Если вы только начинаете знакомиться с миром компьютеров и электроники, терминологий, используемые для обозначения различных компонентов формулировки, могут сбить с толку. Пожалуй, самый частый термин, с которым вы столкнётесь – это CPU (центральный процессор). Так что такое CPU?
Процессоры находятся практически во всех устройствах, будь то смарт-часы, компьютеры или термостаты. Они отвечают за обработку и выполнение инструкций и являются «мозгом» ваших устройств. В этой статье я объясню, как процессоры (CPU) взаимодействуют с другими компонентами устройств и что делает их неотъемлемой частью вычислительного процесса.
Читайте также: Обзор HP Victus 16 – игровой ноутбук с доступной ценой и эффективной производительностью
Что делает CPU?
CPU (Центральный процессор) – это основной компонент, отвечающий за вычислительную работу устройства, и хотя он имеет огромное значение, может функционировать только вместе с другими компонентами.
Кремниевый чип находится в специальном гнезде, расположенном на главной печатной плате (материнской или основной) внутри устройства. Он находится отдельно от памяти, в которой временно хранится информация и также отделён от видеокарты или графического чипа, который отвечает за воспроизведение видео и 3D-графики, отображаемой на экране.
CPU создаются путём размещения миллиардов микроскопических транзисторов на одном чипе. Эти транзисторы позволяют процессору производить вычисления, необходимые для выполнения работы программ, хранящихся в памяти системы.
По сути, они представляют собой мгновенные переключатели, которые включают и выключают подачу питания, передавая единицы и нули (0 – нет тока, 1 –ток проходит). И так как любое машинное действие состоит из 0 и 1, процесс преобразуется во всё, что вы делаете с устройством, будь то просмотр видео или отправка электронного письма.
Одним из наиболее распространённых достижений процессорной технологии является уменьшение размеров транзисторов. Это привело к повышению скорости работы на протяжении десятилетий улучшений, что часто называют законом Мура.
Известные многим нанометры по сути, являются технологиями уменьшения пропускного канала этих самых транзисторов. Чем меньше число (5-нм) тем больше транзисторов умещается на чипе, следовательно, увеличивается производительность (хотя не только).
В контексте современных устройств, настольный компьютер или ноутбук имеет выделенный центральный процессор (CPU), который выполняет множество функций обработки данных для системы. В мобильных устройствах и некоторых планшетах вместо этого используется система на кристалле (SoC), которая представляет собой микросхему, объединяющую центральный процессор с другими компонентами.
К примеру, Intel и AMD предлагают процессоры с графическими чипами и памятью, хранящимися на них, это означает, что они могут выполнять не только стандартные функции процессора.
Что на самом деле делает CPU?
По сути, CPU получает инструкции от программы или приложения и выполняет вычисления. Этот процесс состоит из трёх ключевых этапов: выборка, декодирование и выполнение.
CPU получает инструкцию из оперативной памяти, декодирует её, а затем выполняет с помощью соответствующих частей процессора. Выполненная инструкция, или вычисление, может включать в себя основные арифметические действия, сравнение чисел, выполнение функции или перемещение чисел в памяти.
Поскольку всё в вычислительном устройстве представлено числами, можно представить, что центральный процессор – это калькулятор, который работает невероятно быстро. Результирующая рабочая нагрузка может привести к запуску Windows, показу видео на YouTube или расчёту сложных процентов в электронной таблице.
В современных системах CPU выступает в роли «жонглёра», передающего данные специализированному оборудованию по мере необходимости. Например, процессору необходимо дать команду видеокарте показать взрыв в игре, потому что вы выстрелили в бочку с топливом, или дать команду твердотельному накопителю перенести документ Office в оперативную память системы для более быстрого доступа.
Ядра, тактовые частоты и стоимость
Первоначально центральные процессоры имели одно вычислительное ядро. Современные CPU состоят из нескольких ядер, которые позволяют ему выполнять несколько инструкций одновременно, эффективно распределяя несколько процессоров на одном кристалле.
Большинство продаваемых сегодня чипсетов имеют два или четыре ядра. Шесть ядер считаются общепринятыми, в то время как более дорогие чипы имеют от восьми до 64 ядер. Многие процессоры также используют технологию, называемую многопоточностью.
Представьте себе одно физическое ядро процессора, которое может одновременно выполнять две последовательности операций (потоки), тем самым отображаясь как два "логических" ядра на стороне операционной системы.
Эти виртуальные ядра не такие мощны, как физические, поскольку используют одни и те же ресурсы, но в целом они могут значительно повысить производительность процессора в многозадачном режиме при запуске совместимого программного обеспечения.
Тактовая частота тоже часто упоминается, когда вы посмотрите на процессоры. Это цифра выражена в гигагерцах (ГГц), и обозначает количество инструкций, выполняемых процессором в секунду, хотя это неполная «картина» производительности.
Тактовая частота в основном играет большую роль при сравнении процессоров одного семейства или поколения. При прочих равных условиях более высокая тактовая частота ядер означает, что это более быстрый процессор. Однако процессор с тактовой частотой 3 ГГц, выпущенный в 2010 году, будет выполнять меньше задач за единицу времени, чем процессор с тактовой частотой 2 ГГц, выпущенный в 2021 году.
Итак, сколько должны стоит процессоры? В общих чертах, если вы не хардкорный геймер или не занимаетесь монтажом видео, вам не стоит тратить больше 15–20 тыс. р. на CPU. Стоимость можно снизить, отказавшись от новейшего оборудования и остановившись на процессоре последнего поколения.
Для процессоров Intel это чипы 8-го, 9-го или 10-го поколения. Определить поколение можно по названию. Например, Core i7-6820HK – это более старый CPU 6-го поколения, а Core i5-10210U – более новый 10-го поколения.
У AMD тоже есть нечто подобное в процессорах Ryzen, пример: Ryzen 5 2500X – чип 2-го поколения, основанный на новом дизайне ядер «Zen+», или Ryzen 9 3950X – процессор 3-го поколения. Ryzen 4000 была выпущена как линейка чипов для ноутбуков в форме CPU с очень ограниченной доступностью.
Учитывая это, можно спорить, является ли Ryzen 5000 четвёртым или пятым поколением процессоров AMD Ryzen, но оно последнее, и совсем недавно AMD объединила свои платформы для ноутбуков, CPU и настольных ПК под знаменем Ryzen 5000.
Насколько важен CPU?
В наши дни центральный процессор не так важен для общей производительности системы, как раньше, но он по-прежнему играет важную роль в отклике и скорости работы вашего вычислительного устройства.
Геймеры обычно получают преимущество от более высоких тактовых частот, в то время как более серьёзная работа в CAD или редактирование видео, улучшится от большего количества ядер процессора.
Следует помнить, процессор является частью системы, поэтому необходимо убедиться, что у вас достаточно оперативной памяти, а также быстрое хранилище, способное передавать данные процессору. Возможно, самый большой знак вопроса будет стоять на видеокарте, так как требуется определённый баланс для хорошего ПК как с точки зрения производительности, так и стоимости.
Теперь, когда вы понимаете роль CPU, у вас есть возможность сделать более грамотный выбор компьютерного оборудования. Или нет?
Хотите первыми узнавать всё о Hi-Tech новинках – ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА КАНАЛ
А также читайте самые свежие обзоры на нашем сайте – TehnObzor.RU
