Типы и скорости процессора

Микропроцессор является компонентом персонального компьютера, который выполняет фактическую обработку данных. Это центральный процессор (ЦП), который встраивается в микросхему и имеет очень сложную схему переключения, которая очень быстро выполняет простые инструкции.

Микропроцессорная микросхема содержит кремниевый чип, содержащий миллионы транзисторов и других компонентов, изготовленных из этого материала. Поскольку транзисторы чипа очень малы, даже небольшой ток высокого напряжения (например, статическое электричество) может разрушить чип.

По этой причине все крупные интегральные схемы должны обрабатываться таким образом, чтобы свести к минимуму возможность поражения электрическим током.

С таким большим количеством цепей, хранящихся в такой маленькой области, микросхемы производят много тепла и требуют систем охлаждения, чтобы предотвратить перегрев микросхемы. На материнских платах компьютера микросхема ЦП покрыта большим ребристым металлическим радиатором, который позволяет воздушным потокам от охлаждающих вентиляторов отводить тепло.

В целом можно сказать, что микропроцессор - это процессор, встроенный в небольшой кремниевый чип, который состоит из тысяч мелких компонентов, таких как диоды, транзисторы и резисторы, которые работают вместе.

Типы процессоров

И Intel, и AMD производят процессоры для различных систем. Intel производит процессоры семейства Core, Pentium, Atom и Celeron для настольных компьютеров, в то время как с другой стороны мы находим процессоры AMD Athlon, Sempron и Ryzen.

Каждый процессор производства Intel или AMD имеет определенные функции и поставляет определенные системы, такие как ПК или рабочие станции в офисе. Каждый процессор адаптируется к конкретному компьютеру, будь то сборка, сборка с нуля или обновление.

Процессор, наиболее часто используемый в ПК, сделан Intel. Поскольку IBM выбрала чип Intel 8088 для исходного ПК IBM, большинство клонов ПК использовали любой из процессоров серии Intel.

В компьютерах Apple Macintosh изначально использовались микропроцессоры серии Motorola 68000. Но процессоры Motorola используют другой набор инструкций, чем процессоры Intel, поэтому запуск программного обеспечения для ПК на Mac не так прост и наоборот (но передача файлов данных не проблема.)

Различные типы микропроцессоров описаны ниже.

8085 микропроцессор

Изображение через Википедию

Микропроцессор 8085 был разработан Intel в 1977 году с помощью технологии NMOS.

Конфигурации этого микропроцессора: 8-битная шина данных, 16-битная адресная шина, которая может адресовать до 64 КБ, 16-битный счетчик и указатель стека (SP). Шестибитовые регистры расположены в паре BC, DE и HL. Микропроцессор 8085 требует 5-вольтового источника питания.

8086 микропроцессор

Изображение через википедию

Этот микропроцессор также был разработан Intel. Это 16-разрядный процессор с 20 адресными шинами и 16 линиями данных с объемом памяти 1 МБ. Микропроцессор 8086 состоит из мощного набора инструкций, позволяющих легко выполнять такие операции, как умножение и деление.

Микропроцессор 8086 имеет два режима работы: максимальный и минимальный. Максимальный режим работы используется для системы с несколькими процессорами. Минимальный режим работы используется для системы с одним процессором. Характеристики этого микропроцессора описаны ниже.

Особенности микропроцессора 8086

Наиболее важными характеристиками микропроцессора являются следующие:

Для повышения производительности этого микропроцессора в каналах есть два процесса, которые находятся в фазе получения и выполнения инструкций. Цикл выборки может передавать данные в 6 байтах инструкций и храниться в одной строке. Этап выполнения является ответственным для запуска инструкций. Микропроцессор 8086 состоит из 2900 транзисторов и имеет 256 векторизованных прерываний.

Тактовая частота в микропроцессоре

Тактовая частота измеряется в единицах циклов в секунду, которая называется Герц (Гц). Компьютерные платы и процессоры работают на скоростях в миллионы и миллиарды герц, мегагерц (МГц) и гигагерц (ГГц).

Процессоры Intel и AMD используют разные внутренние конструкции, поэтому сравнение, например, процессора AMD 2, 4 ГГц с процессором AMD 3, 0 ГГц показывает, что процессор AMD 3 ГГц работает быстрее; Но сравнение двух 2, 4-ГГц процессоров AMD и Intel не позволяет определить, какой из них работает быстрее.

Чтобы работать, процессор делит задачу на несколько этапов. Как правило, процессоры Intel выполняют больше этапов и, следовательно, выполняют больше работы и занимают больше времени, чем процессоры AMD, для выполнения задач.

