Procesora veidi un ātrumi

Procesors pārvalda gandrīz visas datora funkcijas. Procesora funkcija ir nosūtīt un saņemt datus, kā arī panākt, lai dators darbotos labi. Tam jums ir jāpiešķir komandas. Advanced Micro Devices (AMD) un Intel ir vadošie procesoru ražotāji, kas ražo gan personālos datorus, gan klēpjdatorus un mobilās ierīces. Dažāda veida procesori veic dažādas funkcijas dažādos ātrumos, atkarībā no sistēmas, kurā viņi darbojas.

Katram procesora tipam ir atšķirīga funkcionalitāte, lai gan dažādiem tipiem ir līdzības. Vai esat gatavs uzzināt vairāk par CPU? Sāksim!

Satura rādītājs

Procesora veidi un ātrumi

Mikroprocesors ir personālā datora sastāvdaļa, kas faktiski veic datu apstrādi. Tas ir centrālais procesora bloks (CPU), kas iekļaujas mikroshēmā, un tam ir ļoti sarežģīta komutācijas shēma, kas ļoti ātri izpilda vienkāršas instrukcijas.

Mikroprocesora integrētās shēmas paketē ir silīcija mikroshēma, kas satur miljoniem tranzistoru un citu komponentu, kas izgatavoti no šī materiāla. Tā kā mikroshēmas tranzistori ir ļoti mazi, mikroshēmu var iznīcināt pat neliels augstsprieguma strāvas daudzums (piemēram, statiskā elektrība).

Šī iemesla dēļ ar visām liela mēroga integrētajām shēmām jārīkojas tā, lai līdz minimumam samazinātu statiskās elektriskās strāvas trieciena iespējamību.

Ar tik daudzām shēmām, kas tiek glabātas tik mazā platībā, mikroshēmas rada daudz siltuma un tām ir vajadzīgas dzesēšanas sistēmas, lai mikroshēma netiktu pārkarsēta. Datoru mātesplatēs CPU mikroshēmu nosedz liels, ar atloku metāla siltuma izlietne, kas ļauj gaisa plūsmai no dzesēšanas ventilatoriem novadīt siltumu.

Kopumā mēs varam teikt, ka mikroprocesors ir mazā silikona mikroshēmā integrēts CPU, kas sastāv no tūkstošiem mazu sastāvdaļu, piemēram, diodēm, tranzistoriem un rezistoriem, kas darbojas kopā.

Procesora veidi

Gan Intel, gan AMD ražo procesorus dažādām sistēmām. Intel ražo galddatoriem Core, Pentium, Atom un Celeron procesoru saimi, bet, starp citu, atrodam AMD Athlon, Sempron un Ryzen procesorus.

Katram procesoram, ko ražo Intel vai AMD, ir noteiktas funkcijas un tas piegādā īpašas sistēmas, piemēram, personālos datorus vai darbstacijas birojā. Katrs procesors pielāgojas noteiktam datoram, neatkarīgi no tā, vai tas ir samontēts, būvēts no jauna vai atjaunināts.

Datoros visbiežāk izmantoto centrālo procesoru ražo Intel. Kopš IBM sākotnējam IBM personālajam datoram izvēlējās Intel 8088 mikroshēmu, vairums datoru klonu ir izmantojuši kādu no Intel sērijas procesoriem.

Apple Macintosh datoru sērijā sākotnēji tika izmantoti Motorola 68000 sērijas mikroprocesori. Bet Motorola CPU izmanto atšķirīgu instrukciju komplektu nekā Intel CPU, tāpēc nav viegli palaist datora programmatūru Mac datorā un otrādi (bet datu failu pārsūtīšana nav problēma.)

Zemāk ir izskaidroti dažādi mikroprocesoru veidi.

8085 mikroprocesors

Attēls caur Wikipedia

8085 mikroprocesoru izstrādāja Intel 1977. gadā ar NMOS tehnoloģijas palīdzību.

Šī mikroprocesora konfigurācijas ir 8 bitu datu kopne, 16 bitu adreses kopne, kas var adresēt līdz 64 kb, 16 bitu skaitītājs un steka rādītājs (SP). Sešu bitu reģistri ir sakārtoti BC, DE un HL pārī. Mikroprocesoram 8085 ir nepieciešams 5 voltu barošanas avots.

