Rad bilo kog digitalnog računara zavisi od frekvencije takta, koju određuje kristalni rezonator. To je limena posuda u koju se nalazi kristal kvarca. Pod uticajem električnog napona u kristalu nastaju oscilacije električne struje. Upravo ta frekvencija oscilovanja naziva se frekvencija sata. Sve promjene u logičkim signalima u bilo kojem kompjuterskom mikrokolu se dešavaju u pravilnim intervalima, koji se nazivaju ciklusi takta. Dakle, zaključujemo da je najmanja jedinica mjerenja vremena za većinu logičkih uređaja računara ciklus ili, drugim riječima, period frekvencije sata. Jednostavno rečeno, svaka operacija zahtijeva najmanje jedan takt ciklus (iako neki moderni uređaji uspijevaju izvesti nekoliko operacija u jednom taktu). Frekvencija takta, primenjena na personalne računare, meri se u MHz, gde je Herc jedna oscilacija u sekundi, odnosno 1 MHz je milion oscilacija u sekundi. Teoretski, ako sistemska magistrala vašeg računara radi na frekvenciji od 100 MHz, tada može izvršiti do 100.000.000 operacija u sekundi. Inače, uopšte nije neophodno da svaka komponenta sistema mora da uradi nešto sa svakim taktom. Postoje takozvani prazni ciklusi takta (ciklusi čekanja) kada je uređaj u procesu čekanja odgovora od nekog drugog uređaja. Tako je, na primjer, organiziran rad RAM-a i procesora (CPU), čija je taktna frekvencija mnogo veća od frekvencije takta RAM-a.
Dubina bita
Sabirnica se sastoji od nekoliko kanala za prijenos električnih signala. Ako kažu da je sabirnica tridesetdvobitna, onda to znači da je sposobna prenositi električne signale na trideset dva kanala u isto vrijeme. Postoji jedan trik. Činjenica je da sabirnica bilo koje deklarirane širine bita (8, 16, 32, 64) zapravo ima veći broj kanala. Odnosno, ako uzmemo istu 32-bitnu sabirnicu, tada se 32 kanala dodjeljuju za prijenos stvarnih podataka, a dodatni kanali su dizajnirani za prijenos specifičnih informacija.
Brzina prijenosa
Naziv ovog parametra govori sam za sebe. Izračunava se pomoću formule:
frekvencija takta * širina bita = brzina prijenosa
Izračunajmo brzinu prijenosa za 64-bitnu sistemsku magistralu koja radi na frekvenciji takta od 100 MHz.
100 * 64 = 6400 Mbps 6400/8 = 800 Mbps
Ali rezultirajući broj nije stvaran. U životu na gume utiče gomila najrazličitijih faktora: neefikasna provodljivost materijala, smetnje, nedostaci u dizajnu i montaži i još mnogo toga. Prema nekim izvještajima, razlika između teorijske i praktične brzine prijenosa podataka može biti i do 25%.
Svaku magistralu nadziru namjenski kontroleri. Oni su dio logičkog skupa sistema ( chipset).
Isa autobus
ISA (Industry Standard Architecture) sistemska magistrala se koristi od procesora i80286. Utor za proširenje sadrži primarni 64-pinski i dodatni 36-pinski konektor. Sabirnica je 16-bitna, ima 24 adresne linije, omogućava direktan pristup 16 MB RAM-a. Broj hardverskih prekida - 16, DMA kanala - 7. Moguće je sinhronizovati magistralu i procesor sa različitim taktnim frekvencijama. Frekvencija takta je 8 MHz. Maksimalna brzina prijenosa podataka je 16 MB/s.
PCI. (sabirnica za povezivanje perifernih komponenti)
U junu 1992. godine na scenu se pojavio novi standard - PCI, čiji je roditelj bio Intel, odnosno Special Interest Group koju je organizovao. Početkom 1993. godine pojavila se modernizirana PCI varijanta. Zapravo, ovaj autobus nije lokalni. Da vas podsjetim da je lokalna magistrala ona magistrala koja je direktno povezana sa sistemskom magistralom. PCI takođe koristi Host Bridge za povezivanje sa njim, kao i Peer-to-Peer Bridge (peer-to-peer bridge), koji je dizajniran za povezivanje dve PCI magistrale. Između ostalog, PCI je sam po sebi most između ISA i procesorske magistrale.
Brzina PCI takta može biti 33 MHz ili 66 MHz. Dubina bita - 32 ili 64. Brzina prenosa podataka - 132 MB / sec ili 264 MB / sec.
