Процесор или процесор - цялата информация, която трябва да знаете

Всеки компютър и фен на играта трябва да познава вътрешния хардуер на своя компютър, особено процесора. Централният елемент на нашия екип, без него не бихме могли да направим нищо, в тази статия ви разказваме всички най-важни понятия за процесора, така че да имате обща представа за неговото използване, части, модели, история и важни понятия.

Индекс на съдържанието

Какво е процесор

Процесорът или процесорът (централен процесор) е електронен компонент под формата на силиконов чип, който е вътре в компютър, специално инсталиран на дънната платка чрез гнездо или гнездо.

Процесорът е елементът, отговарящ за извършването на всички логически аритметични изчисления, генерирани от програмите и операционната система, поместена на твърдия диск или централната памет. Процесорът взема инструкциите от RAM паметта, за да ги обработва и след това изпраща отговора обратно в RAM паметта, като по този начин създава работен процес, с който потребителят може да взаимодейства.

Първият полупроводников транзисторен микропроцесор е Intel 4004, през 1971 г., който може да работи с 4 бита наведнъж (струни от 4 нули и такива), за да добави и извади. Този процесор е далеч от 64 бита, с които текущите процесори могат да се справят. Но е, че преди това имахме само огромни стаи, пълни с вакуумни тръби, които служеха като транзистори, като ENIAC.

Как работи процесор

Архитектура на процесора

Много важен елемент, който трябва да знаем за процесора, е неговата архитектура и производственият му процес. Те са концепции, по-ориентирани към това как се произвеждат физически, но те определят насоките за пазара и това е друг елемент на маркетинга.

Архитектурата на процесор е в основата на вътрешната структура, която този елемент има. Ние не говорим за формата и размера, а за това как са разположени различните логически и физически единици, съставляващи процесор, говорим за ALU, регистри, контролно устройство и т.н. В този смисъл в момента съществуват два типа архитектура: CISC и RISC, два начина на работа, базирани на архитектурата на Фон Нойман, човекът, изобретил цифровия микропроцесор през 1945 г.

Въпреки че е вярно, че архитектурата не означава само това, тъй като в момента производителите по-скоро приемат концепцията с търговски интерес, за да определят различните поколения на техните процесори. Но едно нещо, което трябва да имаме предвид, е, че всички текущи настолни процесори са базирани на архитектурата CISC или x86. Това, което се случва е, че производителите правят малки модификации на тази архитектура, включващи елементи като повече ядра, контролери на паметта, вътрешни шини, кеш памет от различни нива и т.н. Ето как чуваме деноминации като Coffee Lake, Skylake, Zen, Zen 2 и т.н. Ще видим какво е това.

Производствен процес

От друга страна, имаме това, което се нарича производствен процес, който всъщност е размерът на транзисторите, които съставят процесора. От вакуумните клапани на първите компютри до днешните FinFET транзистори, произведени от TSMC и Global Foundries от само няколко нанометра, еволюцията е умопомрачителна.

Процесор е съставен от транзистори, най-малките единици, открити вътре. Транзисторът е елемент, който позволява или не позволява преминаване на ток, 0 (не-ток), 1 (ток). Една от тези в момента измерва 14nm или 7nm (1nm = 0, 00000001m). Транзисторите създават логически порти, а логическите порти създават интегрални схеми, способни да изпълняват различни функции.

Водещи производители на настолни процесори

Това са основните елементи, за да се разбере как процесорите са били разработени в историята до днес. Ще преминем през най-важното и не трябва да забравяме производителите, които са Intel и AMD, безспорните лидери на личните компютри днес.

Разбира се, има и други производители като IBM, като най-важният от тях е практически създателят на процесора и еталонът в технологиите. Други като Qualcomm са издълбали ниша на пазара, като практически монополизират производството на процесори за смартфон. Скоро може да се премине към личните компютри, така че се подгответе Intel и AMD, защото процесорите им са просто прекрасни.

Еволюция на Intel процесори

Затова нека да разгледаме основните исторически етапи на Intel Corporation, синия гигант, най-голямата компания, която винаги е била водеща в продажбите на процесори и други компоненти за компютър.

• Intel 4004 Intel 8008, 8080 и 8086 Intel 286, 386 и 486 Intel Pentium Многоядрената ера: Pentium D и Core 2 Quad Ерата на Core iX

Представен на пазара през 1971 г., това е първият микропроцесор, изграден на един чип и за непромишлена употреба. Този процесор беше монтиран на пакет от 16 пина CERDIP (хлебарка на целия живот). Той е построен с 2300 10 000 nm транзистори и има 4-битова шина на шината.