8086 mikroprocesors

Attēls caur wikipedia

Šo mikroprocesoru izstrādāja arī Intel. Tas ir 16 bitu procesors ar 20 adrešu kopņu līnijām un 16 datu līnijām ar 1 MB krātuvi. Mikroprocesoru 8086 veido jaudīgs instrukciju komplekts, kas ļauj viegli veikt tādas darbības kā reizināšana un dalīšana.

Mikroprocesoram 8086 ir divi darbības režīmi, kas ir maksimālais un minimālais darbības režīms. Maksimālais darbības režīms tiek izmantots sistēmai, kurai ir vairāki procesors. Sistēmai, kurai ir viens procesors, tiek izmantots minimālais darbības režīms. Šī mikroprocesora īpašības ir izskaidrotas zemāk.

8086 mikroprocesora īpašības

Mikroprocesora vissvarīgākās īpašības ir šādas:

• Lai uzlabotu šī mikroprocesora veiktspēju, caurulēs ir divi procesi, kas atrodas instrukciju iegūšanas un izpildes fāzē. Ielādes cikls var pārsūtīt datus 6 instrukciju baitos un saglabāt vienā rindā. Izpildes posms ir atbildīgs Lai palaistu instrukcijas 8080 mikroprocesors sastāv no 2900 tranzistoriem un tam ir 256 vektorizēti pārtraukumi.

Pulksteņa ātrums mikroprocesorā

Pulksteņa ātrumu mēra ciklu vienībās sekundē, ko sauc par hercu (Hz). Datoru plates un CPU darbojas ar ātrumu miljoniem un miljardiem hercu, megahercu (MHz) un gigahercu (GHz).

Intel un AMD procesori izmanto dažādus iekšējos dizainus, tāpēc, piemēram, salīdzinot 2, 4 GHz AMD procesoru ar 3, 0 GHz AMD procesoru, tas norāda, ka 3, 0 GHz AMD procesors darbojas ātrāk; Bet, salīdzinot divus AMD un Intel izgatavotos 2, 4 GHz procesorus, nav precīzi noteikts, kurš no tiem darbojas ātrāk.

Lai strādātu, procesors uzdevumu sadala vairākos posmos. Parasti Intel procesori darbina vairāk posmu, tāpēc paveic vairāk darba un prasa vairāk laika nekā AMD procesori, lai pabeigtu uzdevumus.

Mātesplates digitālās mikroshēmas sinhronizē viena ar otru ar mātesplates pulksteņa signālu (impulsu secību).

Jūs to varat uzskatīt par datora “sirdsdarbību”. Jo ātrāk pulkstenis ērču, jo ātrāk dators darbosies; bet pulkstenis nevar darboties ātrāk par mikroshēmu ātrumu, jo šajā gadījumā tie neizdosies.

Tā kā mikroshēmu tehnoloģija ir uzlabojusies, mikroshēmu darbības ātrums ir palielinājies. Centrālais procesors darbojas ātrāk nekā pārējā mātesplate (kas sinhronizējas ar nelielu daļu no CPU ātruma).

Palieliniet ātrumu

Tomēr, meklējot procesoru tirgū, ir saraksts ar lietām, kas jāņem vērā. Tradicionāli vienīgais, ko vairums patērētāju redz, ir tā pilnā Gigahercu jauda.

Daudzi no šiem cilvēkiem, iespējams, pat nezina, ko tas nozīmē (tas ir procesora ciklu skaits, ko procesors pabeidz sekundē, miljardos), taču to ir viegli salīdzināt.

Pēdējie pāris gadi ir nesuši papildu iespēju: palielināšanas ātrumu. Lielākajai daļai grafikas un apstrādes vienību tagad ir pulksteņa ātrums un "palielināšanas ātrums". Intel to sauc par Turbo Boost; AMD to sauc par Boost Clock.

Šī jaunā mikroprocesoru tehnoloģija automātiski uzlabo veiktspēju, palielinot serdeņu ātrumu, tādējādi panākot labāku efektivitāti.

Mikroprocesoru klasifikācija

Pamatā tiek pieņemtas 5 mikroprocesoru klasifikācijas:

CISC

Rīkojumus var izpildīt saistībā ar citām zema līmeņa darbībām. Tas galvenokārt veic datu augšupielādi, lejupielādi un atkopšanu no atmiņas kartes un no tās. Izņemot to, tas arī veic sarežģītus matemātiskus aprēķinus vienas komandas ietvaros.

