Принцип работы процессора: Принцип работы процессора — Русские Блоги

Содержание

Принцип работы процессора — Русские Блоги

Обзор

Центральный процессор (CPU) состоит из двух важных компонентов компьютеров и контроллеров. Это центр команд управления компьютером, а его основная работа взять инструкции и выполнять инструкции. Компьютера оператора, память, устройства ввода и вывода, и т.д. могут быть органически связаться с помощью ЦПУ. В соответствии с требованиями конкретных каждого компонента, различные инструкции управления выпускаются, и компьютер автоматически, работает непрерывно.

Во-первых, функция процессора

управление командой 1.1

Завершить работу команды, анализировать инструкции и выполнять инструкции.

обработка данных 1.2


Арифметические и логические операции для данных.

1.3 Обработка прерываний

Обработка ненормальности и особые обстоятельства, которые возникают во время работы компьютера.

1.4 Контроль времени

Управление для различных операций, обеспечивая соответствующие управляющие сигналы для каждой команды.

Во-вторых, процессор базовая структура

2,1 оператор

Оператор является центром обработки и обработки данных. Состоит из арифметико-логических устройств, общих групп регистров, регистров состояния программы и тому подобное.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ): Сделайте арифметические / логические операции.

Универсальная Регистрация: Сохранить операции (Источник эксплуатации, назначение эксплуатации и промежуточные результаты) и различной информация, адрес.

Программа регистр состояние (выделенный регистр): различная информация, созданная в результате результате арифметической логики командной операции или инструкция тестирования, такие как идентификационный символ SF, идентификатор переполнения, является нулевым идентификатором ZF и т.д.

2.2 контроллер

Оператор может выполнить только операцию, и контроллер используется для управления всей работы процессора. Контроллер является центром управления всей системы, и основная функция заключается в выполнении инструкции. Контроллер состоит из счетчика команд (PC), регистр команд (IR), адрес регистра памяти (МАР), регистр данных памяти (МЛУ), декодер инструкций, и тому подобное.
PC: Сохранить адрес следующей команды в основной памяти.
ИК: Сохранить инструкция в текущий момент.
Mar: Хранить адрес основной памяти, который вы хотите получить доступ.
MDR: Хранить данные, записанные в основную память или чтение данных из основной памяти.
Инструкция декодер: Декодирование поля операционного кода и обеспечивает определенный управляющий сигнал к контроллеру.

В-третьих, процесс выполнения команды

1) Возьмите инструкцию
Отправить значение PC на адрес регистр марта, и направить его в адресной строку AB; блок управления считывает команду к памяти с помощью блока управления, из основной памяти к MDR; отправить содержание МЛ в регистре команд IR значение PC плюс 1, готовится к следующей инструкции.
2) Директивы Анализ
Различные по типу инструкции кода инструкции. Для нехирургических инструкции, вы можете напрямую передавать на этап выполнения. Для инструкции операнда, вам нужно вычислить адрес операнда и прочитать его.
3) Выполнить инструкции
Выполните действия, указанные в инструкции, формирует результат стабильной работы, и сохраните его.

Четыре, 8088 Структура Пример

Функциональная частичная ссылка: https: //zhidao.baidu.com/question/1701911309762509580.html

Команды процессора. Принцип работы процессора. Система команд процессора.

Доброго времени суток уважаемый пользователь. На этой страничке мы поговорим на такие темы, как : Команды процессора, Принцип работы процессора, Система команд процессора.

Предположим, что вы — рабочая группа, которой необходимо как можно быстрее решить некоторую задачу. Вы должны работать в помещении 1, а  условие  задачи, исходные данные и этапы решения находятся в помещении 2, причем выдача необходимой информации происходит достаточно медленно. В помещение 2 может ходить только 1 человек.
Ваша  работа должна выполняться по следующему плану:

  1. Человек идет в помещение 2 за порцией данных, необходимых для решения задачи.
  2. Приносит их в помещение 1.
  3. Рабочая группа быстро обрабатывает данные и посылает за следующей порцией информации. При этом она бездействует в ее ожидании.
  4. Человек идете в помещение 2 за следующей порцией информации.
  5. Приносит их в помещение 1.
  6. Рабочая группа быстро обрабатывает данные и посылает за следующей порцией информации. При этом она бездействует в ее ожидании.
  7. И т.д., до тех пор, пока задача не будет решена.

Подумайте и скажите, каким образом можно ускорить этот процесс, если Вы обрабатываете информацию быстрее, чем вам ее вам дают в помещении 2, в результате чего вы теряете много времени.

Возникают следующие вопросы:

  1. Можно ли поручить решение задачи более «умной» рабочей группе, которая решит ее быстрее?
  2. Можно ли информацию из помещения 2 частично сразу перенести в Помещение 1?
  3. Можно ли посылать за информацией в помещение 2 не одного человека, а нескольких?

Только что, вы смоделировали процесс ускорения работы процессора. Помещение 1 — это процессор, а помещение 2 — это оперативная память. Главная задача ученых и инженеров — сделать процессоры более производительными.

Достигается это за счет:

  • Повышения тактовой частоты (более «умная» рабочая группа). Это самый очевидный путь повышения производительности.
  • Повышения разрядности процессора (поручить приносить информацию из помещения 2 более чем одному человеку). Чем выше разрядность процессора ( количество человек), тем больше байтов (больше информации) он может обработать за один такт.
  • Кэширования памятиПроцессор по отношению, например, к оперативной памяти является более быстрым устройством, поэтому он вынужден постоянно простаивать, ожидая медленно работающую память. Поэтому, чтобы процессор реже обращался к оперативной памяти, внутри него создают небольшой участок памяти размерим 256 или 512 Кбайт. Эта «сверхоперативная» память получила название кэш. В кэш-память процессор записывает те данные, которые получил из оперативной памяти, и если это данные понадобятся еще раз, он возьмет их из кэш. Таким образом, работа процессора происходит  быстрее.

Принцип работы процессора.

Процессор является одним из тех устройств, которые все время должен работать. Процессор ПК не может быть выключен. Даже если на наш взгляд процессор ничего не делает, все равно выполняется какая-то программа.

Процессор работает, по сравнению с другими устройствами компьютера,  с наибольшей скоростью. И самыми медленными по сравнению с ним являются внешние устройства, в том числе и человек. Так, например, работая с  клавиатурой, человек отправляет в компьютер в среднем один байт в секунду (нажимает на одну клавишу в секунду). Процессор обрабатывает такую и формацию за 0,000001 секунды. А что же делает процессор в остальное время, если он не может выключаться? А в остальное время он может получать сигналы от мыши, от других компьютеров, от гибких и жестких дисков. Он успевает несколько раз в течение секунды подзарядить оперативную память, обслужить внутренние часы компьютера, отдать распоряжение, как правильно отображать информацию на экране, и выполнить множество прочих дел.

Система прерываний процессора.

Каким образом, в таком ритме работы, процессор узнает, откуда приходят данные — от клавиатуры или от мыши, от монитора или от принтера?  А может быть от микроволновой печи? И как с такими данными работать?

Для этого используются прерывания, которых существует 256 видов. Прерывания прерывают работу процессора над текущим заданием и направляют его на выполнение другой программы.

Предположим, мы решили подключить к компьютеру микроволновую печь. Выберем для нее какое-нибудь прерывание, не используемое другим устройством, например «103». Когда микроволновая печь захочет обратить на себя внимание процессора, она пошлет к нему сигнал и число 103. Процессор получит число и заглянет в специальную область памяти- вектор прерываний, где найдет адрес руководства по работе с микроволновой печью и начнет работать с этим устройством.

Новые сигналы прерываний могут временно приостановить работу текущей программы, и вернуться к ней по окончании работы с пришедшим прерыванием. Что было бы, если бы процессор работал не со скоростью сотни миллионов байтов в секунду, а в привычном для человека ритме. Как часто получал бы он сигналы?

  • Сигналы от клавиатуры он получал бы один раз в десять лет. Обработка слова «компьютер» занимала бы почти 100 лет.
  • Данные от мыши — один раз в год. Перемещение указателя мыши из одного угла экрана в другой заняло бы тысячелетие.
  • Данные, поступившие по телефонным проводам через модем, — один раз в сутки. Прием и обработка одной страницы текста занимали бы 5-7 лет.
  • Данные от гибкого диска — один символ в несколько часов.
  • Данные от жесткого или лазерного диска — один байт в час.

Система команд процессора.

Процессор обрабатывает информацию, выполняя определенные команды. Таких команд может быть более тысячи. У каждой команды есть свой код (номер). Например, есть команда 000, 001, 002 и т.д. Коды всех команд процессора записаны в двоичной форме в специальном документе, который называется системой команд процессора.

У каждого процессора своя система команд, поэтому один и тот же код для, разных процессоров может обозначать разные команды. Если же процессоры имеют ограниченную совместимость, то их рассматривают как семейство. Примером семейства процессоров являются все процессоры Intel. Их родоначальником был процессор Intel 8086, на базе которого был сделан первый IBM PC. Процессоры семейства совместимы «сверху вниз», т.е. новый процессор понимает» все команды своих предшественников, но не наоборот.


Таблица прерываний AMD Atlon 64 X2:

Прерывание Вид Описание
DMA 02 Исключительный Стандартный контроллер гибких дисков
DMA 04 Исключительный Контроллер прямого доступа к памяти
IRQ 00 Исключительный Высокоточный таймер событий
IRQ 01 Исключительный Стандартная (101/102 клавиши) или клавиатура PS/2 Microsoft Natural
IRQ 03 Общий Ethernet-контроллер
IRQ 04 Общий Прочее устройство моста PCI
IRQ 06 Исключительный Последовательный порт (COM1)
IRQ 08 Исключительный Стандартный контроллер гибких дисков
IRQ 09 Исключительный Высокоточный таймер событий
IRQ 11 Общий Microsoft ACPI-совместимая система
IRQ 13 Общий SM контроллер шины
IRQ 11 Исключительный Процессор числовых данных
IRQ 17 Общий Realtek RTL8139 Family PCI Fast Ethernet NIC
IRQ 17 Общий NVIDIA GeForce 7600 GT
IRQ 18 Общий Стандартный OpenHCD USB хост-контроллер
IRQ 22 Общий Стандартный двухканальный контроллер PCI IDE
IRQ 22 Общий Стандартный расширенный PCI — USB хост-контроллер
IRQ 23 Общий Стандартный двухканальный контроллер PCI IDE
IRQ 23 Общий Стандартный контроллер гибких дисков

Всю таблицу выписывать нет смысла, так, как она очень обьемная. Посмотреть свою таблицу прерываний вы можите через программу EVEREST, заходим во вкладку Устройства, и выбираем Ресурсы устройств.

Все процессоры можно разделить на:

  • Процессоры с расширенной системой команд (CISC — процессоры).
  • Процессоры с сокращенной системой команд (RISC — процессоры).

Первый тип процессоров характеризуется небольшим числом регистров, но большим количеством команд, более длинным форматом их записи в байтах и, соответственно, более медленной работой. Такие процессоры используются в универсальных вычислительных системах и являются стандартом для микрокомпьютеров.

Второй тип процессоров характеризуется меньшим количеством команд и, соответственно, более высоким быстродействием. Но сложные операции в этом случае приходится разбивать на последовательность простейших команд, что не всегда эффективно. Поэтому такие процессоры используются в специализированных вычислительных системах, ориентированных на выполнение однообразных операций.

Принцип работы современного процессора

Подробности
Опубликовано 18.06.2012 20:40

Современные компьютеры поражают разносторонностью своего использования. Если раньше они использовались, в основном, для математических расчетов, позднее для программирования работы автоматов и роботов, то сейчас любой пользователь может просматривать и редактировать на своем персональном компьютере изображения, видео, аудио, не говоря уже о сложном редактировании текстовых, табличных документов и баз данных.

Основной «рабочей лошадкой», обрабатывающей большие массивы данных, производящий миллионы операций в секунду – центральный процессор.

Из этого материала вы узнаете об устройстве и принципах работы современных процессоров, основных параметрах центральных процессоров (и какой из этих параметров важнее), факторов, ускоряющих и тормозящих его работу.

Устройство центрального процессора

Каждый современный процессор состоит из устройств нескольких типов.

  • Исполнительные устройства — осуществляют основные вычисления.
  • Устройства управления — организуют получение и обработку данных и команд исполнительными устройствами в правильной последовательности.
  • Регистры (быстрые ячейки памяти) — хранят промежуточные результаты.
  • Шина данных – передают нужную информацию между процессором и прочими комплектующими.
  • Кэш процессора – хранит часто используемые данные для ускорения доступа процессора к ним. Кэш представляет из себя ячейки быстрой памяти, расположенные на кристалле процессора.
  • Дополнительные вычислительные модули — отвечают за выполнение специальных задач (обработка видео, редактирование 3D-графики).

Параметры процессора, влияющие на производительность

Главным параметром, влияющим на производительность центрального процессора, является его разрядность, характеристика, указывающая количество одновременно обрабатываемых битов информации. Более высокая разрядность позволяет обрабатывать массивы данных большего размера (либо данные обрабатываются быстрее при неизменном размере обрабатываемых данных, либо увеличивается точность расчетов).

В процессоре есть три составляющих, производительность которых непосредственно зависит от разрядности:

  • Шина данных
  • Внутренние регистры
  • Шина адреса памяти

Шина данных

Шина данных представляет из себя пучок проводников для передачи и приема электрических сигналов. Чем больше сигналов одновременно проходит через шину данных, тем больше информации поступает к исполнительным устройствам и обрабатывается ими. Разрядность в случае шины данных показывает ее пропускную способность — чем выше разрядность, тем больше информации проходит через шину в единицу времени.

Шина адреса памяти

Шина адреса памяти — набор проводников, передающих адреса ячеек памяти, в которые записывается или из которых считывается информация.

Чем больше проводников в шине адреса, тем больше ячеек оперативной памяти доступно центральному процессору.

Если шину данных можно сравнить автотрассой, где разрядность указывает на количество полос движения, то шина адреса памяти больше напоминает нумерацию зданий на одной улице, чем выше разрядность шины адреса памяти, тем большее количество адресов можно прописать.

Внутренние регистры

Внутренние регистры – ячейки сверхбыстрой оперативной памяти, встроенные непосредственно в процессор и используемые для хранения промежуточных результатов вычислений. Разрядность внутренних регистров показывает, какое количество битов информации процессор может обработать за один прием (такт).

Тактовая частота

Еще одним параметром, от которого во многом зависит быстродействие компьютера, является тактовая частота процессора (измеряется в гигагерцах, ГГц).

Тактовые колебания создаются кристаллом кварца в металлическом контейнере (тактовый резонатор), на который подается напряжение. Под действием напряжения в кристалле образуются колебания электротока. Они подаются на тактовый генератор, который преобразует их импульсы и передает на шины данных и адреса. Тем самым синхронизируется работа всех составляющих центрального процессора, шин и оперативной памяти. Можно сказать, что тактовый генератор отбивает ритм, чтобы все компоненты работали слаженно и синхронно.

Период тактовой частоты (такт) – наименьшая единица для измерения времени работы процессора (т.е. на любую операцию центральный процессор тратит как минимум один такт). При обмене данных с другими комплектующими компьютера (в первую очередь, с оперативной памятью) процессор может потратить больше одного такта (причем большая их часть будет тактами ожидания из-за более медленных, по сравнению с процессором, шин передачи данных и микрочипов оперативной памяти)

Является ли тактовая частота решающим параметром при выборе процессора? Нет. Более высокая тактовая частота будет весомым бонусом только при прочих равных параметрах процессора. В некоторых случаях процессоры с более низкой тактовой частотой превосходили своих «быстрых» оппонентов как в быстродействии, так и в общей производительности.

В последние 10-12 лет очень большое распространение получило такое явление, как «оверклокинг» — повышение быстродействия компонентов компьютера за счёт использования их форсированных режимах работы. В русском языке больше прижился термин «разгон». Итак, как разгоняют процессор? Самое простое – увеличить тактовую частоту. Для этого на тактовый резонатор подается большее напряжение, количество колебаний в кварцевом кристалле увеличивается, соответственно, увеличивается и количество импульсов в единицу времени, передаваемых тактовым генератором. Для такого разгона есть несколько ограничений:

  • Повышается количество энергии, потребляемое процессором (если вы намерены разгонять свой компьютер, учитывайте это, выбирая блок питания)
  • С увеличением подаваемой энергии на кристалл, увеличивается и количество энергии отдаваемое им. Проще говоря, он нагревается сильнее, и это лишнее тепло необходимо отводить (обычно для этого устанавливают более мощную систему охлаждения).
  • С увеличением подаваемой электроэнергии увеличиваются электромагнитные помехи, в первую очередь, на шины данных и адреса. Количество тактов, конечно, увеличивается, но количество данных, которые передаются от процессора к памяти и обратно, уменьшается.

Почему процессоры перегреваются и как это предотвратить

Каждый процессор состоит из огромного количества микроскопических радиоэлементов. Чем их больше и чем выше тактовая частота процессора, тем больше процессор потребляет энергии. Мобильные процессоры для портативных компьютеров, планшетов и коммуникаторов рассчитаны на пониженное энергопотребление (до 35 Вт). Модели для настольных компьютеров потребляют от 130 Вт и больше. При этом большое количество тепла выделяется во вне, и, чтобы это тепло отвести от поверхности чипа, необходима хорошая система охлаждения.

При выборе системы охлаждение одним из важнейших параметров является значение TDP (Total Dissipated Power, общая рассеиваемая мощность).

Существует достаточно много способов снижения энергопотребления. Вот некоторые из них:

  • Отключение модулей, понижение тактовой частоты, понижение рабочего напряжения при снижении нагрузки на процессор (для процессоров Intel — технология SpeedStep, для процессоров AMD – технология Cool&Quiet).
  • Применение в производстве новых, прогрессивных материалов.
  • Применение процессоров, работающих с пониженным напряжением питания (Low Voltage, Ultra Low Voltage). Потребляемая мощность изменяется пропорционально напряжению.

