Rad svakog digitalnog računala ovisi o taktnoj frekvenciji, koju određuje kristalni rezonator. Riječ je o limenoj posudi u koju se stavlja kristal kvarca. Pod utjecajem električnog napona u kristalu nastaju oscilacije električne struje. Upravo ta frekvencija titranja naziva se frekvencija sata. Sve promjene u logičkim signalima u bilo kojem računalnom mikrokrugu događaju se u pravilnim intervalima, koji se nazivaju takt ciklusa. Stoga zaključujemo da je najmanja jedinica mjerenja vremena za većinu logičkih uređaja računala ciklus ili, drugim riječima, period frekvencije sata. Jednostavno rečeno, svaka operacija zahtijeva barem jedan ciklus takta (iako neki moderni uređaji uspijevaju izvesti nekoliko operacija u jednom taktu). Frekvencija sata, kako se primjenjuje na osobna računala, mjeri se u MHz, gdje je Hertz jedna oscilacija u sekundi, odnosno 1 MHz je milijun oscilacija u sekundi. Teoretski, ako sistemska sabirnica vašeg računala radi na frekvenciji od 100 MHz, tada može izvesti do 100.000.000 operacija u sekundi. Inače, uopće nije nužno da svaka komponenta sustava mora nešto raditi 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 trideset i dva bita, onda to znači da je sposobna odašiljati električne signale na trideset i dva kanala u isto vrijeme. Ovdje postoji jedan trik. Činjenica je da sabirnica bilo koje deklarirane širine bita (8, 16, 32, 64) zapravo ima veći broj kanala. To jest, ako uzmemo istu tridesetdvobitnu 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 sata * širina bita = brzina prijenosa
Izračunajmo brzinu prijenosa za 64-bitnu sabirnicu sustava koja radi na frekvenciji takta od 100 MHz.
100 * 64 = 6400 Mbps 6400/8 = 800 Mbps
Ali dobiveni broj nije stvaran. U životu na gume utječe hrpa najrazličitijih čimbenika: neučinkovita vodljivost materijala, smetnje, nedostaci u dizajnu i montaži i još mnogo toga. Prema nekim izvješćima, razlika između teorijske i praktične brzine prijenosa podataka može biti i do 25%.
Svaku sabirnicu nadziru namjenski kontroleri. Oni su dio logičkog skupa sustava ( čipset).
Isa autobus
Sistemska sabirnica ISA (Industry Standard Architecture) 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, omogućuje izravan pristup 16 MB RAM-a. Broj hardverskih prekida - 16, DMA kanala - 7. Moguće je sinkronizirati sabirnicu i procesor s različitim taktnim frekvencijama. Frekvencija takta je 8 MHz. Maksimalna brzina prijenosa podataka je 16 MB/s.
PCI. (sabirnica za povezivanje perifernih komponenti)
U lipnju 1992. godine na scenu se pojavio novi standard - PCI, čiji je roditelj bio Intel, odnosno posebna interesna grupa koju je organizirao. Početkom 1993. godine pojavila se modernizirana PCI varijanta. Zapravo, ovaj autobus nije lokalni. Podsjetim da je lokalna sabirnica ona sabirnica koja je izravno povezana sa sistemskom sabirnicom. PCI također koristi Host Bridge za povezivanje s njim, kao i Peer-to-Peer Bridge (peer-to-peer bridge), koji je dizajniran za spajanje dvije PCI sabirnice. Između ostalog, PCI je sam po sebi most između ISA-e i procesorske sabirnice.
Brzina PCI takta može biti 33 MHz ili 66 MHz. Dubina bita - 32 ili 64. Brzina prijenosa podataka - 132 MB / sec ili 264 MB / sec.
PCI standard nudi tri vrste kartica, ovisno o napajanju:
1,5 volti - za stacionarna računala
2,3 volta - za prijenosna računala
3. Univerzalne ploče koje mogu raditi u oba tipa računala.
Veliki plus za PCI sabirnicu je njegova Plug and Play usklađenost. Osim toga, u PCI sabirnici, 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 podatkovnih faza u paketu može biti nedefiniran, ali je ograničen timerom koji određuje maksimalno vrijeme u kojem se uređaj može koristiti na sabirnici. Svaki spojeni uređaj ima takav mjerač vremena, a njegova se vrijednost može postaviti tijekom konfiguracije. Za organizaciju rada na prijenosu 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 sabirnicom i inicira prijenos podataka do odredišta, tj. slave-a. Svaki uređaj spojen na sabirnicu može biti glavni ili slave, a ta se hijerarhija stalno mijenja ovisno o tome koji je uređaj zatražio dopuštenje od arbitra sabirnice za prijenos podataka i kome. Čipset, odnosno Sjeverni most, odgovoran je za nekonfliktan rad PCI sabirnice. Ali život na PCI-u nije stao. Stalno poboljšanje video kartica dovelo je do činjenice da su fizički parametri PCI sabirnice počeli biti nedostatni, što je dovelo do pojave AGP-a.