Šis procesors ir izveidots, lai samazinātu instrukciju skaitu vienai programmai un ignorētu ciklu skaitu instrukcijām. Kompilatoru izmanto augsta līmeņa valodas tulkošanai montāžas līmeņa valodā, jo koda garums ir salīdzinoši īss, un instrukciju glabāšanai tiek izmantota papildu RAM.

CISC procesora arhitektūra

Tas ir paredzēts, lai samazinātu atmiņas izmaksas, jo lielās programmās ir nepieciešama vairāk atmiņas, kā rezultātā atmiņas izmaksas ir augstākas. Lai pārsniegtu šo instrukciju skaitu vienā programmā, varat samazināt instrukciju skaitu, integrējot operācijas vienā instrukcijā.

CISC procesora funkcijas

Šis procesors sastāv no dažādiem adresēšanas režīmiem:

• Tam ir liels skaits instrukciju. Instrukcijas izpildei nepieciešami vairāki cikli. Instrukcijas kodēšanas loģika ir sarežģīta. Vairāki adresēšanas režīmi, kad nepieciešama instrukcija

RISC

RISC ir saīsināts instrukciju kopas dators, un tas ir paredzēts, lai samazinātu izpildes laiku, vienkāršojot datora instrukcijas.

Šāda veida mikroshēmas tiek ražotas, pamatojoties uz funkciju, kurā mikroprocesors var veikt nelielus uzdevumus noteiktas komandas ietvaros. Tādā veidā ātrāk izpildiet vairākas komandas.

Mikroprocesorā katram instrukciju komplektam ir nepieciešams tikai viens pulksteņa cikls, lai rezultāts būtu vienāds izpildlaiks. Tāpēc tas samazina efektivitāti vairākām koda rindām, tāpēc instrukciju glabāšanai ir nepieciešama papildu RAM. Kompilatoru izmanto, lai konvertētu augsta līmeņa valodu instrukcijas datorvalodā.

RISC procesora arhitektūra

Šis procesora tips tiek izmantots ļoti optimizētai instrukciju kopai, un RISC procesora lietojumprogrammas ir paredzētas portatīvajām ierīcēm to energoefektivitātes dēļ. Šī procesora īpašības ir izskaidrotas zemāk.

RISC procesora funkcijas

Dažas no galvenajām un svarīgajām RISC procesora funkcijām ir šādas:

• RISC procesorā ir vienkāršas instrukcijas, kas sastāv no reģistru skaita un mazāk tranzistoru. Lai piekļūtu atmiņas vietai, izmantojiet ielādes un glabāšanas instrukcijas. Šim procesoram ir cikla izpildes laiks

Superskalārs

Šis ir procesors, kas kopē aparatūru mikroprocesorā, lai vienlaikus veiktu vairākus uzdevumus. Tos var izmantot aritmētikai un kā reizinātājus. Viņiem ir vairākas darbības vienības, un tāpēc viņi veic vairāk nekā vienu komandu, pastāvīgi izsniedzot daudzus norādījumus procesora liekām operētājsistēmām.

ASIC

To izmanto īpašiem mērķiem, nevis vispārīgiem mērķiem. Sākumā ASIC izmantoja durvju matricas tehnoloģiju. Mūsdienu ASIC bieži ir 32 bitu procesori, Flash, RAM bloki, ROM, EEPROM, kā arī cita veida moduļi.

DSP (digitālais signālu procesors)

Tos izmanto, lai kodētu un dekodētu videoklipus vai pārveidotu digitālos video uz analogo un analogo uz digitālo. Viņiem ir nepieciešams mikroprocesors, kas ir lielisks matemātiskos aprēķinos. Šī procesora mikroshēmas tiek izmantotas sonāros, radaros, mājas kinozāles audio iekārtās, mobilajos tālruņos un televizoros.

Mēs iesakām izlasīt Kā ātri un viegli izvēlēties procesoru

Šim procesoram nepieciešamās sastāvdaļas ir ieprogrammētā atmiņa, datu atmiņa, ievade / izvade un datora dzinējs. Šis procesors ir paredzēts analogā signāla digitālai apstrādei. Šis process tiek veikts regulāri, un spriegums tiek pārveidots digitālā formā.

Šī procesora lietojumprogrammas ir skaņas un mūzikas radīšana, video signālu apstrāde un 2D un 3D grafikas paātrināšana. Šī procesora piemērs ir TMS320C40.

Īpašie pārstrādātāji

Īpaši procesori ir paredzēti dažiem speciāliem procesoriem, un daži no tiem ir paskaidroti zemāk.

