Центральный процессор (ЦП/CPU) — это компьютерный компонент, который отвечает за интерпретацию и выполнение большинства команд от другого аппаратного и программного обеспечения компьютера.
Все виды устройств используют ЦП, включая настольные, портативные и планшетные компьютеры, смартфоны и даже ваш телевизор с плоским экраном.
Intel и AMD — два самых популярных производителя процессоров для настольных ПК, ноутбуков и серверов, а Apple, NVIDIA и Qualcomm — крупные производители процессоров для смартфонов и планшетов.
Вы можете встретить много разных названий, используемых для описания ЦП, включая процессор, процессор компьютера, микропроцессор, центральный процессор, cpu и «мозг компьютера».
Компьютерные монитор или компьютерный кейс часто называют процессором, это в корне не правильно. Эти аппаратные средства служат совершенно другим целям.
Как выглядит процессор и где он расположен
Современный ЦП обычно небольшой и квадратный, с множеством коротких закругленных металлических разъемов на нижней стороне. Некоторые старые процессоры имеют контакты вместо металлических разъемов. ЦП подключается непосредственно к «сокету» ЦП (или иногда «слоту») на материнской плате. Процессор вставляется в гнездо штырями вниз, а небольшой рычажок помогает закрепить процессор. Даже после непродолжительной работы современные процессоры могут сильно нагреваться. Чтобы отвести это тепло, почти всегда необходимо прикреплять радиатор и вентилятор непосредственно к процессору.
Также доступны другие более продвинутые варианты охлаждения, включая комплекты водяного охлаждения и блоки фазового перехода.
Тактовая частота процессора
Тактовая частота процессора — это количество инструкций, которые он может обработать за секунду, измеряется в гигагерцах (ГГц).
Например, процессор имеет тактовую частоту 1 Гц, если он может обрабатывать один миллиард инструкции в секунду. Экстраполируя это на более реальный пример: ЦП с тактовой частотой 3,0 ГГц может обрабатывать 3 миллиарда инструкций в секунду.
Ядра CPU
Некоторые устройства используют одноядерный процессор, в то время как другие могут иметь двухъядерный (или четырехъядерный и т.д.) процессор. Работа двух процессорных блоков, работающих бок о бок, означает, что ЦП может одновременно обрабатывать вдвое большее количество инструкций каждую секунду, что значительно повышает производительность.
Некоторые процессоры могут виртуализировать два ядра для каждого доступного физического ядра. Это метод, известный как Hyper-Threading. Виртуализация означает, что ЦП только с четырьмя ядрами может работать так, как если бы у него было восемь, а дополнительные виртуальные ядра ЦП называются отдельными потоками. Однако физические ядра работают лучше, чем виртуальные.
Если позволяет процессор, некоторые приложения могут использовать так называемую многопоточность. Если под потоком понимается отдельная часть компьютерного процесса, то использование нескольких потоков в одном ядре ЦП означает, что больше инструкций можно обработать одновременно. Некоторое программное обеспечение может использовать эту функцию более чем на одном ядре ЦП, и это также означает, что одновременно может обрабатываться еще больше инструкций.
Пример: Intel Core i3 против i5 против i7
Для более конкретного примера того, как одни процессоры работают быстрее других, давайте посмотрим, как Intel разработала свои процессоры.
Как вы, наверное, догадались по названию, процессор Intel Core i7 работает лучше, чем i5, который работает лучше, чем i3. Почему один работает лучше или хуже, чем другие, немного сложнее, но все же довольно легко понять.
Turbo Boost — это функция в процессорах i5 и i7, которая позволяет процессору увеличивать тактовую частоту выше базовой, например, с 3,0 ГГц до 3,5 ГГц, когда это необходимо. Чипы Intel Core i3 не имеют такой возможности.
Hyper-Threading позволяет обрабатывать два потока на каждом ядре ЦП. Это означает, что процессоры i3 с Hyper-Threading поддерживают только четыре одновременных потока (поскольку они двухъядерные). Процессоры Intel Core i5 не поддерживают Hyper-Threading, что означает, что они тоже могут работать с четырьмя потоками одновременно. Однако процессоры i7 поддерживают эту технологию, и поэтому (будучи четырехъядерными) могут обрабатывать 8 потоков одновременно.
Из-за ограничений питания, присущих устройствам, которые не имеют постоянного источника питания (продукты с батарейным питанием, такие как смартфоны, планшеты и т. Д.), Их процессоры — независимо от того, i3, i5 или i7 — отличаются от настольных ЦП в том, что они должны найти баланс между производительностью и энергопотреблением.
Дополнительная информация о процессорах
Ни тактовая частота, ни просто количество ядер ЦП не являются единственным фактором, определяющим, «лучше» ли один ЦП, чем другой. Часто это больше всего зависит от типа программного обеспечения, которое работает на компьютере, другими словами, от приложений, которые будут использовать процессор.
Один ЦП может иметь низкую тактовую частоту, но является четырехъядерным процессором, тогда как другой имеет высокую тактовую частоту, но является двухъядерным процессором. Решение, какой процессор будет лучше другого, опять же, полностью зависит от того, для чего ЦП используется.
Например, требовательная к ЦП программа редактирования видео, которая лучше всего работает с несколькими ядрами, будет работать лучше на многоядерном процессоре с низкими тактовыми частотами, чем на одноядерном ЦП с высокими тактовыми частотами. Не все программное обеспечение, игры и т.д. могут использовать преимущества более одного или двух ядер, что делает любые дополнительные доступные ядра практически бесполезными.
Другой компонент ЦП — кэш. Кэш ЦП похож на временное место хранения часто используемых данных. Вместо того, чтобы обращаться к ОЗУ для этих элементов, ЦП определяет, какие данные вы будете продолжать использовать, и сохраняет их в кэше. Кэш работает быстрее, чем использование ОЗУ, потому что это физическая часть процессора; больше кэша означает больше места для хранения такой информации.
Может ли ваш компьютер работать с 32-битной или 64-битной операционной системой, зависит от размера блоков данных, которые может обрабатывать процессор. С 64-битным процессором можно получить доступ к большему количеству оперативной памяти, чем с 32-битным, поэтому операционные системы и приложения, ориентированные на 64-битный процессор, не могут работать на 32-битном процессоре.
Вы можете просмотреть сведения о процессоре компьютера вместе с другой информацией об оборудовании с помощью большинства бесплатных инструментов для получения информации о системе.
Помимо стандартных процессоров, доступных в коммерческих компьютерах, для квантовых компьютеров разрабатываются квантовые процессоры с использованием научных данных, лежащих в основе квантовой механики.
Каждая материнская плата поддерживает только определенный диапазон типов ЦП, поэтому всегда уточняйте у производителя материнской платы перед покупкой.