Способы повышения производительности процессоров

  • Ускорение системной шины. Чем быстрее процессор получает данные и команды от запоминающих устройств ПК, тем меньше времени он тратит на ожидание, а значит и на выполнение программ.
  • Быстрая многоуровневая кэш-память. Процессоры сохраняют промежуточные результаты вычислений во встроенной кэш-памяти (cache memory). Ее тактовая частота равна частоте самого процессора, поэтому она гораздо быстрее системной памяти. Большинство современных процессоров имеют кэш-память первого (Level 1, L1), второго (Level 2, L2) и третьего (Level 3, L3) уровней. Кэш-память первого уровня относительно мала (несколько сот килобайт). Кэши второго и третьего уровня больше (до нескольких мегабайт) и медленнее кэш-памяти первого уровня, но все равно работают с более высокой скоростью, чем системная оперативная память. Данные, поступающие из кэша, обеспечивают максимальную загруженность процессора, избавляя его от необходимости ожидания отклика от системной памяти.
  • Конвейерная обработка, т.е. последовательное прохождение команд через различные компоненты ЦП. Преимущество такого метода обработки данных в том, что при наличии конвейера процессор занимается не одной командой в каждый момент времени, а несколькими.
     В конвейерной обработке используются алгоритмы предварительной выборки команд и данных. При загрузке команды блок предвыборки (prefetch) пытается предугадать, какие команды и данные потребуются дальше. Таким образом, конвейер загружается быстрее, поскольку не тратится время на ожидание результатов выполнения предыдущих команд.
  • Распараллеливание вычислений с помощью нескольких физических вычисли-тельных ядер. Современные многоядерные процессоры имитируют присутствие в системе двух, четырех и более отдельных процессоров. Если исполняемая про-грамма имеет функцию распараллеливания вычислений, разделяя их на несколько потоков (Threads), эти вычисления могут быть выполнены одновременно.
  • Поддержка алгоритмов обработки данных мультимедиа, работающих по принципу SIMD (Simple Instruction — Multiple Data, то есть одна команда — множество данных). Процессоры, поддерживающие подобные технологии, быстрее обрабатывают большие объемы данных, требующих многократного исполнения одинаковых команд. У процессоров Intel — технологии MMX и SSE, у процессоров AMD — 3DNow!

Алгоритм работы современного процессора

В данной главе мы рассмотрим достаточно упрощенную схему работы центрального процессора с описанием функций основных компонентов.

  • Запрос команды из памяти. Блок выборки пытается найти подходящую команду последовательно сначала в кэш-памяти первого уровня (L1), второго уровня (если команды нет в кэше L1), третьего уровня (если команды нет в кэш памяти L1 и L2). Если команды нет в кэше процессора, команда загружается из системной памяти через шину данных, последовательно проходя кэш всех трех уровней. По этому же алгоритму запрашиваются данные для выполнения этой команды.
  • Из блока выборки команда передается в декодер. В декодере команда разбивается на несколько микроопераций такого размера, что их можно выполнить за 1 такт работы исполнительных устройств. Последовательность микроопераций помещается в кэш. Блок предвыборки анализирует последовательность микроопераций, чтобы определить, какие команды понадобятся далее.
  • Планировщик выбирает из кэша-памяти блок микроопераций и формирует последовательность их выполнения. Команды, выполнение которых не зависят от выполнения других команд, исполняются параллельно на различных исполнительных устройствах: ALU (arithmetic-logic unit, арифметико-логическое устройство) для целых чисел, FPU (floating point unit, модуль операций с плавающей точкой), ALU для команд SSE и т.д. На данном этапе возможны ошибки предвыборки (например, неправильно выбранная следующая команда или неверно подобранные адреса данных в памяти), что влечет за собой очистку конвейера и переход к шагу 1 нашей схемы.
  • Проверяется корректность исполнения команды, результат помещается в кэш-память и предается по шине данных в системную память.

  • < Назад
  • Вперёд >

8. Устройство и принцип работы современного МП

8. Устройство и принцип работы современного МП

8.1. Общая организация современного  IA-32 микропроцессора

Рис. 8.1.  Структурная схема IA-32 процессора

В своей основе МП IA-32 (Рис. 8.1) состоит из шести блоков, работающих параллельно: блок интерфейса с магистралью, блок предварительной выборки команд, блок декодирования команд, исполнительный блок, блок управления сегментами и блок страничной трансляции.

Блок интерфейса с магистралью обеспечивает интерфейс между микропроцессором и его окружением. Он принимает внутренние запросы для выборки команд от блока предварительной выборки команд и для обмена данными с исполнительным блоком и устанавливает приоритет этих запросов. Также этот блок управляет интерфейсом с внешними задатчиками магистрали и сопроцессорами.

Для того чтобы заранее получать команды или данные перед их фактическим использованием, существует функция опережающего просмотра программы, которую в МП  выполняет блок предвыборки команд. Когда блок интерфейса с магистралью не занимает цикла магистрали для исполнения команды, блок предвыборки команд использует его для последовательной выборки из памяти байтов команд. Эти команды хранятся в очереди команд в ожидании обработки блоком декодирования команд.

Блок декодирования команд преобразует байты команды из этой очереди в микрокод. Декодированные команды в ожидании обработки исполнительным блоком хранятся в очереди команд, работающей по принципу FIFO (first in first out). Размер этой очереди зависит от поколения МП,  в 80386 эта очередь имеет размер 3 команды, а в МП 80486 — уже 5 команд, что позволяет ему при некоторых условиях выполнять по одной команде за цикл. Непосредственные данные и относительные адреса в коде операции также берутся из очереди команд.

Исполнительный блок выполняет команды из очереди команд и взаимодействует со всеми другими блоками, требуемыми для завершения выполнения команды. Для ускорения выполнения команд с обращением к памяти исполнительный блок приступает к их исполнению до завершения выполнения предыдущей команды. Так как команды с обращением к памяти встречаются очень часто, то благодаря такому перекрытию по времени производительность повышается. В микропроцессорах Pentium исполнительный блок реализован в виде двух параллельных конвейеров (u и v), что позволяет ему выполнять до двух команд за такт. Это архитектурное решение названо суперскалярностью. Оно получило дальнейшее развитие в процессорах подсемейства P6 (Pentium Pro, Pentium II, Pentium III), где исполнительный блок представлен уже тремя конвейерами (и Р8 – где конвейеров 4). Особенностью конвейеров является динамическое выполнение (предсказание ветвлений, спекулятивное выполнение, изменение последовательности команд).

Рекомендуемые материалы

Регистры общего назначения (РОН) встроенного типа используют для таких операций, как двоичное сложение или вычисление и модификация адресов. Исполнительный блок содержит восемь 32-разрядных РОНов, применяемых как для вычисления адресов, так и для операций с данными. Этот блок содержит также 64-разрядный регистр, применяемый для ускорения операций сдвига, циклического сдвига, умножения и деления.

Интеграция в процессоры начиная  с i486DX блока вычислений с плавающей точкой (Floating Point Unit) резко повысила производительность вещественной арифметики. В процессорах Pentium MMX был добавлен набор команд, позволяющий использовать регистры блока FPU для параллельной обработки пакета целочисленных данных: SIMD — «одна инструкция — несколько операндов». В процессорах Pentium III эта технология была расширена, добавлением блока XMM, позволяющего параллельно обрабатывать пакет вещественных данных: SSE — потоковое расширение SIMD.

Блоки управления сегментами и страничной трансляции образуют устройство управления памятью.

Блок управления сегментами преобразует логические адреса в линейные по запросу исполнительного блока. Для ускорения этого преобразования текущие дескрипторы сегментов помещаются во встроенную кэш-память. Во время трансляции адресов блок управления сегментами проверяет, нет ли нарушения сегментации. Эти проверки выполняются отдельно от проверок нарушений статической сегментации, осуществляемых механизмом проверки защиты. Блок сегментации обеспечивает четыре уровня (от 0 до 3) защиты с целью изоляции и защиты друг от друга прикладных программ и операционной системы. Этот компонент также позволяет легко создавать перемещаемые программы и данные и обеспечивает их совместное использование. Полученный линейный адрес направляется в блок страничной трансляции.

Если механизм страничного преобразования включен, то для получения физических адресов по линейным используется блок страничной трансляции. Если же этот механизм выключен, то это означает, что физический адрес совпадает с линейным, и трансляция не нужна. Для ускорения трансляции адресов в кэш-память дескрипторов страниц помещаются каталог недавно использованных страниц, а также информация о входах в таблицу страниц в буфере трансляции адресов. Затем блок страничной трансляции пересылает физические адреса в блок интерфейса с магистралью для выполнения цикла обращения к памяти или устройствам ввода-вывода. Микропроцессор 80386 использует 32-разрядные регистры и шины данных для поддержки адресов и типов данных такой же разрядности.

Блок страничной трансляции позволяет прозрачно управлять пространством физических адресов независимо от управления сегментами. Каждый сегмент отображается в пространство линейных адресов, которое в свою очередь отображается в одну или несколько страниц объемом 4 Кбайта.

8.2. Кэш. Общее описание и принцип действия

Во всех современных процессорах есть кэш (по-английски — cache). Кэш — это некая особенная разновидность памяти (основная особенность, кардинально отличающая кэш от ОЗУ — скорость работы), которая является  «буфером» между контроллером памяти и процессором,  служащим для увеличения скорости работы с ОЗУ.

Процесс обработки информации таков, что в один момент программа работает не со всей памятью целиком, а, как правило, с относительно маленьким её фрагментом. Можно загрузить этот фрагмент в «быструю» память, обработать его там, а потом уже записать обратно в «медленную» (или просто удалить из кэша, если данные не изменялись).  Скорость обмена данными процессора Pentium 4 со своим кэшам более чем в 10 раз (!) превосходит скорость его работы с памятью.

В общем случае, именно так и работает процессорный кэш: любая считываемая из памяти информация попадает не только в процессор, но и в кэш. И если эта же информация (тот же адрес в памяти) нужна снова, сначала процессор проверяет: а нет ли её в кэше? Если есть — информация берётся оттуда, и обращения к памяти не происходит вовсе. Аналогично с записью: информация, если её объём влезает в кэш — пишется именно туда, и только потом, когда процессор закончил операцию записи, и занялся выполнением других команд, данные, записанные в кэш, параллельно с работой процессорного ядра «потихоньку выгружаются» в ОЗУ.

Замена данных на более актуальные, производится периодически и удалению подлежат данные, к обращение к которым производилось наиболее давно. Многоуровневое кэширование

Специфика конструирования современных процессорных ядер привела к тому, что систему кэширования в подавляющем большинстве CPU приходится делать многоуровневой. Кэш первого уровня (самый «близкий» к ядру) традиционно разделяется на две (как правило, равные) половины: кэш инструкций (L1I) и кэш данных (L1D). Это разделение предусматривается так называемой «гарвардской архитектурой» процессора, которая по состоянию на сегодня является самой популярной теоретической разработкой для построения современных CPU.

В L1I, соответственно, аккумулируются только команды (с ним работает декодер, см. ниже), а в L1D — только данные (они впоследствии, как правило, попадают во внутренние регистры процессора). «Над L1» стоит кэш второго уровня — L2. Он, как правило, больше по объёму, и является уже «смешанным» — там располагаются и команды, и данные. L3 (кэш третьего уровня), как правило, полностью повторяет структуру L2, и в современных x86 CPU встречается редко. Тем не менее, алгоритм работы с многоуровневым кэшем в общих чертах не отличается от алгоритма работы с одноуровневым, просто добавляются лишние итерации: сначала информация ищется в L1, если её там нет — в L2, потом — в L3, и уже потом, если ни на одном уровне кэша она не найдена — идёт обращение к основной памяти (ОЗУ).

              8.3. Суперскалярность и внеочередное исполнение команд

              Основная черта всех современных процессоров состоит в том, что они способны запускать на исполнение не только ту команду, которую (согласно коду программы) следует исполнить в данный момент времени, но и другие, следующие после неё. Приведём простой (канонический) пример. Пусть нам следует исполнить следующую последовательность команд:

1) A = B + C

2) K = A + Z

3) Z = X + Y

              Легко заметить, что команды (1) и (3) совершенно независимы друг от друга — они не пересекаются ни по исходным данным (переменные B и C в первом случае, X и Y во втором), ни по месту размещения результата (переменная A в первом случае и Z во втором). Стало быть, если на данный момент у нас есть свободные исполняющие блоки в количестве более одного, данные команды можно распределить по ним, и выполнить одновременно, а не последовательно. Таким образом, если принять время исполнения каждой команды равным N тактов процессора, то в классическом случае исполнение всей последовательности заняло бы N*3 тактов, а в случае с параллельным исполнением — всего N*2 тактов (так как команду (2) нельзя выполнить, не дождавшись результата исполнения двух предыдущих). Данный механизм называется «внеочередным исполнением команд» (Out-of-Order Execution, или сокращённо «OoO»): в тех случаях, когда очерёдность выполнения никак не может сказаться на результате, команды отправляются на исполнение не в той последовательности, в которой они располагаются в коде программы, а в той, которая позволяет достичь максимального быстродействия.    

              Процессоры, оснащённые механизмом параллельного исполнения нескольких подряд идущих команд, принято называть «суперскалярными».

8.4. Предварительное (опережающее) декодирование и кэширование. Предсказание ветвлений

В            любой программе чаще всего присутствуют команды условного перехода: «Если некое условие истинно — перейти к исполнению одного участка кода, если нет — другого». С точки зрения скорости выполнения кода программы современным процессором, любая команда условного перехода — представляет проблему. Так как, пока не станет известно, какой участок кода после условного перехода окажется «актуальным» — его невозможно начать декодировать и исполнять (см. внеочередное исполнение). Для того чтобы преодолеть эту проблему, создан специальный блок: блок предсказания ветвлений.

              Данный блок пытается предсказать, на какой участок кода укажет команда условного перехода, ещё до того, как она будет исполнена. В соответствии с его указаниями, процессором производятся загрузка в кэш предсказанного участка кода,  начинается декодирование и выполнение его команд. Причём среди выполняемых команд также могут содержаться инструкции условного перехода, и их результаты тоже предсказываются, что порождает целую цепочку из пока не проверенных предсказаний. Если блок предсказания ветвлений ошибся, вся проделанная в соответствии с его предсказаниями работа просто аннулируется.

              Алгоритмы работы блока предсказаний зачастую элементарны. Можно привести такой пример:

Чаще всего команда условного перехода встречается в циклах: некий счётчик принимает значение X, и после каждого прохождения цикла значение счётчика уменьшается на единицу. Соответственно, до тех пор, пока значение счётчика больше нуля — осуществляется переход на начало цикла, а после того, как он становится равным нулю — исполнение продолжается дальше. Блок предсказания ветвлений просто анализирует результат выполнения команды условного перехода, и считает, что если N раз подряд результатом стал переход на определённый адрес — то и в N+1 случае будет осуществлён переход туда же.

Несмотря на  это, вероятность правильного предсказания  в современных МП достигает 95 %.

8.5. Предвыборка данных

              Блок предвыборки данных (Prefetch) очень похож по принципу своего действия на блок предсказания ветвлений — но в данном случае речь идёт не о коде, а о данных. Общий принцип действия такой же: если встроенная схема анализа доступа к данным в ОЗУ решает, что к некоему участку памяти, ещё не загруженному в кэш, скоро будет осуществлён доступ — она даёт команду на загрузку данного участка памяти в кэш ещё до того, как он понадобится исполняемой программе.

              Однако, также как и в предсказании ветвлений, в случае ошибки блока предвыборки данных, неизбежны негативные последствия: загружая де-факто «ненужные» данные в кэш, Prefetch вытесняет из него другие (быть может, как раз нужные). Кроме того, за счёт «предвосхищения» операции считывания, создаётся дополнительная нагрузка на контроллер памяти.

 

Алгоритмы предсказания данных так же крайне просты:

Как правило, данный блок стремится отследить, не считывается ли информация из памяти с определённым «шагом» (по адресам), и на основании этого анализа пытается предсказать, с какого адреса будут считываться данные в процессе дальнейшей работы программы.  Впрочем, как и в случае с блоком предсказания ветвлений, простота алгоритма вовсе не означает низкую эффективность: в среднем, блок предвыборки данных оказывается прав в 80-90%.

              Важной особенностью современных процессоров является также предварительное преобразование машинных инструкций в промежуточные операции (микрооперации), более удобные для обработки и исполнения.

              Более подробно архитектура и работа вышеперечисленных устройств, рассмотрена  в специализированной литературе, а также на http://www.ixbt.com/cpu/cpu-microarchitecture-part-1.shtml, и здесь не приводится.

8.6. Режимы работы микропроцессора

Рис. 8.2. Режимы работы микропроцессора

Впервые о различных режимах работы процессоров Intel x86 стали говорить с появлением процессора 80286. Это был первый представитель данного семейства процессоров, в котором были реализованы многозадачность и защищенная архитектура.

Реальный режим (Real Mode)

В реальном режиме микропроцессор работает как очень быстрый 8086 с возможностью использования 32-битных расширений. Механизм адресации, размеры памяти и обработка прерываний (с их последовательными ограничениями) МП 8086 полностью совпадают

В новых поколениях процессоров Intel появился еще один режим работы — режим системного управления. Впервые он был реализован в процессорах 80386SL и i486SL. Начиная с расширенных моделей 486х процессоров, этот режим стал обязательным элементом архитектуры IA-32. С его помощью прозрачно даже для операционной системы на уровне BIOS реализуются функции энергосбережения или функции безопасности и контроля доступа.

Режим системного управления (System Management Mode)

 Режим системного управления предназначен для выполнения некоторых действий с возможностью их полной изоляции от прикладного программного обеспечения и даже операционной системы. Переход в этот режим возможен только аппаратно.

Защищенный режим (Protected Mode)

Основным режимом работы микропроцессора является защищенный режим. Ключевыми особенностями защищенного режима являются: виртуальное адресное пространство, защита и многозадачность.

В защищенном режиме программа оперирует с адресами, которые могут относиться к физически отсутствующим ячейкам памяти, такое адресное пространство называется виртуальным. Размер виртуального адресного пространства программы может превышать емкость физической памяти и достигать 64Тбайт. Для адресации виртуального адресного пространства используется сегментированная модель, в которой адрес состоит из двух элементов: селектора сегмента и смещения внутри сегмента. С каждым сегментом связана особая структура, хранящая информацию о нем, — дескриптор. Кроме «виртуализации» памяти на уровне сегментов существует возможность «виртуализации» памяти при помощи страниц — страничная трансляция. Страничная трансляция предоставляет удобные средства для реализации в операционной системе функций подкачки, а кроме того в процессорах P6+ обеспечивает 36-битную физическую адресацию памяти (64Гбайт).

Применение МПС для автоматизации технологических процессов и машин

АСУТП — это автоматизированная (человеко-машинная) система для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления в соответствии с принятым критерием управления. Под технологическим объектом управления понимается совокупность технологического оборудования и реализованного на нём в соответствии с инструкциями и регламентами технологического процесса производства.

Процесс автоматизации производства зародился вместе с самим производством и в процессе своего развития прошел целый ряд этапов: от управления при помощи простейших технических устройств, до современных АСУ, построенных на базе микропроцессорных систем.

Комплексное использование МПС при автоматизации производства позволяет создавать гибкие автоматизированные производства (ГАП).

Такие МПС предназначены для автоматического управления работой машин или ходом технологического процесса, обеспечения автоматической защиты оборудования и персонала, автоматического регулирования параметрами сырья, продукта или среды (t,p), контроля и управления основным и вспомогательным оборудованием, регистрации накопления и отображения информации о состоянии процесса или оборудования.

