Что такое CPU (Central Processing Unit)

Центральный процессор (ЦП) - это компонент компьютера, который отвечает за интерпретацию и выполнение большинства команд, поступающих от других аппаратных и программных средств компьютера.


Типы устройств, использующих центральные процессоры

Всевозможные устройства используют центральный процессор, включая настольные, портативные и планшетные компьютеры, смартфоны и даже телевизор с плоским экраном.

Intel и AMD - два самых популярных производителя процессоров для настольных компьютеров, ноутбуков и серверов, а Apple, NVIDIA и Qualcomm - крупные производители процессоров для смартфонов и планшетов.

Вы можете встретить множество различных названий, используемых для описания ЦП, включая процессор, компьютерный процессор, микропроцессор, центральный процессор и "мозг компьютера".

Компьютерные мониторы или жесткие диски иногда очень некорректно называют центральным процессором, но эти части аппаратного обеспечения служат совершенно для других целей и ни в коем случае не являются тем же самым, что и центральный процессор.


Как выглядит центральный процессор и где он расположен

Lifewire / Wenja Tang

Современный центральный процессор обычно маленький и квадратный, с множеством коротких округлых металлических разъемов на нижней стороне. У некоторых старых процессоров вместо металлических разъемов есть штырьки.

ЦПУ крепится непосредственно к "сокету" (или иногда "слоту") на материнской плате. Процессор вставляется в гнездо штырьком вниз, а небольшой рычажок помогает зафиксировать процессор.

Современные процессоры могут сильно нагреваться даже после непродолжительной работы. Для отвода тепла почти всегда необходимо установить радиатор и вентилятор непосредственно на процессор. Как правило, они поставляются в комплекте с процессором.

Как установить процессор и радиатор

Существуют и другие, более продвинутые варианты охлаждения, включая комплекты водяного охлаждения и блоки фазового перехода.

Не все процессоры имеют штырьки на нижней стороне, а те, что имеют, легко гнутся. Будьте очень осторожны при обращении с ними, особенно при установке на материнскую плату.


Тактовая частота процессора

Тактовая частота процессора - это количество инструкций, которое он может обработать за каждую секунду, измеряется в гигагерцах (ГГц).

Например, тактовая частота процессора составляет 1 Гц, если он может обрабатывать одну инструкцию каждую секунду. Экстраполируя это на более реальный пример: процессор с тактовой частотой 3,0 ГГц может обрабатывать 3 миллиарда инструкций каждую секунду.


Ядра процессора

В некоторых устройствах используется одноядерный процессор, а в других - двухъядерный (или четырехъядерный и т. д.). Наличие двух процессоров, работающих бок о бок, означает, что процессор может одновременно выполнять вдвое больше инструкций каждую секунду, что значительно повышает производительность.

Некоторые процессоры могут виртуализировать два ядра на каждое имеющееся физическое ядро, эта технология известна как Hyper-Threading. Виртуализация означает, что процессор, имеющий только четыре ядра, может работать так, как будто у него их восемь, при этом дополнительные виртуальные ядра процессора называются отдельными потоками. Однако физические ядра работают лучше, чем виртуальные.

С учетом возможностей процессора некоторые приложения могут использовать то, что называется многопоточностью. Если под потоком понимать отдельную часть компьютерного процесса, то использование нескольких потоков в одном ядре процессора означает, что больше инструкций может быть понято и обработано одновременно. Некоторые программы могут использовать эту возможность на более чем одном ядре процессора, что означает, что еще больше инструкций может обрабатываться одновременно.


Пример: Intel Core i3 vs. i5 vs. i7

Для более конкретного примера того, как одни процессоры быстрее других, рассмотрим, как компания Intel разрабатывала свои процессоры.

Как вы, наверное, и предполагали, исходя из их названия, чипы Intel Core i7 работают лучше, чем чипы i5, которые работают лучше, чем чипы i3. Почему одни работают лучше или хуже других, немного сложнее, но все же довольно легко понять.

Процессоры Intel Core i3 - это двухъядерные процессоры, а чипы i5 и i7 - четырехъядерные.

Turbo Boost - это функция в чипах i5 и i7, которая позволяет процессору увеличивать тактовую частоту сверх базовой, например, с 3,0 ГГц до 3,5 ГГц, когда это необходимо. Чипы Intel Core i3 не имеют такой возможности. Модели процессоров с индексом "K" могут быть разогнаны, что означает, что дополнительная тактовая частота может быть принудительно увеличена и использоваться постоянно; узнайте больше о том, зачем разгонять компьютер.

Hyper-Threading позволяет обрабатывать два потока на каждое ядро процессора. Это означает, что процессоры i3 с Hyper-Threading поддерживают всего четыре одновременных потока (поскольку это двухъядерные процессоры). Процессоры Intel Core i5 не поддерживают Hyper-Threading, что означает, что они тоже могут работать с четырьмя потоками одновременно. Процессоры i7, однако, поддерживают эту технологию, и поэтому (будучи четырехъядерными) могут обрабатывать 8 потоков одновременно.

В связи с ограничениями по энергопотреблению, присущими устройствам, не имеющим постоянного источника питания (продукты с питанием от батарей, такие как смартфоны, планшеты и т.д.), их процессоры - независимо от того, i3, i5 или i7 - отличаются от процессоров для настольных ПК тем, что им приходится искать баланс между производительностью и энергопотреблением.


Дополнительная информация о процессорах

Ни тактовая частота, ни просто количество ядер процессора не являются единственными факторами, определяющими, является ли один процессор "лучше" другого. Чаще всего это зависит от типа программного обеспечения, которое работает на компьютере - другими словами, от приложений, которые будут использовать процессор.

Один процессор может иметь низкую тактовую частоту, но быть четырехъядерным, а другой - высокую тактовую частоту, но быть только двухъядерным. Решение о том, какой процессор превзойдет другой, опять же полностью зависит от того, для чего используется процессор.

Например, требовательная к процессору программа видеомонтажа, которая лучше всего работает с несколькими ядрами процессора, будет лучше работать на многоядерном процессоре с низкой тактовой частотой, чем на одноядерном процессоре с высокой тактовой частотой. Не все программы, игры и так далее могут использовать преимущества более чем одного или двух ядер, что делает любые другие доступные ядра процессора довольно бесполезными.

Многоядерные процессоры: Всегда ли больше лучше? Еще один компонент процессора - кэш. Кэш-память процессора - это временное хранилище для часто используемых данных. Вместо того чтобы обращаться к памяти с произвольным доступом для получения этих данных, процессор определяет, какие данные вы, похоже, постоянно используете, предполагает, что вы захотите продолжать их использовать, и сохраняет их в кэше. Кэш быстрее, чем оперативная память, потому что он является физической частью процессора; больше кэша - больше места для хранения такой информации.

Возможность работы на компьютере 32- или 64-разрядной операционной системы зависит от размера единиц данных, которые может обрабатывать процессор. 64-разрядный процессор может получить доступ к большему объему памяти сразу и большими частями, чем 32-разрядный, поэтому операционные системы и приложения, специфичные для 64-разрядных систем, не могут работать на 32-разрядном процессоре.

Подробности о процессоре компьютера, а также другую информацию об аппаратном обеспечении можно посмотреть с помощью большинства бесплатных средств получения системной информации.

Помимо стандартных процессоров, доступных в коммерческих компьютерах, для квантовых компьютеров разрабатываются квантовые процессоры, использующие науку, лежащую в основе квантовой механики.

Каждая материнская плата поддерживает только определенный диапазон типов процессоров, поэтому перед покупкой всегда уточняйте информацию у производителя материнской платы.

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *
Код: Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код: