Типове и скорости на процесора

Микропроцесорът е компонентът на персоналния компютър, който извършва реалната обработка на данните. Това е централен процесор (CPU), който се вписва в микрочип и има много сложна комутационна схема, която изпълнява прости инструкции много бързо.

Пакетът с интегрална схема на микропроцесора съдържа силиконов чип, който съдържа милиони транзистори и други компоненти, изработени от този материал. Тъй като транзисторите на чипа са много малки, дори малко количество ток с високо напрежение (като статично електричество) може да унищожи чип.

Поради тази причина всички мащабни интегрални схеми трябва да се обработват по начин, който свежда до минимум възможността за статичен токов удар.

С толкова много вериги, съхранявани в толкова малка зона, микрочипите произвеждат много топлина и се нуждаят от охлаждащи системи, за да не се прегрява чипът. В компютърните дънни платки чипът на процесора е покрит от голям, решен метален радиатор, който позволява на въздушния поток от охлаждащите вентилатори да отвежда топлината.

Като цяло можем да кажем, че микропроцесорът е процесор, интегриран в малък силиконов чип, който се състои от хиляди малки компоненти като диоди, транзистори и резистори, които работят заедно.

Типове процесори

Както Intel, така и AMD произвеждат процесори за различни системи. Intel произвежда процесорните фамилии Core, Pentium, Atom и Celeron за настолни компютри, докато от другата страна намираме процесори AMD Athlon, Sempron и Ryzen.

Всеки процесор, произведен от Intel или AMD, има специфични функции и доставя специфични системи, като компютри или работни станции в офис. Всеки процесор се адаптира към конкретен компютър, независимо дали е сглобен, изграден от нулата или актуализиран.

Процесорът, който най-често се използва в персонални компютри, е направен от Intel. Тъй като IBM избра чипа Intel 8088 за оригиналния IBM PC, повечето PC клонове са използвали някой от процесорите от серията Intel.

Първоначално компютрите на Macintosh на Apple са използвали микропроцесори от серията Motorola 68000. Но процесорите на Motorola използват различен набор от инструкции от процесорите на Intel, така че не е лесно да стартирате компютърен софтуер на Mac и обратно (но прехвърлянето на файлове с данни не е проблем.)

Различните видове микропроцесори са обяснени по-долу.

8085 микропроцесор

Изображение чрез Wikipedia

Микропроцесорът 8085 е проектиран от Intel през 1977 г. с помощта на технологията NMOS.

Конфигурациите на този микропроцесор са 8-битовата шина за данни, 16-битовата адресна шина, която може да адресира до 64 kb, 16-битов брояч и указател на стека (SP). Шест битовите регистри са подредени в двойката BC, DE и HL. Микропроцесорът 8085 изисква захранване от 5 волта.

8086 микропроцесор

Изображение чрез wikipedia

Този микропроцесор е проектиран и от Intel. Това е 16-битов процесор с 20 адресни шини и 16 линии за данни с 1MB съхранение. Микропроцесорът 8086 се състои от мощен набор от инструкции, позволяващи операции като умножение и деление да се извършват лесно.

Микропроцесорът 8086 има два режима на работа, които са максималният и минималният режим на работа. Максималният режим на работа се използва за системата, която има множество процесори. Минималният режим на работа се използва за системата, която има един процесор. Характеристиките на този микропроцесор са обяснени по-долу.

Характеристики на микропроцесора 8086

Най-важните характеристики на микропроцесора са следните:

За да се подобри работата на този микропроцесор, има два процеса в тръбите, които са във фаза на получаване и изпълнение на инструкции. Цикълът за извличане може да прехвърля данните в 6 байта инструкции и да се съхранява в един ред. Етапът на изпълнение е отговорен за стартиране на инструкции.Микропроцесорът 8086 се състои от 2900 транзистора и има 256 векторизирани прекъсвания.

Тактова скорост в микропроцесор

Тактовата скорост се измерва в единици цикли в секунда, което се нарича Херц (Hz). Компютърните платки и процесори работят със скорости от милиони и милиарди херца, мегагерци (MHz) и гигагерци (GHz).

Процесорите Intel и AMD използват различни вътрешни дизайни, така че сравняването например на 2.4 GHz AMD процесор с AMD процесор от 3.0 GHz показва, че AMD процесорът от 3.0 GHz работи по-бързо; Но сравняването на два 2.4GHz процесора, направени от AMD и Intel, не определя кой от тях работи по-бързо.

