Центральный процессор (CPU) – это электронная схема, программно управляемое устройство, которое используется для обработки информации. Это самый главный элемент аппаратного обеспечения вычислительного устройства. Его еще называют микропроцессором. Но суть остается той же. Довольно компактная деталь, но с уверенностью можно сказать, что это основное звено компьютера. Над его проектированием начали трудиться еще во второй половине 20-го века. Трудятся и по сей день, создавая и улучшая предыдущие поколения процессоров. Первым коммерческим серийным микропроцессором был 4-х битное CPU от компании Intel. Строится такое устройство с использованием трихлорсилана (неорганическое соединение на основе кремния). Из этой жидкости формируют большой монокристалл, из которого в дальнейшем создают наш процессор.
Со временем технология обработки и производства меняется, но «базовая» часть остается той же.
Существует несколько основных технических характеристик процессора:
· тактовая частота
· ядро (и их количество)
· тепловыделение
· техпроцесс
· архитектура
· множитель
· кэш-память
· напряжение.
Все эти характеристики так или иначе определяют производительность вычислительного устройства. Мировые лидеры компьютерной индустрии соперничают между собой, постоянно улучшая свой продукт.
Под тактовой частотой понимается частота импульсов электронной схемы устройства, поступающих на вход системы извне за одну секунду. Это «показатель» скорости, с которой обрабатываются команды. Процессоры с одной и той же частотой могут иметь разную производительность, потому что за один такт они могут обрабатывать разное количество команд.
Ядра процессора представляют собой часть микропроцессора, содержащую основные функциональные блоки. Один блок может выполнить один поток команд, поэтому для повышения производительности создают многоядерные ЦП. Основным элементом процессора является транзистор. Здесь начинает использоваться термин «техпроцесс», так как по сути, он определяет размер транзисторов. Так как их миллиарды, расположить на маленьком кристалле непросто, поэтому их размеры уменьшают. Благодаря усилиям современной техники, техпроцесс на данный момент, уже принято измерять в нанометрах.
Тепловыделение – это величина, измеряемая в ваттах. Этот параметр показывает, какое количество теплоты (мощность) должна отводить система охлаждения для стабильной работы ЦП.
Архитектура процессора (разрядность) измеряется в битах. Это максимальное количество информации, которое может обрабатываться и выполняться нашим процессором за один такт. 64-битные процессоры могут арестовывать больше 4 гигабайт оперативной памяти. В этом их отличие от 32-битных процессоров. Однако для быстрой работы нужно и соответствующее ПО, написанное специально для 64-битных систем.
Множитель – это число, на которое умножается частота шины. Подбирая разные множители, можно изменять конечную тактовую частоту, но для этого необходимо иметь материнскую плату с функцией «разгона системы» и процессор с разблокированным множителем.
Для стабильной и быстрой работы системы, скоростей оперативной памяти не хватает. Поэтому в CPU встроена кэш-память, в которую помещаются данные из ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Существует кэш-память 1-го, 2-го и 3-го уровня. Блок 1-го уровня, самый быстрый, расположен в ядре и имеет самую маленькую емкость. И далее по убыванию, 2-й уровень имеет меньшую скорость, 3-й уровень – еще меньше (в паре с быстрой шиной формирует высокоскоростной канал передачи данных с ОЗУ).
Напряжение характеризует энергопотребление процессора (в вольтах). Существуют мобильные решения процессоров с пониженным напряжением, которые не уступают по производительности стандартным аналогам.