Что такое процессор? Вот все, что вам нужно знать

Как технический энтузиаст с десятилетиями работы за плечами, я могу с уверенностью сказать, что понимание ЦП (центрального процессора) похоже на знание сердца любого электронного устройства, которым вы владеете. Возможно, это не самый яркий компонент, но именно он поддерживает все в рабочем состоянии.

🧐

Купил акции по совету друга? А друг уже продал. Здесь мы учимся думать своей головой и читать отчётность, а не слушать советы.

Прочитать отчет 10-K

Если вы новичок в области компьютеров и электроники, понимание специального языка, используемого для описания различных компонентов, иногда может показаться озадачивающим. Вы, возможно, встречали термин «ЦП», сокращение от «Центральный процессор».

Почти в каждом вашем устройстве – от умных часов до компьютера или термостата – имеется ЦП (центральный процессор). Эти компоненты служат мозгом этих устройств, обрабатывая инструкции и выполняя поставленные перед ними задачи. В этой статье мы углубимся в то, как процессоры взаимодействуют с другими элементами ваших устройств и почему они так важны для общего вычислительного процесса.

Что делает процессор процессором?

ЦП является основным компонентом, определяющим вычислительное устройство, и, хотя он имеет решающее значение, ЦП может функционировать только вместе с другим оборудованием. Кремниевый чип находится в специальном разъеме, расположенном на основной плате (материнской или материнской плате) внутри устройства. Он отделен от памяти, в которой временно хранится информация. Он также отделен от видеокарты или графического чипа, который отображает видео и 3D-графику, отображаемую на вашем экране.

Процессоры создаются путем размещения миллиардов крошечных транзисторов на одном кремниевом чипе. Эти транзисторы облегчают способность ЦП выполнять вычисления, необходимые для запуска программ, хранящихся в памяти вашей системы. По сути, они действуют как крошечные переключатели, переключая состояния «включено» и «выключено», тем самым представляя двоичные 1 и 0, которые управляют каждым действием, которое вы выполняете на устройстве, будь то потоковая передача видео или написание электронного письма.

За прошедшие годы значительный прогресс в технологии ЦП привел к уменьшению размеров транзисторов, что привело к увеличению скорости ЦП. Этот прогресс широко известен как закон Мура.

В современном технологическом ландшафте настольный компьютер или ноутбук обычно оснащен отдельным центральным процессором (ЦП), который выполняет несколько задач обработки внутри системы. С другой стороны, в мобильных устройствах и некоторых планшетах используется система на кристалле (SoC), которая по сути представляет собой один чип, содержащий не только ЦП, но и другие важные компоненты. Такие компании, как Intel и AMD, предоставляют процессоры, оснащенные интегрированными графическими чипами и памятью, что позволяет им выполнять функции, выходящие за рамки стандартных функций процессора.

Что на самом деле делает процессор?

По сути, центральный процессор (ЦП) получает команды от программы или программного обеспечения и выполняет вычисления. Эту операцию можно разделить на три основных этапа: выборка, декодирование и выполнение. ЦП сначала извлекает команду из оперативной памяти (ОЗУ), затем расшифровывает, что на самом деле означает команда, и, наконец, выполняет команду, используя соответствующие компоненты внутри ЦП.

Выполняемая инструкция или расчет может включать в себя базовую арифметику, сравнение чисел, выполнение функции или перемещение чисел в памяти. Поскольку все в вычислительном устройстве представлено числами, вы можете думать о процессоре как о калькуляторе, который работает невероятно быстро. В результате рабочая нагрузка может запустить Windows, отобразить видео на YouTube или вычислить сложные проценты в электронной таблице.

В современных системах ЦП функционирует подобно цирковому главарю, распределяя данные по различным специализированным аппаратным компонентам по мере необходимости. Например, когда вы играете в игру и стреляете в бочку с топливом, процессор дает команду видеокарте отобразить взрыв. Точно так же он может дать команду твердотельному диску переместить документ Office в оперативную память системы для более быстрого поиска.