Цифровые микросхемы на материнской плате синхронизируются друг с другом с помощью тактового сигнала (последовательности импульсов) на материнской плате.

Вы можете думать об этом как о «сердцебиении» компьютера. Чем быстрее тикают часы, тем быстрее будет работать компьютер; но часы не могут работать быстрее, чем скорость чипов, так как в этом случае они выйдут из строя.

Поскольку технология чипов улучшилась, скорость, с которой чипы могут работать, ускорилась. Процессор работает быстрее, чем остальная часть материнской платы (которая синхронизируется с долей скорости процессора).

Увеличить скорость

Тем не менее, когда вы ищете на рынке процессор, есть список вещей, которые следует учитывать. Традиционно, единственное, что видит большинство потребителей, это его полная гигагерцовая мощность.

Многие из этих людей, вероятно, даже не знают, что это значит (это количество тактов, которое процессор завершает за секунду, в миллиардах), но это легко сравнить.

Последние несколько лет принесли дополнительную функцию: повышение скорости. Большинство графических и процессорных модулей теперь имеют тактовую частоту и «ускорение». Intel называет это Turbo Boost; AMD называет это Boost Clock.

Эта новая микропроцессорная технология автоматически повышает производительность, увеличивает скорость работы ядер и тем самым повышает эффективность.

Микропроцессорная классификация

В основном принято 5 классификаций микропроцессоров:

CISC

Заказы могут быть выполнены в сочетании с другими действиями низкого уровня. В основном он выполняет загрузку, выгрузку и восстановление данных на карту памяти и обратно. Помимо этого, он также выполняет сложные математические вычисления в рамках одной команды.

Этот процессор предназначен для минимизации количества команд на программу и игнорирования количества циклов на инструкции. Компилятор используется для перевода языка высокого уровня на язык ассемблера, поскольку длина кода относительно мала, а для хранения инструкций используется дополнительная память.

Архитектура процессора CISC

Он предназначен для снижения стоимости памяти, поскольку в больших программах требуется больше места для хранения, что приводит к более высокой стоимости памяти. Чтобы превысить это количество инструкций для каждой программы, вы можете уменьшить количество инструкций, объединив операции в одну инструкцию.

Особенности процессора CISC

Этот процессор состоит из разных режимов адресации:

Имеет большое количество инструкций. Для выполнения инструкции требуется несколько циклов. Логика кодирования инструкций сложна. Несколько режимов адресации, когда требуется инструкция.

RISC

RISC - сокращение от «Компьютер с сокращенным набором инструкций» и предназначено для сокращения времени выполнения за счет упрощения набора инструкций компьютера.

Эти типы микросхем производятся на основе функции, в которой микропроцессор может выполнять небольшие задачи в рамках определенной команды. Таким образом, выполняйте больше команд с большей скоростью.

В микропроцессоре каждый набор команд требует только одного такта для реализации результата в едином времени выполнения. Следовательно, это снижает эффективность для большего количества строк кода, поэтому для хранения инструкций требуется дополнительная оперативная память. Компилятор используется для преобразования набора языковых инструкций высокого уровня в компьютерный язык.

Архитектура процессора RISC

Этот тип процессора используется для высокооптимизированного набора команд, а приложения процессора RISC предназначены для портативных устройств благодаря их энергоэффективности. Характеристики этого процессора описаны ниже.

Особенности процессора RISC

Вот некоторые из основных и важных особенностей процессора RISC:

В процессоре RISC имеются простые инструкции. Состоит из числа регистров и меньшего количества транзисторов. Инструкции по загрузке и хранению используются для доступа к ячейке памяти. Этот процессор имеет цикл времени выполнения.

суперскалярная

Это процессор, который копирует аппаратное обеспечение в микропроцессор для выполнения нескольких задач одновременно. Их можно использовать для арифметики и в качестве множителей. Они имеют несколько операционных блоков и, следовательно, выполняют более одной команды, постоянно выдавая много инструкций лишним операционным блокам внутри процессора.

СИС

Он используется для определенных целей, а не для общих целей. Сначала ASIC использовали технологию дверных матриц. Современные ASIC часто имеют 32-битные процессоры, Flash, блоки RAM, ROM, EEPROM, а также другие типы модулей.

DSP (цифровой сигнальный процессор)

Они используются для кодирования и декодирования видео или для преобразования цифрового видео в аналоговое и аналоговое в цифровое. Им нужен микропроцессор, который отлично справляется с математическими вычислениями. Микросхемы этого процессора используются в сонарах, радарах, аудиотехнике для домашнего кинотеатра, мобильных телефонах и телевизорах.