За да работи, процесорът разделя задача на няколко етапа. Обикновено процесорите на Intel изпълняват повече етапи и следователно вършат повече работа и отнемат повече време от процесорите AMD за изпълнение на задачите.

Цифровите чипове на дънната платка се поддържат синхронно един с друг чрез тактовия сигнал (последователност от импулси) на дънната платка.

Можете да мислите за това като "сърцебиене" на компютъра. Колкото по-бързо часовникът тиктака, толкова по-бързо ще работи компютърът; но часовникът не може да работи по-бързо от скоростта на чиповете, тъй като в този случай те ще се провалят.

С подобряването на технологията за чипове, скоростта, с която могат да работят чипове, се ускори. Процесорът работи по-бързо от останалата част на дънната платка (която се синхронизира с част от скоростта на процесора).

Ускорете скоростта

Въпреки това, когато търсите пазара на процесор, има списък с неща, които трябва да вземете предвид. Традиционно единственото нещо, което повечето потребители виждат, е пълната му мощност от гигагерци.

Много от тези хора вероятно дори не знаят какво означава (това е броят на тактовите цикли, които процесорът завършва за секунда, в милиарди), но е лесно да се сравни.

Последните няколко години донесоха допълнителна функция: скоростта на усилване. Повечето графични и обработващи единици вече имат тактова честота и "увеличаване на скоростта". Intel нарича това Turbo Boost; AMD го нарича Boost Clock.

Тази нова микропроцесорна технология автоматично подобрява производителността, увеличавайки скоростта на сърцевините, като по този начин постига по-добра ефективност.

Микропроцесорна класификация

По принцип се приемат 5 класификации на микропроцесорите:

CISC

Поръчките могат да се изпълняват заедно с други дейности на ниско ниво. Основно изпълнява задачата за качване, изтегляне и възстановяване на данни от и от картата с памет. Освен това прави и сложни математически изчисления в рамките на една команда.

Този процесор е проектиран да сведе до минимум броя инструкции на програма и да игнорира броя цикли на инструкциите. Компилаторът се използва за превод на език на високо ниво в езика на ниво сглобяване, тъй като дължината на кода е сравнително къса и допълнителна RAM се използва за съхраняване на инструкциите.

CISC процесорна архитектура

Той е предназначен да понижи цената на паметта, тъй като в големите програми се изисква повече място за съхранение, което води до по-висок разход на памет. За да надвишите този брой инструкции за програма, можете да намалите броя на инструкциите, като интегрирате операциите в една инструкция.

Функции на процесора CISC

Този процесор се състои от различни режими на адресиране:

Той има голям брой инструкции За изпълнение на инструкция са необходими няколко цикъла Логиката на кодиране на инструкциите е сложна Множество режими на адресиране, когато се изисква инструкция

RISC

RISC е кратък за Компютър с намалена инструкция и е предназначен да намали времето за изпълнение чрез опростяване на набора от инструкции на компютъра.

Тези видове чипове се произвеждат въз основа на функцията, при която микропроцесорът може да изпълнява малки задачи в рамките на определена команда. По този начин попълнете повече команди с по-бърза скорост.

В микропроцесора всеки набор от инструкции изисква само един часовник цикъл, за да реализира резултата при еднакво изпълнение. Следователно, тя намалява ефективността на повече реда код, така че изисква допълнителна RAM памет, за да съхранява инструкциите. Компилаторът се използва за преобразуване на езикови инструкции на високо ниво в компютърен език.

Архитектура на RISC процесори

Този тип процесор се използва за високо оптимизирания набор от инструкции, а RISC процесорните приложения са за преносими устройства поради тяхната енергийна ефективност. Характеристиките на този процесор са обяснени по-долу.

Функции на RISC процесора

Някои от основните и важни характеристики на RISC процесора са следните:

В процесора RISC има прости инструкции Състои се от броя на регистрите и по-малко транзистори Инструкциите за зареждане и съхраняване се използват за достъп до мястото на паметта Този процесор има цикъл на изпълнение

суперскаларна

Това е процесор, който копира хардуера в микропроцесора, за да изпълнява няколко задачи наведнъж. Те могат да се използват за аритметика и като множители. Те имат множество операционни единици и затова изпълняват повече от една команда, като постоянно издават много инструкции на излишни операционни единици в процесора.

ASIC

Използва се за конкретни цели, а не за общи цели. В началото ASIC използваха технология за матрица на вратите. Съвременните ASIC често имат 32-битови процесори, Flash, RAM блокове, ROM, EEPROM, както и други видове модули.