Ядра, тактовые частоты и стоимость

Первоначально ЦП (центральные процессоры) имели только один процессор. Напротив, современные процессоры оснащены несколькими ядрами, что позволяет им одновременно выполнять множество инструкций. Это похоже на наличие нескольких отдельных процессоров на одном чипе. Процессоры начального уровня обычно имеют от двух до четырех ядер, а игровые устройства и ПК обычно имеют от шести до восьми ядер. Высокопроизводительные модели могут иметь до 32 ядер, а профессиональное оборудование может даже превосходить это число.

Многие процессоры используют метод, называемый одновременной многопоточностью, который позволяет одному физическому ядру ЦП одновременно работать над двумя разными задачами (потоками). Из-за этого создается впечатление, что в операционной системе есть два отдельных «логических» ядра. Однако эти виртуальные ядра не так мощны, как настоящие ядра, поскольку они используют одни и те же ресурсы. Несмотря на это ограничение, они могут улучшить способность процессора к многозадачности при запуске совместимого программного обеспечения.

Тактовая частота широко рекламируется, когда вы смотрите на процессоры. Это показатель «гигагерц» (ГГц), который фактически обозначает, сколько инструкций процессор может обрабатывать в секунду, но это еще не вся картина производительности. Тактовая частота в основном играет роль при сравнении процессоров одного семейства или поколения. При прочих равных условиях более высокая тактовая частота означает более быстрый процессор. Однако процессор с тактовой частотой 3 ГГц 2010 года будет выполнять меньше работы, чем процессор 2 ГГц 2020 года, из-за более совершенного базового кремния новой модели.

Проще говоря, для большинства повседневных вычислительных задач, таких как просмотр веб-страниц, работа с электронной почтой или базовая офисная работа, вам обычно не нужно вкладывать более 200–300 долларов в процессор. Если вы не увлекаетесь хардкорными играми или редактированием видео, вы можете сэкономить немного денег, выбрав процессор последнего поколения вместо новейшего оборудования, представленного на рынке.

Процессоры Intel 12-го или 13-го поколения относятся к соответствующим чипам. Определить поколение можно по названию продукта. Например, Core i7-10700K — это более старый чип 10-го поколения, а Core i5-13600K представляет собой более новый чип 13-го поколения.

Аналогично процессорам AMD Ryzen, Ryzen 9 3950X принадлежит к третьему поколению, тогда как Ryzen 7 5700X представляет четвертое поколение, основанное на архитектуре Zen 3. Серия Ryzen 4000 изначально была запущена как линейка ноутбуков и гибридных процессоров с ограниченной доступностью настольных компьютеров у сборщиков систем. Поэтому вопрос о том, является ли Ryzen 7000 технически процессором AMD Ryzen пятого поколения, является спорным, но он действительно является последним. Интересно, что AMD недавно объединила свои платформы для ноутбуков, гибридных процессоров и настольных компьютеров под брендом Ryzen 7000.

Насколько важен процессор?

Сегодня, хотя процессор, возможно, и не является основным фактором, влияющим на общую производительность системы по сравнению с прошлыми временами, он по-прежнему имеет решающее значение для обеспечения быстрого отклика и скорости вашего вычислительного устройства. Фактически, без процессора ваше устройство вообще не будет работать. Геймеры часто получают преимущества от более высоких тактовых частот, тогда как профессионалы, занимающиеся такими задачами, как проектирование САПР или редактирование видео, могут наблюдать повышение производительности за счет увеличения количества ядер ЦП.

Вы должны помнить, что ваш процессор является частью системы, поэтому вы должны быть уверены, что у вас достаточно оперативной памяти и быстрое хранилище, которое может передавать данные на ваш процессор. Возможно, самый большой вопросительный знак будет висеть над вашей видеокартой, поскольку вам обычно требуется некоторый баланс внутри вашего ПК, как с точки зрения производительности, так и с точки зрения стоимости.

Благодаря новым знаниям о функциях ЦП вы можете с уверенностью выбирать высококачественное компьютерное оборудование. Наше подробное руководство по покупке процессоров дает ценную информацию о самых производительных процессорах, представленных сегодня на рынке. Ознакомившись с этими вариантами, изучите наши списки, в которых представлены лучшие процессоры Intel и AMD, доступные в настоящее время для покупки.

Смотрите также

2024-10-03 21:58