Performanse CPU-a ovise o dubini bita, frekvenciji i arhitekturi procesora. O ovoj integralnoj vrijednosti ovisi rad računala 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
Na tržištu procesora postoje dva velika, vodeća proizvođača: Intel i AMD. Specifikacije procesora razlikuju se od proizvođača do proizvođača. Mnogo ovisi o savršenstvu tehnologije, korištenim materijalima, rasporedu i drugim nijansama.
Brzina procesorskog takta
Brzina takta označava brzinu procesora u Hertzima (GHz) - broj operacija u sekundi. Radni takt procesora dijeli se na internu i vanjsku. Da, ova karakteristika procesora značajno utječe na brzinu vašeg računala, ali performanse ne ovise samo o tome.
- Interni takt odnosi se na brzinu kojom procesor obrađuje interne upute. Što je vrijednost veća, to je brža vanjska 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 u jednom trenutku može izvesti strojna operacija prijenosa informacija. Što je dubina bita veća, to su performanse procesora veće. 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 duljinu vrata). Frekvencija kristala određena je frekvencijom prebacivanja tranzistora (iz zatvorenog u otvoreno stanje). Ako je veličina manja, tada je manja površina, a time 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 za integraciju CPU čipa u sklop matične ploče. Svaka utičnica dopušta samo instalaciju određene vrste procesora, provjerite utičnicu odabranog procesora sa svojom matičnom pločom, mora joj odgovarati.
Vrsta ženskog konektora:
- PGA (pin Gosloboditi Niz) - kvadratno ili pravokutno kućište, pin kontakti.
- BGA ( LoptaGrid Array) - kuglice za lemljenje.
- LGA (Land Grid Array) - kontaktne pločice.
Predmemorija procesora
Predmemorija procesora jedna je od ključnih karakteristika na koju treba obratiti pažnju pri odabiru. Cache memorija je niz ultra brzog nestabilnog RAM-a. To je međuspremnik koji pohranjuje podatke s kojima procesor češće komunicira ili je bio u interakciji tijekom zadnjih operacija. Time se smanjuje broj procesorskih pristupa glavnoj memoriji. Ova vrsta memorije podijeljena je na tri razine: L1, L2, L3. Svaka od razina razlikuje se po veličini i brzini memorije, a različiti su i zadaci ubrzanja. L1 je najmanji i najbrži, L3 je najveći i najsporiji. Što je predmemorija veća, to bolje. Procesor pristupa svakoj razini redom (od najniže do najviše) sve dok u jednoj od njih ne pronađe potrebne informacije. Ako se ništa ne pronađe, pristupa RAM-u.
Potrošnja energije i odvođenje topline
Što je veća potrošnja energije procesora, veća je i njegova disipacija topline. Mora se osigurati odgovarajuće hlađenje.
TDP (Thermal Design Power) je parametar koji pokazuje količinu topline koju rashladni sustav može oduzeti određenom procesoru pod najvećim opterećenjem. Vrijednost je prikazana u vatima na maksimalnoj temperaturi kućišta procesora.
ACP (Average CPU Power) - Prosječna snaga procesora, koja prikazuje potrošnju energije procesora za određene zadatke.
U praksi je vrijednost ACP parametra uvijek niža od TDP-a.
Radna temperatura procesora
Najviši pokazatelj temperature površine procesora pri kojoj je moguć normalan rad (54-100 °C). Ovaj pokazatelj ovisi o opterećenju procesora i kvaliteti odvođenja topline. Ako je granica prekoračena, računalo će se ili ponovno pokrenuti ili jednostavno ugasiti. Ovo je vrlo važna karakteristika procesora, koja izravno utječe 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 umnožak FSB frekvencije množitelja procesora. Većina procesora ima onemogućeno overclockanje množitelja, tako da morate overclockati na sabirnici. Vrijedi se detaljnije upoznati s ovom karakteristikom procesora ako nakon određenog vremenskog razdoblja želite povećati performanse softvera, bez nadogradnje hardvera.
Integrirana grafika
Procesor može biti opremljen grafičkom jezgrom, koja je odgovorna za prikaz 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 uredskim aplikacijama i surfanje internetom, gledanje Full HD videa i igranje na srednjim postavkama takva je video kartica sasvim dovoljna, a ovo je Intel.
Što se tiče AMD procesora, njihovi integrirani GPU-ovi su snažniji, što AMD procesore čini prioritetom za igrače koji žele uštedjeti novac na kupnji diskretne grafičke kartice.