Характерные особенности микропроцессорных информационно-управляющих систем, предназначенных для автоматизации технологических процессов или машин:

  • наличие ограниченного набора четко сформулированных задач;
  • требования оптимизации структуры системы для конкретного применения;
  • работа в реальном масштабе времени, т.е. обеспечение минимального времени реакции на изменение внешних условий;
  • наличие развитой системы внешних устройств, их большое разнообразие;
  • существенное различие функциональных задач;
  • высокие требования по надежности с учетом большой продолжительности непрерывной работы;
  • сложные условия эксплуатации;
  • наличие режимов работы со сниженным энергопотреблением;
  • обеспечение автоматического режима работы или режима с участием оператора как элемента системы;

В настоящее время широкое применение при создании АСУТП получили ПЛК фирмы SIEMENS (торговая марка SIMATIC). Сегодня под именем SIMATIC представлены системы комплексной автоматизации (Totally Integrated Automation — TIA), позволяющие создавать управляющие комплексы любой степени сложности на базе стандартных компонентов.
В основу построения таких систем положены следующие принципы:

  • Единые способы хранения и обработки данных. Все данные вводятся один раз и хранятся в единой базе данных проекта. База данных проекта доступна на всех уровнях управления любым инструментальным средствам SIMATIC.
  • Единые способы конфигурирования и программирования, диагностики и отладки. Все компоненты и системы конфигурируются, программируются, запускаются, тестируются и обслуживаются с использованием простых стандартных блоков, встроенных в систему разработки. Все операции выполняются с использованием единого интерфейса и единых инструментальных средств.
  • Единые способы организации промышленной связи. Вопрос «кто будет связываться и с кем» решается простым использованием таблиц соединений. Соединения могут быть легко модифицированы в любое время в любом месте. Различные сетевые решения конфигурируются просто и единообразно.

Линейка аппаратуры фирмы SIEMENS чрезвычайно широка и постоянно пополняется новыми представителями, ориентированными на решение самого широкого круга задач.

Для конфигурирования и программирования контроллеров SIEMENS используется программное обеспечение Simatic Step 7. Общая структура системы, работающей под управлением STEP 7, показана на рисунке.

Рис. 1. Структура системы автоматизации

ПО Simatic Step 7 позволяет осуществить комплексный подход к проектированию систем автоматизации на основе контроллеров. Объединяет в себе средства создания конфигурации оборудования, программирования, отладки программы, on-line диагностики работы, документирование и архивирование данных проекта. Подобная интеграция и использование единого программного обеспечения значительно повышает удобство и эффективность работы.

Унификация промышленного программного обеспечения SIMATIC базируется на трех основных принципах:

  • Общее управление данными: все данные проекта (например, символьные переменные, параметры конфигурирования и настройки) хранятся в единой базе данных и доступны всем инструментальным средствам. Это позволяет экономить время и исключать возникновение ошибок из-за многократного ввода одних и тех же данных.
  • Согласованная система инструментальных средств: для каждой фазы выполнения проекта могут использоваться свои, наиболее удобные для выполнения этих задач, инструментальные средства.
  • Открытость: системная платформа промышленного программного обеспечения SIMATIC открыта для интеграции в офисную среду управления производством.

Высокая производительность работы с промышленным ПО SIMATIC обеспечивается за счет:

  • Проблемно-ориентированных инструментальных средств, обеспечивающих простоту решения широкого круга задач автоматизации. Они позволяют проектировщику сосредоточиться на решении поставленной задачи и решать ее в наиболее удобной форме,
    включают в свой состав:  Языки программирования высокого уровня; Графические языки для специалистов в области технологии; Сопутствующее программное обеспечение для диагностирования, имитации, дистанционного обслуживания, разработки заводской документации и т.д.
  • Многократное использование секций программы. Написанные ранее секции программ могут сохраняться в виде библиотек и легко копироваться в новые проекты.
  • Параллельная разработка отдельных частей проекта несколькими проектировщиками.
  • Встроенные диагностические функции, существенно снижающие время отладки любой программы.

Это программное обеспечение ломает барьер между специалистами в области технологии и программистами. Каждый специалист может выбрать для себя наиболее удобное средство решения своих задач.

LAD

STL

Лекция «14. Создание форм средствами MS Access» также может быть Вам полезна.

FBD

Промышленное ПО SIEMENS служит основой для построения SCADA систем. SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition — централизованный контроль и сбор данных).

Например, SIMATIC WinCC (Windows Control Center) — это компьютерная система человеко-машинного интерфейса предоставляющая широкие функциональные возможности для построения систем управления различного назначения:

  • Простое построение конфигураций клиент-сервер.
  • Поддержка резервированных структур систем автоматизации.
  • Неограниченное расширение функциональных возможностей благодаря использованию ActiveX элементов.
  • Открытый OPC-интерфейс (OLE for Process Control) интерфейс для реализации функций обмена данными.
  • Простое и быстрое конфигурирование системы в сочетании с пакетом STEP 7.

WinCC легко интегрируется во внутреннюю информационную сеть компании. Это не только снижает затраты на ее внедрение, но и повышает гибкость информационной системы.

Процессор и его компоненты — онлайн справочник для студентов

Описание и назначение процессоров

Устройство процессора

Принципы работы процессора

Характеристики процессора

Типы процессоров

Описание и назначение процессоров

Основным компонентом любой компьютерной системы является центральный процессор. ЦПУ задействован при выполнении операций по вычислению и координации работы прочих компонентов компьютера. Процессор имеет программные и аппаратные «механизмы» взаимодействия. От показателей процессора зависит быстродействие и работоспособность компьютера.

Чаще всего ЦП называют просто процессором, также распространены такие названия как: камень, проц, кристалл и т.д. Все современные модели CPU соответствуют характеристики микропроцессоров, коими и являются.

Микропроцессорами называются сложные электронные устройства, имеющие небольшие размеры и состоящие из нескольких блоков. Основным компонентом ЦП является кристаллическая кремниевая пластина с расположенной на ней интегральной схемой. На площади всего в несколько кв. мм напаяно несколько миллиардов транзисторов, соединенных мельчайшими золотыми контактами.

Для защиты кристалла, он помещается в запаянный футляр из твердого пластика или керамики. Нижняя часть футляра имеет контактные выходы для соединения кристалла с микросхемами материнской платы. Основная задача ЦП – автоматизированное выполнение программных команд.

Устройство процессора

В состав процессорной единицы включены такие компоненты как:

  • АЛУ – арифметическое-логическое устройство выполняющее основной объем математических и логических операций;
  • Адресные шины и шины данных;
  • Устройство управления – согласует и координирует работу взаимосвязанных с ЦПУ устройств;
  • Регистры АЛУ – временное хранилище исполнительных данных;
  • Кеш и счетчики команд – хранилище рабочих данных, требуемых для быстрого запуска часто используемых приложений. В отличие от памяти оперативной, кэш-память обрабатывает информацию гораздо быстрее.

Принципы работы процессора

Работой ЦПУ руководит программное обеспечение (драйвер) прописанное в память компьютера. Для хранения основных (исполнительных) компонентов программы используется оперативная память, настройки и регулировки прописаны в BIOS интегрированный в материнскую плату. Подача команды осуществляется на АЛУ, после чего ответы фиксируются в регистре. Записанная команда при работе формирует подчиненные команды, регистрируемые счетчиком, значение которого увеличивается вплоть до инициации новой команды. Команда формируется операционными записями, подлежащими исполнению, адресами данных и результатом. Адреса служат для перемещения данных в некомандные регистры, которые также необходимы для промежуточной записи результата. После записи в регистре результат отражается в команде.

Характеристики процессора

Одним из наиболее значимых параметров ЦП является тактовая частота, определяющая его быстродействие. В один такт может быть выполнено множество операций, в секунду, современный процессор способен выполнить несколько миллиардов тактов, в зависимости от частоты. Показатель тактовой частоты выражается в ГГц (гигагерцы). 1 гигагерц равен миллиарду тактов, то есть ЦП с частотой 3.4ГГц выполняет 3.4 млн такта в секунду. Дополнительными способами увеличения производительности ЦПУ являются увеличение количества ядер или внедрение технологии гипертрейдинг – создающей виртуальные ядра. ЦП связывается с прочими компонентами компьютера посредствам контактных линий, адреса, управления и шины данных. Наибольшее значение имеют шины данных и адресов, имеющие определенную разрядность кратную восьми. Показатель разрядности влияет на объем передаваемой информации в секунду, то есть определяет степень быстродействия. Чем выше разрядность, тем быстрее передается и обрабатывается информация. Кроме того, показатель разрядности влияет на максимальный объем устанавливаемой оперативной памяти.

Современные технологии предусматривают работу с большим объемом информации, так, за 1 такт передается несколько бит и показатель увеличивается в зависимости от разрядности шины. Рассчитать пропускную способность шины, можно умножив количество бит передаваемых в секунду на частоту шины. Так, при частоте шины в 100 Мгц, возможно передать 2 бита за 1 такт, что говорит о пропускной способности в 200Мбит/с.

Современные ПК работают имеют показатели пропускной способности, измеряемые в десятка гигабит. Кроме шины, важным параметром ЦП является кэш-память, а точнее ее объем. Данный отдел отвечает за безостановочную обработку информации поступающей из ОЗУ (оперативной памяти). Кеш является своеобразным буфером, обладающим более высоким быстродействием нежели оперативная память.

При необходимости последовательно обрабатывать несколько разрозненных данных, в кэш-память они поступают поочередно из памяти оперативной. Возможность буферизации данных позволила значительно ускорить быстродействие компьютера и свести к минимуму так называемые подвисания.

Кэш подразделяется на три уровня, отличающиеся скоростью работы, локализацией, объемом и размерами:

  • L1 – максимальное быстродействие, расположен на кристалле ядра, имеет минимальный объем;
  • L2 – среднее значение быстродействия, устанавливается рядом с ядром, может иметь объем до нескольких мегабайт;
  • L3 – имеет объем памяти больший чем у кэша L2, меньший показатель быстродействия, расположен рядом с ядром.

Совокупный объем памяти определяет быстродействие ПК в целом.

Технологические особенности и ограничения позволяют ЦП взаимодействовать только с определенным видом памяти. Также каждый процессор имеет собственный разъем (сокет) с определенным количеством контактов. Не существует универсальных сокетов, на каждую материнскую плату может быть установлен только процессор определенной модели.

Типы процессоров

В настоящее время выпуском микропроцессоров для домашних ПК, занимаются компании Intel и AMD. Самым первым процессором, выпущенным Intel Corp. имел условное обозначение 8086, где последние три цифры указывают на количество контактов и подходящий сокет. Первое поколение CPU получившее название х86 имело узкую линейку и простую градацию: от 8086 до 80386. Выпуском процессоров занимаются и такие компании как IBM, Cyrix и Texas Instr., но они больше ориентированы на корпоративный и промышленный сегмент. Новые процессоры часто имеют маркировку х2, х3 и т.д., указывающую на количество физических ядер на кристалле. Так, модель процессора Phenom X3 8600, выпущенная в начале 2010 годов компанией AMD работает на трех физических ядрах с одинаковой тактовой частотой. Среди современных процессоров Intel заметна градация по поколениям, например, I3 2120, является процессором второго поколения линейки «i». Современные процессоры могут иметь на кристалле встроенный видеочип, производительность которого зависит от конкретной модели.

ЦП подбирается под сокет материнской платы, частоту системной шины и совместимую оперативную память. Новые процессоры — это высокоавтоматизированные интеллектуальные системы, которым доступно не только автоматическое отключение при перегреве, но и работа с переключением режимов энергопотребления.

Существуют многопроцессорные системы, характеризующиеся одновременной работой нескольких процессоров, устанавливаемых на одну материнскую плату.

Смотрите также:

Системное программное обеспечение

Архитектура персонального компьютера

Как работает и за что отвечает процессор

Центральный процессор является основным и самым главным элементом системы. Благодаря нему выполняются все задачи связанные с передачей данных, исполнением команд, логическими и арифметическими действиями. Большинство пользователей знают, что такое ЦП, но не разбираются в принципе его работы. В этой статье мы постараемся просто и понятно объяснить, как работает и за что отвечает CPU в компьютере.

Как работает компьютерный процессор

Перед тем, как разобрать основные принципы работы CPU, желательно ознакомиться с его компонентами, ведь это не просто прямоугольная пластина, монтируемая в материнскую плату, это сложное устройство, образующееся из многих элементов. Более подробно с устройством ЦП вы можете ознакомиться в нашей статье, а сейчас давайте приступим к разбору главной темы статьи.

Подробнее: Устройство современного процессора компьютера

Выполняемые операции

Операция представляет собой одно или несколько действий, которые обрабатываются и выполняются компьютерными устройствами, в том числе и процессором. Сами операции делятся на несколько классов:

  1. Ввод и вывод. К компьютеру обязательно подключено несколько внешних устройств, например, клавиатура и мышь. Они напрямую связаны с процессором и для них выделена отдельная операция. Она выполняет передачу данных между CPU и периферийными девайсами, а также вызывает определенные действия с целью записи информации в память или ее вывода на внешнюю аппаратуру.
  2. Системные операции отвечают за остановку работы софта, организовывают обработку данных, ну и, кроме всего, отвечают за стабильную работу системы ПК.
  3. Операции записи и загрузки. Передача данных между процессором и памятью осуществляется с помощью посылочных операций. Быстродействие обеспечивается одновременной запись или загрузкой групп команд или данных.
  4. Арифметически-логические. Такой тип операций вычисляет значения функций, отвечает за обработку чисел, преобразование их в различные системы исчисления.
  5. Переходы. Благодаря переходам скорость работы системы значительно увеличивается, ведь они позволяют передать управление любой команде программы, самостоятельно определяя наиболее подходящие условия перехода.

Все операции должны работать одновременно, поскольку во время активности системы за раз запущено несколько программ. Это выполняется благодаря чередованию обработки данных процессором, что позволяет ставить приоритет операциям и выполнять их параллельно.

Выполнение команд

Обработка команды делится на две составные части – операционную и операндную. Операционная составляющая показывает всей системе то, над чем она должна работать в данный момент, а операндная делает то же самое, только отдельно с процессором. Выполнением команд занимаются ядра, а действия осуществляются последовательно. Сначала происходит выработка, потом дешифрование, само выполнение команды, запрос памяти и сохранение готового результата.

Благодаря применению кэш-памяти выполнение команд происходит быстрее, поскольку не нужно постоянно обращаться к ОЗУ, а данные хранятся на определенных уровнях. Каждый уровень кэш-памяти отличается объемом данных и скоростью выгрузки и записи, что влияет на быстродействие систем.

Взаимодействия с памятью

ПЗУ (Постоянное запоминающее устройство) может хранить в себе только неизменяемую информацию, а вот ОЗУ (Оперативная память) используется для хранения программного кода, промежуточных данных. С этими двумя видами памяти взаимодействует процессор, запрашивая и передавая информацию. Взаимодействие происходит с использованием подключенных внешних устройств, шин адресов, управления и различных контролеров. Схематически все процессы изображены на рисунке ниже.

Если разобраться о важности ОЗУ и ПЗУ, то без первой и вовсе можно было бы обойтись, если бы постоянное запоминающее устройство имело намного больше памяти, что пока реализовать практически невозможно. Без ПЗУ система работать не сможет, она даже не запустится, поскольку сначала происходит тестирование оборудования с помощью команд БИОСа.

Читайте также:
Как выбрать оперативную память для компьютера
Расшифровка сигналов BIOS

Работа процессора

Стандартные средства Windows позволяют отследить нагрузку на процессор, посмотреть все выполняемые задачи и процессы. Осуществляется это через «Диспетчер задач», который вызывается горячими клавишами Ctrl + Shift + Esc.

В разделе «Быстродействие» отображается хронология нагрузки на CPU, количество потоков и исполняемых процессов. Кроме этого показана невыгружаемая и выгружаемая память ядра. В окне «Мониторинг ресурсов» присутствует более подробная информация о каждом процессе, отображаются рабочие службы и связанные модули.

Сегодня мы доступно и подробно рассмотрели принцип работы современного компьютерного процессора. Разобрались с операциями и командами, важностью каждого элемента в составе ЦП. Надеемся, данная информация полезна для вас и вы узнали что-то новое.

Читайте также: Выбираем процессор для компьютера

Мы рады, что смогли помочь Вам в решении проблемы.
Опишите, что у вас не получилось. Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.
Помогла ли вам эта статья?
ДА НЕТ

виды и принцип работы — ABC IMPORT

Содержание статьи:

Процессор в компьютере является одним из основных компонентов, без которого ничего не будет работать. Его задачей является считывание информации и ее передача на другие комплектующие, которые связаны с материнской платой.

Процессор состоит из нескольких элементов, и кэш процессор — один из них.

Кэш-память

Кэш процессора — это одна из составляющих, которая влияет на производительность, а точнее — его объем, уровни и быстродействие. Данный параметр давно применяется в производстве процессоров, что служит доказательством его полезности. Вот, что такое кэш простыми словами.

Вам будет интересно:SSH доступ: описание и использование

Если использовать язык программирования, то кэш — это память со сверхбыстрой скоростью обмена данными, задача которой хранить и передавать временную информацию.

Триггеры, на которых построен кэш процессора, состоят полностью из транзисторов. Однако транзисторы имеют свойство занимать большое количество пространства, в отличие от оперативной памяти, которая состоит из конденсаторов. В связи с этим возникают немалые трудности, которые ограничивают объем памяти. Несмотря на такой маленький объем, кэш процессора — довольно дорогостоящий параметр. Но в то же время такая структура обладает неизменным качеством — скоростью. Триггеры, которые лежат в основе, не требуют регенерации, а значит их переход из одного положения в другое происходит с минимальными задержками. Именно этот показатель дает возможность кэшу процессора работать на его частотах.

Вам будет интересно:Как подключить колонку JBL к ноутбуку. Способы

Изначально кэш-память была размещена на просторах материнской платы. Теперь кэш процессора располагается на самом CPU, что значительно сокращает время доступа к нему.

Предназначение

Как было ранее описано, главной задачей кэша процессора является буферизация данных и их временное хранение. Именно это дает хорошие показатели при использовании приложений, где это необходимо.

Для лучшего описания простыми словами, что это такое кэш и его принципа работы, можно провести аналогию с офисом. Оперативная память играет роль стеллажа с файлами, куда периодически приходит бухгалтер, дабы забрать необходимые файлы, а рабочий стол бухгалтера — это кэш.

Вам будет интересно:Мышь с подсветкой. Обзор игровых моделей

На рабочем столе бухгалтера расположены вещи, с которыми он неоднократно контактирует. Эти вещи лежат только на столе, так как требуют быстрого доступа к ним. К этим вещам периодически добавляются данные, что были изъяты из стеллажа. Когда эти данные становятся ненужными, они помещаются обратно на стеллаж. Такая манипуляция позволяет очистить кэш-память, подготавливая ее к новым данным.