DSP (цифров сигнален процесор)

Те се използват за кодиране и декодиране на видеоклипове или за конвертиране на цифрови видеоклипове в аналогови и аналогови в цифрови. Те се нуждаят от микропроцесор, който е отличен в математическите изчисления. Чиповете в този процесор се използват в сонари, радари, аудио оборудване за домашно кино, мобилни телефони и телевизори.

Препоръчваме ви да прочетете Как да изберете процесор бързо и лесно

Компонентите, необходими за този процесор, са програмирана памет, памет за данни, вход / изход и компютърен двигател. Този процесор е предназначен да обработва аналоговия сигнал цифрово. Този процес се извършва на редовни интервали и преобразува напрежението в цифрова форма.

Приложенията на този процесор са производство на звук и музика, обработка на видео сигнали и ускоряване на 2D и 3D графика. Примерът на този процесор е TMS320C40.

Специални процесори

Специални процесори са предназначени за някои специални процесори, а някои от тях са обяснени по-долу.

копроцесор

Той може да се справи с практическата функция много пъти по-бързо от нормалните микропроцесори. Примерът на копроцесора е математическият копроцесор, а някои от тях са 8087, който се използва с 8086; 80287, който се използва с 80286; и 80387, който се използва с 80386.

Входно / изходен процесор

Този процесор ще има собствена локална памет. Използва се за управление на I / O устройства с участието на процесора. Примери за процесор за вход / изход са DMA управление, управление с клавиатура и мишка, управление на графичния дисплей и SCSI порт контрол.

Transputer

Този процесор също има собствена локална памет и също така има връзки за свързване на един преносим компютър към друг за комуникация между процесори.

Транспютърът се използва за системата с един процесор или може да бъде свързан към външни връзки, за да се намалят разходите за изграждане и да се увеличи производителността. Някои примери за този процесор са процесори с плаваща запетая като T800, T805 и T9000.

Важна ли е скоростта?

Всеки фактор е важен и скоростта нямаше да направи по-малко. Но не можем да сравним скоростта (GHz или MHz) между различните архитектури. Грешка е да се приравнява Pentium 4 на 2.8 GHz с Pentium от последните години със същата честота. Еволюционният скок в IPC (инструкции за цикъл) е ненормален.

Най -правилното би било да се класифицира всеки процесор по неговата категория. Също така, можем да намерим случаи, които поради „тесен бюджет“ оборудват вашия компютър с нисък клас процесор и продължават да се дърпат с него, докато не надстроите до по-висок клас.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Процесорите с тази скорост са идеални за основни ежедневни дейности, например: електронна поща, уеб сърфиране, офис пакет и дори голяма ефективност като медии / HTPC центрове. В случая на Pentiums, Ryzen 3 и APU могат да дадат страхотно представяне, играейки в резолюция 720p или 1080, ако са оборудвани с прилична графична карта.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 Quad Core

Този диапазон от скорости е идеално подходящ за сърфиране в интернет, работа с имейли, стартиране на бизнес програми като системи за управление на пациенти и като цяло многозадачност. Тази категория работи добре за средния офис компютър или потребители, които не искат да харчат много пари за своя компютър за игри, но искат да обновят компютъра си в бъдеще.

В момента осмото поколение Intel Core i3 има 4 ядра, които ни дават плюс производителност (в сравнение със седмото поколение) и могат да ни доставят много радости с 3 или 6 GB Nvidia GTX 1050 Ti или GTX 1060. Интересен е и четириядреният AMD Ryzen 5 1400, който работи много добре като 4 × 4 процесор. Докато AMD Ryzen 5 1600 / 1600X са идеални за игри и стрийминг, тъй като не е много трудно да ги овърклок на 3, 9 или 4 GHz.

Intel Core i5 / Intel Core i7 и AMD Ryzen 7

В рамките на основната платформа са горната част на гамата. Ако имате нужда от супер мощен компютър, идеален за игра при най-високите изисквания, за работа със супер мощни бази данни и мултимедийно редактиране, тогава ще трябва да имате високоефективен компютър. Лично 8-то поколение Intel Core i7 и AMD Ryzen 7 серия (с 3, 8 или 4 GHz овърклок) дават брутално представяне за игри и работа.

Без съмнение, те са чудесен вариант за ентусиазирана платформа като Intel Core i9 или AMD Threadripper с много по-голямо количество. С това приключваме нашата статия за всички подробности, които трябва да знаете за процесорите. Сред тях типовете, които съществуват, и скоростите?