Broj jezgri (niti)
Višejezgrena je jedna od najvažnijih karakteristika CPU-a, ali joj se u posljednje vrijeme posvećuje previše pažnje. Da, sada trebamo pokušati pronaći radne jednojezgrene procesore, oni su nadživjeli svoju korisnost. Jednojezgrene procesore zamijenili su procesori s 2, 4 i 8 jezgri.
Ako su 2 i 4-jezgre vrlo brzo ušle u upotrebu, procesori s 8 jezgri još nisu toliko traženi. Za korištenje uredskih aplikacija i surfanje internetom dovoljne su 2 jezgre, potrebne su 4 jezgre za CAD i grafičke aplikacije koje samo trebaju raditi u više niti.
Što se tiče 8 jezgri, vrlo malo 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 jezgre, a ne za 8, on će raditi sporije na 8-jezgrenom procesu. No, ovaj procesor je izvrsno rješenje za one koji moraju istovremeno raditi u velikom broju zahtjevnih programa. Ravnomjernom raspodjelom opterećenja na jezgre procesora možete uživati u izvrsnim performansama u svim programima koji su vam potrebni.
U većini procesora broj fizičkih jezgri odgovara broju niti: 8 jezgri - 8 niti. Ali postoje procesori u kojima, primjerice, zahvaljujući Hyper-Threadingu, 4-jezgreni procesor može obraditi 8 niti istovremeno.
Zaključak
Iz članka ste saznali o postojećim karakteristikama središnjih procesora, sada znate na što tražiti pri odabiru. Ako informacije u članku više nisu relevantne, javite nam u komentarima, a zatim ćemo ažurirati ili dopuniti podatke u članku.
Kada kupite ili sastavite stolno računalo, možete saznati da će jedan od najskupljih dijelova biti procesor. Procesor je elektronička jedinica ili sklop koji 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. Što je?
Frekvencija takta procesora je frekvencija taktnih impulsa sinkronog elektroničkog kruga, koji se šalju izvana na ulaz kruga u jednoj sekundi. Drugim riječima, ovo je broj operacija koje procesor izvrši u jednoj sekundi. Istodobno, važno je ne zaboraviti da procesori s istom frekvencijom takta mogu imati različite performanse, stoga različiti sustavi zahtijevaju različit broj ciklusa takta za izvođenje jedne operacije.
Frekvencija sata se mjeri u frekvencijskim jedinicama - megahercima i gigahercima.
Vjeruje se da što je veća vrijednost, to je sam procesor učinkovitiji. To je djelomično točno, ali samo za modele u liniji istog proizvođača. Uostalom, na performanse procesora utječu i druge karakteristike, na primjer, frekvencija sabirnice ili veličina predmemorije. Neki proizvođači dopuštaju "overclocking" brzine procesora.
Usput, zanimljiva točka. Kao što znate, jednojezgreni procesori danas nisu toliko česti, već su ih zamijenili višejezgreni procesori. Međutim, to nije iznenađujuće, ali to nije poanta. Mnogi ljudi pitaju kako se izračunava radni takt višejezgrenih procesora? Neki korisnici vjeruju da je dovoljno pomnožiti brzinu takta s brojem jezgri procesora. Odnosno, ako 8-jezgreni procesor ima frekvenciju od 3GHz, tada trebate pomnožiti 8 s 3 i dobivamo frekvenciju od čak 24 GHz. Zapravo, ova računica nema nikakve veze sa stvarnošću.
Da biste razumjeli sam princip izračunavanja frekvencije takta, morate razmotriti jednostavan primjer. Recimo da imamo automobil koji razvija 200 km na sat (odnosno jednojezgreni procesor). Ako uzmemo 4 takva auta (4-jezgreni procesor), onda koliko god gurali, nećemo te automobile ni po kojoj želji moći ubrzati do brzine od 800 km na sat. Tako je i s frekvencijom takta - ako je 3 GHz, onda 4-jezgreni procesor ima frekvenciju od istih 3 GHz.
Od svih tehničkih karakteristika procesora, među korisnicima je najpoznatija frekvencija takta. No, malo tko od ne-specijalista u potpunosti razumije što je to. Više informacija o tome pomoći će vam da bolje razumijete kako računalni sustavi rade. Pogotovo kada se koriste višejezgreni procesori koji imaju određene operativne značajke koje su daleko od svima poznate, ali koje treba uzeti u obzir pri radu s računalom.
Dugo su vremena glavni napori programera bili usmjereni upravo na povećanje frekvencije takta. Tek u posljednje vrijeme postoji tendencija razvoja i poboljšanja arhitekture računala, povećanja količine cache memorije, broja procesorskih jezgri. Međutim, ne zanemaruje se ni taktna frekvencija procesora.