4004 беше само началото на пътуването на Intel в личните компютри, което по това време беше монополизирано от IBM. Тогава между 1972 и 1978 г. Intel направи промяна на философията в компанията, за да се посвети изцяло на изграждането на процесори за компютри.

След 4004 дойде 8008, процесор все още с 18-пинов DIP капсулация, който повиши честотата му до 0, 5 MHz, а също така броят на транзисторите до 3500. След това Intel 8080 повиши ширината на шината до 8 бита и честота не по-малка от 2 MHz при 40-пиново DIP капсулиране. Той се счита за първия наистина полезен процесор, способен да обработва графики на машини като Altair 8800m или IMSAI 8080.

8086 е сравнителен микропроцесор, който е първият, приел x86 архитектура и набор от инструкции, действащи до момента. 16-битов процесор, десет пъти по-мощен от 4004.

Именно на тези модели производителят започна да използва PGA гнездо с квадратен чип. А пробивът му се състои в това да може да стартира програми за команден ред. 386 беше първият многозадачен процесор в историята, с 32-битова шина, което със сигурност ви звучи много повече.

Стигаме до Intel 486, издаден през 1989 г., който също е много важен за това, че е процесор, реализирал единица с плаваща запетая и кеш памет. Какво означава това? Е, сега компютрите се развиват от командния ред, за да се използват чрез графичен интерфейс.

Най-накрая стигаме до ерата на Pentiums, където имаме няколко поколения до Pentium 4 като версия за настолни компютри и Pentium M за преносими компютри. Да кажем, че беше 80586, но Intel промени името си, за да може да лицензира патента си и за други производители като AMD да спрат да копират своите процесори.

Тези процесори свалиха 1000 nm за първи път в производствения си процес. Те обхващат годините между 1993 и 2002 г., като Itanium 2 е процесор, създаден за сървъри и използващ 64-битова шина за първи път. Тези Pentiums бяха вече ориентирани изцяло към десктопа и можеха безпроблемно да се използват в мултимедийно изобразяване с легендарните Windows 98, ME и XP.

Pentium 4 вече използва набор от инструкции, насочени изцяло към мултимедия като MMX, SSE, SSE2 и SSE3, в своята микро-архитектура, наречена NetBurst. По същия начин той беше един от първите процесори, които достигнаха работна честота, по-голяма от 1 GHz, по-специално 1, 5 GHz, поради което високопроизводителните и големи радиатори се появиха дори и при потребителски модели.

И тогава стигаме до ерата на многоядрените процесори. Сега не можахме да изпълним само една инструкция във всеки цикъл на часовника, но и две от тях едновременно. Pentium D се състои основно от чип с два Pentium 4, поставени в един и същ пакет. По този начин, концепцията за FSB (Front-Side Bus) също беше изобретена, което служи на CPU да комуникира с чипсета или северния мост, сега също използван за комуникация и на двете ядра.

След двете, четирите ядра пристигнаха през 2006 г. под LGA 775 гнездото, много по-актуално и че дори можем да видим все още на някои компютри. Всички те вече са приели 64-битова x86 архитектура за четирите си ядра с производствен процес, започващ от 65 nm и след това 45 nm.

Тогава стигаме до наши дни, където гигантът прие нова номенклатура за своите многожилни и многопоточни процесори. След Core 2 Duo и Core 2 Quad, новата архитектура Nehalem беше приета през 2008 г., където процесорите бяха разделени на i3 (ниска производителност), i5 (среден клас) и i7 (процесори с висока производителност).

От тук нататък ядрата и кеш паметта използваха BSB (Back-Side Bus) или задна шина за комуникация, а също и DDR3 контролерът на паметта беше въведен вътре в самия чип. Предната странична шина също е еволюирала до стандарта PCI Express, способен да осигурява двупосочен поток от данни между периферни устройства и разширителни карти и процесори.

Второто поколение Intel Core прие името Sandy Bridge през 2011 г. с 32nm производствен процес и брой от 2, 4 и до 6 ядра. Тези процесори поддържат многопоточни технологии HyperThreading и динамично увеличаване на честотата на Turbo Boost в зависимост от обхвата на процесорите на пазара. Всички тези процесори имат интегрирана графика и поддържат 1600 MHz DDR3 RAM.

Малко след това през 2012 г. беше представено 3-то поколение, наречено Ivy Bridge, което намалява размера на транзисторите до 22 nm. Те не само намаляха, но станаха 3D или Tri-Gate, които намалиха потреблението с до 50% в сравнение с предишните, давайки същата производителност. Този процесор предлага поддръжка за PCI Express 3.0 и е монтиран на LGA 1155 гнезда за обхвата на работния плот и 2011 г. за гамата Workstation.

