Центральный процессор (CPU) - это компьютерный компонент, который отвечает за интерпретацию и выполнение большинства команд с другого оборудования и программного обеспечения компьютера.
Все устройства используют процессор, включая настольные, портативные и планшетные компьютеры, смартфоны... даже телевизор с плоским экраном.
Intel и AMD являются двумя наиболее популярными производителями процессоров для настольных компьютеров, ноутбуков и серверов, в то время как Apple , NVIDIA и Qualcomm являются крупными производителями смартфонов и планшетов.
Вы можете увидеть много разных имен, используемых для описания процессора, включая процессор, компьютерный процессор, микропроцессор, центральный процессор и «мозг компьютера».
Компьютерные мониторы или жесткие диски иногда очень неправильно упоминаются как CPU, но эти части аппаратного обеспечения выполняют совершенно разные цели и никоим образом не такие же, как у CPU.
Современный процессор, как правило, небольшой и квадратный, со множеством коротких, округлых металлических разъемов на нижней стороне. Некоторые старые процессоры имеют контакты вместо металлических разъемов.
CPU подключается непосредственно к «сокету» процессора (или иногда к слоту) на материнской плате. ЦП вставлен в гнездо со штифтом вниз, а маленький рычаг помогает защитить процессор.
После запуска даже короткое время, современные процессоры могут стать очень горячими. Чтобы помочь рассеять это тепло, почти всегда необходимо прикрепить радиатор и вентилятор непосредственно к процессору. Как правило, они поставляются в комплекте с покупкой процессора.
Также доступны еще более продвинутые варианты охлаждения, включая комплекты для водяного охлаждения и устройства смены фазы.
Как упоминалось выше, не все процессоры имеют контакты на своих нижних сторонах, но в тех, которые делают, штыри легко согнуты. Будьте особенно осторожны при обращении, особенно при установке на материнскую плату.
Тактовая частота процессора - это количество команд, которые он может обрабатывать в любой заданной секунде, измеренной в гигагерцах (ГГц).
Например, процессор имеет тактовую частоту 1 Гц, если он может обрабатывать каждую часть инструкции каждую секунду. Экстраполируя это на более реальный пример: процессор с тактовой частотой 3,0 ГГц может обрабатывать 3 миллиарда инструкций в секунду.
Некоторые устройства имеют одноядерный процессор, в то время как другие могут иметь двухъядерный (или четырехъядерный и т. Д.) Как уже может показаться, наличие двух процессорных блоков, работающих бок о бок, означает, что ЦП может одновременно управлять двумя инструкциями каждую секунду, резко повышая производительность.
Некоторые процессоры могут виртуализировать два ядра для каждого доступного физического ядра, известного как Hyper-Threading . Виртуализация означает, что процессор с четырьмя ядрами может работать так, как если бы он имел восемь, а дополнительные виртуальные ядра процессора назывались отдельными потоками. Физические ядра, однако, работают лучше, чем виртуальные.
При разрешении процессора некоторые приложения могут использовать так называемую многопоточность. Если поток понимается как единое целое компьютерного процесса, то использование нескольких потоков в одном центральном ядре означает, что дополнительные инструкции могут быть поняты и обработаны сразу. Некоторое программное обеспечение может использовать эту функцию на нескольких ядрах процессора, что означает, что одновременно можно обрабатывать еще несколько инструкций.
Для более конкретного примера того, как некоторые процессоры быстрее других, давайте посмотрим, как Intel разработала свои процессоры.
Так же, как вы, вероятно, подозреваете в их названии, чипы Intel Core i7 работают лучше, чем чипы i5, которые работают лучше, чем чипы i3. Почему один лучше или хуже, чем другие, немного сложнее, но все еще довольно легко понять.
Процессоры Intel Core i3 - двухъядерные процессоры, а чипы i5 и i7 - четырехъядерные.