Koji je to parametar - brzina radnog takta procesora?
Pokušajmo shvatiti što je "takt procesora". Ova vrijednost karakterizira broj izračuna koje procesor može izvesti u jednoj sekundi. Posljedično, procesor s većom brzinom takta također ima veće performanse, tj. je u stanju izvesti više operacija u određenom vremenskom razdoblju.
Većina modernih procesora radi na 1 GHz do 4 GHz. Ova je vrijednost definirana kao umnožak osnovne frekvencije i određenog koeficijenta. Posebno procesor Intel Core i7 920 ima vlastitu frekvenciju takta od 2660 Hz, koja se dobiva zahvaljujući frekvenciji bazne sabirnice od 133 MHz i faktoru 20. Neki proizvođači proizvode procesore koji mogu overclockati do većih performansi. Na primjer, AMD-ova Black Edition i Intelova linija K-serije. Treba napomenuti da, unatoč važnosti ove karakteristike, ona nije presudna pri odabiru računala. Brzina takta samo djelomično utječe na performanse procesora.
Jednojezgreni procesori praktički su potonuli u zaborav, a rijetko se koriste u modernim računalnim uređajima. Za to je zaslužan razvoj IT industrije čiji napredak ne prestaje čuditi. 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 s brojem jezgri. Na primjer, 4-jezgreni procesor koji radi na 3 GHz imat će integriranu frekvenciju od 12 GHz, t.j. 4x3 = 12. Ali to nije istina.
Objasnimo to jednostavnim primjerom.... Uzmite pješaka koji hoda brzinom od 4 km/h - radi se o jednojezgrenom procesoru od 4 GHz. A 4-jezgreni procesor s taktom od 4 GHz je već 4 pješaka koji hodaju istom brzinom od 4 km/h. Doista, u ovom slučaju se brzina pješaka ne zbraja 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. Ista analogija vrijedi i za višejezgreni procesor. Dakle, možemo reći da 4-jezgreni procesor s taktom od 4 GHz jednostavno ima četiri jezgre od kojih svaka ima istu frekvenciju - 4 GHz. Iz ovoga slijedi jednostavan i logičan zaključak, broj jezgri procesora utječe samo na njegove performanse, a ne povećava ukupnu frekvenciju takta računalnog uređaja.
Frekvencija sata naziva se parametar koji se mjeri u gigahercima. Viša brzina takta omogućuje bržu obradu podataka. Ovo je jedan od najvažnijih parametara na koji trebate obratiti pažnju pri odabiru procesora.
Broj jezgri nije ništa manje važan, činjenica je da se taktna frekvencija u ovoj fazi razvoja više ne može povećavati, to je potaknulo nastavak razvoja u smjeru paralelnog računanja, izraženo u povećanju broja jezgri. Broj jezgri govori o tome koliko se programa može izvoditi 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.
Predmemorija procesora i frekvencija sabirnice
Frekvencija sabirnice pokazuje brzinu prijenosa informacija koje ulaze i izlaze iz procesora. Što je ovaj pokazatelj veći, to je razmjena informacija brža, mjerne jedinice ovdje su gigaherci. Od velike važnosti je predmemorija procesora, koja je blok memorije velike brzine. Nalazi se izravno na jezgri i služi za poboljšanje performansi, budući da se u njemu podaci obrađuju puno većom brzinom nego u slučaju RAM-a. Postoje tri razine cache memorije:
L1 - prva razina je najmanja po veličini, ali najbrža, njena veličina varira od 8 do 128 KB.
L2 je druga razina, puno sporija od prve, ali je premašuje po volumenu, ovdje veličina varira u rasponu od 128 - 12288 KB.
L3 je treća razina, gubi u brzini u odnosu na prve dvije razine, ali najobimnija, usput, može uopće izostati, jer je predviđena za posebna izdanja procesora ili poslužiteljskih rješenja. Njegova veličina doseže 16384 KB, može biti prisutna u procesorima kao što su Xeon MP, Pentium 4 Extreme Edition ili Itanium 2.
Utičnica i rasipanje topline
Manje značajne, ali ne gube na važnosti pri odabiru procesora su karakteristike kao što su utičnica i rasipanje topline. Utičnica naziva konektor na koji je procesor instaliran u matičnu ploču. Po pokazateljima oslobađanje topline možete odrediti stupanj zagrijavanja procesora tijekom 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 Usporedba procesora
Za rad s grafikom važna je frekvencija sabirnice i procesora, stoga u skladu s minimalnim hardverskim zahtjevima pri izboru između dva ponuđena CPU-a, oslanjajući se na gore navedene ključne karakteristike, kao i na kvalitetu cijene, preferiram AMD ATHLON II X2 CPU http://www.nix.ru .