Четвъртото и петото поколение се наричат ​​съответно Хасуел и Бродуел и не са били точно революция от предишното поколение. Haswells сподели производствен процес с Ivy bridge и DDR3 RAM. Да, поддръжката на Thunderbolt беше въведена и беше направен нов дизайн на кеш. Бяха представени и процесори с до 8 ядра. Socket 1150 продължи да се използва и 2011 г., въпреки че тези процесори не са съвместими с предишното поколение. Що се отнася до Broadwells, те бяха първите процесори, които паднаха на 14 nm и в този случай бяха съвместими с LGA 1150 гнездото на Haswell.

Ние стигаме до края на 6-то и седмо поколение на Intel, наречени Skylake и Kaby Lake с 14 nm производствен процес и приемаме нов съвместим LGA 1151 гнездо за двете поколения. В тези две архитектури вече беше предложена поддръжка за DDR4, шината DMI 3.0 и Thunderbol 3.0. По същия начин интегрираната графика е нараснала, като е съвместима с DirectX 12 и OpenGL 4.6 и 4K @ 60 Hz резолюция. Междувременно Kaby Lake пристигна през 2017 г. с подобрения в тактовите честоти на процесорите и поддръжка за USB 3.1 Gen2 и HDCP 2.2.

Еволюция на AMD процесори

Друг от производителите, които сме длъжни да знаем, е AMD (Advanced Micro Devices), вечният конкурент на Intel и почти винаги изостава от първия, докато днес Ryzen 3000 пристигна . Но ей, това е друг Ще видим по-късно, така че нека да прегледаме малко историята на AMD процесорите.

• Пристигнаха AMD 9080 и AMD 386 AMD K5, K6 и K7 AMD K8 и Athlon 64 X2 AMD Phenom AMD Llano и Bulldozer AMD Ryzen

Пътуването на AMD основно започва с този процесор, който не е нищо повече от копие на Intel 8080. Всъщност производителят подписа договор с Intel, за да може да произвежда процесори с x86 архитектура, собственост на Intel. Следващият скок беше AMD 29K, който предложи графични дискове и EPROM спомени за своите творения. Но скоро след това AMD решава да се конкурира директно с Intel, като предлага съвместими процесори помежду си за лични компютри и сървъри.

Но разбира се, това споразумение за създаване на „копия“ на процесори на Intel започна да е проблем веднага щом AMD се превърна в истинска конкуренция от Intel. След няколко правни спора, спечелени от AMD, договорът беше развален с Intel 386 и вече знаем причината Intel да бъде преименувана на Pentium, като по този начин регистрира патента.

Оттук AMD нямаше друг избор, освен да създаде процесори напълно независимо и това да не са просто копия. Забавното е, че първият самостоятелен процесор на AMD беше Am386, който очевидно се бори с 80386 на Intel.

Сега да, AMD започна да намира собствен път в тази технологична война с процесори, произведени от него от нулата. Всъщност, това беше с K7, когато съвместимостта между двамата производители изчезна и вследствие на това AMD създаде свои платки и собствен сокет, наречен Socket A. В него през 2003 г. бяха инсталирани новите AMD Athlon и Athlon XP.

AMD беше първият производител, приложил 64-битовото разширение към настолен процесор, да, преди Intel. Погледнете местоназначението, което сега ще бъде Intel да приеме или копира разширението x64 в AMD за своите процесори.

Това обаче не спира дотук, тъй като AMD също успя да пусне на пазара двуядрен процесор преди Intel през 2005 г. Синият гигант, разбира се, му отговори с Core 2 Duo, който видяхме и преди, и оттук ръководството на AMD приключва.

AMD изостава поради драматичния скок в работата на многоядрените процесори на Intel и се опита да го противодейства чрез препроектиране на архитектурата на K8. Всъщност Phenom II, пуснат през 2010 г., имаше до 6 ядра, но и това не би било достатъчно за отпуснат Intel. Този процесор имаше 45 nm транзистори и първоначално бяха монтирани на гнездо AM2 +, а по-късно и на AM3 гнездо, за да предложат съвместимост с DDR3 памет.

AMD купи ATI - компанията, която до този момент беше пряк конкурент на Nvidia за 3D графични карти. Всъщност производителят се възползва от това технологично предимство, за да внедри процесори с интегриран графичен процесор, много по-мощен, отколкото Intel със своя Westmere. AMD Llano бяха тези процесори, базирани на архитектурата на K8L от предишния Phenom и разбира се със същите ограничения.

Поради тази причина AMD преработи архитектурата си в новите Булдозери, въпреки че резултатите бяха доста лоши в сравнение с Intel Core. Наличието на повече от 4 ядра не беше от полза, тъй като софтуерът от онова време все още беше много зелен в своето многопоточно управление. Те използваха 32 nm производствен процес с общи L1 и L2 кеш ресурси.