PCI standard nudi tri vrste kartica, ovisno o napajanju:
1,5 volti - za stacionarne računare
2,3 volta - za laptop računare
3. Univerzalne ploče koje mogu raditi u oba tipa računara.
Veliki plus za PCI sabirnicu je njegova Plug and Play usklađenost. Osim toga, u PCI magistrali, svaka signalizacija se odvija na paketni način, gdje je svaki paket podijeljen u faze. Paket počinje fazom adrese, nakon čega obično slijedi jedna ili više faza podataka. Broj faza podataka u paketu može biti nedefiniran, ali je ograničen tajmerom koji određuje maksimalno vrijeme u kojem se uređaj može koristiti na magistrali. Svaki povezani uređaj ima takav tajmer, a njegova vrijednost se može podesiti tokom konfiguracije. Za organizaciju rada na prenosu podataka koristi se arbitar. Činjenica je da na sabirnici mogu postojati dvije vrste uređaja - master (inicijator, master, master) sabirnice i slave. Master preuzima kontrolu nad magistralom i inicira prijenos podataka do odredišta, odnosno slave-a. Svaki uređaj povezan na sabirnicu može biti master ili slave, a ova hijerarhija se stalno mijenja ovisno o tome koji uređaj je zatražio dozvolu od arbitra magistrale za prijenos podataka i kome. Čipset, odnosno Sjeverni most, odgovoran je za nekonfliktan rad PCI magistrale. Ali život na PCI nije zaustavio svoj tok. Stalno poboljšanje video kartica dovelo je do činjenice da su fizički parametri PCI magistrale počeli biti nedovoljni, što je dovelo do pojave AGP-a.
Performanse CPU-a zavise od dubine bita, frekvencije i arhitekture procesora. Od ove integralne vrijednosti zavisi i rad računara u cjelini, što znači da ćete pri odabiru morati obratiti pažnju na sve karakteristike procesora. Procesor mora imati dovoljne performanse za rješavanje određenih zadataka.
Proizvođači procesora
Postoje dva velika, vodeća proizvođača na tržištu procesora: Intel i AMD. Specifikacije procesora se razlikuju od proizvođača do proizvođača. Mnogo ovisi o savršenstvu tehnologije, korištenim materijalima, rasporedu i drugim nijansama.
Brzina procesorskog takta
Brzina takta označava brzinu procesora u hercima (GHz) - broj operacija u sekundi. Brzina procesora je podijeljena na internu i eksternu. Da, ova karakteristika procesora značajno utiče na brzinu vašeg računara, ali performanse ne zavise samo od toga.
- Interni takt se odnosi na brzinu kojom procesor obrađuje interne instrukcije. Što je veća vrijednost, to je brža eksterna brzina takta.
- Eksterna brzina takta određuje koliko brzo procesor pristupa RAM-u.
Veličina procesora
Širina bita je granični broj bitova binarnog broja, nad kojim se istovremeno može izvršiti strojna operacija prijenosa informacija. Što je veća dubina bita, to su veće performanse procesora. Danas je većina procesora 64-bitna i podržava 4 gigabajta RAM-a. Ovo je jedna od glavnih karakteristika procesora, ali daleko od jedine; pri odabiru morate se voditi ne samo njime.
Dimenzija tehnološkog procesa
Određuje dimenzije tranzistora (debljinu i dužinu kapije). Frekvencija kristala je određena frekvencijom prebacivanja tranzistora (iz zatvorenog u otvoreno stanje). Ako je veličina manja, tada je manja i površina, a samim tim i stvaranje topline. Dimenzija tehnološkog procesa mjeri se u nanometrima, što je ovaj pokazatelj niži, to bolje.
Utičnica ili konektor
Ženski ili utorni konektor dizajniran da integriše CPU čip u kola matične ploče. Svaka utičnica dozvoljava samo instalaciju određenog tipa procesora, provjerite socket odabranog procesora sa svojom matičnom pločom, mora mu odgovarati.
Tip ženskog konektora:
- PGA (Pin Gosloboditi se Niz) - kvadratno ili pravougaono kućište, pin kontakti.
- BGA ( LoptaGrid Array) - kuglice za lemljenje.
- LGA (Land Grid Array) - kontaktne ploče.