Таким образом, получается, что центральный процессор, прежде чем запросить данные с оперативной памяти, проверяет их наличие в кэше. Вот что это такое кэш простыми словами.

Уровни памяти

В большинстве современных процессоров присутствует несколько уровней кэш-памяти. Чаще всего их два или три: L1, L2 и кэш L3.

Первый уровень кэша имеет свойство быстрого доступа к ядру процессора, работая на тех же частотах, что и процессор. Также играет роль буфера между процессором и компьютерной памятью второго уровня.

Кэш L2 обладает более мощными данными, что, к сожалению, уменьшает его скорость работы. Его задача — обеспечивать переход от первого до третьего уровня.

Так как с каждым уровнем скорость работы падает, кэш микропроцессора третьего уровня имеет еще более медленную скорость доступа. Однако его скорость доступа более продуктивная, в отличие от стандартной оперативной памяти. В предыдущих вариантах кэш разного уровня располагался на своем ядре, но кэш L3 рассчитан на весь процессор.

Независимый

Устройство кэша состоит из нескольких уровней и категорий. Микропроцессоры для серверов и компьютеров обладают тремя независимыми кэшами: с набором инструкций, с данными и буфер ассоциативной трансляции. Именно поэтому сверхоперативная память разделена на три уровня.

Набор инструкций

Набор инструкций кэша необходим для загрузки машинного кода, но что это такое? Машинным кодом можно назвать систему команд определенной машины для вычисления, интерпретируемую центральным процессором данной вычислительной машины. Любая программа, которая была написана на машинном языке, выполнена в двоичном коде, из этого состоят машинные инструкции. Еще этот процесс можно назвать «опкод» — двоичный код.

Что делает кэш с инструкциями? Данный вид кэша способен выполнять только определенную задачу в виде операции с данными. То есть кэш содержит определенный набор инструкций, каждая из которых занимается своей «работой». Это может быть вычисление, переход от одних данных к другим или копирование.

Вам будет интересно:Горизонтальный системный блок. Обзор соответствующих моделей

Каждая машинная инструкция содержит в себе две разновидностей операций: простые и сложные. Когда выполняется одна из таких операций, происходит ее декодирование в порядковой последовательности для тех устройств, к которым она предназначалась.

Кэш данных

Кэш данных предназначается для хранения информации, которую запрашивает центральный процессор гораздо чаще, чем с оперативной памяти. Из-за малого объема кэш-памяти процессора там хранится только часто запрашиваемая информация. Однако расположение такого рода хранилища, то есть на кристалле процессора, позволяет сокращать время запроса, сводя его к минимуму.

В большинстве современных процессорах используется объем кэша до 16 мегабайт, но в процессорах, предназначенных для серверов, максимальный кэш процессора достигает 20 мегабайт и выше.

Буфер ассоциативной трансляции

Этот вид кэша используется для того чтобы ускорять процесс передачи данных с виртуальной памяти к физической.

Ассоциативная память имеет закрепленный набор записей. Каждая из таких записей хранит в себе информацию о передаче данных от виртуальной памяти к физической. В случае отсутствия такой информации, процессор самостоятельно находит путь и оставляет данные о нем, но это занимает гораздо больше времени, чем использование уже сохраненных данных.

Промахи в работе

Как и виды кэша, промахи тоже делятся на три категории.

Первый вид называется промахом по чтению инструкций из кэша. Данный провоцирует большую задержку, потому что процессору понадобится немалое время, чтобы загрузить необходимую инструкцию из памяти.

Чтение из кэша данных тоже имеет промахи. В отличие от первого случая, промах чтения данных работает не так медленно, потому что остальные инструкции, не относящиеся к запросу, могут продолжать свою работу. В свою очередь запрашиваемый ресурс будет проходить обработку в основной памяти.

Запись в кэш данных тоже не обходится без промахов. Промахи по записи не занимают много времени, так как их можно поставить в свою очередь. Это дает возможность работать другим инструкциям, не нарушая общего процесса. Промах с записью с заполненной очередью — это единственная преграда в нормальной работе центрального процессора.

Разновидности промахов

Первая разновидность промаха, которая носит название Compulsory misses, проявляется только в том случае, если адрес запрашивается в первый раз. Исправляет такое положение предвыборка, которая может быть аппаратной или программной.

Промах Capacity misses вызывается по причине конечного размера кэша, который никак не зависит от ассоциативной памяти или размера линии. Понятий полного или почти заполненного кэша не бывает, так как его линии находятся в занятом состоянии. Новую кэш-линию можно создать тогда, когда будет погашена любая занятая.

Conflict misses — это, как видно по названию, промах, появившийся в результате конфликта. Такое случается, когда процессор запрашивает те данные, которые кэш уже вытеснил.

Трансляция адреса и ее разновидности

Большинство процессоров, которые установлены в компьютеры, основаны на определенном виде виртуальной памяти. То есть любая программа, выполняющаяся на аппарате, распознает свой упрощенный адрес, в котором указан уникальный код и данные, принадлежащие исключительно этой программе. Виртуальное адресное пространство создается для того чтобы каждая программа могла его использовать и не зависеть от расположения в физической памяти.

Благодаря трансляции из виртуального хранилища в физическое (ОЗУ), такие манипуляции проводятся с невероятной скоростью.

Процесс трансляции адресов:

  • Генератор адресов посылает на устройство управление памятью физический адрес, но по истечению целых несколько тактов. Эта особенность называется «Задержкой».
  • «Эффектом наложения» можно считать процесс, когда на один физический адрес приходится несколько виртуальных. Процессоры воспроизводят их в заданном порядке, который контролирует программа. Однако чтобы выполнить данную опцию, потребуется запросить проверку наличия одного экземпляра копии, находящегося в кэше.
  • Виртуальная адресная среда поделена на блоки памяти закрепленного размера, начало которых соответствует адресу с их размерами. Такая особенность носит название «Единица отображения».

Кэши и их иерархия

Наличие нескольких взаимодействующих кэшей — это один из критерий большинства современных процессоров.

Процессоры, которые поддерживают параллельность инструкций, получают доступ к информации по методу конвейера: считывание инструкций, процесс трансляции в физические адреса виртуальных и считывание инструкций. Конвейерный метод работы способствует разделению задач между тремя отдельными кэшами, благодаря чему можно избежать конфликта с получением доступа. Это место в иерархии называется «Специализированные кэши», а процессы с такой особенностью имеют Гарвардскую архитектуру.

Интенсивность попаданий и задержка — это одна из основных проблем работы со сверхоперативной памятью. Дело в том, что чем больше кэш и его процент попадания, тем больше будет задержка. Чаще всего, чтобы оптимизировать работу и решить данный конфликт, используются уровни кэшей, которые способствуют буферизации между друг другом.

Плюс системы уровней в том, что они работают в последовательности возрастания. Сначала первый уровень компьютерной памяти, который является быстрым, но с малым объемом, задает скорость процессору на его частотах. При промахе первого уровня процессор обращается к кэшу второго уровня, у которого больший объем, но меньше скорость. Так продолжается до тех пор, пока процессор не получит ответ на запрос от оперативной памяти. Это положение в иерархии носит название «Многоуровневые кэши».

Уникальные или эксклюзивные кэши обладают свойством хранения данных только на одном определенном уровне. Инклюзивный вид может хранить информацию на нескольких уровнях сверхоперативной памяти, размещая их методом копирования.

Уровень иерархии, который носит название «Кэш-трасс», исключает работу декодера, так как способствует ускоренной загрузке инструкций, уменьшая теплоотдачу центрального процессора. Его главной особенностью является способность к сохранению декодированных данных. Хранящиеся инструкции разделены на две группы: динамические трассы и базовые блоки. В некоторых случаях динамическая трасса может быть построена на нескольких базовых блоках, объединенных в группы. Таким образом, динамическая трасса способна сохранять данные обработанных блоков.

Источник

Как работают микропроцессоры | HowStuffWorks

Даже невероятно простой микропроцессор, показанный в предыдущем примере, имеет довольно большой набор инструкций, которые он может выполнять. Набор инструкций реализован в виде битовых комбинаций, каждая из которых имеет разное значение при загрузке в регистр инструкций. Люди не особенно хорошо запоминают битовые комбинации, поэтому набор коротких слов определяется для представления различных битовых комбинаций. Этот набор слов называется языком ассемблера процессора.Ассемблер может очень легко преобразовать слова в их битовые комбинации, а затем вывод ассемблера помещается в память для выполнения микропроцессором.

Вот набор инструкций на языке ассемблера, который разработчик может создать для простого микропроцессора в нашем примере:

  • LOADA mem — Загрузить регистр A из адреса памяти
  • LOADB mem — Загрузить регистр B из адреса памяти
  • CONB con — Загрузить постоянное значение в регистр B
  • SAVEB mem — Сохранить регистр B по адресу памяти
  • SAVEC mem — Сохранить регистр C по адресу памяти
  • ADD — Добавить A и B и сохранить результат в C
  • SUB — вычесть A и B и сохранить результат в C
  • MUL — умножить A и B и сохранить результат в C
  • DIV — разделить A и B и сохранить результат в C
  • COM — сравнить A и B и сохранить результат в тесте ual, to address
  • JNEQ addr — Перейти, если не равен, к адресу
  • JG addr — Перейти, если больше, к адресу
  • JGE addr — Перейти, если больше или равно, к адрес
  • JL-адрес — Перейти, если меньше, к адресу
  • JLE-адрес — Перейти, если меньше или равно, к адресу
  • STOP — Остановить выполнение

Если вы прочитали C Programming Works, то вы знаете, что этот простой фрагмент кода на C вычисляет факториал 5 (где факториал 5 = 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120):

a=1;f=1;в то время как (a <= 5){ f = f * a; a = a + 1;}

В конце выполнения программы переменная f содержит факториал 5.

Язык ассемблера

Компилятор C переводит этот код C на язык ассемблера. Предположим, что ОЗУ в этом процессоре начинается с адреса 128, а ПЗУ (содержащее программу на ассемблере) начинается с адреса 0, тогда для нашего простого микропроцессора язык ассемблера может выглядеть так:

// Предположим, что a находится по адресу 128/ / Предположим, F находится по адресу 1290 CONB 1 // a=1;1 SAVEB 1282 CONB 1 // f=1;3 SAVEB 1294 LOADA 128 // если a > 5, переход на 175 CONB 56 COM7 JG 178 LOADA 129 // f=f*a;9 LOADB 12810 MUL11 SAVEC 12912 LOADA 128 // a=a+1;13 CONB 114 ADD15 SAVEC 12816 JUMP 4 // вернуться к if17 STOP

ROM

Итак, теперь возникает вопрос: «Как все эти инструкции выглядят в ПЗУ?» Каждая из этих инструкций языка ассемблера должна быть представлена ​​двоичным числом.Для простоты предположим, что каждой инструкции на ассемблере присвоен уникальный номер, например:

  • LOADA — 1
  • LOADB — 2
  • CONB — 3
  • SAVEB — 4
  • SAVEC mem — 4
  • Добавить — 6
  • Sub — 7
  • MUL — 8
  • DIV — 9
  • COM — 9
  • COM — 10
  • Jeq addr — 11
  • Jeq addr — 12
  • JNEQ ADDR — 13
  • JG Addr — 14
  • JGE адрес — 15
  • JL адрес — 16
  • JLE адрес — 17
  • STOP — 18

Числа известны как коды операций .В ПЗУ наша маленькая программа будет выглядеть так:

// Предположим, что a находится по адресу 128 // Предположим, что F находится по адресу 129Addr opcode/value0 3 // CONB 11 12 4 // SAVEB 1283 1284 3 // CONB 15 16 4 // SAVEB 1297 1298 1 // LOADA 1289 12810 3 // CONB 511 512 10 // COM13 14 // JG 1714 3115 1 // LOADA 12916 12917 2 // LOADB 12818 12819 8 // MUL20 5 // SAVEC 129212 1 // LOADA 12823 12824 3 // CONB 125 126 6 // ADD27 5 // SAVEC 12828 12829 11 // JUMP 430 831 18 // STOP

Вы можете видеть, что семь строк кода C превратились в 18 строк ассемблера, и это стало 32 байта в ПЗУ.

Декодирование

Декодер инструкций должен преобразовать каждый код операции в набор сигналов, которые управляют различными компонентами внутри микропроцессора. Возьмем в качестве примера инструкцию ADD и посмотрим, что она должна делать:

  1. Во время первого такта нам нужно загрузить инструкцию. Таким образом, декодер команд должен:
  2. активировать буфер с тремя состояниями для счетчика команд
  3. активировать линию RD
  4. активировать буфер с тремя состояниями ввода данных
  5. зафиксировать команду в регистре команд
  6. второй такт, инструкция ADD декодируется.Для этого нужно сделать совсем немного:
  7. настроить операцию АЛУ на сложение
  8. зафиксировать вывод АЛУ в регистр C
  9. второй такт).

Каждую инструкцию можно разбить на набор последовательных операций, подобных этим, которые манипулируют компонентами микропроцессора в правильном порядке. Некоторые инструкции, такие как инструкция ADD, могут выполняться за два или три такта.Другим может потребоваться пять или шесть тактов.

Как работают микропроцессоры | HowStuffWorks

Даже невероятно простой микропроцессор, показанный в предыдущем примере, имеет довольно большой набор инструкций, которые он может выполнять. Набор инструкций реализован в виде битовых комбинаций, каждая из которых имеет разное значение при загрузке в регистр инструкций. Люди не особенно хорошо запоминают битовые комбинации, поэтому набор коротких слов определяется для представления различных битовых комбинаций.Этот набор слов называется языком ассемблера процессора. Ассемблер может очень легко преобразовать слова в их битовые комбинации, а затем вывод ассемблера помещается в память для выполнения микропроцессором.

Вот набор инструкций на языке ассемблера, который разработчик может создать для простого микропроцессора в нашем примере:

  • LOADA mem — Загрузить регистр A из адреса памяти
  • LOADB mem — Загрузить регистр B из адреса памяти
  • CONB con — Загрузить постоянное значение в регистр B
  • SAVEB mem — Сохранить регистр B по адресу памяти
  • SAVEC mem — Сохранить регистр C по адресу памяти
  • ADD — Добавить A и B и сохранить результат в C
  • SUB — вычесть A и B и сохранить результат в C
  • MUL — умножить A и B и сохранить результат в C
  • DIV — разделить A и B и сохранить результат в C
  • COM — сравнить A и B и сохранить результат в тесте ual, to address
  • JNEQ addr — Перейти, если не равен, к адресу
  • JG addr — Перейти, если больше, к адресу
  • JGE addr — Перейти, если больше или равно, к адрес
  • JL-адрес — Перейти, если меньше, к адресу
  • JLE-адрес — Перейти, если меньше или равно, к адресу
  • STOP — Остановить выполнение

Если вы прочитали C Programming Works, то вы знаете, что этот простой фрагмент кода на C вычисляет факториал 5 (где факториал 5 = 5! = 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120):

a=1;f=1;в то время как (a <= 5){ f = f * a; a = a + 1;}

В конце выполнения программы переменная f содержит факториал 5.

Язык ассемблера

Компилятор C переводит этот код C на язык ассемблера. Предположим, что ОЗУ в этом процессоре начинается с адреса 128, а ПЗУ (содержащее программу на ассемблере) начинается с адреса 0, тогда для нашего простого микропроцессора язык ассемблера может выглядеть так:

// Предположим, что a находится по адресу 128/ / Предположим, F находится по адресу 1290 CONB 1 // a=1;1 SAVEB 1282 CONB 1 // f=1;3 SAVEB 1294 LOADA 128 // если a > 5, переход на 175 CONB 56 COM7 JG 178 LOADA 129 // f=f*a;9 LOADB 12810 MUL11 SAVEC 12912 LOADA 128 // a=a+1;13 CONB 114 ADD15 SAVEC 12816 JUMP 4 // вернуться к if17 STOP

ROM

Итак, теперь возникает вопрос: «Как все эти инструкции выглядят в ПЗУ?» Каждая из этих инструкций языка ассемблера должна быть представлена ​​двоичным числом.Для простоты предположим, что каждой инструкции на ассемблере присвоен уникальный номер, например:

  • LOADA — 1
  • LOADB — 2
  • CONB — 3
  • SAVEB — 4
  • SAVEC mem — 4
  • Добавить — 6
  • Sub — 7
  • MUL — 8
  • DIV — 9
  • COM — 9
  • COM — 10
  • Jeq addr — 11
  • Jeq addr — 12
  • JNEQ ADDR — 13
  • JG Addr — 14
  • JGE адрес — 15
  • JL адрес — 16
  • JLE адрес — 17
  • STOP — 18

Числа известны как коды операций .В ПЗУ наша маленькая программа будет выглядеть так:

// Предположим, что a находится по адресу 128 // Предположим, что F находится по адресу 129Addr opcode/value0 3 // CONB 11 12 4 // SAVEB 1283 1284 3 // CONB 15 16 4 // SAVEB 1297 1298 1 // LOADA 1289 12810 3 // CONB 511 512 10 // COM13 14 // JG 1714 3115 1 // LOADA 12916 12917 2 // LOADB 12818 12819 8 // MUL20 5 // SAVEC 129212 1 // LOADA 12823 12824 3 // CONB 125 126 6 // ADD27 5 // SAVEC 12828 12829 11 // JUMP 430 831 18 // STOP

Вы можете видеть, что семь строк кода C превратились в 18 строк ассемблера, и это стало 32 байта в ПЗУ.

Декодирование

Декодер инструкций должен преобразовать каждый код операции в набор сигналов, которые управляют различными компонентами внутри микропроцессора. Возьмем в качестве примера инструкцию ADD и посмотрим, что она должна делать:

  1. Во время первого такта нам нужно загрузить инструкцию. Таким образом, декодер команд должен:
  2. активировать буфер с тремя состояниями для счетчика команд
  3. активировать линию RD
  4. активировать буфер с тремя состояниями ввода данных
  5. зафиксировать команду в регистре команд
  6. второй такт, инструкция ADD декодируется.Для этого нужно сделать совсем немного:
  7. настроить операцию АЛУ на сложение
  8. зафиксировать вывод АЛУ в регистр C
  9. второй такт).

Каждую инструкцию можно разбить на набор последовательных операций, подобных этим, которые манипулируют компонентами микропроцессора в правильном порядке. Некоторые инструкции, такие как инструкция ADD, могут выполняться за два или три такта.Другим может потребоваться пять или шесть тактов.

Как работает процессор?

Центральный процессор, также известный как микропроцессор, является сердцем и/или мозгом компьютера. Давайте глубоко погрузимся в ядро ​​компьютера, чтобы помочь нам эффективно писать компьютерные программы.

«Инструмент обычно проще, чем машина; его обычно используют вручную, в то время как машина часто приводится в движение силой животных или паром.»