След провала на AMD с предишната архитектура, Джим Келър, създателят на архитектурата K8, отново направи революция на марката с така наречената архитектура Zen или Summit Ridge. Транзисторите паднаха до 14 nm, също като Intel, и те станаха много по-мощни и с по-висок ICP от слабите булдозери.

Някои от най-идентифициращите технологии на тези нови процесори бяха: AMD Precision Boost, който автоматично увеличава напрежението и честотата на процесорите. Или XFR технология, при която всички Ryzen са овърклокирани с отключен множител. Тези процесори започнаха да се монтират на PGA AM4 гнездото, което продължава и днес.

Всъщност еволюцията на тази Zen архитектура беше Zen +, в която AMD напредна Intel чрез внедряване на 12nm транзистори. Тези процесори повишиха работата си с по-високи честоти при по-ниска консумация. Благодарение на вътрешната шина Infinity Fabric, латентността между транзакции с процесор и оперативна памет е драстично подобрена, за да се конкурира почти главата на главата с Intel.

Текущи процесори на Intel и AMD

След това стигаме до наши дни, за да се съсредоточим върху архитектурите, над които работят и двамата производители. Не казваме, че е задължително да се закупи един от тях, но те със сигурност са настоящето, а също и близкото бъдеще на всеки потребител, който иска да монтира актуализиран компютър за игри.

Intel Coffee Lake и влизане в 10 nm

В момента Intel е в 9-то поколение процесори за настолни компютри, лаптопи и работни станции. Както 8-мото (Coffee Lake), така и 9-ото поколение (Coffee Lake Refresh) продължават с 14nm транзистори и LGA 1151 гнездо, въпреки че не са съвместими с предишните поколения.

Това поколение основно увеличава броя на ядрото с 2 за всяко семейство, като сега има 4-ядрен i3 вместо 2, 6-ядрен i5 и 8-ядрен i7. Броят на лентите PCIe 3.0 нараства до 24, като поддържа до 6 3.1 порта и също 128GB DDR4 RAM. Технологията HyperThreading е активирана само при i9-деноминирани процесори като високоефективни 8-ядрени, 16-нишкови процесори и процесори за преносими компютри.

В това поколение има и Intel Pentium Gold G5000, ориентиран към мултимедийни станции с 2 ядра и 4 нишки, и Intel Celeron, най-основният с двойни ядра и за MiniPC и мултимедия. Всички процесори от това поколение имат интегрирана UHD 630 графика, с изключение на F-деноминацията в тяхната номенклатура.

По отношение на десетото поколение има малко потвърждения, въпреки че се очаква новите ледни процесори да дойдат със своите спецификации за лаптопи, а не с тези за настолни компютри. Данните казват, че CPI на ядро ​​ще бъде увеличен с до 18% в сравнение със Skylake. Ще има общо 6 нови подмножества от инструкции и те ще са съвместими с AI и техниките за задълбочено обучение. Интегрираният графичен процесор също нива до 11-то поколение и е в състояние да предава съдържание в 4K @ 120Hz. Накрая ще имаме интегрирана поддръжка с Wi-Fi 6 и RAM памет до 3200 MHz.

AMD Ryzen 3000 и вече планираната архитектура Zen 3

AMD пусна през тази 2019 архитектурата Zen 2 или Matisse и има не само напреднал Intel в производствения процес, но и в чисто изпълнение на своите настолни процесори. Новите Ryzen са изградени на 7nm TSMC транзистори и наброяват от 4 Ryzen 3 ядра до 16 Ryzen 9 9350X ядра. Всички те прилагат многопоточна технология AMD SMT и отключват своя множител. Наскоро беше пусната актуализацията на BIOS за BIES на AGESA 1.0.0.3, за да коригира проблемите, които тези процесори трябва да достигнат максималната си честота на запасите.

Иновациите им не само пристигат тук, тъй като поддържат новия PCI Express 4.0 и Wi-Fi 6 стандарт, като са процесори с до 24 PCIe платна. Средното увеличение на ICP над Zen + е 13% благодарение на по-високата базова честота и подобренията в шината Infinty Fabric. Тази архитектура се основава на чиплети или физически блокове, в които има 8 ядра на единица, заедно с друг модул, винаги присъстващ за контролера на паметта. По този начин производителят деактивира или активира определен брой ядра, за да образува различните му модели.

През 2020 г. се планира актуализация на Zen 3 в неговите процесори Ryzen, с които производителят иска да подобри ефективността и производителността на своя AMD Ryzen. Твърди се, че дизайнът на неговата архитектура вече е завършен и остава само да даде зелена светлина за започване на производствения процес.

