Процесор – це одна з найголовніших частин комп’ютера, його мозок. Він керує його обчислювальної частиною, виконує коди програм. Інакше процесор називають мікропроцесором. А в перекладі з англійської абревіатури CPU значить центральне процесорний пристрій.

Перший процесор подібного роду був винайдений в компанії Intel. Дата появи на світ 15 листопада 1971 року. Це був перший чотирьохбітний процесор під назвою intel 4004. Він дуже сильно відрізнявся від сучасних нащадків потужністю, дизайном. Мав тактову частоту не більше 740 кГц, шістнадцять чотирибітних виходів і стільки ж входів. Він активно використовувався у світлофорах, аналізаторах крові, а потім у зонді Піонер-10″. Звичайно у всіх перших ЦПУ було дуже слабке ядро для обчислень.

Що таке процесор

Процесор або CPU (як розшифровується абревіатура було написано раніше) обробляє отриману інформацію з інших пристроїв. Він робить це як у своїй власній пам’яті, так і в пам’яті інших пристроїв. Крім цього пристрій може самостійно керувати роботою інших елементів материнської плати, як вбудованих, так і дискретних.

ЦП знаходиться не тільки в материнській платі. У відеокартах є свої власні пристрої або GPU (графічні процесори). Вони відповідають за продуктивність відео і висновок на екран зображення. Можна зробити висновок, що там, де необхідні складні математичні обчислювальні роботи, де необхідно управління командами і взаємодією між електронними деталями пристроїв – завжди потрібен мозок, який буде збирати все докупи і створювати правила, не дасть процесу текти хаотично. Цим мозком служить центральне процесорний пристрій (ЦПУ).

Потужність залежить від вкладеної виробником швидкості зіставлення команд, обробки даних. Швидкість та інші параметри залежать від кількості транзисторів, що знаходяться в пристрої, кількості ядер, його розрядності. А здатність виконувати певний набір команд називається архітектурою ЦПУ.

Що таке архітектура процесора

Під архітектурою ЦПУ мається на увазі сумісність пристрою з певним набором команд, способи їх виконання, структури. За кількістю і швидкості виділяються RISC і CISC.

На що звернути увагу при виборі вентилятора або системи охолодження для процесора

RISC в перекладі означає комп’ютер з скороченим набором команд. Для такої архітектури характерне збільшення швидкодії за рахунок спрощення інструкцій. Таким чином збільшується тактова частота і підвищується розподіл їх між блоками.

Для ЦПУ з RISC архітектурою характерна фіксація довжини інструкцій машини (32 біта), відсутність операцій «читати-записати-змінити». У мікропроцесорі з такою архітектурою не можна знайти мікропрограми всередині нього. Команди виконуються як звичайний машинний код.

CISC архітектура – це комплексний набір команд. Слід сказати, що всі нинішні ЦП побудовані по даній архітектурі. А багато сучасні процесори створені на базі цієї архітектури але з RISC ядром. Від RISC її відрізняє нефіксоване число довжини команд, всі дії кодовані в одній команді, мала кількість регістрів.

Різновиди CPU

ЦП поділяються на види по виробниках, монтажу, за кількістю ядер по багатьом іншим параметрам. Все це умовно і досить складно. Розглянемо основні з них.

ЦПУ по виробникам діляться на Intel, AMD, VIA. ЦПУ від фірми Інтел діляться на лінійки i3, i5, i7. Кожна лінійка має від двох ядер, наприклад i3, до чотирьох і більше (i5, i7, i9). Кожна лінійка має в собі кілька поколінь ЦПУ. Кожне покоління модифікується за рахунок додавання ядер, збільшення швидкості обчислювальних робіт. Досі ще не вийшли з використання більш старі лінійки від Інтел такі, як core 2 duo і інші.

ПРОЦЕСОРИ від AMD відрізняються тим, що ця фірма випускає гібридні пристрої. А також включають в себе графічний чіп. Тому часом дискретна відеокарта не потрібно. Це ефективні, робочі конячки. Єдиний мінус — це швидке підвищення температури. Вони набагато гарячіша, ніж процесори фірми Intel.

CPU тайванської компанії VIA не так популярні. Вони не можуть скласти конкуренцію таким фірмам гігантам як Intel або AMD.

