Funcționarea oricărui computer digital depinde de frecvența ceasului, care este determinată de rezonatorul cu cristal. Este un recipient de tablă în care se pune un cristal de cuarț. Sub influența unei tensiuni electrice, în cristal apar oscilații ale curentului electric. Această frecvență de oscilație se numește frecvența ceasului. Toate modificările semnalelor logice din orice microcircuit de calculator au loc la intervale regulate, care sunt numite cicluri de ceas. Prin urmare, concluzionăm că cea mai mică unitate de măsură a timpului pentru majoritatea dispozitivelor logice ale unui computer este un ciclu sau, cu alte cuvinte, o perioadă a frecvenței unui ceas. Mai simplu spus, fiecare operație necesită cel puțin un ciclu de ceas (deși unele dispozitive moderne reușesc să efectueze mai multe operații într-un singur ciclu de ceas). Frecvența ceasului, așa cum este aplicată computerelor personale, este măsurată în MHz, unde Hertz este o oscilație pe secundă, respectiv 1 MHz este un milion de oscilații pe secundă. Teoretic, dacă magistrala de sistem a computerului dumneavoastră funcționează la o frecvență de 100 MHz, atunci poate efectua până la 100.000.000 de operații pe secundă. Apropo, nu este deloc necesar ca fiecare componentă a sistemului să facă ceva cu fiecare ciclu de ceas. Există așa-numitele cicluri de ceas goale (cicluri de așteptare) atunci când un dispozitiv este în proces de așteptare a unui răspuns de la alt dispozitiv. Deci, de exemplu, munca RAM-ului și procesorului (CPU) este organizată, a căror frecvență de ceas este mult mai mare decât frecvența de ceas a RAM.
Adâncime de biți
Autobuzul este format din mai multe canale pentru transmiterea semnalelor electrice. Dacă ei spun că magistrala are treizeci și doi de biți, atunci aceasta înseamnă că este capabilă să transmită semnale electrice pe treizeci și două de canale în același timp. Există un truc aici. Faptul este că o magistrală de orice lățime de biți declarată (8, 16, 32, 64) are de fapt un număr mai mare de canale. Adică, dacă luăm aceeași magistrală de treizeci și doi de biți, atunci 32 de canale sunt alocate pentru a transmite datele reale, iar canalele suplimentare sunt proiectate pentru a transmite informații specifice.
Rata baud
Numele acestui parametru vorbește de la sine. Se calculează folosind formula:
frecvență de ceas * lățime de biți = viteză de transmisie
Să calculăm rata de transmisie pentru o magistrală de sistem pe 64 de biți care funcționează la o frecvență de ceas de 100 MHz.
100 * 64 = 6400 Mbps 6400/8 = 800 Mbps
Dar numărul rezultat nu este real. În viață, anvelopele sunt influențate de o mulțime de tot felul de factori: conductivitate ineficientă a materialelor, interferențe, defecte de proiectare și asamblare și multe altele. Potrivit unor rapoarte, diferența dintre rata de transfer de date teoretică și cea practică poate fi de până la 25%.
Fiecare magistrală este monitorizată de controlere dedicate. Ele fac parte din setul logic al sistemului ( chipset).
Isa autobuz
Autobuzul de sistem ISA (Industry Standard Architecture) a fost folosit de la procesorul i80286. Slotul de expansiune conține un conector primar cu 64 de pini și un conector suplimentar cu 36 de pini. Autobuzul este pe 16 biți, are 24 de linii de adresă, oferă acces direct la 16 MB de RAM. Numărul de întreruperi hardware - 16, canale DMA - 7. Este posibil să se sincronizeze magistrala și procesorul cu frecvențe diferite de ceas. Frecvența ceasului este de 8 MHz. Rata maximă de transfer de date este de 16 MB/s.