Те ще се базират отново на 7nm, но ще позволят до 20% повече плътност на транзистора от сегашните чипове. Линията EPYC на WorkStation процесори ще бъде първата, която ще се работи с процесори, които могат да имат 64 ядра и 128 нишки за обработка.

Части, които трябва да знаем за процесор

След този празник на информация, който оставяме като незадължителен прочит и като основа, за да знаем къде се намираме днес, е време да се впуснем в повече подробности за концепциите, които би трябвало да знаем за процесор.

Първо ще се опитаме да обясним на потребителя най-важната структура и елементи на процесора. Това ще бъде всеки ден за потребител, който се интересува да знае малко повече за този хардуер.

Ядрата на процесор

Ядрата са образуванията за обработка на информация. Тези елементи, формирани от основните елементи на x86 архитектурата, като контролния блок (UC), инструкцията декодер (DI), аритметичната единица (ALU), единицата с плаваща точка (FPU) и стека с инструкции (PI), Всяко едно от тези ядра е съставено от абсолютно същите вътрешни компоненти и всяко от тях е в състояние да извърши операция във всеки цикъл на инструкции. Този цикъл измерва честотата или Hertz (Hz), колкото повече Hz, толкова повече инструкции могат да се правят в секунда и колкото повече ядра, толкова повече операции могат да се извършват едновременно.

Днес производители като AMD прилагат тези ядра в силиконови блокове, Chiplets или CCX по модулен начин. С тази система се постига по-добра мащабируемост при изграждането на процесор, тъй като става въпрос за поставяне на чиплети, докато се достигне желаното число, с 8 ядра за всеки елемент. Освен това е възможно да се активира или деактивира всяко ядро, за да се постигне желаното количество. Междувременно Intel все още пълни всички ядра в един единствен силиций.

Грешно ли е да активирате всички процесорни ядра? Препоръки и как да ги деактивирате

Turbo Boost и Precision Boost Overdrive

Те са системите, които използват Intel и AMD съответно, за да контролират активно и интелигентно напрежението на своите процесори. Това им позволява да увеличат честотата на работа, когато сякаш става въпрос за автоматично овърклок, така че процесорът да се представя по-добре, когато се сблъсква с голям товар от задачи.

Тази система помага да се подобри топлинната ефективност и консумацията на текущите процесори или да може да променя честотата им, когато е необходимо.

Обработка на нишки

Но разбира се, ние имаме не само ядра, има и нишки за обработка. Обикновено ще ги видим представени в спецификациите като X Cores / X Threads или директно XC / X T. Например, Intel Core i9-9900K има 8C / 16T, докато i5 9400 има 6C / 6T.

Терминът Thread идва от Subprocess и не е нещо, което физически е част от процесора, а функционалността му е чисто логична и се извършва чрез набор от инструкции на въпросния процесор.

Тя може да бъде дефинирана като поток от данни за управление на програма (програмата е съставена от инструкции или процеси), което позволява да се управляват задачите на процесор, като ги разделя на по-малки части, наречени нишки. Това е за оптимизиране на времето за изчакване за всяка инструкция в опашката на процеса.

Нека да го разберем така: има задачи, по-трудни от другите, така че на ядрото ще е необходимо повече или по-малко време, за да изпълни задача. С нишки това, което се прави, е да разделим тази задача на нещо по-просто, така че всяко парче да бъде обработено от първото свободно ядро, което намерим. Резултатът е непрекъснато да държите ядрата заети, така че да няма престой.

Какви са нишките на процесора? Разлики с ядра

Многопоточни технологии

Защо виждаме в някои случаи, че има същия брой ядра, колкото има нишки, а в други не? Е, това се дължи на многопоточните технологии, които производителите са внедрили в своите процесори.

Когато един процесор има два пъти повече нишки от ядра, тази технология се прилага в него. По същество това е начинът на изпълнение на концепцията, която видяхме и преди, разделяне на ядро ​​на две нишки или "логически ядра" за разделяне на задачите. Това разделяне винаги се прави на две нишки на ядро и не повече, да кажем, че това е текущото ограничение, с което програмите могат да работят.

Технологията на Intel се нарича HyperThreading, докато AMD се нарича SMT (едновременно многопоточно четене). За практически цели и двете технологии работят еднакво и в нашия екип можем да ги разглеждаме като истински ядра, например ако направим снимка. Процесор със същата скорост е по-бърз, ако има 8 физически ядра, отколкото ако имаше 8 логически.

Какво е HyperThreading? Повече подробности

Важен ли е кешът?