Turbo Boost - это функция чипов i5 и i7, которая позволяет процессору увеличить свою тактовую частоту за базовую скорость, например, от 3,0 ГГц до 3,5 ГГц, когда это необходимо. У чипов Intel Core i3 нет такой возможности. Модели процессоров, заканчивающиеся на «K», могут быть разогнанными, что означает, что эта дополнительная тактовая частота может быть принудительно использована и использоваться все время.
Hyper-Threading, как упоминалось ранее, позволяет обрабатывать два потока для каждого ядра ЦП. Это означает, что i3-процессоры с поддержкой Hyper-Threading поддерживают только четыре одновременных потока (так как они двухъядерные процессоры). Процессоры Intel Core i5 не поддерживают технологию Hyper-Threading, что означает, что они также могут работать с четырьмя потоками одновременно. Однако процессоры i7 поддерживают эту технологию, и поэтому (будучи четырехъядерными) могут обрабатывать 8 потоков одновременно.
Из-за ограничений мощности, присущих устройствам, которые не имеют постоянного питания (батареи с питанием, такие как смартфоны, планшеты и т. Д.), Их процессоры, независимо от того, являются ли они i3, i5 или i7, отличаются от настольных. Поскольку они должны найти баланс между производительностью и потреблением энергии.
Ни тактовая частота, ни просто количество ядер ЦП - это единственный фактор, определяющий, является ли один ЦП «лучше» другим. Это часто зависит от типа программного обеспечения, которое выполняется на компьютере, другими словами, приложений, которые будут использовать процессор.
Один процессор может иметь низкую тактовую частоту, но это четырехъядерный процессор, в то время как другой имеет высокую тактовую частоту, но является только двухъядерным процессором. Решая, какой из процессоров превосходит другой, опять же, полностью зависит от того, для чего используется процессор.
Например, программа для редактирования видео, требующая процессора, которая лучше всего работает на нескольких ядрах процессора, будет работать лучше на многоядерном процессоре с низкой тактовой частотой, чем на одноядерном процессоре с высокими тактовыми частотами. Не все программное обеспечение, игры и т. Д. Могут даже использовать больше, чем один или два ядра, что делает более доступными ядра ЦП очень бесполезными.
Другим компонентом процессора является кеш. Кэш CPU похож на временное место для широко используемых данных. Вместо того, чтобы вызывать оперативную память (ОЗУ) для этих элементов, ЦП определяет, какие данные, по-видимому, продолжают использовать, предполагает, что вы захотите продолжать использовать его и хранит в кэше. Кэш быстрее, чем использование ОЗУ, поскольку это физическая часть процессора; больше кеша больше пространства для хранения такой информации.
Может ли ваш компьютер работать с 32-разрядной или 64-разрядной операционной системой, зависит от размера блоков данных, которые может обрабатывать процессор. Доступ к памяти еще раз и в больших объемах с 64-разрядным процессором, чем 32-разрядный, поэтому операционные системы и приложения с 64-разрядной спецификой не могут работать на 32-разрядном процессоре.
Вы можете увидеть детали процессора компьютера, а также другую информацию об оборудовании, с большинством бесплатных системных информационных инструментов.
Каждая материнская плата поддерживает только определенный диапазон типов процессоров, поэтому перед покупкой всегда проверяйте у своего производителя материнской платы. Кстати, процессоры не всегда идеальны.
Немаловажный вопрос от пользователей, который я откладывал на потом, что такое процессор в компьютере? Центральный процессор (CPU) – важнейшая часть аппаратного обеспечения любого компьютера, отвечающая за выполнение необходимых арифметических операций, заданных программами, координирующая работу всех, без исключения, .
Безусловно, процессор – сердце каждого компьютера. Именно процессор выполняет инструкции программного обеспечения, использующегося на персональном компьютере, обрабатывает набор данных и производит сложные вычислительные операции. Главными характеристиками процессора являются: производительность, тактовая частота, энергопотребление, архитектура и кэш.
Итак, мы с вами поняли, что такое процессор, но какие бывают виды и для чего нужен процессор в компьютере? Давайте, обо всем по порядку. Известно, что процессоры бывают одноядерные и многоядерные . Многоядерным процессором называется центральный процессор, содержащий два (и больше) вычислительных ядра, размещенных на одном небольшом процессорном кристалле или в одном общем корпусе. Обычный процессор имеет только одно ядро. Эпоха одноядерных процессоров понемногу уходит в прошлое. По своим характеристикам они, в целом, проигрывают многоядерным процессорам.