PCI. (Magistrală de interconectare a componentelor periferice)
În iunie 1992, a apărut pe scenă un nou standard - PCI, al cărui părinte era Intel, sau mai degrabă Grupul de interes special organizat de acesta. La începutul anului 1993, a apărut o variantă PCI modernizată. De fapt, acest autobuz nu este local. Permiteți-mi să vă reamintesc că magistrala locală este autobuzul care este conectat direct la magistrala de sistem. PCI folosește, de asemenea, Host Bridge pentru a se conecta la acesta, precum și Peer-to-Peer Bridge (punte peer-to-peer), care este proiectat pentru a conecta două magistrale PCI. Printre altele, PCI este el însuși o punte între ISA și magistrala procesorului.
Viteza de ceas PCI poate fi fie de 33 MHz, fie de 66 MHz. Adâncime de biți - 32 sau 64. Rata de transfer de date - 132 MB/sec sau 264 MB/sec.
Standardul PCI oferă trei tipuri de carduri, în funcție de sursa de alimentare:
1,5 volți - pentru calculatoare staționare
2,3 Volți - pentru computere laptop
3. Plăci universale care pot funcționa în ambele tipuri de computere.
Un mare plus pentru magistrala PCI este conformitatea Plug and Play. În plus, în magistrala PCI, orice semnalizare are loc într-o manieră de pachet, unde fiecare pachet este împărțit în faze. Un pachet începe cu o fază de adresă, urmată de obicei de una sau mai multe faze de date. Numărul de faze de date dintr-un pachet poate fi nedefinit, dar este limitat de un temporizator care determină timpul maxim în care un dispozitiv poate fi utilizat pe magistrală. Fiecare dispozitiv conectat are un astfel de cronometru, iar valoarea acestuia poate fi setată în timpul configurării. Un arbitru este folosit pentru a organiza munca de transmisie a datelor. Faptul este că pe magistrală pot exista două tipuri de dispozitive - master (inițiator, master, master) al magistralei și slave. Masterul preia controlul asupra magistralei și inițiază transferul de date către destinație, adică slave. Orice dispozitiv conectat la magistrală poate fi master sau slave, iar această ierarhie se schimbă constant în funcție de dispozitivul care a cerut permisiunea arbitrului de magistrală pentru a transfera date și cui. Chipsetul, sau mai degrabă North Bridge, este responsabil pentru funcționarea fără conflicte a magistralei PCI. Dar viața pe PCI nu și-a oprit cursul. Îmbunătățirea constantă a plăcilor video a dus la faptul că parametrii fizici ai magistralei PCI au început să fie insuficienti, ceea ce a dus la apariția AGP.
Performanța procesorului depinde de adâncimea de biți, frecvență și arhitectura procesorului. Funcționarea computerului în ansamblu depinde de această valoare integrală, ceea ce înseamnă că atunci când alegeți, va trebui să acordați atenție tuturor caracteristicilor procesorului. Procesorul trebuie să aibă performanțe suficiente pentru a rezolva anumite sarcini.
Producătorii de procesoare
Există doi producători mari, lideri pe piața procesoarelor: Intel și AMD. Specificațiile procesorului variază de la producător la producător. Depinde mult de perfecțiunea tehnologiei, materialele utilizate, aspectul și alte nuanțe.
Viteza de ceas a procesorului
Viteza ceasului indică viteza procesorului în Herți (GHz) - numărul de operații pe secundă. Viteza ceasului procesorului este împărțită în internă și externă. Da, această caracteristică a procesorului afectează semnificativ viteza computerului dvs., dar performanța depinde nu numai de aceasta.
- Frecvența ceasului intern se referă la viteza cu care procesorul procesează instrucțiunile interne. Cu cât valoarea este mai mare, cu atât viteza ceasului extern este mai rapidă.
- Viteza ceasului extern determină cât de repede accesează procesorul memoria RAM.
Dimensiunea procesorului
Lățimea de biți este numărul limită de biți ai unui număr binar, peste care poate fi efectuată o operație de transfer de informații pe mașină la un moment dat. Cu cât adâncimea de biți este mai mare, cu atât performanța procesorului este mai mare. În prezent, majoritatea procesoarelor sunt pe 64 de biți și suportă 4 gigaocteți de memorie RAM. Aceasta este una dintre principalele caracteristici ale procesorului, dar departe de a fi singura; atunci când alegeți, trebuie să vă ghidați nu numai după el.