Keš memorija procesora
Keš memorija procesora je jedna od ključnih karakteristika na koju treba obratiti pažnju pri odabiru. Keš memorija je niz ultra brze nestabilne RAM memorije. To je bafer u kojem se pohranjuju podaci s kojima procesor češće komunicira ili je bio u interakciji tokom posljednjih operacija. Ovo smanjuje broj pristupa procesoru glavnoj memoriji. Ova vrsta memorije je podijeljena na tri nivoa: L1, L2, L3. Svaki od nivoa razlikuje se po veličini i brzini memorije, a zadaci za ubrzanje su različiti. L1 je najmanji i najbrži, L3 je najveći i najsporiji. Što je veći keš, to bolje. Procesor pristupa svakom nivou redom (od najnižeg do najvišeg) sve dok u jednom od njih ne pronađe potrebne informacije. Ako se ništa ne pronađe, pristupa RAM-u.
Potrošnja energije i rasipanje topline
Što je veća potrošnja energije procesora, to je veće rasipanje topline. Mora se osigurati adekvatno hlađenje.
TDP (Thermal Design Power) je parametar koji pokazuje količinu toplote koju sistem hlađenja može oduzeti od određenog procesora pod najvećim opterećenjem. Vrijednost je izražena u vatima na maksimalnoj temperaturi kućišta procesora.
ACP (Average CPU Power) - Prosječna snaga procesora, koja pokazuje potrošnju energije procesora za određene zadatke.
U praksi je vrijednost ACP parametra uvijek niža od TDP-a.
Radna temperatura procesora
Najviši indikator temperature površine procesora pri kojoj je moguć normalan rad (54-100°C). Ovaj indikator ovisi o opterećenju procesora i kvaliteti odvođenja topline. Ako je granica prekoračena, računar će se ili ponovo pokrenuti ili će se jednostavno ugasiti. Ovo je veoma važna karakteristika procesora, koja direktno utiče na izbor vrste hlađenja.
Multiplikator i sistemska sabirnica
Ovi parametri su prije potrebni onima koji s vremenom planiraju raspršiti svoj kamen. Front Side Bus - frekvencija sistemske sabirnice matične ploče. Brzina procesorskog takta je proizvod FSB frekvencije množitelja procesora. Većina procesora ima onemogućeno overklokovanje množitelja, tako da morate overklokovati na magistrali. Vrijedi se detaljnije upoznati s ovom karakteristikom procesora, ako nakon određenog vremenskog perioda želite povećati performanse u softveru, bez nadogradnje hardvera.
Integrisana grafika
Procesor može biti opremljen grafičkim jezgrom, koje je odgovorno za prikazivanje slika na vašem monitoru. Posljednjih godina ugrađene video kartice ove vrste su dobro optimizirane i pokreću glavni softverski paket i većinu igrica na srednjim ili minimalnim postavkama bez ikakvih problema. Za rad u kancelarijskim aplikacijama i surfovanje internetom, gledanje Full HD videa i igranje na srednjim postavkama, takva video kartica je sasvim dovoljna, a ovo je Intel.
Što se tiče AMD procesora, njihovi integrisani GPU-ovi su moćniji, što čini AMD procesore prioritetom za igrače koji žele da uštede novac na kupovini diskretne grafičke kartice.
Broj jezgara (niti)
Višejezgrena je jedna od najvažnijih karakteristika CPU-a, ali joj se u posljednje vrijeme posvećuje previše pažnje. Da, sada trebamo pokušati pronaći ispravne single-core procesore, oni su nadživjeli svoju korisnost. Jednojezgarni procesori zamijenjeni su procesorima sa 2, 4 i 8 jezgara.
Ako su 2 i 4 jezgre vrlo brzo ušle u upotrebu, procesori sa 8 jezgara još nisu toliko traženi. Za korištenje uredskih aplikacija i surfanje internetom dovoljna su 2 jezgra, potrebna su 4 jezgra za CAD i grafičke aplikacije koje samo trebaju raditi u više niti.
Što se tiče 8 jezgara, vrlo mali broj programa podržava toliko niti, što znači da je takav procesor jednostavno beskoristan za većinu aplikacija. Obično, što je manje niti, to je veća brzina takta. Iz ovoga slijedi da ako je program prilagođen za 4 jezgra, a ne za 8, on će raditi sporije na 8-jezgrenom procesu. Ali ovaj procesor je odlično rješenje za one koji moraju istovremeno raditi u velikom broju zahtjevnih programa. Ravnomjernom raspodjelom opterećenja na jezgra procesora, možete uživati u odličnim performansama u svim programima koji su vam potrebni.
U većini procesora, broj fizičkih jezgara odgovara broju niti: 8 jezgri - 8 niti. Ali postoje procesori u kojima, na primjer, zahvaljujući Hyper-Threadingu, 4-jezgarni procesor može obraditi 8 niti istovremeno.