Всъщност той е вторият по важност елемент на процесор. Кеш паметта е много по-бърза памет от RAM паметта и е интегрирана директно в процесора. Докато 3600 MHz DDR4 RAM може да достигне 50 000 MB / s при четене, L3 кеш може да достигне 570 GB / s, L2 при 790 GB / s и L1 при 1600 GB / s. Напълно безумни цифри, записани в невито на Ryzen 3000.

Тази памет е тип SRAM (Static RAM), бърза и скъпа, докато тази, използвана в RAM е DRAM (Dynamic RAM), бавна и евтина, защото постоянно се нуждае от сигнал за опресняване. В кеша се съхраняват данните, които ще бъдат използвани незабавно от процесора, като по този начин се елиминира изчакването, ако вземем данните от оперативната памет и оптимизираме времето за обработка. И в процесорите AMD и Intel има три нива на кеш памет:

• L1: Тя е най-близката до процесорните ядра, най-малката и най-бързата. С латентности по-малки от 1 ns, тази памет в момента е разделена на две, L1I (инструкции) и L1D (данни). Както в 9-то поколение Intel Core, така и Ryzen 3000, те са по 32 KB за всеки случай и всяко ядро ​​има свои собствени. L2: L2 е следващ, с латентности около 3 ns, той също се определя независимо на всяко ядро. Процесорите на Intel имат 256 KB, докато Ryzen 512 KB. L3: Това е най-голямата памет от трите и се разпределя в споделена форма в ядрата, обикновено в групи от 4 ядра.

Северният мост сега вътре в процесорите

Северният мост на процесор или дънна платка има функцията за свързване на RAM памет към процесора. В момента и двамата производители прилагат този контролер на паметта или PCH (Platform Conroller Hub) в самия процесор, например, в отделен силиций, както се случва в процесора на базата на чиплети.

Това е начин за значително увеличаване на скоростта на информационните транзакции и за опростяване на съществуващите автобуси на дънните платки, оставайки само с южния мост, който се нарича чипсет. Този чипсет е посветен на маршрутизиране на данни от твърди дискове, периферни устройства и някои PCIe слотове. Съвременните настолни и лаптоп процесори са в състояние да маршрутизират до 128 GB Dual Channel RAM при честота на 3200MHz роден (4800MHz с JEDEC профили с активиран XMP). Тази шина се разделя на две:

• Шина за данни: тя носи данните и инструкциите на програмите. Адресна шина: адресите на клетките, където се съхраняват данните, циркулират през нея.

В допълнение към самия контролер на паметта, ядрата също трябва да използват друга шина за комуникация помежду си и с кеш паметта, която се нарича BSB или Back-Side Bus. Тази, която AMD използва в своята архитектура Zen 2, се нарича Infinity Fabric, който е способен да работи на 5100 MHz, докато Intel се нарича Intel Ring Bus.

Какво е кеш L1, L2 и L3 и как работи?

IGP или интегрирана графика

Друг елемент, който зарежда доста важен, не толкова в процесорите, ориентирани към игрите, колкото в по-малко мощните, са интегрираната графика. Повечето съществуващи днес процесори имат редица ядра, предназначени да работят изключително с графика и текстури. Или Intel, AMD и други производители като Qualcomm със своя Adreno за смартфон, или Realtek за Smart TV и NAS имат такива ядра. Ние наричаме този тип процесори APU (ускорен процесор)

Причината е проста - да отделите тази упорита работа от останалите типични задачи на програмата, тъй като те са много по-тежки и по-бавни, ако шина с по-голям капацитет, например, 128 бита, не се използва в APU. Подобно на нормалните ядра, те могат да бъдат измерени в количество и в честотата, с която работят. Но те имат и друг компонент като затъмняващите единици. И други мерки като TMU (текстуриращи единици) и ROPs (рендериращи единици). Всички те ще ни помогнат да идентифицираме графичната сила на комплекта.

В момента използваните IGP от Intel и AMD са следните:

• AMD Radeon RX Vega 11: Това е най-мощната и използвана спецификация в 1 и 2 поколение процесори Ryzen 5 2400 и 3400. Те са общо 11 ядра Raven Ridge с GNC 5.0 архитектура, работещи на максимум 1400 MHz.Имат максимум 704 шейдерни единици, 44 TMU и 8 ROP. AMD Radeon Vega 8: Това е по-ниската спецификация от предишните, с 8 ядра и работеща на честота 1100 MHz с 512 засенчващи единици, 32 TMU и 8 ROP. Монтират ги на Ryzen 3 2200 и 3200. Intel Iris Plus 655: тези интегрирани графики са реализирани в процесорите на Intel Core 8-мо поколение от U диапазон (с ниска консумация) за лаптопи и могат да достигнат 1150 MHz, с 384 засенчващи единици, 48 TMU и 6 ROP. Изпълнението му е подобно на предишните. Intel UHD Graphic 630/620 - Това са графиките, вградени във всички процесорни процесори за 8 и 9 поколение, които не носят F от името си. Те са с по-ниска графика от Vega 11, които изобразяват на 1200 MHz, със 192 засенчващи единици, 24 TMU и 3 ROP.