Dimensiunea procesului tehnologic
Determină dimensiunile tranzistorului (grosimea și lungimea porții). Frecvența cristalului este determinată de frecvența de comutare a tranzistorilor (de la starea închisă la starea deschisă). Dacă dimensiunea este mai mică, atunci zona este mai mică și, prin urmare, generarea de căldură. Dimensiunea procesului tehnologic se măsoară în nanometri, cu cât acest indicator este mai mic, cu atât mai bine.
Priză sau conector
Un conector mamă sau cu fante conceput pentru a integra cipul CPU în circuitul plăcii de bază. Fiecare soclu permite doar instalarea unui anumit tip de procesor, verificați soclul procesorului selectat cu placa de bază, acesta trebuie să se potrivească cu el.
Tip conector mamă:
- PGA (Pin Gscăpa Matrice) - carcasă pătrată sau dreptunghiulară, contacte pin.
- BGA ( MingeGscapa pe Array) - bile de lipit.
- LGA (Land Grid Array) - plăcuțe de contact.
Cache-ul procesorului
Cache-ul procesorului este una dintre caracteristicile cheie la care trebuie să țineți cont atunci când alegeți. Memoria cache este o serie de RAM volatilă ultra-rapidă. Este un buffer care stochează date cu care procesorul interacționează mai des sau a interacționat în timpul ultimelor operațiuni. Acest lucru reduce numărul de accesări ale procesorului la memoria principală. Acest tip de memorie este împărțit în trei niveluri: L1, L2, L3. Fiecare dintre niveluri este diferit în ceea ce privește dimensiunea memoriei și viteza, iar sarcinile de accelerare sunt diferite. L1 este cel mai mic și cel mai rapid, L3 este cel mai mare și cel mai lent. Cu cât memoria cache este mai mare, cu atât mai bine. Procesorul accesează pe rând fiecare nivel (de la cel mai jos la cel mai înalt) până când găsește informațiile necesare într-unul dintre ele. Dacă nu se găsește nimic, accesează memoria RAM.
Consumul de energie și disiparea căldurii
Cu cât este mai mare consumul de energie al procesorului, cu atât este mai mare disiparea căldurii acestuia. Trebuie asigurată o răcire adecvată.
TDP (Thermal Design Power) este un parametru care indică cantitatea de căldură pe care un sistem de răcire o poate lua de la un anumit procesor la cea mai mare sarcină. Valoarea este prezentată în wați la temperatura maximă a carcasei procesorului.
ACP (Average CPU Power) - Puterea medie a procesorului, care arată consumul de energie al procesorului pentru sarcini specifice.
În practică, valoarea parametrului ACP este întotdeauna mai mică decât TDP.
Temperatura de funcționare a procesorului
Cel mai înalt indicator al temperaturii suprafeței procesorului la care este posibilă funcționarea normală (54-100 ° C). Acest indicator depinde de sarcina procesorului și de calitatea disipării căldurii. Dacă limita este depășită, computerul fie repornește, fie pur și simplu se va opri. Aceasta este o caracteristică foarte importantă a procesorului, care afectează direct alegerea tipului de răcire.
Multiplicator și magistrală de sistem
Acești parametri sunt necesari mai degrabă pentru cei care, în timp, plănuiesc să-și împrăștie piatra. Front Side Bus - frecvența magistralei de sistem a plăcii de bază. Viteza de ceas a procesorului este produsul dintre frecvența FSB cu multiplicatorul procesorului. Majoritatea procesoarelor au overclockarea multiplicatorului dezactivată, așa că trebuie să faceți overclock pe magistrală. Merită să vă familiarizați mai detaliat cu această caracteristică a procesorului, dacă după o anumită perioadă de timp doriți să creșteți performanța în software, fără a face upgrade hardware.