Charles Babbage

ЦП — сердце и/или мозг компьютера. Он выполняет предоставленные ему инструкции. Его основная задача — выполнять арифметические и логические операции и организовывать инструкции вместе. Прежде чем углубляться в основные части, давайте начнем с рассмотрения основных компонентов процессора и их ролей:

Два основных компонента процессора

  • Блок управления — CU
  • 7

    9 Арифметико-логическое устройство — ALU

Блок управления — CU

Блок управления CU — это часть ЦП, которая помогает организовать выполнение инструкций.Он говорит, что делать. Согласно инструкции, это помогает активировать провода, соединяющие процессор с другими частями компьютера, включая ALU . Блок управления является первым компонентом ЦП, который получает инструкцию для обработки.

Существует два типа блоков управления:

  • проводные блоки управления .
  • микропрограммируемые (микропрограммируемые) блоки управления .

Аппаратные блоки управления являются аппаратными средствами и нуждаются в изменении аппаратных средств, чтобы изменить его работу, где микропрограммируемый блок управления можно запрограммировать на изменение его поведения.Жесткие CU быстрее обрабатывают инструкции, тогда как микропрограммируемые более гибкие.

Арифметико-логическое устройство — ALU

Арифметико-логическое устройство ALU, как следует из названия, выполняет все арифметические и логические вычисления. АЛУ выполняет такие операции, как сложение, вычитание. ALU состоит из логической схемы или логических элементов, которые выполняют эти операции.

Большинство логических элементов принимают два входа и производят один выход

Ниже приведен пример схемы полусумматора, которая принимает два входа и выводит результат.Здесь A и B — вход, S — выход, а C — перенос.

Половина исходного кода: https://en.wikipedia.org/wiki/Adder_(electronics)#/media/File:Half_Adder.svg

Хранилище — Регистры и память

Основная задача процессора — выполнять предоставленные ему инструкции. Для обработки этих инструкций большую часть времени ему нужны данные. Некоторые данные являются промежуточными данными, некоторые из них являются входными данными, а другие — выходными. Эти данные вместе с инструкциями хранятся в следующем хранилище:

Регистры

Регистр представляет собой небольшой набор мест, где могут храниться данные.Регистр представляет собой комбинацию защелок . Защелки , также известные как триггеры , представляют собой комбинации логических вентилей , которые хранят 1 бит информации.

Защелка имеет два входных провода, провод записи и ввода и один выходной провод. Мы можем включить провод записи для внесения изменений в сохраненные данные. Когда провод записи отключен, выход всегда остается одним и тем же.

Защелка SR, состоящая из пары перекрестно связанных вентилей НЕ-ИЛИ.

ЦП имеет регистры для хранения выходных данных.Отправка в основную память (ОЗУ) будет медленной, так как это промежуточные данные. Эти данные отправляются в другой регистр, который подключен к шине BUS . Регистр может хранить инструкции, выходные данные, адрес хранения или любые другие данные.

Память (ОЗУ)

ОЗУ представляет собой набор регистров, организованных и сжатых вместе оптимизированным образом, чтобы в нем можно было хранить большее количество данных. ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) энергозависимо, и его данные теряются при отключении питания.Поскольку ОЗУ представляет собой набор регистров для чтения/записи данных, ОЗУ принимает ввод 8-битного адреса, ввод данных для фактических данных, которые должны быть сохранены, и, наконец, активатор чтения и записи, который работает так же, как и для защелок.

Что такое инструкции

Инструкция — это вычисление на уровне детализации, которое может выполнять компьютер. ЦП может обрабатывать различные типы инструкций.

Инструкции:

0
  • Арифметика, таких как
  • Arithmetic Add и и
  • и и , или , и не
  • Инструкции по данным Такие как Move , , , , , , , Load , и Магазин
  • Упражнения для управления потоком, такие как GOTO , , если … GOTO , , Call Rever Return return 1
  • Уведомлять ЦП, что программа завершилась HALT 1
  • Инструкция предоставляется на компьютер с использованием языка сборки или генерируется компилятором или интерпретируется в некоторых языки высокого уровня.

    Эти инструкции встроены в ЦП. ALU содержит арифметику и логику, тогда как поток управления управляется CU.

    За один тактовый цикл компьютеры могут выполнять одну инструкцию, но современные компьютеры могут выполнять более одной.

    Группа инструкций, которые может выполнять компьютер, называется набором инструкций .

    Тактовая частота процессора

    Тактовый цикл

    Скорость компьютера определяется его тактовым циклом.Это число тактов в секунду, на котором работает компьютер. Одиночные тактовые циклы очень малы, например, около 250 * 10 * -12 сек. Чем выше такт, тем быстрее процессор.

    Тактовая частота ЦП измеряется в ГГц ( Гигагерц ). 1 ГГц равен 10 ⁹ Гц ( герц ). Герц означает секунду. Таким образом, 1 гигагерц означает 10 ⁹ циклов в секунду.

    Чем быстрее тактовый цикл, тем больше инструкций может выполнить CPU .Тактовый цикл = 1/тактовая частотаCPU Time = количество тактовых циклов / тактовая частота

    Это означает, что для улучшения времени ЦП мы можем увеличить тактовую частоту или уменьшить количество тактовых циклов, оптимизируя инструкции, которые мы предоставляем ЦП. Некоторые процессоры обеспечивают возможность увеличения тактового цикла, но поскольку это физические изменения, возможны перегрев и даже дым/пожары.

    Как выполняется инструкция

    Инструкции хранятся в ОЗУ в последовательном порядке.Для гипотетической инструкции ЦП состоит из кода OP (операционный код) и адреса памяти или регистра .

    В блоке управления есть два регистра Регистр инструкций (IR) , который загружает OP-код инструкции, и Регистр адреса инструкции , который загружает адрес текущей выполняемой инструкции. Внутри ЦП есть другие регистры, в которых хранится значение, хранящееся в адресе последних 4 бит инструкции.

    Давайте рассмотрим пример набора инструкций, который складывает два числа. Ниже приведены инструкции вместе с их описанием:

    ШАГ 1 — LOAD_A 8:

    Сначала инструкция сохраняется в ОЗУ, скажем, <1100 1000>. Первые 4 бита — код операции. Это определяет инструкция. Эта инструкция извлечена в IR блока управления. Инструкция декодирует как load_A, что означает, что необходимо загрузить данные по адресу 1000, который является последним 4 битом инструкции для регистрации A.

    Шаг 2 — Load_B 2

    Подобное выше это загружает данные в адрес памяти 2 (0010) для регистра CPU

    шаг 3 — Добавить BA

    Теперь следующая инструкция состоит в том, чтобы сложить эти два числа. Здесь CU приказывает АЛУ выполнить операцию сложения и сохранить результат обратно в регистр А.

    ШАГ 4 — STORE_A 23

    Это очень простой набор инструкций, который помогает сложить два числа.

    Мы успешно добавили два номера!

    ШИНА

    Все данные между ЦП, регистром, памятью и устройством ввода/вывода передаются по шине. Чтобы загрузить только что добавленные данные в память, ЦП помещает адрес памяти в адресную шину, а результат суммы — в шину данных и включает правильный сигнал на управляющей шине. Таким образом, данные загружаются в память с помощью шины.

    Источник фото: https://en.wikipedia.org/wiki/Bus_(computing)#/media/File:Computer_system_bus.svg
    Cache

    ЦП также имеет механизм предварительной выборки инструкций в кэш. Как известно, процессор может выполнить миллионы инструкций за секунду. Это означает, что на выборку инструкций из ОЗУ будет затрачено больше времени, чем на их выполнение. Таким образом, кеш ЦП предварительно выбирает некоторые инструкции, а также данные, чтобы выполнение было быстрым.

    Если данные в кэш-памяти и оперативной памяти различаются, данные помечаются как грязный бит .

    Конвейерная обработка инструкций

    Современный ЦП использует Конвейерную обработку инструкций для распараллеливания при выполнении инструкций. Получить, расшифровать, выполнить. Когда одна инструкция находится в фазе декодирования, ЦП может обрабатывать другую инструкцию для фазы выборки.

    источник фото: https://en.wikipedia.org/wiki/Instruction_pipelining#/media/File:Pipeline,_4_stage.svg

    У этого есть одна проблема, когда одна инструкция зависит от другой.Таким образом, процессоры выполняют инструкции, которые не зависят друг от друга и в разном порядке.

    Многоядерный компьютер

    По сути, это другой ЦП, но он имеет некоторые общие ресурсы, такие как кэш.

    Производительность

    Производительность процессора определяется временем его выполнения. Производительность = 1/время выполнения

    Допустим, для выполнения программы требуется 20 мс. Производительность ЦП составляет 1/20 = 0,05 мс. Относительная производительность = время выполнения 1/время выполнения 2

    Фактором, который учитывается при оценке производительности ЦП, является время выполнения инструкции и тактовая частота ЦП.Таким образом, чтобы увеличить производительность программы, нам нужно либо увеличить тактовую частоту, либо уменьшить количество инструкций в программе. Скорость процессора ограничена, а современные многоядерные компьютеры могут поддерживать миллионы инструкций в секунду. Но если программа, которую мы написали, имеет много инструкций, это снизит общую производительность.

    Обозначение Big O определяет с помощью заданных входных данных, как это повлияет на производительность.

    Процессор сильно оптимизирован, чтобы сделать его быстрее и производительнее.При написании любой программы нам нужно учитывать, как уменьшение количества инструкций, которые мы предоставляем ЦП, повысит производительность компьютерной программы.


    Также опубликовано в блоге Milap Neupane: Как работает процессор

    Какова функция ЦП? Как работает ЦП? » Основы ЦП.

    Компьютеру необходимы различные важные компоненты для правильной и эффективной работы. Одной из основных частей является ЦП (центральный процессор). Теперь вопрос Что это за процессор? какова функция процессора? & Как работает ЦП? .

    Так что не волнуйтесь. Вы получите ответы на все вопросы, связанные с процессором. В этой статье я простым языком объясню основную функцию процессора и его вклад в компьютерную систему.

    Что такое процессор?

    Центральный процессор или центральный процессор — это компьютерное оборудование, которое выполняет инструкции компьютера и управляет всеми арифметическими, логическими операциями и операциями ввода/вывода компьютерной системы.

    Короче говоря, все операции обработки данных в компьютере контролируются центральным процессором.

    ЦП также называется процессором или центральным микропроцессорным процессором и т. д. Он получает все инструкции либо от программных приложений, либо от аппаратных компонентов. Таким образом, это очень важная часть компьютера.

    ЦП является наиболее важной частью компьютерной системы с точки зрения вычислительной мощности. Его компоненты обработки вносят огромный вклад в работу компьютера. Скорость и мощность компьютера существенно зависят от центрального процессора (процессора).

    Полезно знать ~ Первый микропроцессор был изобретен Intel в 4-м поколении компьютеров (1971 год).

    Где в компьютере находится ЦП?

    Этот ЦП размещается в центре разъема ЦП вокруг секции VRM материнской платы, соединенной с другими аппаратными элементами внутри компьютерного шкафа . Центральный процессор представляет собой микросхему квадратной формы, состоящую из тонкого слоя из тысяч транзисторов.

    Процессоры

    сделаны таким образом, чтобы микроскопические транзисторы могли разместиться в одном чипе микрокомпьютера в количестве миллиардов.

    С помощью этих транзисторов выполняются все вычисления, и процессор получает данные от периферийных устройств, таких как клавиатура, мышь, микрофон и т. д.). После обработки он отправляет результат на устройство вывода.

    Какова функция процессора в компьютере?

    Основной функцией ЦП в компьютере является хранение и обработка путем выполнения всех математических и логических вычислений с входными данными для предоставления выходных данных пользователям, тем самым работая на компьютере.

    Функция ЦП в 4 шага:
    1. ЦП получает данные, когда компьютер вводит данные через устройства ввода, такие как клавиатура или мышь.
    2. После этого процессор обрабатывает эти входные данные, выполняя вычисления и технический алгоритм.
    3. Затем ЦП выдает обработанные данные через устройства вывода, например, на экран монитора.
    4. CPU также сохраняет данные процесса в виде кэша для будущего использования.

    Вы поняли, что вся функция ЦП работает простыми словами из этих четырех шагов, и удивительно, не правда ли?. Таким образом, каждая операция или задача, которую мы выполняем на нашем компьютере, аналогичным образом обрабатывается процессором.

    Например, :

    Когда вы нажимаете любую клавишу на клавиатуре, будь то алфавит, число или специальный символ. Клавиатура преобразует его в компьютерный язык (двоичный код, т. е. 10100). Затем ЦП вычисляет, как отобразить введенные буквы пикселей за пикселем на экране компьютера.

    ЦП запрашивает из памяти пошаговые инструкции по рисованию буквы или того, что вы нажали на клавиатуре, выполняет эти инструкции и сохраняет результаты в виде пикселей в памяти.Наконец, эта информация о пикселях отправляется на экран в двоичном виде.

    Экран — это устройство вывода, которое преобразует двоичные сигналы в крошечные огни и цвета, из которых состоит то, что вы видите. Функция ЦП не только ограничена экраном компьютера, но также другими устройствами вывода компьютера, такими как динамик, принтер, проектор и т. д.

    Как работает ЦП (центральный процессор)?

    С момента создания и разработки усовершенствование ЦП, выборка, декодирование и выполнение являются основными функциями ЦП.Дайте нам знать функцию каждого из них в деталях.

    1. Выборка

    Как следует из названия, первый ЦП получает инструкцию. Это означает серию двоичных чисел, которые передаются из ОЗУ в ЦП.

    ЦП напрямую не получает ни одной команды. Однако скорее инструкции разделены на несколько наборов в памяти. Это означает, что создается множество небольших строительных блоков длительного процесса. После чего ЦП получает эти части инструкции одну за другой.

    Так как данные находятся в неупорядоченном виде , когда инструкция делится на несколько меньших наборов, программный счетчик (ПК) содержит адреса инструкций, чтобы последовательно предоставлять инструкции для выполнения в соответствии с необходимостью .

    Таким образом ЦП узнает порядок получения инструкций. Эти инструкции хранятся в IR (регистре инструкций). Как только это будет завершено, программный счетчик будет продолжать ссылаться на свой следующий адрес инструкций.

    2. Декодирование

    После того, как инструкция загружена в ЦП, необходимо выяснить, что она означает. После чего начинается процесс декодирования с помощью ALU (Арифметико-логическое устройство).

    Выполняет логические и арифметические операции и необходимые вычисления, управляет различными компонентами компьютера; он считывает и интерпретирует инструкции из памяти и преобразует их в серию форм сигналов, которые затем передаются в разные части ЦП, чтобы можно было предпринять дальнейшие действия.

    3. Выполнение

    Наконец, декодированные инструкции выполняются. Наконец, компьютер должен выполнить инструкцию на этапе выполнения. Это может быть много вещей, включая загрузку данных из памяти, сохранение данных в памяти или выполнение вычислений.

    После чего они сохраняются в регистре ЦП как выходные данные, чтобы последующие инструкции могли ссылаться на них.

    После этого, в соответствии с инструкциями пользователя, он либо передается на устройство вывода, либо сохраняется в компьютерной системе, либо даже сохраняется на дополнительных устройствах хранения.

    Процессор будет выполнять этот цикл снова и снова миллионы раз в секунду . Так работает ЦП.

    Заключение

    Таким образом, процессор отвечает за выполнение всех процессов. Вот почему без центрального процессора компьютеры и ноутбуки ничего не могли бы сделать с данными, которые они хранят.

    Поскольку ЦП должен продолжать работать непрерывно, что приводит к большой нагрузке на ЦП, часто нагревается .

    Чтобы избежать перегрева, на ЦП установлен охлаждающий вентилятор. Радиатор также покрыт термопастой на основе вентилятора; это теплопроводящая паста, чтобы процессор продолжал свою работу исправно.

    Когда дело доходит до скорости устройства и высокой производительности, центральный процессор играет в этом наибольшую роль. Если вам нужен быстрый компьютер для выполнения 3D-анимации, редактирования видеофайлов, интенсивных игр и т. д. В этом случае очень важно иметь быстрый и производительный процессор.

    Таким образом, какие бы технологические достижения ни были достигнуты в области процессорных технологий, их важнейшей причиной была скорость.

    Часто задаваемые вопросы
    Почему процессор важен?

    ЦП или центральный процессор отвечает за обработку всех инструкций и данных программного и аппаратного обеспечения, поэтому он является важным компонентом ПК. Его согласованность с конечной целью, которую в разговоре определяют как мозг компьютера.

    Почему центральный процессор называют мозгом компьютера?

    Так же, как наш мозг управляет всеми функциями нашего тела, такими как кровообращение и пищеварение.Точно так же в компьютере ЦП управляет всеми важными функциями, такими как ввод, обработка, хранение данных, вывод. Вот почему центральный процессор называют мозгом компьютера.

    Какие компоненты ЦП?

    Компонентами ЦП являются арифметико-логическое устройство (ALU), устройство управления (CU), регистры, кэш-память, шины и часы. Эти компоненты ЦП используются в функционировании микропроцессора.

    Какие бывают типы ЦП?

    Основные типы процессоров классифицируются как одноядерные, двухъядерные, четырехъядерные, шестиядерные, восьмиядерные и десятиядерные процессоры.Кроме того, эти базовые процессоры дополнительно классифицируются по разным архитектурам, таким как 64-разрядные и 32-разрядные, с разной скоростью и емкостью.

    Каковы 3 основные функции ЦП?

    ЦП выполняет три основные функции: выборка, декодирование и выполнение. При использовании компонентов ЦП эта функция выполняется в соответствии с инструкциями. Процессор выполняет этот цикл снова и снова миллионы раз в секунду.

    ЦП и процессор — это одно и то же?

    Да, ЦП и процессор одинаковы, если речь идет о современных компьютерах и ноутбуках.Тем не менее, ЦП также используется в качестве общего термина для машины, а процессор используется в качестве основного рабочего чипа для компьютера. Вот почему он также известен как микропроцессор и центральный процессор.

    Почему ЦП расположен под радиатором?

    Процессор сильно нагревается при выполнении миллионов вычислений; вот почему процессор находится под большим куском металла, называемым радиатором, чтобы отводить тепло от процессора, прежде чем он повредит его.

    сообщите об этом объявлении

    Я надеюсь, вы получите ответ на какова функция процессора в компьютере и как работает процессор .Поделитесь постом со всеми, чтобы легко узнать, как работает процессор.

    Что такое процессор в компьютере

    eComputerTips поддерживается считывателем. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас.

    Что такое процессор в компьютере? Более 95% из вас, просматривающих сегодня эту статью, должны иметь дома хотя бы один, а то и больше компьютеров (ноутбуков, настольных компьютеров и т. д.).

    Большинство из вас может хорошо разбираться в этих устройствах, и ничего страшного, если другие этого не сделают.Но все вы, должно быть, в какой-то момент задумывались, что делает компьютер способным к вычислениям?

    Что это за компонент, без которого вы не смогли бы назвать компьютером совокупность всех остальных компонентов, таких как монитор, оперативная память и т. д.?