Гнездото на процесор

Сега излизаме от това какви са компонентите на процесора, за да видим къде трябва да го свържем. Очевидно е сокетът, голям конектор, разположен на дънната платка и снабден със стотици пинове, които ще осъществят контакт с процесора, за да прехвърлят захранването и данните за обработка.

Както обикновено, всеки производител има свои собствени контакти и те също могат да бъдат от различни видове:

• LGA: Land Grid Array, който има щифтове, инсталирани директно в гнездото на платката, а процесорът има само плоските контакти. Той позволява по-висока плътност на връзката и се използва от Intel. Настоящите гнезда са LGA 1151 за настолни процесори и LGA 2066 за процесори, ориентирани към Workstation. Използва се и от AMD за своите резбовани резби, деноминирани в TR4. PGA: Pin Grid Array, точно обратното, сега пиновете са на самия процесор и гнездото има дупки. Тя все още се използва от AMD за целия си десктоп Ryzen с името BGA: Ball Grid Array, в основата си това е гнездо, в което процесорът е директно споен. Използва се в лаптопи от ново поколение, както от AMD, така и от Intel.

Радиатори и IHS

IHS (Integrated Heat Spreader) е пакетът, който има процесор в горната част. По същество това е квадратна плоча, вградена в алуминий, която е залепена към основата или PCB на процесора и от своя страна към DIE или вътрешния силиций. Неговата функция е да предава топлина от тях към радиатора, а също и да действа като защитен капак. Те могат да бъдат заварени директно към DIE или залепени с термична паста.

Процесорите са елементи, които работят с много висока честота, така че те ще се нуждаят от радиатор, който улавя топлината и го изхвърля в околната среда с помощта на един или два вентилатора. Повечето процесори се предлагат с повече или по-малко лоша мивка на запасите, въпреки че най-добрите са от AMD. Всъщност имаме модели, базирани на производителността на процесора:

• Wrait Stealth: най-малкият, макар и все още по-голям от Intel, за Ryzen 3 и 5 без деноминация X Intel: той няма име и е малък алуминиев радиатор с много шумен вентилатор, който се предлага почти във всичките му процесори, с изключение на i9. Този радиатор остава непроменен след Core 2 Duo. Wraith Spire - среден, с по-висок алуминиев блок и 85 мм вентилатор. За Ryzen 5 и 7 с обозначение X. Wrait Prism: Превъзходният модел, който включва блок от две нива и медни топлинни тръби за повишаване на производителността. Доставя се от Ryzen 7 2700X и 9 3900X и 3950X. Wraith Ripper: Това е кула мивка, направена от Cooler Master за резби.

Радиатор на радиатора: Какви са те? Съвети и препоръки

В допълнение към тях има много производители, които имат свои собствени модели, съвместими с контактите, които сме виждали. По подобен начин имаме системи за течно охлаждане, които предлагат превъзходни характеристики на радиаторите на кулата. За процесори от висок клас препоръчваме да използвате една от тези 240 мм (два вентилатора) или 360 мм (три вентилатора) системи.

Най-важните понятия на процесора

Сега нека видим и други понятия, свързани с процесора, които ще бъдат важни за потребителя. Не става въпрос за вътрешна структура, а за технологии или процедури, които се извършват в тях, за да се измери или подобри тяхната ефективност.

Как да се измери ефективността: какво е еталон

Когато купуваме нов процесор, винаги обичаме да виждаме колко далеч може да стигне и да можем да го купуваме с други процесори или дори с други потребители. Тези тестове се наричат ​​бенчмарки и представляват стрес тестове, на които един процесор е подложен, за да даде определен резултат въз основа на неговата производителност.

Има програми като Cinebench (рендеринг резултат), wPrime (време за изпълнение на дадена задача), дизайнерската програма Blender (време на рендериране), 3DMark (игрова ефективност) и т.н., които са отговорни за извършването на тези тестове, така че да можем да ги сравним с други процесори чрез списък, публикуван в мрежата. Почти всички те дават своя собствена оценка, изчислена с помощта на фактори, които има само тази програма, така че не можахме да си купим оценка на Cinebench с 3DMark резултат.