Grafică integrată
Procesorul poate fi echipat cu un nucleu grafic, care este responsabil pentru afișarea imaginilor pe monitor. În ultimii ani, plăcile video încorporate de acest fel au fost bine optimizate și rulează pachetul software principal și majoritatea jocurilor la setări medii sau minime fără probleme. Pentru lucrul în aplicații de birou și navigarea pe Internet, vizionarea video Full HD și redarea la setări medii, o astfel de placă video este suficientă, iar acesta este Intel.
În ceea ce privește procesoarele AMD, GPU-urile lor integrate sunt mai puternice, ceea ce face din procesoarele AMD o prioritate pentru jucătorii care doresc să economisească bani la achiziționarea unei plăci grafice discrete.
Număr de nuclee (fire)
Multi-core este una dintre cele mai importante caracteristici ale unui procesor, dar a primit prea multă atenție în ultima vreme. Da, acum trebuie să încercăm să găsim procesoare cu un singur nucleu funcționale, acestea și-au depășit utilitatea. Procesoarele single-core au fost înlocuite cu procesoare cu 2, 4 și 8 nuclee.
Dacă 2 și 4 nuclee au intrat foarte repede în uz, procesoarele cu 8 nuclee nu sunt încă atât de solicitate. Pentru a utiliza aplicații de birou și pentru a naviga pe Internet, sunt suficiente 2 nuclee, sunt necesare 4 nuclee pentru aplicațiile CAD și grafice care trebuie doar să funcționeze în mai multe fire.
Cât despre 8 nuclee, foarte puține programe suportă atât de multe fire, ceea ce înseamnă că un astfel de procesor este pur și simplu inutil pentru majoritatea aplicațiilor. De obicei, cu cât sunt mai puține fire, cu atât viteza ceasului este mai mare. De aici rezultă că, dacă un program este adaptat pentru 4 nuclee, și nu pentru 8, va rula mai lent pe un proces cu 8 nuclee. Dar acest procesor este o soluție excelentă pentru cei care trebuie să lucreze simultan într-un număr mare de programe solicitante în același timp. Distribuind uniform sarcina pe nucleele procesorului, vă puteți bucura de performanțe excelente în toate programele de care aveți nevoie.
În majoritatea procesoarelor, numărul de nuclee fizice corespunde numărului de fire: 8 nuclee - 8 fire. Există însă procesoare în care, datorită Hyper-Threading, de exemplu, un procesor cu 4 nuclee poate procesa 8 fire simultan.
Concluzie
Din articolul pe care ai aflat despre caracteristicile existente ale procesoarelor centrale, acum știi ce să cauți atunci când alegi. Dacă informațiile din articol nu mai sunt relevante, anunțați-ne în comentarii, atunci vom actualiza sau completa informațiile din articol.
Când cumpărați sau asamblați un computer desktop, puteți afla că una dintre cele mai scumpe părți va fi procesorul. Un procesor este o unitate electronică sau un circuit care execută instrucțiunile mașinii și este, de asemenea, una dintre componentele hardware principale ale unui computer.
Procesorul are mulți parametri diferiți, dintre care unul se numește viteza de ceas. Ce este?
Frecvența ceasului procesorului este frecvența impulsurilor de ceas ale circuitului electronic sincron, care sunt trimise din exterior la intrarea circuitului într-o secundă. Cu alte cuvinte, acesta este numărul de operații efectuate de procesor într-o secundă. În același timp, este important să nu uităm că procesoarele cu aceeași frecvență de ceas pot avea performanțe diferite, prin urmare, sisteme diferite necesită un număr diferit de cicluri de ceas pentru a efectua o singură operație.
Frecvența ceasului este măsurată în unități de frecvență - megaherți și gigaherți.
Se crede că cu cât valoarea este mai mare, cu atât procesorul în sine este mai eficient. Acest lucru este parțial adevărat, dar numai pentru modelele din gama aceeași producător. La urma urmei, performanța procesorului este influențată și de alte caracteristici, de exemplu, frecvența magistralei sau dimensiunea memoriei cache. Unii producători permit „overclockarea” vitezei de ceas a procesorului.