Zaključak
Iz članka ste saznali o postojećim karakteristikama centralnih procesora, sada znate na što obratiti pažnju pri odabiru. Ako informacije u članku više nisu relevantne, javite nam u komentarima, tada ćemo ažurirati ili dopuniti informacije u članku.
Kada kupite ili sastavite desktop računar, možete saznati da će jedan od najskupljih delova biti procesor. Procesor je elektronska jedinica ili kolo koje izvršava strojne upute i također je jedan od glavnih dijelova hardvera u računalu.
Procesor ima mnogo različitih parametara, od kojih se jedan naziva brzina takta. Šta je to?
Frekvencija takta procesora je frekvencija taktnih impulsa sinhronog elektronskog kola, koji se šalju izvana na ulaz kola u jednoj sekundi. Drugim riječima, ovo je broj operacija koje procesor izvrši u jednoj sekundi. Istovremeno, važno je ne zaboraviti da procesori sa istom frekvencijom takta mogu imati različite performanse, stoga je različitim sistemima potreban različit broj ciklusa takta za izvođenje jedne operacije.
Frekvencija takta se mjeri u frekvencijskim jedinicama - megahercima i gigahercima.
Vjeruje se da što je veća vrijednost, sam procesor je efikasniji. Ovo je djelimično tačno, ali samo za modele u liniji istog proizvođača. Uostalom, na performanse procesora utiču i druge karakteristike, na primjer, frekvencija magistrale ili veličina keša. Neki proizvođači dozvoljavaju "overclockanje" brzine procesora.
Usput, zanimljiva stvar. Kao što znate, procesori s jednom jezgrom danas nisu toliko česti, već su ih zamijenili višejezgarni procesori. Međutim, to nije iznenađujuće, ali to nije poenta. Mnogi ljudi pitaju kako se računa brzina takta višejezgrenih procesora? Neki korisnici smatraju da je dovoljno pomnožiti brzinu takta sa brojem procesorskih jezgara. Odnosno, ako 8-jezgarni procesor ima frekvenciju od 3GHz, tada trebate pomnožiti 8 sa 3 i dobićemo frekvenciju od čak 24 GHz. U stvari, ova računica nema nikakve veze sa realnošću.
Da biste razumjeli sam princip izračunavanja frekvencije takta, morate razmotriti jednostavan primjer. Recimo da imamo automobil koji razvija 200 km na sat (odnosno, procesor sa jednim jezgrom). Ako uzmemo 4 takva automobila (4-jezgarni procesor), onda koliko god se trudili, nećemo moći po bilo kojoj želji da ubrzamo ove automobile do brzine od 800 km na sat. Tako je i sa frekvencijom takta - ako je 3 GHz, onda 4-jezgarni procesor ima frekvenciju od istih 3 GHz.
Od svih tehničkih karakteristika procesora, među korisnicima je najpoznatija frekvencija takta. Ali, mali broj nespecijalista u potpunosti razume šta je to. Više informacija o tome će vam pomoći da bolje razumete kako računarski sistemi rade. Pogotovo kada se koriste višejezgarni procesori koji imaju određene operativne karakteristike koje su daleko od svima poznate, ali koje treba uzeti u obzir pri radu računara.
Dugo vremena su glavni napori programera bili usmjereni upravo na povećanje frekvencije takta. Tek nedavno postoji tendencija razvoja i poboljšanja arhitekture računara, povećanja količine keš memorije, broja procesorskih jezgara. Međutim, ni frekvencija takta procesora nije zanemarena.
Koji je ovo parametar - brzina takta procesora?
Hajde da pokušamo da shvatimo šta je "takt procesora". Ova vrijednost karakterizira broj izračuna koje procesor može izvršiti u jednoj sekundi. Shodno tome, procesor sa većom brzinom takta ima i veće performanse, tj. može izvršiti više operacija u određenom vremenskom periodu.
Većina modernih procesora radi na 1 GHz do 4 GHz. Ova vrijednost je definirana kao proizvod osnovne frekvencije i određenog koeficijenta. Posebno procesor Intel Core i7 920 ima svoju frekvenciju takta od 2660 Hz, koja se dobija zahvaljujući frekvenciji bazne magistrale od 133 MHz i faktoru 20. Neki proizvođači proizvode procesore koji mogu overklokovati do viših performansi. Na primjer, AMD-ova Black Edition i Intelova linija K-serije. Treba napomenuti da, uprkos važnosti ove karakteristike, ona nije presudna pri izboru računara. Brzina takta samo djelimično utiče na performanse procesora.