Например, тактовая частота средненького двухъядерного процессора нередко может быть намного ниже частоты неплохого одноядерного процессора, но из-за разделения задач на «обе головы», разница в результатах становится несущественной. Двухъядерный процессор Core 2 Duo с тактовой частотой 1,7ГГц легко сможет обскакать одноядерный Celeron с тактовой частотой 2,8ГГц, ведь производительность зависит не от одной лишь частоты, но и от количества ядер, кэша и других факторов.
На сегодняшний момент на мировом компьютерном рынке лидируют два крупнейших производителя процессоров — корпорация Intel (ее доля на сегодня порядка 84%) и компания AMD (около 10%). Если взглянуть на историю развития центральных процессоров, то можно увидеть довольно много интересного. Начиная с появления первых настольных компьютеров, основным способом повысить производительность было планомерное повышение тактовой частоты.
Это весьма очевидно и логично. Однако всему есть предел и частоту невозможно наращивать до бесконечности. К сожалению, с увеличением частоты начинает нелинейно возрастать тепловыделение, достигающее, в конечном итоге, критически высоких значений. Пока решить эту проблему не помогает даже применение более тонких технических процессов в создании транзисторов.
Существует ли выход из этой очень непростой ситуации? Вскоре выход был найден в применении нескольких ядер в одном кристалле. Решено было применить вариант процессора «2 в 1». Появление на рынке компьютеров с такими процессорами вызвало целый ряд споров. Нужны ли многоядерные процессоры? Чем они лучше обычных процессоров, имеющих одно ядро? Может компании-производители просто хотят получить дополнительную прибыль? Сейчас уже можно уверенно ответить: многоядерные процессоры нужны, за ними будущее. В ближайшие десятилетия невозможно представить прогресса в этой отрасли без применения многоядерных процессоров.
Многоядерные процессоры, чем же хороши? Использование таких процессоров сравнимо с применением нескольких отдельных процессоров для одного компьютера. Ядра находятся в одном кристалле, они не являются полностью независимыми (к примеру, используют общую кэш-память). При применении имеющегося программного обеспечения, созданного изначально для работы с одним ядром, такой вариант даёт ощутимый плюс. Вы сможете запустить одновременно две (и более) ресурсоёмкие задачи без малейшего дискомфорта. Однако, ускорение единственного процесса – задание для этих систем фактически непосильное. В итоге, мы получаем почти тот же одноядерный процессор с небольшим плюсом в виде возможности задействования нескольких программ одновременно.
Как же быть? Выход из этой щекотливой ситуации вполне очевиден – требуется разработка нового поколения программного обеспечения, способного задействовать одновременно несколько ядер. Необходимо как-то распараллелить процессы. В реальности это оказалось весьма непросто. Конечно, некоторые задачи, возможно, довольно легко распараллелить. Например, относительно просто можно распараллелить кодирование видео и аудио.
Здесь в основе находится набор однотипных потоков, соответственно, организовать их одновременное выполнение – задача довольно простая. Выигрыш существующих многоядерных процессоров в решении задач кодирования перед «аналогичными» одноядерными будет пропорционален количеству этих ядер: если два ядра, то вдвое быстрее, четыре ядра – в четыре раза, 6 ядер – в шесть раз. К сожалению, подавляющую часть важных задач распараллелить гораздо сложнее. В большинстве случаев необходима серьезная переработка программного кода.
Уже несколько раз от представителей довольно мощных компьютерных компаний звучали радостные высказывания об удачной разработке оригинальных многоядерных процессоров нового поколения, которые способны самостоятельно разделять один поток на группу независимых потоков, но, к глубокому сожалению, никто из них пока не продемонстрировал ни одного подобного рабочего образца.