Apropo, un punct interesant. După cum știți, procesoarele cu un singur nucleu nu sunt atât de comune astăzi; au fost înlocuite cu procesoare cu mai multe nuclee. Cu toate acestea, acest lucru nu este surprinzător, dar nu acesta este ideea. Mulți oameni se întreabă cum se calculează viteza de ceas a procesoarelor cu mai multe nuclee? Unii utilizatori cred că este suficient să înmulțim viteza de ceas cu numărul de nuclee de procesor. Adică, dacă un procesor cu 8 nuclee are o frecvență de 3GHz, atunci trebuie să înmulțiți 8 cu 3 și obținem o frecvență de până la 24 GHz. De fapt, acest calcul nu are nimic de-a face cu realitatea.
Pentru a înțelege însuși principiul calculării frecvenței ceasului, trebuie să luați în considerare un exemplu simplu. Să presupunem că avem o mașină care dezvoltă 200 km pe oră (adică un procesor single-core). Dacă luăm 4 astfel de mașini (procesor cu 4 nuclee), atunci oricât am împinge, nu vom putea accelera aceste mașini până la o viteză de 800 km pe oră cu nicio dorință. Deci este cu o frecvență de ceas - dacă este de 3 GHz, atunci un procesor cu 4 nuclee are o frecvență de aceeași 3 GHz.
Dintre toate caracteristicile tehnice ale procesorului, cea mai cunoscută printre utilizatori este frecvența ceasului. Dar, puțini dintre nespecialiști înțeleg pe deplin ce este. Mai multe informații despre acest lucru vă vor ajuta să înțelegeți mai bine cum funcționează sistemele de calcul. Mai ales atunci când se folosesc procesoare multi-core care au anumite caracteristici de operare care sunt departe de a fi cunoscute de toată lumea, dar care ar trebui să fie luate în considerare la operarea unui computer.
Multă vreme, principalele eforturi ale dezvoltatorilor au fost îndreptate tocmai spre creșterea frecvenței ceasului. Abia recent a existat o tendință de dezvoltare și îmbunătățire a arhitecturii computerului, o creștere a cantității de memorie cache, a numărului de nuclee de procesor. Cu toate acestea, nici frecvența de ceas a procesorului nu este ignorată.
Care este acest parametru - viteza de ceas a procesorului?
Să încercăm să ne dăm seama ce este „viteza de ceas a procesorului”. Această valoare caracterizează numărul de calcule pe care procesorul le poate efectua într-o secundă. În consecință, un procesor cu o viteză de ceas mai mare are și o performanță mai mare, adică. este capabil să efectueze mai multe operații într-o anumită perioadă de timp.
Cele mai multe procesoare moderne sunt tactate la 1 GHz până la 4 GHz. Această valoare este definită ca produsul dintre frecvența de bază și un anumit coeficient. În special procesorul Intel Core i7 920 are propria frecvență de ceas de 2660 Hz, care este obținută datorită frecvenței magistralei de bază de 133 MHz și a unui factor de 20. Unii producători produc procesoare care pot overclock la performanțe mai mari. De exemplu, ediția neagră de la AMD și gama K de la Intel. Trebuie remarcat faptul că, în ciuda importanței acestei caracteristici, aceasta nu este decisivă atunci când alegeți un computer. Viteza ceasului afectează doar parțial performanța procesorului.
Procesoarele cu un singur nucleu au trecut practic în uitare și sunt rareori folosite în dispozitivele de calcul moderne. Acest lucru se datorează dezvoltării industriei IT, al cărei progres nu încetează să uimească. Chiar și experții au uneori o opinie eronată cu privire la modul de calcul al vitezei de ceas a unui procesor cu două sau mai multe nuclee. O concepție greșită comună este că viteza ceasului trebuie înmulțită cu numărul de nuclee. De exemplu, un procesor cu 4 nuclee care rulează la 3 GHz va avea o frecvență integrată de 12 GHz, adică. 4x3 = 12. Dar acest lucru nu este adevărat.