    Таким образом, мы представляем вам сердце и душу любого вычислительного устройства, процессор. Ознакомьтесь с процессорами Intel Atom, Celeron и Pentium.

    Что такое процессор?

    Процессор — это микросхема на основе кремния, которая имеет сложную внутреннюю электронную схему и выполняет всю работу, которую вы выполняете, независимо от того, насколько она проста или сложна на компьютере.

    Процессор или ЦП (центральный процессор), расположенный на материнской плате компьютеров, имеет другой термин и называется микропроцессором.

    Это основная рабочая сила ПК, независимо от его размера и вида, а также всех других устройств, способных выполнять вычисления.

    Он контролирует все виды задач, которые выполняет ПК, включая передачу и обработку данных, запуск приложений и программного обеспечения, ввод/вывод, работу всех других периферийных компонентов, которые вы используете, и так далее.

    Но он не работает сам по себе, и есть другие чувствительные части, которые необходимы для работы процессора, такие как ОЗУ, хранилище, ОС и т. д.

    ЦП состоит из нескольких частей, таких как частота, количество ядер и больше других подобных им, о которых вы должны знать.

    Не только для общего ознакомления, но и потому, что небольшое представление о них облегчит покупку или выбор процессора в дальнейшем.

    Подробнее о каждой из этих функций мы поговорим позже в другой статье.На данный момент основными частями ЦП являются:

    • Арифметико-логическое устройство или АЛУ: Эта часть ЦП отвечает за все логические вычисления, или просто сектор обработки. Хотя это очень небольшая сложная часть, работа, которую она выполняет для ЦП, огромна. Он имеет несколько логических вентилей, мультиплексоров и т. д. и принимает входные данные как двоичные данные для обеспечения необходимого вывода.
    • Блок управления: Это другой основной компонент, который управляет тем, как компьютер должен реагировать на инструкции, посылаемые процессору.Он работает как мост между двумя другими компонентами, а именно АЛУ и блоком памяти, и передает данные между ними. Таким образом, отдел ввода и вывода данных обрабатывается им.
    • Блок памяти: Блок памяти ЦП обязательно хранит данные и информацию, но в ограниченном объеме. Это то, что вы называете оперативной памятью или основной памятью на разговорном языке, в которой хранятся данные для работы процессора. Он может не иметь никакой роли в обработке напрямую, но без ЦП тоже никогда не сможет работать.Но более быстрая оперативная память в компьютере действительно повышает его производительность.

    Таким образом, каждый ЦП в основном выполняет два типа задач, среди бесчисленного множества других:

    • Арифметические операции: Сложение, деление, вычитание, умножение, И, ИЛИ, НЕ (и другие связанные логические операции).
    • Передача данных : Перемещение данных из одной части ЦП в указанную область памяти, а также наоборот.

    Типы процессоров

    Современные бренды, производящие процессоры, такие как Intel и AMD, имеют разные классы процессоров, такие как серии Intel Core и Ryzen, соответственно, с разным количеством ядер, тактовой частотой и т. д.Здесь мы будем говорить об основных типах самого процессора.

    Итак, в основном процессор может быть нескольких типов. Это деление осуществляется по типу архитектуры, на которой они построены, количеству рабочих ядер и так далее, но одно из основных различий заключается в том, как они используются.

    Видите ли, процессор может использоваться не только в процессоре вашего ПК, но и в других местах. Знайте , выбирая правильный процессор для своего ПК.

    Таким образом, современный процессор можно разделить на следующие категории:

    Это менее сложный тип из трех, обладающий всеми функциями, такими как блок обработки, состоящий из одного или нескольких ядер ЦП, блок хранения, пути передачи данных и т.п. что позволяет ему работать внутри встроенной системы или контролировать ее часть.

    Они наиболее полезны, когда задачи ограничены или заранее определены. Таким образом, микроконтроллер — это то, что вы ожидаете увидеть на пульте телевизора, но не на материнской плате вашего ПК, но, тем не менее, это форма процессора.

    Создан на микрочипе и наиболее близок к определению общего процессора, используемого в компьютере.

    Выглядят так же, как микроконтроллеры, но имеют перед ними множество преимуществ.

    Это система интегральных схем, которая включает в себя работу ЦП с множеством других функций, позволяющих выполнять различные задачи.

    Эта технология используется в некоторых современных ПК, ноутбуках, смартфонах и т. д.

    Она основана на совместном использовании микропроцессора и микроконтроллера, имея при этом все необходимое для работы всей системы на одном чипе, отсюда и название.

    SoC включает в себя сам ЦП, а также все другие интерфейсы, такие как графика, звук и т. д. этой функциональности можно поместить в один чип.

    Теперь микропроцессоры могут иметь дополнительные подтипы в зависимости от структуры и приложений.  

    В зависимости от приложения:

    • Процессор общего назначения

    К ним относятся микропроцессор, микроконтроллер и почти все другие типы процессоров, которые приходят на ум при снабжении ПК набором инструкций. во встроенной системе.

    Они принимают данные в цифровой форме и передают соответствующие выходные данные через различные шины данных, адреса и управления.

    Жизненно важной частью современных технологий являются средства массовой информации в их различных формах и стандартах. Но каждый вид медиа нуждается в сигнализации и обработке этих сигналов, чтобы превратить их в выходные данные, которые можно отображать на различных экранах.

    Здесь можно использовать цифровые сигнальные процессоры или DSP . Они являются специалистами по обработке сигналов и работают намного лучше, чем обычный процессор, при стабильной выборке и вычислении аналоговых сигналов.

    Таким образом, их можно найти в большинстве видов телекоммуникационных секторов, радарах, гидролокаторах и устройствах, таких как наши телефоны.Присущая им энергоэффективность и более низкая стоимость доказали их большую полезность.

    • Специализированный системный процессор (ASSP)

    Интегральная схема прикладной системы или ASIC , как они теперь известны, служат только одной, исключительной цели.

    Они являются частью любой встроенной системы и состоят из внутренней схемы для выполнения соответствующих задач.

    Например, такой, который служит для освещения фар игрушечной машинки.Они имеют дополнительные подразделения и изготавливаются на основе разных конструкций, но пока не будем вдаваться в такие подробности.

    Но знайте, что они тесно связаны с SoC. Они очень полезны в крупномасштабных производствах.

    Итак, процессоры, использующие эту технологию ASIC, известны как ASSP. Они работают одинаково и в основном используются в отраслях декодирования и кодирования сигналов.

    • Процессор набора инструкций для конкретного приложения (ASIP)

    Эти процессоры имеют наборы инструкций, предназначенные только для конкретного приложения.

    Таким образом, вместо того, чтобы поддерживать целую кучу приложений, они ускоряют только некоторые из них, что является правильным сочетанием гибкости GPP и специализации ASIC.

    Хотя их использование ограничено, мы, как потребители, получаем большую пользу от таких ASIP в области сигнализации и кодирования видео/аудио.

    Кроме того, при более низком энергопотреблении и производственных затратах разработчикам не нужно беспокоиться о создании GPP, которые должны удовлетворять каждую специализированную функцию.  

    На основе внутренней архитектуры:

    Вычисления с сокращенным набором инструкций — это форма архитектуры процессора, которая характеризуется более низким энергопотреблением и более простыми наборами инструкций.

    В моделях RISC микропроцессор работает только с простым набором инструкций, и основное внимание уделяется программному обеспечению используемого устройства.

    Каждый набор инструкций выполняется за один машинный цикл, и проще разрабатывать процессоры и код на основе RISC.

    Но для этого требуется больше строк кода. Задача добавления двух цифр на вашем компьютере, например, потребует нескольких строк кода, которые могут быть простыми в создании, но длинными.  

    CISC или Вычисление сложного набора команд , однако, представляет собой другую, но родственную архитектуру процессора, в которой используются сложные коды, а ЦП использует один код для выполнения нескольких низкоуровневых задач.

    Для выполнения этих инструкций может потребоваться до десяти машинных циклов, поэтому процессорам на основе этой конструкции требуется больше времени для выполнения задач.

    Здесь больше внимания уделяется оборудованию. Подход CISC использует меньше строк кода, но его сложно разработать.

    Обе модели CISC и RISC имели свои преимущества и недостатки, но ни одна из них больше не используется исключительно в компьютерах.

    Со временем появилось больше технологий, объединяющих эти модели процессоров друг с другом и с другими конструкциями, которые еще более удобны для потребителя.  

    Процессоры на базе архитектуры x86 существуют уже довольно давно с момента их использования в процессорах Intel 8086 и до сих пор используются как в современных потребительских ПК, так и в серверах.

    Однако они претерпели множество изменений, например, ширина шины была увеличена до 32 бит в 1985 году, а в начале 2000-х — до 64 бит. И Intel, и AMD использовали это, но у Intel здесь родительские права.

    Некоторые примеры: Atom , Pentium , Celeron и Core i3-i9 серии от Intel и все процессоры Ryzen от AMD.

    ARM — это аббревиатура от Advanced RISC Machines , представленная в 1985 году частной компанией ARM Holdings.

    Это был дизайн, разработанный для использования различными другими компаниями для создания процессоров для встраиваемых систем на основе этой модели.

    Современные процессоры ARM, выпущенные в 2011 году, такие как Armv8-A и AArch64 , имеют как 32-, так и 64-битные наборы инструкций и используются сейчас из-за их энергоэффективности и меньшего тепловыделения, чем процессоры x86.

    Они нашли применение в качестве современных SoC в смартфонах, планшетах, ноутбуках и т. д. от популярных брендов, таких как Samsung и Apple .  

    По количеству физических ядер:

    • Одноядерный процессор       

    Это примитивные процессоры, появившиеся после самого изобретения микропроцессора.

    В то время было удивительно, как комната, полная компьютерного оборудования, могла быть заменена таким меньшим устройством, но с дальнейшим развитием это стало казаться недостаточным.

    С одноядерником они могут запускать только однопоточные приложения одновременно, так что забудьте о многозадачности.

    Они были широко заменены многоядерными процессорами в начале 21-го -го -го века. Вот некоторые примеры: 807UE , E1 и т. д.

    Многоядерные процессоры начали появляться с IBM Power4 . Некоторые модели имели максимальную скорость 1,9 ГГц и два 64-битных микропроцессора.

    Больше ядер означало больше потоков, и, таким образом, компьютеры могли выполнять несколько задач одновременно.

    Но теперь ситуация совершенно другая, поскольку AMD выпустила Threadripper 3970X с 32 ядрами и 64 потоками!

    При повседневном использовании такую ​​мощность могут использовать только мощные рабочие станции.

    На потребительском уровне у человека может быть от 2 до 12 ядер на ПК дома или в офисе, в зависимости от того, сколько он может потратить.

    Несколько ядер означают лучшую обработку и, следовательно, большую мощность как для однопоточных, так и для многопоточных задач.

    И у Intel, и у AMD есть качественные процессоры в разных ценовых сегментах.  

    Срок службы процессора

    Если вам интересно, процессор никогда не подвергается физическому повреждению или разрушению на клеточном уровне.

    Однако некоторые другие факторы могут повредить сложную схему или транзисторы, если не принять надлежащие меры предосторожности.

    Первым из них является тепло, выделяемое каждым процессором во время работы. При отсутствии достаточной системы охлаждения избыточное тепло вредит не только процессору, но и другим компонентам.

    Тогда с этой проблемой чаще сталкиваются те, кто разгоняет процессор, заставляя его работать при более высоких температурах, чем обычно.

    Для обычного пользователя ЦП, работающий при обычных условиях температуры и напряжения, должен прослужить около 15 лет, прежде чем будут замечены какие-либо серьезные внутренние повреждения или снижение производительности.

    Тем не менее, с данной быстрой тенденцией обновления компьютерных технологий вам нужно будет заменить ЦП задолго до того, как он выйдет из строя, потому что в какой-то момент он будет чувствовать себя устаревшим и даже устаревшим.

    Для тех, кто занимается разгоном, можно ожидать, что процессор проработает около 5-10 лет, в зависимости от того, как вы его используете или в какой степени подвергаете его перегрузке.

    Как это работает?

    Теперь, когда мы немного рассказали вам о процессорах, давайте посмотрим, как они работают.

    Что ж, каждый тип процессора, обсуждаемый здесь, не работает точно так же, но чтобы сохранить актуальность нашей темы обсуждения, ниже показано, как работает типичный процессор.

    Мы делаем все как можно проще и помним, что внутри современного процессора происходят гораздо более сложные процессы. Каждая инструкция оптимизирована таким образом, чтобы сократить время доступа и, как следствие, ускорить работу процессора.

    Основные части процессора уже упоминались. Но есть и другие, которые необходимо указать, чтобы можно было понять его работу. Сюда входят линии чтения и записи, транзисторы, шины данных и адресов, регистры, кэш, тактовая частота и т. д.

    Во-первых, нужно понимать, что компьютер не понимает ни один язык в таком виде, как мы. Таким образом, хотя он легко решит сложный расчет, с которым вы застряли со вчерашнего дня, за считанные секунды, его необходимо понять в машинном коде или сигналах.

    Здесь сигналы могут передаваться в виде двоичного кода, нулей и единиц, где 0 указывает на низкий уровень сигнала, а 1 — на высокий уровень.

    Теперь к этому относятся такие понятия, как логические вентили, мультиплексоры, половинные и полные сумматоры и т. д., с которыми ваши математические или компьютерные классы должны быть в состоянии помочь вам, если вы понятия не имеете, что это такое.

    Но пока скажем, что их можно использовать для выполнения различных вычислений, таких как сложение, вычитание, сравнение двух значений и так далее.

    Таким образом, перед выполнением вычислений в логических элементах внутри ЦП необработанная инструкция должна быть где-то сохранена, прежде чем ЦП сможет начать ее обработку, а затем отправлена ​​соответствующим компонентам для их работы.

    Здесь память и шины соответственно. Но здесь память относится к меньшим, более быстрым хранилищам, называемым кэшами и регистрами.

    Хотя оба работают с одной и той же целью, регистры еще меньше, что немедленно содержит обрабатываемые данные и расположение таких данных в ОЗУ, среди других инструкций.

    Обработка любых данных выполняется в три элементарных шага, известных как цикл выборки-выполнения .

    Шаги: выборка , декодирование и выполнение . Оперативная память имеет несколько адресов, каждый из которых хранит определенную инструкцию.

    Чтобы выполнить программу, ЦП запрашивает у ОЗУ конкретную ячейку памяти внутри него, используя однонаправленную адресную шину .

    Это можно делать последовательно или в произвольном порядке.Затем инструкции загружаются из ОЗУ в ЦП с использованием шины данных , и эти шаги выполняются внутри ЦП по циклу.

    ЦП принимает инструкцию, декодирует ее, и после каждого выполнения данные либо сохраняются внутри ЦП для дальнейшей обработки, сохраняются обратно в ОЗУ или хранилище, либо отображаются на мониторе, в зависимости от того, какая инструкция была отправлена ​​изначально.

    Декодирование инструкции осуществляется путем преобразования ее в сигналы, чтобы ЦП мог ее интерпретировать.

    Каждая инструкция состоит из двух частей: самой инструкции и области памяти внутри ОЗУ, где она находилась.

    Современные ЦП могут выполнять миллиарды таких операций за одну секунду, которую вы знаете как тактовую частоту ЦП. Таким образом, процессор 3 ГГц выполняет 3 миллиарда операций за одну секунду.

    Теперь внутри ЦП есть определенные предварительно загруженные инструкции, известные как набор инструкций, основы которых включают Store, Load, Jump, Compare, In, Out, и т. д.

    У каждого своя функция, и после выполнения команды вывод временно сохраняется в регистрах.

    Инструкция Jump переносит обработку из одной ячейки ОЗУ в другую, а в случае ее отсутствия остальные инструкции выполняются в цикле, выполняясь одна за другой. Вся обработка происходит внутри ALU .

    Затем блок управления указывает ЦП, следует ли и когда отправлять данные обратно в ОЗУ, а оттуда они отправляются на необходимые компоненты.

    Заключение

    Процессор — одна из самых сложных частей любого компьютера. Мы постарались показать все необходимое, но при этом сохранить простоту.

    Сказав это, вы, должно быть, задаетесь вопросом, как использовать все это, не зная, на что обратить внимание при покупке процессора для вашего ПК. Ознакомьтесь со статьями, посвященными решению этой вашей проблемы.

    Что такое CPU (центральный процессор)?

    Обновлено: 02.05.2021 автором Computer Hope

    Альтернативно называемый процессором , центральным процессором или микропроцессором , ЦП (произносится как морской горошек) является центральным процессором компьютера.ЦП компьютера обрабатывает все инструкции, которые он получает от аппаратного и программного обеспечения, работающего на компьютере. Например, ЦП обрабатывал инструкции по использованию веб-браузера для открытия и отображения этой веб-страницы на вашем компьютере.

    Наконечник

    ЦП часто называют мозгом компьютера. Однако более уместно называть программное обеспечение мозгом, а процессор — очень эффективным калькулятором. Процессор действительно хорошо справляется с числами, но если бы не программное обеспечение, он не знал бы, как делать что-то еще.

    Примечание

    Многие новые пользователи компьютеров могут неправильно называть свой компьютер, а иногда и монитор ЦП. Когда речь идет о вашем компьютере или мониторе, правильно называть их «компьютером» или «монитором», а не процессором. Процессор — это микросхема внутри компьютера.

    Обзор процессора

    На приведенном ниже рисунке показан пример того, как могут выглядеть нижняя и верхняя части процессора AMD RYZEN. Процессор устанавливается и закрепляется в совместимом разъеме ЦП на материнской плате.Процессоры выделяют тепло, поэтому они покрыты радиатором, который обеспечивает их охлаждение и бесперебойную работу. Для передачи тепла между ЦП и радиатором

    Как видно на рисунке выше, микросхема ЦП обычно имеет квадратную форму с одним зазубренным углом, чтобы убедиться, что она правильно вставлена ​​в гнездо ЦП. В нижней части чипа находятся сотни контактов разъема, которые соответствуют отверстиям сокета. Сегодня большинство процессоров напоминают рисунок, показанный выше. Однако Intel и AMD также экспериментировали со слотовыми процессорами.Они были намного больше и вставлялись в слот на материнской плате. Также в разные годы на материнских платах было несколько типов сокетов. Каждый сокет поддерживает только определенные типы процессоров, и каждый из них имеет собственное расположение контактов.

    Что делает ЦП?

    Основной функцией ЦП является получение данных от периферийного устройства (клавиатуры, мыши, принтера и т. д.) или компьютерной программы и интерпретация того, что ему нужно. Затем ЦП либо выводит информацию на ваш монитор, либо выполняет запрошенную задачу периферийного устройства.

    История процессора

    ЦП был впервые изобретен и разработан в Intel с помощью Теда Хоффа и других в начале 1970-х годов. Первым процессором, выпущенным Intel, был процессор 4004, показанный на рисунке.