Сокет материнської плати – що це таке і як його визначити

Пристрої діляться по розрядності. Розрядність – це розмір оброблення даних за один такт, якими ЦПУ обмінюється з ОЗУ. Їх всього дві – 32 бітних і 64-розрядний. На комп’ютер з 32 розрядним ЦП встановлюється Windows 32 біт. Обмеження оперативної пам’яті до 4 гб. 64 розрядний процесор був випущений, як розширення першого. Тому на нього можна встановити, як 32, так і 64 бітну систему. Обмеження по ПАМ’ЯТІ становить 16 терабайт.

За кількістю ядер ЦПУ ділиться на двоядерні, чотирьох-ядерні, шести-, восьми ядерні і т. д. Чим більше ядер, тим більше потоків, а отже продуктивність комп’ютера збільшується.

Купуючи процесор з вбудованою відеокартою, користувачу не потрібно буде додатково витрачатися на дискретну. Сучасні процесори з вбудованою відеокартою цілком дозволяють працювати з багатьма невимогливими програмами і грати в старі ігри. Для більш нових ігор або важких програм таких, як автокад, фотошоп, які посилено використовують графічні обчислення, додаткова відеокарта все-таки знадобиться.

По архітектурі процесори можна розділити на RISC і CISC (які розглядалися раніше), а також буферний, препроцесор і процесор-клон. Буферний — використовується для фінішної обробки інформації, тобто виконує роль буфера між центральним процесором та пристроями. Препроцесор — небудь програма для попередньої обробки, або пристрій, який виконує ті ж функції, що і буферний. Клони — це копії процесорів популярних фірм, не завжди є повністю ідентичними, часто виробники їх вдосконалюють і додають свої технології.

З чого складається і принцип роботи

Нижче на малюнку побачите внутрішню схему параметрів, з яких складається процесор. Зовні він являє собою кремнієву пластину з мільярдами транзисторів, з допомогою яких він обмінюється сигналами з іншими пристроями.

Головними пристроями будь-якого ЦПУ є ядро або кілька ядер, два або три рівні кеш-пам’яті, контролер оперативно-запам’ятовуючого пристрою, контролер системних шин.

Ядро включає в себе блок вибірки інструкцій, провісника переходів, блоків декодування, вибірки даних, виконання інструкцій, керуючого блоку, блок переривання, регістрів та лічильник команд.

Розганяємо процесор комп’ютера

Найважливішими є блок роботи з перериваннями. Він дозволяє зупиняти програми і своєчасно реагувати на що відбувається події. Тобто цей блок відповідає за багатозадачність процесора.

Кеш-пам’ять відповідає за тимчасове зберігання інформації, до якої найчастіше звертається користувач. За рахунок неї збільшується швидкість доставки даних в регістри ЦПУ.

Контролер оперативно-запам’ятовуючого пристрою знаходиться в північному мосту. Він відповідає за з’єднання ЦП з вузлами ОПЕРАТИВНОЇ пам’яті, графічного контролера.

Контролер системних шин відповідає за передачу двійкових кодів.

Так як процесор виконує практично всю роботу і сильно навантажений, то відповідно повинна працювати система тепловідведення. Вимоги по відведенню тепла або tdp прописані для кожного процесора. Вони показують не максимальні значення, а мінімальні при нормальних умовах роботи. Якщо комп’ютер перегрівається, через погане охолодження, температура піднімається. При спрацьовуванні сигналу перегріву комп’ютер вимикається або пропускає частину циклів роботи. Тобто він може підвішувати, повільно працювати.

Основні характеристики ЦПУ

До основним характеристикам CPU відносяться:

• Кількість ядер. Вони відповідають за що одночасно працюють програми. Але це не означає, що чим більше ядер, тим швидше буде працювати програма. Якщо утиліта оптимізована під два ядра, то вона буде працювати на двох ядрах і не більше.
• Частота CPU керує швидкістю обміну інформацією з системною шиною процесора.
• Техпроцес. На даний момент дорівнює 22 нанометрам. Техпроцесом є розмір транзисторів. Вони відповідають за продуктивність. Чим менше розмір, тим більше їх розміститися на кристалі ЦП.
• Тактова частота. Це кількість обчислень за одиницю часу. Чим більше, тим краще. Але не слід забувати і про інші характеристики.
• Сокет обчислювального пристрою. Необхідно, щоб сокет збігався з сокетом материнської плати.

З кожним роком технологія удосконалюється і вдосконалюється. Тому дані можуть змінюватися з року в рік.