Să explicăm acest lucru cu un exemplu simplu.... Luați un pieton care merge cu 4 km/h - este un procesor single-core de 4 GHz. Și un procesor cu 4 nuclee cu un ceas de 4 GHz este deja 4 pietoni care merg cu aceeași viteză de 4 km/h. Într-adevăr, în acest caz, viteza pietonilor nu este rezumată și nu putem spune că aceștia se deplasează cu o viteză de 16 km/h. Vorbim doar de patru pietoni care merg împreună cu 4 km/h fiecare. Aceeași analogie se aplică unui procesor cu mai multe nuclee. Astfel, putem spune că un procesor cu 4 nuclee cu o viteză de ceas de 4 GHz are pur și simplu patru nuclee, fiecare având aceeași frecvență - 4 GHz. Din aceasta rezultă o concluzie simplă și logică, numărul de nuclee de procesor afectează doar performanța acestuia și nu crește frecvența totală de ceas a dispozitivului de calcul.
Frecvența ceasului se numește un parametru care se măsoară în gigaherți. O rată de ceas mai mare permite o procesare mai rapidă a datelor. Acesta este unul dintre cei mai importanți parametri cărora ar trebui să îi acordați atenție atunci când alegeți un procesor.
Numărul de nuclee nu este mai puțin important, fapt este că frecvența ceasului în această etapă de dezvoltare nu mai poate fi crescută, acest lucru a determinat continuarea dezvoltării în direcția calculului paralel, exprimată printr-o creștere a numărului de nuclee. Numărul de nuclee informează despre câte programe pot fi rulate simultan fără a pierde performanța. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere că, dacă programul este optimizat pentru două nuclee, atunci chiar dacă sunt mai multe, computerul nu le va putea folosi pe deplin.
Cache-ul procesorului și frecvența magistralei
Frecvența magistralei demonstrează rata de transfer a informațiilor care intră și ies din procesor. Cu cât acest indicator este mai mare, cu atât schimbul de informații este mai rapid, unitățile de măsură de aici sunt gigaherți. De mare importanță este memoria cache a procesorului, care este un bloc de memorie de mare viteză. Este situat direct pe nucleu și servește la îmbunătățirea performanței, deoarece datele sunt procesate în el la o viteză mult mai mare decât în cazul RAM. Există trei niveluri de memorie cache:
L1 - primul nivel este cel mai mic ca dimensiune, dar cel mai rapid, dimensiunea sa variază de la 8 la 128 KB.
L2 este al doilea nivel, mult mai lent decât primul, dar îl depășește ca volum, aici dimensiunea variază în intervalul 128 - 12288 KB.
L3 este al treilea nivel, pierde în viteză față de primele două niveluri, dar cel mai voluminos, apropo, poate lipsi cu totul, deoarece este prevăzut pentru ediții speciale de procesoare sau soluții de server. Dimensiunea sa ajunge la 16384 KB, putând fi prezent în astfel de procesoare precum Xeon MP, Pentium 4 Extreme Edition sau Itanium 2.
Priză și disipare a căldurii
Mai puțin semnificative, dar care nu își pierd relevanța atunci când alegeți un procesor, sunt caracteristici precum soclul și disiparea căldurii. Priză numit conectorul unde este instalat procesorul pe placa de bază. Prin indicatori degajare de căldură puteți determina gradul de încălzire al procesorului în timpul funcționării. Acest indicator este măsurat în wați și variază între 10 - 165W.
Costul mediu al procesoarelor de pe piața din Moscova este Intel Core 2 Duo 5000 de ruble și AMD Athlon X2 Dual-Core 3000 de ruble, conform http://price.ru
Tab. 3 Comparația procesoarelor
Pentru a lucra cu grafică, frecvența magistralei și a procesorului este importantă, de aceea, în conformitate cu cerințele hardware minime atunci când aleg între cele două CPU-uri oferite, mizând pe caracteristicile cheie de mai sus, precum și pe calitățile de preț, prefer procesorul AMD ATHLON II X2 http://www.nix.ru .