    Компоненты ЦП

    В ЦП есть два основных компонента.

    1. АЛУ (арифметико-логическое устройство) — выполняет математические, логические и решающие операции.
    2. CU (блок управления) — управляет всеми операциями процессоров.

    За всю историю компьютерных процессоров быстродействие (тактовая частота) и возможности процессора значительно улучшились. Например, первым микропроцессором был Intel 4004, выпущенный 15 ноября 1971 года, имевший 2300 транзисторов и выполнявший 60 000 операций в секунду. Процессор Intel Pentium имеет 3 300 000 транзисторов и выполняет около 188 000 000 операций в секунду.

    Типы ЦП

    В прошлом компьютерные процессоры использовали числа для идентификации процессора и помощи в определении более быстрых процессоров.Например, процессор Intel 80486 (486) быстрее процессора 80386 (386). После появления процессора Intel Pentium (технически это будет 80586) все компьютерные процессоры стали использовать такие имена, как Athlon, Duron, Pentium и Celeron.

    Сегодня помимо разных наименований компьютерных процессоров существуют разные архитектуры (32-битные и 64-битные), скорости и возможности. Ниже приведен список наиболее распространенных типов процессоров для домашних и рабочих компьютеров.

    Примечание

    Для некоторых из этих типов ЦП существует несколько версий.

    Процессоры AMD

    K6-2
    K6-III
    Athlon
    Duron
    Athlon XP
    Sempron
    Athlon 64
    Mobile Athlon 64
    Athlon XP-M
    Athlon 64 FX
    Turion 64
    Athlon 64 X2
    Turion 64 X2
    Phenom FX
    Phenom X4
    Phenom X3
    Athlon 6-й серии
    Athlon 4-й серии
    Athlon X2
    Phenom II
    Athlon II
    Серия E2
    Серия A4
    Серия A6
    Серия A8
    Серия A10

    Процессоры Intel

    Серии AMD Opteron и Intel Itanium и Xeon — это процессоры, используемые в серверах и высокопроизводительных рабочих станциях.

    Некоторые мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты, используют процессоры ARM. Эти процессоры меньше по размеру, требуют меньше энергии и выделяют меньше тепла.

    Как быстро ЦП передает данные?

    Как и в любом устройстве, использующем электрические сигналы, данные распространяются со скоростью, близкой к скорости света, которая составляет 299 792 458 м/с. Насколько близко к скорости света может приблизиться сигнал, зависит от среды (металл в проводе), через которую он проходит. Большинство электрических сигналов распространяются со скоростью от 75 до 90% скорости света.

    Можно ли использовать графический процессор вместо ЦП?

    Нет. Хотя графические процессоры могут выполнять те же функции, что и центральные процессоры, они не могут выполнять функции, требуемые некоторыми операционными системами и программным обеспечением.

    Может ли компьютер работать без центрального процессора?

    Нет. Всем компьютерам требуется процессор определенного типа.

    Компьютерные аббревиатуры, Сопроцессор, Сокет ЦП, Термины ЦП, Двухъядерный, Аппаратные термины, Логический чип, Материнская плата, Параллельная обработка, Регистр

    Как выбрать лучший процессор для ноутбука в 2022 году

    В основе каждого портативного (или настольного) компьютера лежит центральный процессор (ЦП), обычно называемый процессором или просто чипом, который отвечает практически за все, что продолжается внутри.Процессоры, которые вы найдете в современных ноутбуках, производятся AMD, Intel, Apple и Qualcomm. Варианты могут показаться бесконечными, а их названия византийскими. Но выбрать его проще, чем вы думаете, если вы знаете несколько основных правил процессора.

    Это руководство поможет вам расшифровать технический жаргон, который встречается на каждом листе спецификаций ноутбуков — от количества ядер до гигагерц и от TDP до объема кэш-памяти — чтобы помочь вам выбрать тот, который подходит вам лучше всего. Почти без исключений процессор ноутбука нельзя заменить или модернизировать позже, как это возможно для некоторых настольных компьютеров, поэтому очень важно сделать правильный выбор с самого начала.(Также смотрите наше руководство по лучшим процессорам для настольных компьютеров.)


    Прежде всего: некоторые основные понятия процессора

    ЦП отвечает за основные логические операции в компьютере. Он помогает во всем: щелчках мышью, плавности потокового видео, реагировании на ваши команды в играх, кодировании домашнего видео вашей семьи и многом другом. Это самая важная часть оборудования.

    Прежде чем мы перейдем к рекомендациям по конкретным процессорам, давайте разберемся в том, что отличает один процессор от другого, сосредоточившись на центральных чертах, общих для всех процессоров ноутбуков.

    Архитектура процессора: основы кремния

    Каждый процессор основан на базовой конструкции, называемой архитектурой набора инструкций. Этот план определяет, как процессор понимает компьютерный код. Поскольку программные операционные системы и приложения написаны для наиболее эффективной работы — а иногда и только — на определенной архитектуре, это, вероятно, самый важный момент при принятии решения о вашем следующем процессоре.

    Вообще говоря, современные процессоры для ноутбуков используют архитектуру ARM или x86.Последний был создан Intel в 1978 году и доминирует в индустрии ПК, а Intel и AMD борются за господство на рынке. С другой стороны, чипы на базе ARM производятся сотнями различных компаний по лицензии британской фирмы ARM Limited, принадлежащей Softbank. (Некоторое время казалось, что Nvidia собирается приобрести ARM у Softbank, но производитель чипов отказался от своих усилий.)

    Чипы ARM, встречающиеся в миллиардах устройств от смартфонов до суперкомпьютеров, встречались только в некоторых хромбуках. и очень мало ноутбуков с Windows (на базе процессоров Qualcomm), пока в конце 2020 года Apple не перешла с Intel на собственные процессоры M1 с дизайном ARM.Переход Apple является основной причиной того, что чипы ARM получают более широкое признание в качестве альтернативы x86 для массовых вычислений. (См. наше объяснение чипа Apple M1.)

    Пионер Apple ARM: MacBook Air M1 конца 2020 года (Фото: Злата Ивлева)

    Ваш выбор архитектуры предопределен, если вы являетесь пользователем Apple, так как все ее ноутбуки теперь используют вариант чипа M1. Но Microsoft Windows, Chrome OS и многие операционные системы Linux совместимы как с ARM, так и с x86.Основываясь на наших обзорах нескольких сегодняшних систем Windows на базе Qualcomm, таких как планшет Microsoft Surface Pro X и конвертируемый HP Elite Folio, x86 остается нашей рекомендуемой архитектурой для Windows до тех пор, пока не будет написано больше приложений для работы на ARM.

    Microsoft Surface Pro X, один из редких ПК с Windows на базе ARM. (Фото: Злата Ивлева)

    Приложения, написанные для x86, могут работать на чипах ARM с помощью программной эмуляции, но уровень перевода снижает производительность по сравнению с кодом, изначально написанным для работы на ARM.Точно так же случайные процессоры ARM (в частности, от MediaTek), встречающиеся в бюджетных Chromebook, оказались гораздо менее производительными, чем процессоры Intel и AMD в Chromebook среднего и премиум-класса.

    Число ядер и потоков: запуск всех (ЦП) цилиндров

    ЦП современных ноутбуков частично состоят из двух или более физических ядер. Ядро — это, по сути, логический мозг. При прочих равных больше ядер лучше, чем меньше, хотя есть предел тому, сколько ядер вы можете использовать в той или иной ситуации.Сильно упрощенная аналогия с количеством цилиндров в двигателе автомобиля.

    Для основных задач, таких как просмотр веб-страниц, обработка текстов, социальные сети и потоковое видео, двухъядерный процессор — это сегодняшний минимум. (Действительно, вы не можете купить одноядерный ноутбук сегодня.) Многозадачным пользователям будет намного лучше с четырех- или шестиядерным процессором, который сейчас можно найти даже во многих бюджетных ноутбуках. Для игр, редактирования видео и других ресурсоемких приложений идеально подходит восемь ядер или более. Эти процессоры обычно устанавливаются в больших ноутбуках, поскольку требуют дополнительного охлаждения.(Они также, как правило, относятся к более высокому уровню ЦП; подробнее об этом расслоении чуть позже, когда мы будем говорить о специфике чипов Intel и AMD.)

    Затем возникает проблема с количеством потоков. Мы говорим здесь не о полотнах и простынях, а об обработке нитей. Поток — это, по сути, задача или часть задачи, которую должен выполнить компьютер. Компьютеры обычно жонглируют сотнями или тысячами из них, хотя процессор может работать только с таким количеством потоков одновременно. Это число равно количеству потоков, которое часто вдвое превышает количество ядер.

    Схема восьмиядерного процессора Intel. (Изображение: Intel)

    Раньше ядра ЦП могли обрабатывать только один поток за раз, но современные процессоры часто (но не всегда) имеют технологию дублирования потоков, которая позволяет одному ядру работать с двумя потоками одновременно. Например, восьмиядерный чип с этой технологией может одновременно обрабатывать 16 потоков. Intel называет это Hyper-Threading; общий термин — одновременная многопоточность (SMT).

    Как минимум, ищите процессор, который может обрабатывать четыре потока.Пользователям, работающим над тяжелыми задачами по созданию и преобразованию медиафайлов, потребуется возможность обработки восьми или более дисков. Количество ядер превосходит количество потоков; При прочих равных восьмиядерный процессор без многопоточности, как правило, обгонит четырехъядерный процессор с ней. Конечно, в мире процессоров все остальное редко бывает равным; Вот почему существует так много разновидностей чипсов. Следующий элемент, тактовая частота, является еще одним ключевым отличием.

    Тактовая частота: Секундомер ЦП

    Измеряемая в мегагерцах (МГц) или чаще гигагерцах (ГГц), тактовая частота процессора представляет собой его рабочую частоту — определяет, сколько инструкций (основных операций) процессор может выполнять в секунду .Более высокая тактовая частота, как правило, лучше, хотя при сравнении тактовых частот между разными брендами или даже между чипами одного бренда все становится запутанным. Это связано с тем, что некоторые ЦП более эффективны, чем другие, и способны обрабатывать столько же инструкций за заданный промежуток времени, несмотря на то, что работают на более низкой тактовой частоте. Тем не менее, тактовая частота может иметь решающее значение при сравнении чипов в линейке одного поставщика.

    Еще больше усложняет ситуацию то, что современные процессоры обычно имеют две объявленные тактовые частоты: базовую (минимальную) тактовую частоту и повышающую (максимальную) тактовую частоту, иногда называемую турбо-скоростью, поскольку Intel называет эту двойственность технологией Turbo Boost.При обработке легких рабочих нагрузок процессор работает на своей базовой частоте, обычно между 1 ГГц и 2 ГГц для чипов ноутбука, хотя иногда и выше в зависимости от номинальной мощности процессора. (Подробнее об этой переменной через минуту.) Когда требуется больше скорости, ЦП временно ускоряется — часто до 3,5–5 ГГц или около того — до тех пор, пока задача не будет выполнена. Процессоры не работают на своих тактовых частотах все время, потому что они могут перегреться.

    Пластина для производства процессоров Intel (Изображение: Intel)

    Некоторые недорогие процессоры для ноутбуков вообще не имеют тактовой частоты, что ограничивает их производительность под нагрузкой.Тактовые частоты процессоров для ноутбуков часто такие же высокие, как и у их настольных аналогов, но обычно не выдерживаются так долго, прежде чем снижаются из-за ограничений по мощности или теплу. Эта концепция называется «дросселирование» и представляет собой встроенную в процессор меру безопасности, позволяющую поддерживать его работу в пределах номинальных характеристик.

    Watt’s Up: Понимание номинальной мощности процессора

    Номинальная мощность процессора является хорошим индикатором общей производительности. Большинство процессоров для ноутбуков представляют это как одно число, расчетную тепловую мощность (TDP), которое является не столько измерением энергопотребления, сколько ориентиром для разработчиков компьютеров; это количество тепловой энергии, которое охлаждающее решение, которое они соединяют с процессором, должно рассеивать, чтобы процессор работал эффективно (т.д., не перегреваться).

    Процессоры Intel Alder Lake 12-го поколения заменили терминологию на показатель «Базовая мощность», который по существу совпадает с TDP. Тем не менее, чтобы упростить покупку ноутбука, мы собираемся связать TDP и базовую мощность процессора под одним общим термином: номинальная мощность процессора.

    Номинальная мощность процессоров ноутбуков сильно различается: от нескольких ватт в ультракомпактных ноутбуках до 65 ватт в топовых игровых системах. Выбор процессора для ноутбука — это нечто большее, чем его номинальная мощность, но чем выше мощность, тем лучше должна быть относительная производительность.

    Большинство процессоров ноутбуков имеют мощность от 15 до 28 Вт. У них достаточно низкий тепловой профиль, чтобы работать с тонкими ноутбуками, но при этом достаточно мощности, чтобы достичь тактовой частоты настольного компьютера, по крайней мере, в течение короткого периода времени. Ноутбуки с такими чипами практически всегда требуют активного охлаждения — то есть наличия одного-двух небольших бортовых вентиляторов. Ноутбуки с пассивным охлаждением — безвентиляторные конструкции, привлекательные тем, что они бесшумные — ограничены процессорами мощностью всего несколько ватт, подходящими для повседневных задач, но плохо подходящими для ресурсоемких задач, таких как редактирование видео.

    Большинство ноутбуков имеют вентиляционные отверстия снизу и по бокам. (Фото: Злата Ивлева)

    И AMD, и Intel помещают букву «H» в конце номеров своих моделей для чипов, находящихся в верхней части списка TDP мобильных ЦП, с номинальной мощностью от 45 до 65 Вт и используемых в игровых ноутбуках, мобильных рабочих станциях и других заменителях настольных ПК. . Они подходят для самых требовательных приложений и самой интенсивной многозадачности. (Подробнее о номерах моделей и буквах позже.)

    Высокопроизводительные ноутбуки часто имеют несколько охлаждающих вентиляторов.(Фото: Чарльз Джеффрис)

    Очень немногие аутсайдеры, такие как игровая установка Alienware Area-51m и некоторые ноутбуки таких специалистов, как Eurocom, на самом деле используют процессоры для настольных ПК с разъемами, охлаждаемые несколькими вентиляторами в большом толстом корпусе. Единственные ноутбуки, которые могут позволить вам заменить их процессоры позже, это чрезвычайно дорогие специализированные устройства, которые бросают вызов портативности с огромными тяжелыми адаптерами переменного тока (или даже парами).

    Кэш ЦП: вам, вероятно, уже достаточно

    Кэш процессора — это небольшой пул памяти, обычно всего несколько мегабайт, который отделен от основной памяти системы (ОЗУ).Он помогает центральному процессору управлять своим рабочим процессом, обеспечивая молниеносный способ извлечения данных. Больше кэша — часто подразделяемого на кэш уровня 1 — уровня 3 (L1 — L3) в зависимости от его близости к основной логике — означает более высокую производительность, но вы можете спокойно игнорировать эту спецификацию; Прошли те времена, когда процессоры поставлялись в мир со слишком маленьким объемом кэш-памяти для эффективной работы. Мы упоминаем об этом только потому, что вы увидите его в списке, когда будете копаться в спецификациях процессора.

    GPU на чипе: что такое встроенная графика?

    Игровые ноутбуки и мобильные рабочие станции зависят от выделенных или дискретных графических процессоров (GPU) для ускорения 2D- или 3D-рендеринга, точно так же, как высокопроизводительные настольные компьютеры используют видеокарты AMD Radeon RX или Nvidia GeForce или RTX A Series/Quadro, вставленные в материнскую плату. Слоты PCI Express.Ноутбуки, предназначенные для повседневной работы в офисе, часто не нуждаются в отдельном графическом процессоре и могут обрабатывать изображение на экране с помощью так называемого встроенного графического процессора (IGP). IGP встроен в большинство современных процессоров для ноутбуков.

    Чуть позже мы подробнее остановимся на производительности интегрированной графики. На данный момент просто знайте, что, хотя новейшие процессоры могут справляться с легкими или казуальными играми — Intel особенно добилась значительных успехов с тех пор, как графика своих старых процессоров похожа на патоку, — хардкорные геймеры, несомненно, захотят ноутбук с дискретным графическим процессором под капотом.


    Какой путь выбрать: Intel или AMD?

    Ознакомившись с основами, давайте начнем с конкретных марок процессоров. В этом разделе основное внимание будет уделено процессорам x86, доступным от AMD и Intel, поскольку MacBook от Apple перешли на собственные чипы M1 на базе ARM.

    AMD и Intel являются ожесточенными конкурентами за долю на рынке процессоров для ноутбуков в 2022 году. Этого не было в 2010-х годах, когда Intel доминировала на рынке с более производительными и энергоэффективными процессорами, в основном низводя AMD до бюджетов начального уровня. блокноты.

    Ноутбук Asus ROG Zephyrus на базе процессоров AMD доступен в двух цветах. (Фото: Злата Ивлева)

    Последние несколько поколений мобильных процессоров AMD Ryzen сделали бывшего аутсайдера грозным конкурентом. Чипы Intel Alder Lake недавно завоевали первенство по производительности, по крайней мере, в области замены настольных компьютеров, хотя серия AMD Ryzen 6000 тоже неплохая. Тем не менее, Intel по-прежнему пользуется благосклонностью некоторых производителей и корпоративных ИТ-менеджеров, что может повлиять на выбор процессора в зависимости от ноутбука.Но сейчас мы видим варианты Ryzen даже в надежных бизнес-направлениях, таких как некоторые семейства ThinkPad от Lenovo.


    Азбука главных соперников: Pentium, Core, Ryzen и другие

    AMD и Intel различают процессоры для ноутбуков в соответствии со всеми основными концепциями, обсуждавшимися ранее, но их фирменная символика наиболее заметна для случайных покупателей. Вот их основные продуктовые линейки по предполагаемому рынку.

    Основная марка процессоров Intel для ноутбуков — Core, а AMD — Ryzen.Они противоречат друг другу на всех уровнях: AMD Ryzen 3 конкурирует с Intel Core i3, Ryzen 5 с Core i5, а Ryzen 7 и Ryzen 9 с Core i7 и Core i9.

    Среди ноутбуков и хромбуков, продающихся всего за несколько сотен долларов, чипы AMD Athlon соперничают с процессорами Intel Celeron и Pentium. У AMD нет прямой альтернативы Intel Xeon для флагманских мобильных рабочих станций, хотя ее Ryzen 7 и Ryzen 9 могут предложить аналогичную производительность. Xeon — это, по сути, процессоры Core i7 или Core i9 с дополнительными функциями, предназначенные для работы с экзотической памятью с кодом исправления ошибок (ECC) и гарантирующие бесперебойную работу с конкретными профессиональными приложениями для таких областей, как проектирование, архитектура и наука о данных.