Рекомендуем прочитать Как быстро и легко выбрать процессор

Компонентами, необходимыми для этого процессора, являются запрограммированная память, память данных, ввод / вывод и компьютерный движок. Этот процессор предназначен для цифровой обработки аналогового сигнала. Этот процесс выполняется через равные промежутки времени и преобразует напряжение в цифровую форму.

Приложения этого процессора - производство звука и музыки, обработка видеосигналов и ускорение 2D и 3D графики. Примером этого процессора является TMS320C40.

Специальные процессоры

Специальные процессоры предназначены для некоторых специальных процессоров, и некоторые из них описаны ниже.

сопроцессор

Он может выполнять практические функции во много раз быстрее, чем обычные микропроцессоры. Примером сопроцессора является математический сопроцессор, и некоторые из них - 8087, который используется с 8086; 80287, который используется с 80286; и 80387, который используется с 80386.

Процессор ввода / вывода

Этот процессор будет иметь собственную локальную память. Он используется для управления устройствами ввода-вывода с участием процессора. Примерами процессора ввода / вывода являются управление DMA, управление клавиатурой и мышью, управление графическим дисплеем и управление портом SCSI.

транспьютер

Этот процессор также имеет собственную локальную память, а также имеет ссылки для соединения одного транспортера с другим для связи между процессорами.

Транспортер используется для однопроцессорной системы или может быть подключен к внешним каналам, чтобы снизить затраты на строительство и повысить производительность. Некоторыми примерами этого процессора являются процессоры с плавающей запятой, такие как T800, T805 и T9000.

Важна ли скорость?

Каждый фактор важен, и скорость не собиралась делать меньше. Но мы не можем сравнивать скорость (ГГц или МГц) между различными архитектурами. Ошибочно отождествлять Pentium 4 с частотой 2, 8 ГГц с Pentium последних лет на той же частоте. Эволюционный скачок в МПК (инструкций за цикл) ужасен.

Наиболее правильным было бы классифицировать каждый процессор по его категории. Кроме того, мы можем найти случаи, когда из-за «ограниченного бюджета» ваш компьютер оснащается процессором нижнего уровня и продолжает работать с ним до тех пор, пока вы не перейдете на более высокий уровень.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Процессоры с такой скоростью идеально подходят для основных повседневных задач, например: электронная почта, просмотр веб-страниц, офисный пакет и даже высокая производительность в качестве медиа / HTPC-центров. В случае Pentiums Ryzen 3 и APU могут дать отличную производительность, играя в разрешении 720p или 1080, если он оснащен приличной видеокартой.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 четырехъядерных

Этот диапазон скоростей идеально подходит для просмотра веб-страниц, работы с электронной почтой, запуска бизнес-программ, таких как системы управления пациентами, и многозадачности в целом. Эта категория хорошо работает для обычного офисного компьютера или пользователей, которые не хотят тратить много денег на свой игровой компьютер, но хотят обновить свой компьютер в будущем.

В настоящее время Intel Core i3 восьмого поколения имеет 4 ядра, которые дают нам дополнительную производительность (по сравнению с седьмым поколением) и могут доставить нам много радости с 3 или 6 ГБ Nvidia GTX 1050 Ti или GTX 1060. Также интересен четырехъядерный процессор AMD Ryzen 5 1400, который очень хорошо работает как процессор 4 × 4. В то время как AMD Ryzen 5 1600 / 1600X идеально подходят для игр и потоковой передачи, поскольку разогнать их на частоте 3, 9 или 4 ГГц не очень сложно.

Intel Core i5 / Intel Core i7 и AMD Ryzen 7

В основной платформе находятся вершины диапазона. Если вам нужен сверхмощный компьютер, идеально подходящий для игр с самыми высокими требованиями, работы с сверхмощными базами данных и редактирования мультимедиа, то вам понадобится высокопроизводительный компьютер. Лично 8-е поколение Intel Core i7 и AMD Ryzen 7-й серии (с разгоном 3, 8 или 4 ГГц) обеспечивают брутальную производительность для игр и работы.

Без сомнения, они являются отличным вариантом для увлекательной платформы, такой как Intel Core i9 или AMD Threadripper с гораздо большим количеством. На этом мы заканчиваем нашу статью обо всех деталях, которые вы должны знать о процессорах. Среди них типы, которые существуют и скорости?