Tipuri și viteze ale procesorului

Microprocesorul este componenta computerului personal care efectuează procesarea efectivă a datelor. Este o unitate centrală de procesare (CPU) care se încadrează într-un microcip, și are un circuit de comutare foarte complex care execută instrucțiuni simple foarte rapid.

Pachetul de circuite integrate al microprocesorului conține un cip de siliciu care conține milioane de tranzistoare și alte componente fabricate din acest material. Deoarece tranzistorii cipului sunt foarte mici, chiar și o cantitate mică de curent de înaltă tensiune (cum ar fi electricitatea statică) ar putea distruge un cip.

Din acest motiv, toate circuitele integrate la scară largă trebuie gestionate într-un mod care să minimizeze posibilitatea de electrocutare statică.

Cu atât de multe circuite stocate într-o zonă atât de mică, microcipurile produc multă căldură și necesită sisteme de răcire pentru a preveni supraîncălzirea cipului. Pe plăcile de bază pentru computer, cipul CPU este acoperit de un radiator de căldură metalic, fin, fin, pentru a permite fluxul de aer de la ventilatoarele de răcire să îndepărteze căldura.

În general, putem spune că un microprocesor este un procesor integrat într-un mic cip de siliciu care constă din mii de componente mici, cum ar fi diode, tranzistoare și rezistențe, care lucrează împreună.

Tipuri de procesor

Atât Intel cât și AMD produc procesoare pentru o varietate de sisteme. Intel produce familiile de procesoare Core, Pentium, Atom și Celeron pentru computere desktop, în timp ce pe cealaltă parte găsim procesoare AMD Athlon, Sempron și Ryzen, printre altele.

Fiecare procesor fabricat de Intel sau AMD are funcții specifice și furnizează sisteme specifice, cum ar fi PC-uri sau stații de lucru într-un birou. Fiecare procesor se adaptează unui computer specific, fie că este asamblat, construit de la zero sau actualizat.

CPU-ul cel mai des utilizat în computere este realizat de Intel. De când IBM a ales cip-ul Intel 8088 pentru computerul original IBM, majoritatea clonelor PC au folosit oricare dintre procesoarele din seria Intel.

Seria de computere Apple Macintosh a folosit inițial seria de microprocesoare Motorola 68000. Însă procesoarele Motorola folosesc un set diferit de instrucțiuni decât procesoarele Intel, deci nu este ușor să rulați software-ul PC pe un Mac și invers (dar transferul fișierelor de date nu este o problemă.)

Mai jos se explică diferite tipuri de microprocesoare.

8085 microprocesor

Imagine via Wikipedia

Microprocesorul 8085 a fost proiectat de Intel în 1977 cu ajutorul tehnologiei NMOS.

Configurațiile acestui microprocesor sunt magistrala de date pe 8 biți, magistrala de adrese pe 16 biți, care poate adresa până la 64 kb, contor de 16 biți și indicatorul stivă (SP). Registrele cu șase biți sunt aranjate în perechea BC, DE și HL. Microprocesorul 8085 necesită o alimentare de 5 volți.

8086 microprocesor

Imagine via wikipedia

Acest microprocesor a fost proiectat și de Intel. Este un procesor pe 16 biți cu 20 de linii de bus de adrese și 16 linii de date cu stocare de 1MB. Microprocesorul 8086 constă dintr-un set puternic de instrucțiuni, permițând operații precum înmulțirea și divizarea să se efectueze cu ușurință.

Microprocesorul 8086 are două moduri de funcționare, care sunt modul maxim și modul minim de funcționare. Modul de operare maxim este utilizat pentru sistemul care are mai multe procesoare. Modul de operare minim este utilizat pentru sistemul care are un singur procesor. Caracteristicile acestui microprocesor sunt explicate mai jos.

Caracteristici ale microprocesorului 8086

Cele mai importante caracteristici ale microprocesorului sunt următoarele:

Pentru a îmbunătăți performanța acestui microprocesor, există două procese în conducte, care sunt în faza de obținere și execuție a instrucțiunilor.Ciclul de preluare poate transfera datele în 6 octeți de instrucțiuni și stocate într-o linie. pentru lansarea instrucțiunilor.Proprocesorul 8086 este format din 2900 tranzistoare și are 256 întreruperi vectorizate.

Viteza ceasului într-un microprocesor

Viteza de ceas se măsoară în unități de cicluri pe secundă, care se numește Hertz (Hz). Plăcile și procesoarele computerizate funcționează la viteze de milioane și miliarde de hertzi, megahertzi (MHz) și gigahertz (GHz).

Procesoarele Intel și AMD folosesc modele interne diferite, astfel încât compararea, de exemplu, a unui procesor AMD de 2, 4 GHz cu un procesor AMD de 3, 0 GHz indică faptul că procesorul AMD de 3, 0 GHz rulează mai rapid; Dar compararea a două procesoare de 2, 4 GHz realizate de AMD și Intel nu identifică care funcționează mai repede.

Pentru a funcționa, procesorul împarte o sarcină în mai multe etape. În mod obișnuit, procesoarele Intel rulează mai multe etape și, prin urmare, lucrează mai mult și necesită mai mult timp decât procesoarele AMD pentru a finaliza sarcini.