Температурите винаги са под контрол, за да се избегне термично дроселиране

Съществуват и концепции, свързани с температурите, с които всеки потребител трябва да бъде запознат, особено ако разполага със скъп и мощен процесор. В интернет има много програми, способни да измерват температурата не само на процесора, но и на много други компоненти, които са снабдени със сензори. Силно препоръчителен ще бъде HWiNFO.

Свързана с температурата ще бъде термичното дроселиране. Автоматичната система за защита е, че процесорите трябва да намалят подаденото напрежение и мощност, когато температурите достигнат максимално допустимите си стойности. По този начин понижаваме работната честота, а също и температурата, стабилизирайки чипа, за да не изгори.

Но и самите производители предлагат данни за температурите на техните процесори, така че можем да намерим някои от тях:

• TjMax: Този термин се отнася до максималната температура, която процесорът може да издържи в своята матрица, тоест в своите ядра за обработка. Когато процесорът се приближи до тези температури, той автоматично ще заобиколи горепосочената защита, което ще намали напрежението и мощността на процесора. Температура на Tdie, Tjunction или Junction: Тази температура се измерва в реално време чрез сензори, поставени вътре в ядрата. Тя никога няма да надмине TjMax, тъй като системата за защита ще действа по-скоро. TCase: това е температурата, която се измерва в IHS на процесора, тоест в капсулирането му, която винаги ще бъде различна от тази, която е маркирана в основен CPU пакет: тя е средна от температурата на Tunion на всички ядра на процесорът

Delidding

Delid или delidding е практика, която се провежда за подобряване на температурите на процесора. Той се състои в премахване на IHS от процесора, за да се изложи различните инсталирани силиций. И ако не е възможно да го премахнете, защото е заварен, ще полираме повърхността му до максимум. Това се прави, за да се подобри максимално топлопредаването чрез директно поставяне на течна метална термична паста върху тези DIE и поставяне на радиатора отгоре.

Какво печелим от това? Добре елиминираме или вземаме до минималния си израз допълнителната дебелина, която ни дава IHS, така че топлината да преминава директно към радиатора без междинни стъпки. И пастата, и IHS са елементи с устойчивост на топлина, така че като ги премахнем и поставим течен метал, бихме могли да понижим температурите до 20 ° C с овърклок. В някои случаи това не е лесна задача, тъй като IHS е заварен директно към DIE, така че няма друг вариант освен да го шлифовате вместо да го свалите.

Следващото ниво на това би било поставянето на система за охлаждане с течен азот, запазена само за лабораторни настройки. Въпреки че разбира се, винаги можем да създадем нашата система с хладилник, който съдържа хелий или производни.

Овърклок и подценяване на процесора

Тясно свързано с горното е овърклок, техника, при която напрежението на процесора се увеличава и множителят се модифицира, за да увеличи работната си честота. Но не говорим за честоти, които влизат в спецификациите като турбо режим, а регистри, които надвишават установените от производителя. За никого не се губи, че това е риск за стабилността и целостта на процесора.

За да овърклокът, първо се нуждаем от процесор с отключен множител, а след това дънна платка с чипсет, която позволява този тип действия. Всички AMD Ryzen са податливи на овърклок, както и процесорите Intel, деноминирани с K. По подобен начин, чипсетите AMD B450, X470 и X570 поддържат тази практика, както и серията Intel X и Z.

Овърклок може да се направи и чрез увеличаване на честотата на базовия часовник или BCLK. Това е основният часовник на дънната платка, който контролира практически всички компоненти, като CPU, RAM, PCIe и Chipset. Ако увеличим този часовник, ние увеличаваме честотата на други компоненти, които дори имат заключен множител, въпреки че носи още повече рискове и е много нестабилен метод.

Подсилването, от друга страна, е точно обратното, понижаването на напрежението, за да се предотврати термичното дроселиране на процесора. Това е практика, използвана на лаптопи или графични карти с неефективни системи за охлаждане.

Най-добрите процесори за десктоп, игри и Workstation

В тази статия не може да липсва препратка към нашето ръководство с най-добрите процесори на пазара. В него поставяме моделите Intel и AMD, които считаме за най-добри в различните съществуващи диапазони. Не само игри, но и мултимедийно оборудване и дори Workstation. Винаги го поддържаме актуализиран и с директни връзки за покупка.

Заключение за процесора

Не можете да се оплаквате, че тази статия не научава нищо, тъй като ние прегледахме историята на двата основни производителя и техните архитектури съвсем напълно. Освен това разгледахме различните части на процесора, които са от съществено значение за познаването им отвън и отвътре, заедно с някои важни понятия и често използвани от общността.

Каним ви да добавите в коментарите други важни понятия, които сме пренебрегнали и които смятате за важни за тази статия. Винаги се опитваме да подобрим доколкото е възможно тези статии от особено значение за общността, която се стартира.