    Большинство покупателей оценят средние модели семейств Core и Ryzen, предлагающие лучшее сочетание производительности и цены. Ryzen 5 и Core i5 особенно хороши. Поддерживая многопоточность во всех своих последних поколениях, они мощнее, чем Ryzen 3 и Core i3, но стоят меньше, чем Ryzen 7 и Core i7. Последний будет соблазнять опытных пользователей и геймеров, в то время как пользователи с наличными, для которых рендеринг мультимедиа или время ожидания с обработкой чисел означают, что деньги могут появиться для Core i9 или Ryzen 9.


    Поколения процессоров для ноутбуков и кодовые названия: вам понадобится кольцо декодера

    Точно так же, как автомобильные компании различаются по годам выпуска, AMD и Intel различают свои чипы по поколениям, которые указываются в начале номера детали. Например, Intel Core i7-1065G7 и Core i5-1135G7 соответственно относятся к семействам мобильных процессоров 10-го и 11-го поколений со встроенной графикой. (Да, есть исключения, см. «Особые соглашения об именах Intel» ниже.) AMD указывает поколение после указания семейства или уровня производительности (3, 5, 7 или 9): Ryzen 7 5800H — пятое поколение или Ryzen Чип серии 5000.

    Технические сайты, такие как PCMag, также пользуются кодовыми именами, которые AMD и Intel используют во время разработки чипов, например, «Tiger Lake» для процессоров Intel Core 11-го поколения и «Cezanne» для мобильных чипов AMD Ryzen серии 5000. Эти внутрибейсбольные термины являются скорее отраслевым жаргоном, чем терминами потребительского маркетинга, но они широко используются даже после выпуска чипа. Как ни странно, Intel иногда использовала несколько кодовых имен в одном поколении (например, «Comet Lake» и «Ice Lake» для разных подмножеств своих процессоров 10-го поколения).

    Процессор Intel «Tiger Lake» умирает (Изображение: Intel)

    (Совет для профессионалов: сайт Intel ARK позволяет вам детально изучить поколения процессоров и кодовые названия. Мы часто ссылаемся на основные кодовые названия Intel и AMD до выпуска чипов, а иногда и после; вы можете расширить наше покрытие, выполнив поиск на нашем сайте по заданному кодовому имени.)

    Знание поколения ЦП и/или его кодового названия помогает определить, когда он был выпущен, и найти конкретные данные о его производительности. Оба соперника обычно обновляют свои процессоры каждые 12–18 месяцев.Если нет каких-либо финансовых стимулов для приобретения ноутбука со старым чипом, мы советуем покупать ноутбук самого последнего поколения, чтобы гарантировать, что вы получите новейшие функции и продлите срок службы своей покупки. Далее в этом руководстве более подробно о линейках чипов, но вот шпаргалка по кодовым именам процессоров ноутбуков за последние пять лет:

    .

    Номинальная мощность процессора: все дело в названии (ну, иногда)

    Как упоминалось ранее, AMD и Intel делят свои процессоры на подклассы по номинальной мощности.Номинальная мощность важна, поскольку она определяет тактовую частоту процессора и, следовательно, его производительность. Правило состоит в том, что чем выше номинальная мощность, тем выше тактовая частота, особенно при длительном использовании.

    Оба производителя чипов обозначают свою самую высокую мощность, то есть самые производительные, наиболее похожие на настольные компьютеры чипы для ноутбуков с суффиксом H, такие как Core i7-12700H и Ryzen 7 6800H, что означает номинальную мощность 45 Вт. AMD также предлагает суффикс HX, а Intel — суффикс HK для чипов мощностью более 45 Вт, обладающих функциями разгона и предназначенных для высокопроизводительных игровых ноутбуков и рабочих станций.

    Следующей ступенью ниже по мощности являются чипы AMD с суффиксом HS (рассчитан на 35 Вт) и Intel с суффиксом P (28 Вт), ниша, которая существовала только для последних нескольких поколений чипов. (На самом деле чипы Intel с суффиксом P являются новыми для линейки Core 12-го поколения.) Эти чипы выделяют меньше тепла, чем чипы с суффиксом H, из-за их более низкой номинальной мощности, предлагая среднее положение между ними и чипами с самым низким энергопотреблением.

    Микросхемы с наименьшей номинальной мощностью имеют суффикс U; они обычно рассчитаны на 15 Вт, хотя их можно установить и ниже.(AMD обычно снижает мощность на 10 Вт, а Intel — на 9 Вт.) У них низкие базовые частоты (обычно между 1 ГГц и 2 ГГц) и они могут поддерживать свои высокие тактовые частоты только для коротких всплесков; чипы с более высокой номинальной мощностью, особенно с суффиксом H, могут поддерживать свои тактовые частоты намного дольше. Но для задач, которые потребляют мощность ЦП рывками (скажем, несколько секунд), чипы с суффиксами U и H могут работать одинаково.

    Визуализация процессора ноутбука AMD Ryzen серии 4000. (Изображение: AMD)

    Чипы Intel Core 10-го и 11-го поколения являются исключениями (всегда есть некоторые, верно?) для чипов с суффиксом U, когда он использовал довольно запутанный суффикс G плюс число, указывающее уровень производительности интегрированной графики (чем выше, тем лучше, конечно).Core i7-1165G7 — один из примеров; был также Core i3-1125G4.

    Дальнейшее усложнение характеристик мощности заключается в том, что они не высечены на камне; производители ноутбуков могут настраивать номинальную мощность чипа в соответствии со своими разработками. Например, чип Intel «Tiger Lake» может быть ограничен до 12 Вт, а AMD Ryzen 5000 U-серии — до 10 Вт, хотя обычно это делается только для ультракомпактных безвентиляторных ноутбуков и планшетов, тепловыделение которых должно быть сведено к минимуму.


    Количество ядер и потоков: разбивка по линиям

    Количество ядер и потоков процессоров Intel и AMD зависит от линейки продуктов и рейтинга TDP.Линейки Intel Core i7, Core i9 и Xeon, а также чипы AMD Ryzen 7 и Ryzen 9 имеют самые высокие показатели, тогда как Intel Celeron и Pentium и AMD Athlon имеют самые низкие показатели. Как показано в следующей таблице, у некоторых брендов есть модели с разным количеством ядер; это также может варьироваться в зависимости от поколения. Мы наметили это для процессоров, выпущенных с 2019 года.

    Количество ядер обычно увеличивается с номинальной мощностью. Чипы Intel U-серии имеют до 10 ядер, а AMD — до восьми ядер. Количество потоков тоже различается; Чипы AMD Ryzen поддерживают многопоточность по всем направлениям, как и Intel для своих чипов Core 10-го и 11-го поколений, хотя чипы 12-го поколения имеют только частичную поддержку многопоточности.(Подробнее об этом чуть позже.) Между тем процессоры Intel Celeron и некоторые более ранние процессоры AMD Ryzen 3 не поддерживают многопоточность.

    Представленные в 2022 году процессоры Intel Alder Lake затрудняют общее сравнение количества ядер и потоков, поскольку они включают в себя два различных типов ядер на одном и том же процессоре, конструкция чипа называется «big.LITTLE». Тяжеловесные ядра — это ядра производительности или P-ядра, тогда как ядра эффективности (E-ядра) выполняют менее требовательные фоновые задачи. Только P-ядра поддерживают многопоточность.Таким образом, 14-ядерный Core i7-12700H, состоящий из шести P-ядер и восьми E-ядер, представляет собой чип с поддержкой 20 потоков.


    Специальные соглашения об именах Intel

    Intel иногда вводит различные соглашения об именах для новых функций или специального кремния. В процессорах Lakefield, таких как Core i5-L16G7 в Lenovo ThinkPad X1 Fold, отсутствует двузначный номер поколения после идентификатора бренда, поскольку они представляют собой гибрид разных поколений. К счастью, самые популярные процессоры Intel придерживаются своей традиционной схемы именования.

    Как упоминалось выше, несколько поколений основных процессоров Intel последних моделей (10-е и 11-е) оканчивались буквой G плюс цифра, причем более высокие цифры указывают на более производительную встроенную графику. (См. следующий раздел.) Эта тенденция изменилась с появлением процессоров Alder Lake Core 12-го поколения, когда Intel вернулась к своим традиционным суффиксам U и H (для сверхлегких и мощных чипов) и добавила промежуточную дочернюю серию «P». упомянутый ранее.

    Рекомендовано нашими редакторами

    И наконец, несколько младших чипов Intel, таких как Pentium Gold 7505, не имеют суффикса, поэтому их характеристики можно найти на сайте Intel.Такова жизнь.


    Измерение производительности интегрированной графики

    Как мы уже говорили, большинство ноутбуков, кроме игровых и рабочих станций, полагаются на интегрированную графику, встроенную в ЦП. (Большинство систем с дискретными графическими процессорами также могут переключаться на встроенную графику для экономии заряда батареи, когда максимальная производительность 3D не требуется, автоматически выполняя переключение, не прерывая вас.)

    До недавнего времени большинство мобильных ЦП Intel включало то, что компания называла интегрированной графикой UHD. , иногда сопровождаемый оценкой производительности, такой как UHD Graphics 600 или UHD Graphics 620.Этот кремний обеспечивал достаточную производительность для подключения к настольному дисплею, плавной анимации на экране, потокового видео и игр в браузере, но ему далеко не хватало мощности, необходимой для серьезных игр, даже для относительно нетребовательных игр, таких как Fortnite.

    Кремний Iris Xe от Intel превосходит более раннюю интегрированную графику компании. (Фото: Джон Бурек)

    Но графические решения предназначены не только для игр. Они также могут повысить производительность при редактировании фото и видео и прямых трансляциях.Новейшие, более производительные встроенные графические адаптеры AMD и Intel способны на все это и даже на некоторые игры с разрешением 720p или, для новейших передовых решений, с разрешением 1080p. Текущие IGP от Intel называются Iris Xe и Iris Xe Max, последний технически представляет собой дискретный графический процессор; AMD использует прозвище AMD Radeon Graphics для своего текущего интегрированного кремния.

    Графика AMD Radeon в современных чипах Ryzen работает намного лучше, чем встроенная графика Intel UHD. Ответом Intel на этот вызов является Iris Xe, который можно найти в мобильных чипах Core 12-го поколения, а также в чипах Core 11-го поколения с суффиксом G7.(Чипы с суффиксом G4 по-прежнему используют графику Intel UHD Graphics.) Чтобы получить представление о том, как эти различные решения работают в играх, ознакомьтесь с нашей статьей «Можете ли вы играть в крупнейшие современные игры на встроенной графике ноутбука?»

    Несколько ноутбуков могут похвастаться выделенной графикой Intel Iris Xe Max. (Фото: Том Брант)


    Вопросы для бизнеса (Intel vPro и AMD Pro)

    Домашние пользователи могут пропустить этот раздел, но корпоративным покупателям следует знать, что дуэт x86 предлагает технологии удаленного управления — AMD Pro и Intel vPro — для помощи ИТ-персоналу в развертывании и управлении компьютером. автопарков, включая удаленные обновления, ремонт и расширенные функции безопасности.Смеси услуг различаются в каждом поколении; уточните подробности на их сайтах.

    AMD указывает, есть ли в процессоре AMD Pro, просто включив его в название продукта, как в случае с Ryzen 7 Pro 5850U. Как ни странно, Intel осторожно относится к поддержке vPro, не упоминая ее в названиях продуктов, хотя она указана на страницах конкретных продуктов ЦП, доступных через бесценную онлайн-базу данных ARK.


    Разгон процессора ноутбука: это важно?

    Почти все процессоры для ноутбуков не способны к разгону, то есть они не позволяют пользователям повышать тактовую частоту выше заводских значений, как это делают некоторые процессоры для настольных игр.Редкие мобильные процессоры Intel Core с суффиксом K являются исключением.

    K означает, что процессор имеет разблокированные множители, которые можно использовать для изменения тактовой частоты. (Подробности см. в нашей статье «Как разогнать процессор Intel» для настольных ПК; процесс во многом такой же, но с меньшим запасом тепла на ноутбуке.) Единственными последними мобильными процессорами Intel серии K являются Core i9-11980HK и Core i9-12900HK. ; AMD только что представила процессор Ryzen 9 6980HX с возможностью разгона, но мы еще не пробовали его.

    Процессор с возможностью разгона требует надежной системы охлаждения. (Фото: Злата Ивлева)

    Почему бы широко не разрешить разгон процессора ноутбука? Основная причина в том, что ноутбуки построены с учетом строгих тепловых ограничений. Увеличение тактовой частоты увеличивает потребляемую мощность и выделяет больше тепла, что может привести к перегреву и нестабильности или, по крайней мере, к нежелательному троттлингу. В общем, разгон ноутбука — это новинка, которую можно найти только на нескольких современных игровых машинах с чипами Intel K-серии и достаточным охлаждением.


    Подводя итоги: какой процессор выбрать?

    Хорошей новостью для потребителей является то, что сегодня, даже несмотря на широко разрекламированную нехватку кремния, самое подходящее время для покупки ноутбука любого типа. Хотя сверхдешевый ноутбук может использовать медленный процессор начального уровня, почти все модели стоимостью от 500 долларов будут оснащены быстродействующим процессором, более чем подходящим для повседневного использования. В играх, создании контента и рабочих станциях также нет недостатка в мощности; У Apple, AMD и Intel есть конкурентоспособные предложения.(Одно примечание: ознакомьтесь с нашим руководством по игровым ноутбукам, чтобы узнать больше о выборе процессора и сложных взаимодействиях между процессором, графическим процессором и игровой производительностью.)

    Если вы покупаете ноутбук Apple, ваш выбор уже сделан, поскольку компания начала переход на свои собственные чипы ARM в конце 2020 года, если только вы не должны придерживаться устаревшего Intel MacBook по определенным программным причинам. Как минимум, MacBook M1 конкурентоспособны с Windows-ноутбуками на базе AMD и Intel, а для специализированных приложений они могут быть даже быстрее.16-дюймовый Apple MacBook Pro с M1 Max — это самый мощный ноутбук, который он предлагает.

    Покупатели ноутбуков с Windows и Chrome OS сталкиваются с гораздо более широким выбором процессоров от AMD и Intel и даже с несколькими чипами ARM. Chromebook, как правило, обеспечивает плавную работу с любым процессором, хотя мы обнаружили, что чипы ARM немного медленнее, чем x86. Если вы выбираете Chromebook AMD, выберите один из последних чипов Ryzen C для Chromebook, а не один из устаревших A-серий.Точно так же процессор Intel Core будет обслуживать пользователей Chromebook лучше, чем Pentium или Celeron, если вы склонны держать открытыми несколько вкладок одновременно.

    Игровой ноутбук Asus TUF с процессором AMD Ryzen Renoir. (Фото: Злата Ивлева)

    Линейки AMD Ryzen и Intel Core являются опорой современного потребительского и корпоративного рынка Windows. Они очень конкурентоспособны по функциям и низкому энергопотреблению, хотя AMD часто выигрывает в чистой производительности процессора для программ, требовательных к ядрам и потокам, таких как приложения для создания контента.

    Однако за исключением конкретных сценариев использования и эталонных тестов ноутбуки Intel и AMD с одинаковой ценой будут предлагать одинаковые пользовательские возможности для большинства задач. Потоковое видео, работа в офисе и другие повседневные задачи доступны практически для любого процессора Intel или AMD. Даже геймеры могут выбрать любой бренд; Чипы Ryzen 7 и Core i7 конкурентоспособны (хотя последние найти будет проще). Все это дает вам свободу сосредоточиться в первую очередь на дизайне и функциях ноутбука, а затем на процессоре, хотя конкретные сценарии использования могут диктовать противоположное.


    Плохие и грязные характеристики: руководство по новейшим процессорам для ноутбуков

    Мы не тестировали все процессоры для ноутбуков на рынке — скорее всего, никто, кроме Intel или AMD, и, возможно, даже они. Но после того, как наши общие советы позади, давайте завершим более конкретными рекомендациями по процессорам для ноутбуков для различных сценариев использования в проходе x86.

    Помимо этого общего руководства по спецификациям, вы можете получить более подробную информацию с помощью шпаргалок для наиболее распространенных процессоров Intel и AMD для ноутбуков текущего поколения, а также их предполагаемого использования и типов систем, в которых вы их найдете.Эти две последние таблицы должны быть очень полезны при покупке ноутбуков последней модели.

    Вы все еще увидите в продаже множество ноутбуков с прошлогодними или более ранними поколениями чипов, поэтому исчерпывающий список будет невероятно громоздким. Но если вы посмотрите на старые семейства процессоров AMD или Intel, обычно легко идентифицировать параллельные версии чипов предыдущего поколения, перечисленные ниже. В большинстве случаев вы можете с уверенностью предположить, что при одинаковом количестве ядер и потоков они будут предлагать немного меньшую производительность, чем последние компоненты, но занимать то же относительное место в иерархии компании.Если цена правильная, не сбрасывайте со счетов почти новый процессор.

    Сначала взглянем на линейку продуктов Intel…

    Как видите, среди основных процессоров Intel в настоящее время доминируют линейка «Tiger Lake-U» и появляющиеся «Alder Lake» U и P, хотя вы все еще найдете эквивалентные «Ice Lake-U» и «Ice Lake-U» 10-го поколения. Продаются чипы «Комета Озеро-У». Не игнорируйте их, если ноутбук — хорошая покупка. Intel выпускала 45-ваттные процессоры H-класса 11-го и 12-го поколения для ноутбуков продвинутых пользователей поэтапно с середины 2021 года, но вы все равно увидите некоторые чипы 10-го поколения.

    А теперь о самой современной линейке AMD…

    Как мы уже говорили, вы увидите эти процессоры в меньшем числе ноутбуков. Только фанатичные пользователи должны беспокоиться о различиях между основными архитектурами компании «Lucienne» (Zen 2) и «Cezanne» (Zen 3); разница между чипами AMD U-серии и H-серии гораздо больше. Последний может дать вам восьмиядерный 16-поточный ноутбук, который конкурирует с некоторыми довольно надежными настольными ПК.

    Удачи в охоте за ноутбуком! Как всегда, для получения подробной информации вы можете ознакомиться с нашим бесконечным потоком обзоров ноутбуков и списком наших текущих фаворитов среди универсальных, ультрапортативных, игровых ноутбуков и ноутбуков для рабочих станций (со ссылками на многие обзоры).Производительность любого конкретного ноутбука в наших тестах ЦП не всегда будет отражать результаты, которые вы получите от того же чипа в другой системе — в игру вступают другие факторы, такие как память и тепловые характеристики. Но наши подробные тесты производительности помогут вам принять решение настолько близко, что вы не сможете определить разницу без секундомера. И вы можете оставить этот материал нам.

    Нравится то, что вы читаете?

    Подпишитесь на информационный бюллетень Tips & Tricks , чтобы получать советы экспертов, чтобы максимально эффективно использовать свои технологии.

    Этот информационный бюллетень может содержать рекламу, предложения или партнерские ссылки.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.