Jetoanele digitale de pe o placă de bază sunt păstrate în sincronizare între ele prin semnalul de ceas (o secvență de impulsuri) de pe placa de bază.

Vă puteți gândi la el ca la o „bătăi de inimă” a computerului. Cu cât ceasul este mai rapid, cu atât mai rapid va rula computerul; dar ceasul nu poate rula mai repede decât viteza cipurilor, deoarece în acest caz nu vor reuși.

Pe măsură ce tehnologia cipurilor s-a îmbunătățit, viteza cu care pot rula cipurile s-a accelerat. CPU rulează mai repede decât restul plăcii de bază (care se sincronizează cu o fracțiune din viteza procesorului).

Viteza sporită

Cu toate acestea, atunci când căutați un procesor pe piață, există o listă de lucruri care trebuie luate în considerare. În mod tradițional, singurul lucru pe care îl văd majoritatea consumatorilor este puterea sa deplină Gigahertz.

Multe dintre aceste persoane, probabil, nici nu știu ce înseamnă (este numărul de cicluri de ceas pe care un procesor le finalizează într-o secundă, în miliarde), dar este un lucru ușor de comparat.

Ultimii ani au adus o caracteristică suplimentară: viteza de impuls. Majoritatea unităților de grafică și procesare au acum o viteză de ceas și o „viteză de impuls”. Intel apelează la acest Turbo Boost; AMD o numește Boost Clock.

Această nouă tehnologie de microprocesor îmbunătățește automat performanțele, crescând viteza miezurilor, obținând astfel o eficiență mai bună.

Clasificarea microprocesoarelor

Practic, sunt acceptate 5 clasificări ale microprocesoarelor:

CISC

Comenzile pot fi executate împreună cu alte activități de nivel scăzut. Acesta îndeplinește în principal sarcina de încărcare, descărcare și recuperare a datelor de pe și de pe cardul de memorie. În afară de asta, face și calcule matematice complexe într-o singură comandă.

Acest procesor este conceput pentru a reduce numărul de instrucțiuni pe program și ignora numărul de cicluri pe instrucțiuni. Compilatorul este folosit pentru a traduce un limbaj la nivel înalt în limbajul la nivel de asamblare, deoarece lungimea codului este relativ scurtă și RAM suplimentară este folosită pentru a stoca instrucțiunile.

Arhitectura procesorului CISC

Este conceput pentru a reduce costul memoriei, deoarece este necesară mai multă stocare în programele mari, ceea ce duce la un cost de memorie mai mare. Pentru a depăși acest număr de instrucțiuni pe program, puteți reduce numărul de instrucțiuni prin integrarea operațiunilor într-o singură instrucțiune.

Caracteristici ale procesorului CISC

Acest procesor constă din diferite moduri de adresare:

Are un număr mare de instrucțiuni Este nevoie de mai multe cicluri pentru a executa o instrucțiune Logica de codare a instrucțiunilor este complexă Moduri de adresare multiple atunci când este necesară o instrucțiune

RISC

RISC este scurt pentru computerul de instrucțiuni redus și este conceput pentru a reduce timpul de execuție prin simplificarea setului de instrucțiuni al computerului.

Aceste tipuri de cipuri sunt fabricate pe baza funcției în care microprocesorul poate efectua mici sarcini într-o anumită comandă. În acest fel, completați mai multe comenzi la o viteză mai rapidă.

În microprocesor, fiecare set de instrucțiuni necesită un singur ciclu de ceas pentru a implementa rezultatul într-un timp de rulare uniform. Prin urmare, reduce eficiența pentru mai multe linii de cod, astfel încât necesită memorie RAM suplimentară pentru a stoca instrucțiunile. Compilatorul este folosit pentru a converti instrucțiunile de limbaj de nivel înalt setate într-un limbaj de computer.

Arhitectura procesorului RISC

Acest tip de procesor este utilizat pentru setul de instrucțiuni extrem de optimizat, iar aplicațiile de procesor RISC sunt destinate dispozitivelor portabile datorită eficienței lor energetice. Caracteristicile acestui procesor sunt explicate mai jos.

Caracteristici ale procesorului RISC

Unele dintre caracteristicile principale și importante ale procesorului RISC sunt următoarele:

Există instrucțiuni simple în procesorul RISC Constă în numărul de registre și mai puține tranzistoare Instrucțiunile de încărcare și stocare sunt utilizate pentru a accesa locația de memorie Acest procesor are un ciclu de rulare

superscalar

Acesta este un procesor care copiază hardware-ul pe microprocesor pentru a efectua mai multe sarcini simultan. Pot fi utilizate pentru aritmetică și ca multiplicatori. Au mai multe unități de operare și, prin urmare, efectuează mai multe comenzi, emitând în mod constant multe instrucțiuni unităților de operare de prisos din procesor.

ASIC

Este utilizat în scopuri specifice mai degrabă decât în scopuri generale. La început, ASIC-urile foloseau tehnologia matricei ușilor. ASIC-urile moderne au adesea procesoare pe 32 de biți, Flash, blocuri RAM, ROM, EEPROM, precum și alte tipuri de module.

