Що таке процесор, центральний процесор, CPU?

У наші дні процесори відіграють особливу роль лише в рекламі, всіма силами намагаються переконати, що саме процесор у комп'ютері є вирішальним компонентом, особливо такий виробник, як Intel. Виникає питання: що таке сучасний процесор та й взагалі, що таке процесор?

Довгий час, а якщо бути точнішим, то аж до 90-х років продуктивність комп'ютера визначав саме процесор. Процесор визначав усе, але це не зовсім так.

Не все визначається центральним процесором, а процесори від Intel не завжди кращі, ніж від AMD. Останнім часом помітно зросла роль інших компонентів комп'ютера, а в домашніх умовах процесори рідко стають найвужчим місцем, але також, як і інші компоненти комп'ютера, потребують додаткового розгляду, тому що без нього не може існувати жодна обчислювальна машина. Самі процесори давно не приділили кількох видів комп'ютера, так як і різноманітність комп'ютерів побільшало.

Процесор (центральний процесор)- це дуже складна мікросхема, що обробляє машинний код, що відповідає за виконання різних операцій і управління комп'ютерною периферією.

Для короткого позначення центрально процесора прийнята абревіатура - ЦП, а також дуже поширене CPU - Central Processing Unit, що перекладається як центральний обробний пристрій.

Використання мікропроцесорів

Такий пристрій як процесор інтегрується практично в будь-яку електронну техніку, що говорити про такі пристрої як телевізор і відеоплеєр, навіть в іграшках, а смартфони самі по собі вже є комп'ютерами, хоч і різними по конструкції.

Декілька ядер центрального процесора можуть абсолютно різні завдання виконувати незалежно один від одного. Якщо комп'ютер виконує лише одне завдання, то її виконання прискорюється за рахунок розпаралелювання типових операцій. Продуктивність може набути досить чіткої межі.

Коефіцієнт внутрішнього множника частоти

Сигнали циркулювати всередині кристала процесора можуть на високій частоті, хоча звертатися із зовнішніми складовими комп'ютера на одній і теж частоті процесори поки не можуть. У зв'язку з цим частота, де працює материнська плата одна, а частота роботи процесора інша, більш висока.

Частоту, яку процесор отримує від материнської плати можна назвати опорною, він у свою чергу виробляє її множення на внутрішній коефіцієнт, результатом чого і є внутрішня частота, що називається внутрішнім множником.

Можливості коефіцієнта внутрішнього множника частоти часто використовують оверлокери для звільнення розгінного потенціалу процесора.

Кеш-пам'ять процесора

Дані для подальшої роботи процесор отримує з оперативної пам'яті, але всередині мікросхем процесора сигнали обробляються з дуже високою частотою, а звернення до модулів ОЗУ проходять з частотою в рази менше.

Високий коефіцієнт внутрішнього множника частоти стає ефективнішим, коли вся інформація знаходиться всередині нього, порівняно, наприклад, ніж в оперативній пам'яті, тобто з зовні.

У процесорі трохи осередків для обробки даних, звані регістрами, в них він зазвичай майже нічого не зберігає, а для прискорення як роботи процесора, так і разом з ним комп'ютерної системи була інтегрована технологія кешування.

Кешем можна назвати невеликий набір осередків пам'яті, що у свою чергу виконують роль буфера. Коли відбувається зчитування із загальної пам'яті, копія з'являється у кеш-пам'яті центрального процесора. Потрібно це для того, щоб при потребі в тих самих даних доступ до них був прямо під рукою, тобто в буфері, що збільшує швидкодію.

Кеш-пам'ять у нинішніх процесорах має пірамідальний вигляд:

Кеш-пам'ять 1-го рівня - найменша за обсягом, але водночас найшвидша за швидкістю, входить до складу кристала процесора. Виготовляється за тими ж технологіями, що і регістри процесора, дуже дорога, але це коштує її швидкості та надійності. Хоч і вимірюється сотнями кілобайт, що дуже мало, але грає величезну роль швидкодії.
Кеш-пам'ять 2-го рівня - так само, як і 1-го рівня, розташована на кристалі процесора і працює з частотою його ядра. У сучасних процесорах вимірюється від сотень кілобайт до кількох мегабайт.
Кеш-пам'ять 3-го рівня повільніша за попередні рівні цього виду пам'яті, але є швидкодійною оперативної пам'яті, що важливо, а вимірюється десятками мегабайт.

Розміри кеш-пам'ять 1-го та 2-го рівнів впливають як на продуктивність, так і на вартість процесора. Третій рівень кеш-пам'яті - це своєрідний бонус у роботі комп'ютера, але не один із виробників мікропроцесорів їм нехтувати не поспішає. Кеш-пам'ять 4-го рівня існує і виправдовує себе лише в багатопроцесорних системах, саме тому на комп'ютері його знайти не вдасться.

Роз'єм установки процесора (Soket)

Розуміння того, що сучасні технології не настільки просунуті, що процесор зможе отримувати інформацію на відстань, не змінно він повинен кріпитися, кріпитися до материнської плати, встановлюватися в неї і з нею взаємодіяти. Це місце кріплення називається Soket і підійде тільки для певного типу або сімейства процесорів, які різні виробники теж різні.

Що таке процесор: архітектура та технологічний процес

Архітектура процесора - це його внутрішній пристрій, різне розташування елементів також зумовлює його характеристики. Сама архітектура притаманна цілому сімейству процесорів, а зміни, внесені та спрямовані на покращення чи виправлення помилок, мають назву степінг.

Технологічний процес визначає розмір комплектуючих самого процесора та вимірюється в нанометрах (нм), а менші розміри транзисторів визначають менший розмір самого процесора, на що спрямована розробка майбутніх CPU.

Енергоспоживання та тепловиділення

Саме енергоспоживання безпосередньо залежить від технології, за якими виробляються процесори. Найменші розміри та підвищені частоти прямо пропорційно обумовлюють енергоспоживання та тепловиділення.

Для зниження енергоспоживання та тепловиділення виступає енергозберігаюча автоматична система регулювання навантаження на процесор, відповідно за відсутності у продуктивності будь-якої необхідності. Високопродуктивні комп'ютери обов'язково мають хорошу систему охолодження процесора.

Підбиваючи підсумки матеріалу статті - відповіді питанням, що таке процесор:

Процесори наших днів мають можливість багатоканальної роботи з оперативною пам'яттю, з'являються нові інструкції, завдяки яким підвищується його функціональний рівень. Можливість обробки графіки самим процесором забезпечує зниження вартості, як у самі процесори, і завдяки їм на офісні і домашні збирання комп'ютерів. З'являються віртуальні ядра для більш практичного розподілу продуктивності, розвиваються технологи, а разом з ними комп'ютер і його складова як центральний процесор.