Шаги компьютерных компаний на пути к массовому использованию многоядерных процессоров весьма очевидны и незамысловаты. Основным заданием этих компаний является совершенствование процессоров, создание новых перспективных многоядерных процессоров, ведение продуманной ценовой политики, направленной на снижение цен (или сдерживание их роста). На сегодня, в среднем сегменте двух ведущих мировых компьютерных гигантов (AMD и Intel) можно увидеть очень широкое разнообразие двухъядерных и четырехъядерных процессоров.
При желании, можно найти еще более навороченные варианты. Радует то, что немаловажный шаг на пути к пользователю начинают делать сами разработчики современного программного обеспечения. Многие последние игры уже обзавелись поддержкой двух ядер. Самым мощным из них практически жизненно важен минимум двухъядерный процессор для обеспечения и поддержания оптимальной производительности.
Окинув взглядом прилавки лучших компьютерных магазинов, проанализировав положение дел с ассортиментом, можно сказать, что общая картина вовсе не плоха. Производителям многоядерных процессоров удалось достичь весьма высокого уровня выпуска годных кристаллов. Ценовая политика ими проводится довольно разумная. По существующим ценам видно, что, например, увеличение числа ядер процессора в два раза обычно не приводит к двойному повышению цены такого процессора для покупателя. Это весьма разумно и вполне логично. К тому же, многим совершенно ясно, что при увеличении количества ядер центрального процессора вдвое производительность в среднем возрастает далеко не в столько же раз.
Все же, стоит признать, что, несмотря на всю тернистость пути к созданию еще более совершенных многоядерных процессоров, альтернативы ему в ближайшем обозримом будущем просто-напросто нет. Рядовым потребителям, желающим идти в ногу со временем, остается лишь своевременно модернизировать свой компьютер, применяя новые процессоры с увеличенным числом встроенных ядер, выводя таким способом общую производительность на более высокий уровень. Различные одноядерные процессоры еще успешно применяются в мобильных телефонах, нетбуках и другой технике.
Если вы не знаете, где он находится, читайте статью: « ». Напишите в комментариях какой у вас процессор?
Компоненты нашего домашнего или переносного персонального компьютера работают в хорошо отлаженной системе. Однако, далеко не все пользователи могут описать те или иные функции разных устройств компьютера. Многие скажут, что это им и не нужно, и будут правы. А вот остальные с интересом черпают информацию о центральном процессоре или о видеоплате. Наша сегодняшняя статья именно для таких людей. Узнаем, что такое CPU. Итак:
Данное устройство представляет собой микросхему, которая обрабатывает и контролирует исполнение машинных кодов программ компьютера. Ни много ни мало, центральный процессор - это самое важное звено во всей системе. Именно это устройство дает возможность функционировать программам на компьютере.
Принцип работы устройства сводится к следующему. Согласно единому стандартизированному двоичному коду, который содержит только два значения "1" и "0", на процессор приходит сигнал. Значение 0 - это отсутствие электрического заряда, а 1 - его наличие. Именно таким образом и закодирована информация, содержащаяся в программе. После поступления кода в CPU, начинается деятельность того или иного блока компьютера, который выполняет строго определенные функции.
На сегодняшний день, производители процессоров стремятся к уменьшению их физических размеров, и к увеличению количества выполняемых команд. Следует отметить, что современные процессоры способны выполнять одновременно невероятное количество команд.
Производители современных CPU постоянно конкурируют между собой, что, собственно, и приводит к такому быстрому развитию этой сферы мирового рынка и науки. Существует три лидера среди создателей центральных процессоров. Это Intel, IBM, AMD. Трудно сказать, чем именно хорош тот или иной процессор. Технологии производства и особенности процессоров этих производителей отличаются, хотя, в общем-то, они преследуют одни и те же цели. Меньший размер и большая производительность. Справедливо заметить, что каждый из процессоров может быть лучше или хуже своего конкурента только в одной конкретной ситуации. В других случаях он может превосходит его.