DSP (procesor digital de semnal)

Acestea sunt utilizate pentru a codifica și decoda videoclipuri sau pentru a converti videoclipuri digitale în analogice și analogice în digitale. Au nevoie de un microprocesor excelent la calculele matematice. Jetoanele din acest procesor sunt utilizate în sunatoare, radare, echipamente audio home theater, telefoane mobile și televizoare.

Vă recomandăm să citiți Cum să alegeți rapid și ușor un procesor

Componentele necesare pentru acest procesor sunt o memorie programată, memorie de date, intrare / ieșire și un motor pentru computer. Acest procesor este proiectat pentru a procesa semnalul analogic digital. Acest proces se face la intervale regulate și transformă tensiunea în formă digitală.

Aplicațiile acestui procesor sunt producția de sunet și muzică, procesarea semnalelor video și accelerarea graficelor 2D și 3D. Exemplul acestui procesor este TMS320C40.

Procesoare speciale

Procesoare speciale sunt concepute pentru unele procesoare speciale, iar unele dintre ele sunt explicate mai jos.

coprocessor

Poate gestiona funcția practică de multe ori mai rapid decât microprocesoarele normale. Exemplul coprocesorului este coprocesorul matematic, iar unii dintre ei sunt 8087, care sunt folosiți cu 8086; 80287, care este utilizat cu 80286; și 80387, care este utilizat cu 80386.

Procesor de intrare / ieșire

Acest procesor va avea propria sa memorie locală. Este utilizat pentru controlul dispozitivelor I / O cu participarea procesorului. Exemple de procesor de intrare / ieșire sunt controlul DMA, tastatura și mouse-ul, controlul afișajului grafic și controlul portului SCSI.

Transputer

Acest procesor are, de asemenea, memorie locală și, de asemenea, are legături pentru a conecta un transputer la altul pentru comunicarea între procesoare.

Traductorul este utilizat pentru un singur procesor sau poate fi conectat la legături externe pentru a reduce costurile de construcție și a crește performanța. Unele exemple ale acestui procesor sunt procesoare cu virgula plutitoare, precum T800, T805 și T9000.

Viteza este importantă?

Fiecare factor este important și viteza nu avea de gând să facă mai puțin. Dar nu putem compara viteza (GHz sau MHz) între arhitecturi diferite. Este o greșeală echivalarea unui Pentium 4 la 2, 8 GHz cu un Pentium din ultimii ani la aceeași frecvență. Saltul evolutiv în IPC (instrucțiuni pe ciclu) este abisal.

Cel mai corect ar fi clasificarea fiecărui procesor în funcție de categoria sa. De asemenea, putem găsi cazuri care, datorită unui buget redus, echipează computerul cu un procesor low-end și continuă să îl tragi până când treci la unul superior.

Intel Pentium și Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Procesoarele cu această viteză sunt ideale pentru activități de zi cu zi de bază, de exemplu: e-mail, navigare web, suită de birouri și chiar performanțe deosebite ca centre media / HTPC. În cazul Pentiums, Ryzen 3 și APU pot oferi o performanță excelentă în rezoluția 720p sau 1080 dacă este echipat cu o placă grafică decentă.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 Quad Core

Această gamă de viteze este perfectă pentru navigarea web, lucrul cu e-mailuri, rularea programelor de afaceri precum sistemele de administrare a pacienților și multitasking în general. Această categorie funcționează bine pentru computerul de birou obișnuit sau pentru utilizatorii care nu doresc să cheltuiască mulți bani pe PC-ul lor de jocuri, dar vor să își actualizeze computerul în viitor.

În prezent, cea de - a opta generație Intel Core i3 are 4 nuclee care ne oferă un plus de performanță (comparativ cu a șaptea generație) și ne poate oferi foarte multă bucurie cu un Nvidia GTX 1050 Ti sau GTX 1060 de 3 sau 6 GB. De asemenea, interesant este AMD Ryzen 5 1400 cu patru nuclee care funcționează foarte bine ca un procesor 4 × 4. În timp ce AMD Ryzen 5 1600 / 1600X sunt perfecte pentru jocuri și streaming, deoarece nu este foarte dificil să le overclasezi la 3, 9 sau 4 GHz.

Intel Core i5 / Intel Core i7 și AMD Ryzen 7

În cadrul platformei mainstream se află partea superioară a gamei. Dacă aveți nevoie de un computer super puternic, ideal pentru a juca la cele mai înalte cerințe, de a lucra cu baze de date super puternice și editare multimedia, atunci va trebui să aveți un computer performant. Personal, seria a 8-a generație Intel Core i7 și AMD Ryzen 7 (cu overclock de 3, 8 sau 4 GHz) oferă performanțe brutale pentru jocuri și lucru.

Fără îndoială, acestea sunt o opțiune excelentă pentru o platformă entuziastă precum Intel Core i9 sau AMD Threadripper, cu o sumă mult mai mare. Cu aceasta încheiem articolul nostru despre toate detaliile pe care ar trebui să le cunoașteți despre procesoare. Printre ele tipurile care există și vitezele?