был выпущен за 10 лет до появления первого компьютера IBM PC. Он был разработан компанией Intel, назван Intel 4004, а его выпуск состоялся 15 ноября 1971 года. Рабочая частота этого процессора составляла всего 108 кГц (0,108 МГц!). Этот процессор содержал 2 300 транзисторов и производился по 10-микронной технологии. Шина данных имела ширину 4 разряда и позволяла адресовать 640 байт памяти. Процессор 4004 использовался в схемах управления светофоров, анализаторах крови и даже на межпланетной научно-исследовательской станции NASA Pioneer 10!
15 ноября 2001 года исполнилось 30 лет со дня появления первого микропроцессора. За эти годы быстродействие процессора увеличилось более чем в 18 500 раз (с 0,108 МГц до 2 ГГц).
Параметры процессоров
При описании параметров и устройства процессоров часто возникает путаница. Рассмотрим некоторые характеристики процессоров, в том числе разрядность шины данных ишины адреса , а такжебыстродействие .
Процессоры можно классифицировать по двум основным параметрам: разрядности и быстродействию. Быстродействие процессора - довольно простой параметр. Оно измеряется в мегагерцах (МГц); 1 МГц равен миллиону тактов в секунду. Чем выше быстродействие, тем лучше (тем быстрее процессор).Разрядность процессора - параметр более сложный. В процессор входит три важных устройства, основной характеристикой которых является разрядность:
шина ввода и вывода данных;
внутренние регистры;
шина адреса памяти.
Шина данных
Когда говорят о шине процессора, чаще всего имеют в виду шину данных, представленную как набор соединений (или выводов) для передачи или приема данных. Чем больше сигналов одновременно поступает на шину, тем больше данных передается по ней за определенный интервал времени и тем быстрее она работает. Разрядность шины данных подобна количеству полос движения на скоростной автомагистрали; точно так же, как увеличение количества полос позволяет увеличить поток машин по трассе, увеличение разрядности позволяет повысить производительность.
Данные в компьютере передаются в виде цифр через одинаковые промежутки времени. Для передачи единичного бита данных в определенный временной интервал посылается сигнал напряжения высокого уровня (около 5 В), а для передачи нулевого бита данных - сигнал напряжения низкого уровня (около 0 В).
Чем больше линий, тем больше битов можно передать за одно и то же время. Современные процессоры типа Pentium имеют 64-разрядные внешние шины данных. Это означает, что процессоры Pentium, включая Pentium 4, Athlon и даже Itanium, могут передавать в системную память (или получать из нее) одновременно 64 бит данных.
Для ясности...
Представим себе, что шина - это автомагистраль с движущимися по ней автомобилями. Если автомагистраль имеет всего по одной полосе движения в каждую сторону, то по ней в одном направлении в определенный момент времени может проехать только одна машина. Если вы хотите увеличить пропускную способность дороги, например, вдвое, вам придется ее расширить, добавив еще по одной полосе движения в каждом направлении. Таким образом, 8-разрядную микросхему можно представить в виде однополосной автомагистрали, поскольку в каждый момент времени по ней проходит только один байт данных (один байт равен восьми битам). Аналогично, 32-разрядная шина данных может передавать одновременно четыре байта информации, а 64-разрядная подобна скоростной автостраде с восемью полосами движения.
Разрядность шины данных процессора определяет также разрядность банка памяти. Это означает, что 32-разрядный процессор, например класса 486, считывает из памяти или записывает в память 32 бита одновременно. Процессоры класса Pentium, включая, Celeron, Pentium 4, Athlon, считывают из памяти или записывают в память 64 бит одновременно. Разрядность модулей памяти DIMM равна 64, поэтому в системах класса Pentium устанавливают по одному модулю, что облегчает процесс конфигурирования системы, так как эти модули можно устанавливать или удалять по одному. Каждый модуль DIMM имеет такую же производительность, как и целый банк памяти в системах Pentium.