В компьютерном мире принято выделять следующие характеристики CPU:
Что такое CPU fan? Данная ошибка возникает при отказе работы кулера компьютера, который отвечает за холодный воздух и обдув процессора во избежании перегрева последнего. Для исправления ошибки следует почистить кулер от пыли или заменить его. Также ошибка может иметь программный характер. BIOS по каким-то причинам не распознает кулер. Для преодоления этой ошибки можно попробовать сбросить настройки охлаждающей системы в режим "По умолчанию".
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.
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.
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:
Поэтапные шаги вышеприведенных действий являются операционным потоком процессора и ответом на вопрос – как работает процессор.
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 :
Минусы процессоров Intel :
Плюсы процессоров AMD :
Минусы процессоров AMD :
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.
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:
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.
Компьютер представляет собой комплекс из различных устройств, объединенных в единый блок посредством шин (актуально для внутренних комплектующих). Например, в состав любого компьютера входят центральный процессор, видеоадаптер и пр. Их характеристики определяют общую итоговую производительность и возможности. Одним из важнейших компонентов является центральный процессор. Иногда можно встретить другие его названия: CPU (англ. Central Processing Unit - основная вычислительная единица), проц, камень.
Что такое CPU с точки зрения рядового пользователя? По аналогии с телом человека проц можно сравнить с мозгом. Он выполняет все математические расчеты и частично обеспечивает взаимодействие компонентов между собой. Физически процессор представляет собой самую крупную микросхему, устанавливаемую в специальный разъем материнской платы. Внутри нее содержатся сложные логические схемы из нескольких миллиардов транзисторов. Люди, интересующиеся вопросом «что такое CPU», могут легко определить процессор среди других внутренних компонентов. Ведь на нем всегда расположена система активного охлаждения: массивный металлический радиатор и вентилятор. Необходимость в них вызвана тем фактом, что потребляемая микросхемой часто составляет десятки ватт. Малый объем рассеивающей поверхности и высокая мощность приводят к нагреву корпуса CPU, что требует использования охлаждения.
По-разному решают вопрос нагрева: одни оптимизируют архитектуру, внося механизмы отключения неиспользуемых блоков, другие снижают напряжение питания и используют для производства новейшие достижения («тонкий» техпроцесс) и пр. В настоящее время основными «игроками» на рынке центральных процессоров для настольных компьютеров и ноутбуков являются две компании - Intel и AMD. Соответственно, вся остальная инфраструктура подстраивается под особенности их продукции.
Часто на вопрос «что такое CPU» дают довольно обобщающие ответы. Это объясняется очень просто: сейчас термин «процессор» приобрел более широкое значение, чем «часть компьютера». Так, в любом современном мобильном телефоне есть блок, выполняющий математические расчеты - это тоже процессор. Даже владельцам управляемых детских игрушек полезно знать, что такое CPU, ведь в них тоже присутствует вычислительный блок.
Очевидно, что не рассмотрев принцип работы процессора, понять общие особенности его работы невозможно. Работой CPU управляют программы. Они представляют собой наборы инструкций для процессора, написанные на каком-либо языке программирования. Говоря человеческим языком, в программе указан точный порядок действий. Все помнят или хотя бы слышали о В нем для того, чтобы нарисовать на экране круг, требовалось выполнить команду Circle (координаты). Современные принципы создания программ остались такими же: задачи создаются командами языков программирования. При запуске программы на компьютере специальный программный декодер преобразует команды используемого языка в предназначенный для непосредственной обработки на CPU. Этот код - двоичный, представляет собой последовательность единиц и нулей. Многие не могут понять, почему было решено использовать именно а не привычную десятеричную. На самом деле все объясняется очень просто: двоичные разряды легко можно представить командами для самих транзисторов. Например, так как речь идет о цифровых устройствах, то можно представить цифру «1» как наличие напряжения на базе определенного транзистора, а «0» - как его отсутствие. Соответственно, в первом случае транзистор открыт и пропускает через себя ток, а во втором - заперт (конечно, все упрощенно и с множеством оговорок).
Скорость выполнения инструкций программы определяет быстродействие процессора. На это влияют архитектура, частота работы внутренних схем, оптимизация кода.
