Найти в Дзене
Mizhgunit

Что такое процессор - объясняю супер-просто

Оглавление

Доброго времени, господа. Дабы повысить ваш уровень компьютерной грамотности, ответственно заявляю, что это:

Фото из открытых источников
Фото из открытых источников

Не процессор. Это - системный блок. Процессор выглядит вот так:

Фото из открытых источников
Фото из открытых источников

И весь системный блок, по сути, строится вокруг этого процессора. Сегодня приоткрою завесу магии и попробую максимально просто объяснить, как работает компьютерная магия... Это будет серия статей, так что начнем с самого главного компонента компьютера.

Процессор - есть мозг его!

Процессор состоит из кремниевого кристалла, который сидит на текстолитовой подложке, а сверху накрыт теплораспределительной крышкой. Собственно, все самое интересное происходит в кристалле, а крышка и подложка нужны только для того, чтобы пользователь мог самостоятельно вставить его в сокет - такой вот разъем на материнской плате:

Фото: 3DNews
Фото: 3DNews

Внутри кристалла сидят транзисторы - чуваки, которые могут принимать два положения - ноль и единица. Если несколько транзисторов перейдут в правильное положение, то логическая цепочка работает, и мы получаем ответ на наш запрос.

Так выглядит кристалл процессора под микроскопом
Фото: Hardwareluxx
Так выглядит кристалл процессора под микроскопом Фото: Hardwareluxx
А вот так эти структуры выглядят под очень сильным приближением. Из размер - всего несколько нанометров.
Фото из открытых источников
А вот так эти структуры выглядят под очень сильным приближением. Из размер - всего несколько нанометров. Фото из открытых источников

Транзисторов в процессоре очень много, это, грубо говоря, "рабочее тело". Но из них делаются отдельные структуры - вычислительные ядра, всевозможные контроллеры и кэш-память. Каждая такая структура занимается своими делами.

Что тут за что отвечает?

Ядра процессора выполняют вычислительную работу - в них содержатся конвейеры, разные блоки (например, блок целочисленных вычислений и блок вычислений с плавающей запятой), блок предсказания ветвлений и так далее. Главное, что нам нужно знать - это то, что ядра - "думают".

Примерно так можно "разделить" кристалл на своеобразные "зоны ответственности"
Фото: Overclockers
Примерно так можно "разделить" кристалл на своеобразные "зоны ответственности" Фото: Overclockers

Но для работы этим ядрам нужны данные - они хранятся в кэш-памяти. Процессор обрабатывает очень много операций в секунду, и если каждый раз обращаться за данными к памяти, то ядра будут больше стоять, чем работать. Кэш у процессора разделен на уровни (L1, L2, L3), чем уровень меньше - тем памяти меньше, но память при этом быстрее. Соответственно, хранятся там данные разной степени востребованности.

Слева - тест кэша и оперативной памяти. Обратите внимание, что чем меньше кэш - тем он быстрее.
Фото: Tech.onliner
Слева - тест кэша и оперативной памяти. Обратите внимание, что чем меньше кэш - тем он быстрее. Фото: Tech.onliner

Ну а контроллеры, как следует из названия, что-то "контролируют", например контроллер памяти обеспечивает работу оперативной памяти, при этом отвечает и за обмен данными с ней.

Ну а сам процессор отвечает за все вычисления, которые производит компьютер, начиная с запуска, заканчивая открытием вкладок в браузере, или, например, расчетом геометрии объектов и поведением NPC в играх, работать системный блок без процессора не будет (да и зачем вам системник без процессора?).

Основные параметры процессора

Их не так много, так что пробежимся быстро:

  • Частота - количество тактов в секунду, грубо говоря - количество переключений транзисторов между нулем и единицей. Больше = лучше;
  • Количество ядер - про ядра мы уже говорили, они делают всю работу. Как правило, чем больше - тем лучше;
  • Объем кэш-памяти. Ну тут все просто: чем больше кэша - тем меньше времени будут простаивать ядра процессора, тем выше производительность. Больше = лучше.

Частота у современных процессоров динамическая, так что смотреть на нее я бы не советовал - процессор сам установит себе оптимальную частоту, исходя из условий, в которых он оказался (качество материнской платы, охлаждение, и так далее).

Что это за версии такие?

Вы наверняка замечали буквы, которые стоят после каких-то циферок. Например, i3 12100F, i5 10600K, i9 14900KS... Что это такое и как это читать?

i3/i5/i7 и т.д - семейство процессоров. Негласное разделение, навроде такого: "i3 - домашние ПК", i5 - средние игровые ПК", "i7 - производительное предтоповое решение", "i9 - ультимативное решение для работы и энтузиастов". С Ryzen 3/5/7/9 аналогично.

Первые цифры (10400F, 12100, 14600) - поколение процессора. В данном случае, 10-е, 12-е и 14-е соответственно. Чем оно новее - тем, как правило, лучше (у AMD система примерно та же - Ryzen 3600, 5700, 1800 и так далее).

Остальные цифры - позиционирование. Например, есть дешевый i5 14400F, который стоит недорого и предполагается к установке в игровые системы начально-среднего класса. А какой-нибудь i5 14600K - это уже "топовый i5" для систем средне-высокого класса. По такой же аналогии работает в AMD: Ryzen 5 5500 и 5600X.

Фото: ichip.ru
Фото: ichip.ru

Буква в конце означает особенность процессора. Они у AMD и Intel похожи:

  • K (intel) или X (Intel и AMD) - разблокированный множитель процессора (возможность разгона);
  • F (intel и AMD) - отсутствие встроенной графики;
  • T (intel) - процессор с сниженным TDP (мощностью);

Это что касается десктопов. В ноутбуках есть H, U, B (были), HX, HQ (были) и все такое, но мы в это не полезем - это объяснение простым языком, а не словарь терминов.

Подытожим

Процессор - самый важный узел компьютера, который выполняет практически все вычисления. Он состоит из транзисторов, которые формируют вычислительные блоки, кэш-память и контроллеры. Во время работы компьютера, процессор занимается вообще всем - обрабатывает фоновые задачи, рассчитывает команды пользователя и так далее.

И самое главное. Вот это:

Фото: ichip.ru
Фото: ichip.ru

Системный блок. А вот это:

Фото: VK Media
Фото: VK Media

Это уже процессор.

Я тут не упомянул еще очень много чего по поводу подбора процессора, так что если вам это нужно - сделаю отдельную статью. Здесь я постарался максимально просто рассказать, что такое процессор и как работает его магия.

Если было интересно - не забудь поставить лайк и подписаться на канал. Увидимся!

Также подпишись на телеграм (там IT-новости) и новостной канал (там новости выходят чуть позже, зато чуть побольше).