Jednojezgarni procesori su praktično potonuli u zaborav, i rijetko se koriste u modernim računarskim uređajima. Za to je zaslužan razvoj IT industrije čiji napredak ne prestaje iznenađivati. Čak i stručnjaci ponekad imaju pogrešno mišljenje o tome kako izračunati brzinu procesora s dvije ili više jezgri. Uobičajena zabluda je da se brzina takta mora pomnožiti sa brojem jezgara. Na primjer, 4-jezgarni procesor koji radi na 3 GHz će imati integrisanu frekvenciju od 12 GHz, tj. 4x3 = 12. Ali to nije istina.
Objasnimo ovo jednostavnim primjerom.... Uzmite pješaka koji hoda brzinom od 4 km/h - radi se o jednojezgrenom procesoru od 4 GHz. A 4-jezgarni procesor sa taktom od 4 GHz je već 4 pješaka koji hodaju istom brzinom od 4 km/h. Zaista, u ovom slučaju, brzina pješaka nije sumirana, i ne možemo reći da se kreću brzinom od 16 km / h. Govorimo samo o četiri pješaka koji hodaju zajedno brzinom od 4 km/h svaki. Ista analogija važi i za procesor sa više jezgara. Dakle, možemo reći da 4-jezgarni procesor sa taktom od 4 GHz jednostavno ima četiri jezgra, od kojih svaka ima istu frekvenciju - 4 GHz. Iz ovoga slijedi jednostavan i logičan zaključak, broj procesorskih jezgara utiče samo na njegove performanse, a ne povećava ukupnu frekvenciju takta računarskog uređaja.
Frekvencija takta naziva se parametar koji se mjeri u gigahercima. Veći takt omogućava bržu obradu podataka. Ovo je jedan od najvažnijih parametara na koji treba obratiti pažnju pri odabiru procesora.
Broj jezgara nije ništa manje važan, činjenica je da se taktna frekvencija u ovoj fazi razvoja više ne može povećavati, to je potaknulo nastavak razvoja u pravcu paralelnog računarstva, izraženog u povećanju broja jezgara. Broj jezgara govori o tome koliko programa može biti pokrenuto istovremeno bez gubitka performansi. Međutim, treba imati na umu da ako je program optimiziran za dvije jezgre, onda čak i ako ih ima više, računalo ih neće moći u potpunosti koristiti.
Keš memorija procesora i frekvencija magistrale
Frekvencija magistrale pokazuje brzinu prijenosa informacija koje ulaze i izlaze iz procesora. Što je ovaj indikator veći, to je razmjena informacija brža, mjerne jedinice ovdje su gigaherci. Od velike važnosti je keš memorija procesora, koja je blok memorije velike brzine. Nalazi se direktno na jezgri i služi za poboljšanje performansi, budući da se podaci u njemu obrađuju mnogo većom brzinom nego u slučaju RAM-a. Postoje tri nivoa keš memorije:
L1 - prvi nivo je najmanji po veličini, ali najbrži, njegova veličina varira od 8 do 128 KB.
L2 je drugi nivo, mnogo sporiji od prvog, ali ga premašuje po obimu, ovdje veličina varira u rasponu od 128 - 12288 KB.
L3 je treći nivo, gubi u brzini u odnosu na prva dva nivoa, ali najobimniji, inače, može uopšte izostati, jer je predviđen za posebna izdanja procesora ili serverskih rešenja. Njegova veličina doseže 16384 KB, može biti prisutna u procesorima kao što su Xeon MP, Pentium 4 Extreme Edition ili Itanium 2.
Utičnica i odvod topline
Manje značajne, ali ne gube na važnosti pri odabiru procesora su karakteristike kao što su utičnica i rasipanje topline. Socket naziva konektor na koji je procesor instaliran na matičnoj ploči. Po pokazateljima oslobađanje toplote možete odrediti stepen zagrijavanja procesora tokom rada. Ovaj indikator se mjeri u vatima, a varira između 10 - 165W.
Prosječna cijena procesora na moskovskom tržištu je Intel Core 2 Duo 5000 rubalja, a AMD Athlon X2 Dual-Core 3000 rubalja, prema http://price.ru
Tab. 3 Poređenje procesora
Za rad sa grafikom bitna je frekvencija magistrale i procesora, stoga u skladu sa minimalnim hardverskim zahtjevima pri izboru između dva ponuđena CPU-a, oslanjajući se na gore navedene ključne karakteristike, kao i na kvalitet cijene, preferiram AMD ATHLON II X2 CPU http://www.nix.ru .