Kopprocesors

Ar praktisko funkciju tā var tikt galā daudzas reizes ātrāk nekā parasti mikroprocesori. Kopprocesora piemērs ir matemātiskais kopprocesors, un daži no tiem ir 8087, kas tiek izmantots ar 8086; 80287, kas tiek izmantots kopā ar 80286; un 80387, kas tiek izmantots kopā ar 80386.

Ievades / izvades procesors

Šim procesoram būs sava vietējā atmiņa. To izmanto, lai kontrolētu I / O ierīces ar CPU piedalīšanos. Ievades / izvades procesora piemēri ir DMA vadība, tastatūras un peles vadība, grafiskā displeja vadība un SCSI porta vadība.

Transputeris

Šim procesoram ir arī sava lokālā atmiņa, un tam ir arī saites, lai savienotu vienu transplantātu ar otru saziņai starp procesoriem.

Transpersonu izmanto viena procesora sistēmai vai arī to var savienot ar ārējām saitēm, lai samazinātu būvniecības izmaksas un palielinātu veiktspēju. Daži šī procesora piemēri ir peldošā komata procesori, piemēram, T800, T805 un T9000.

Vai ātrums ir svarīgs?

Katrs faktors ir svarīgs, un ātrums to nedarīs. Bet mēs nevaram salīdzināt ātrumu (GHz vai MHz) starp dažādām arhitektūrām. Kļūda ir pielīdzināt Pentium 4 2, 8 GHz ar pēdējo gadu Pentium ar tādu pašu frekvenci. IPC evolūcijas lēciens (instrukcijas ciklam) ir nesamērīgs.

Pareizākais būtu klasificēt katru procesoru pēc kategorijas. Turklāt mēs varam atrast gadījumus, kad, ņemot vērā “ierobežoto budžetu”, dators tiek aprīkots ar zemas klases procesoru un turpina to izmantot, līdz jūs jaunināt uz augstākas klases datoru.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Procesori ar šo ātrumu ir ideāli piemēroti ikdienas ikdienas darbībām, piemēram: e-pasts, tīmekļa pārlūkošana, biroja komplekts un pat lieliska veiktspēja kā multivides / HTPC centri. Pentiums gadījumā Ryzen 3 un APU var sniegt lielisku sniegumu, spēlējot 720p vai 1080 izšķirtspējā, ja tas ir aprīkots ar pienācīgu grafisko karti.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 četrkodolu

Šis ātrumu diapazons ir lieliski piemērots tīmekļa pārlūkošanai, darbam ar e-pastiem, tādu biznesa programmu vadīšanai kā pacientu vadības sistēmas un daudzuzdevumu veikšanai kopumā. Šī kategorija labi darbojas vidusmēra biroja datoram vai lietotājiem, kuri nevēlas tērēt daudz naudas savam Gaming PC, bet nākotnē vēlas uzlabot savu datoru.

Pašlaik astotās paaudzes Intel Core i3 ir 4 kodoli, kas mums dod plusu sniegumu (salīdzinājumā ar septīto paaudzi) un var radīt daudz prieka, ja Nvidia GTX 1050 Ti vai GTX 1060 ir 3 vai 6 GB. Interesants ir arī četrkodolu AMD Ryzen 5 1400, kas ļoti labi darbojas kā 4 × 4 procesors. Kaut arī AMD Ryzen 5 1600 / 1600X ir lieliski piemēroti spēlēm un straumēšanai, jo nav īpaši grūti tos pārspīlēt ar 3, 9 vai 4 GHz frekvenci.

Intel Core i5 / Intel Core i7 un AMD Ryzen 7

Galvenā platforma ir diapazona augšdaļa. Ja jums ir nepieciešams superjaudīgs dators, kas ir ideāli piemērots spēlēšanai ar visaugstākajām prasībām, darbam ar superjaudīgām datu bāzēm un multivides rediģēšanu, tad jums būs nepieciešams augstas veiktspējas dators. Personīgi 8. paaudzes Intel Core i7 un AMD Ryzen 7 sērijas (ar 3, 8 vai 4 GHz overclock) nodrošina brutālu sniegumu spēlēm un darbam.

Bez šaubām, tie ir lielisks variants aizrautīgai platformai, piemēram, Intel Core i9 vai AMD Threadripper, ar daudz lielāku summu. Ar to mēs beidzam mūsu rakstu par visu informāciju, kas jums būtu jāzina par procesoriem. Starp tiem veidi, kas pastāv, un ātrumi?