Об устройстве процессора компьютера: часть 1

Устройство процессора компьютера — Все о компьютерах и Windows

Процессор компьютера – это основной компонент компьютера, его «мозг», скажем так. Он выполняет все логические и арифметические операции, которые задает программа. Кроме этого он выполняет управление всеми устройствами компьютера.

Сегодня процессоры изготавливаются в виде микропроцессоров. Визуально микропроцессор – это тонкая пластинка кристаллического кремния в форме прямоугольника.

Площадь пластины несколько квадратных миллиметров, на ней расположены схемы, которые обеспечивают функциональность процессора ПК.

Как правило, пластинка защищена керамическим или пластмассовым плоским корпусом, к которому подсоединена посредством золотых проводков с металлическими наконечниками. Такая конструкция позволяет подсоединить процессор к системной плате компьютера.

  • шины адресов и шины данных;
  • арифметико-логическое устройство;
  • регистры;
  • кэш (быстрая память небольшого объема 8-512 Кбайт);
  • счетчики команд;
  • математический сопроцессор.

Архитектура процессора – это способность процессора выполнять набор машинных кодов. Это с точки зрения программистов. Но разработчики компьютерных составляющих придерживаются другой трактовки понятия «архитектура процессора».

По их мнению, архитектура процессора – это отражение основных принципов внутренней организации определенных типов процессоров. Допустим, архитектура Intel Pentium обозначается Р5, Pentium II и Pentium III — Р6, а не так давно популярных Pentium 4 – NetBurst.

Когда компания Intel закрыла Р5 для конкурирующих производителей, компания AMD разработала свою архитектуру К7 для Athlon и Athlon XP, а для Athlon 64 – К8.

Даже процессоры с одинаковой архитектурой могут существенно отличаться друг от друга. Эти различия обусловлены разнообразием процессорных ядер, которые обладают определенным набором характеристик. Наиболее частым отличием является различные частоты системной шины, а также размеры кэша второго уровня и технологическим характеристикам, по которым изготовлены процессоры.

Очень часто смена ядра в процессорах из одного и того же семейства, требует также замены процессорного разъема. А это влечет за собой проблемы с совместимостью материнских плат. Но производители постоянно совершенствуют ядра и вносят постоянные, но не значительные изменения в ядре.

Такие нововведения называют ревизией ядер и, как правило, обозначаются цифробуквенными комбинациями.

Системная шина или процессорная шина (FSB – Front Side Bus) – это совокупность сигнальных линий, которые объединены по назначению (адреса, данные и т.д.). Каждая линия имеет определенный протокол передачи информации и электрическую характеристику.

То есть системная шина – это связующее звено, которое соединяет сам процессор и все остальные устройства ПК (жесткий диск, видеокарта, память и многое другое). К самой системной шине подключается только CPU, все остальные устройства подключаются через контроллеры, которые находятся в северном мосте набора системной логики (чипсет) материнской платы.

Хотя в некоторых процессорах контролер памяти подключен непосредственно в процессор, что обеспечивает более эффективный интерфейс памяти CPU.

Кеш или быстрая память – это обязательная составляющая всех современных процессоров. Кеш является буфером между процессором и контроллером достаточно медленной системной памяти.

В буфере хранятся блоки данных, отрабатываемых в данный момент, и процессору не нужно постоянно обращаться к медленной системной памяти.

Естественно, это значительно увеличивает общую производительность самого процессора.

Возможно вас заинтересует:  Как собрать компьютер из комплектующих?

В процессорах, используемых сегодня, кэш поделен на несколько уровней. Самый быстрый – первый уровень L1, который производит работу с ядром процессора. Он обычно разделен на две части – это кэш данных и кэш инструкций. С L1 взаимодействует L2 – кэш второго уровня.

Он намного больше по объему и не разделен на кэш инструкций и кэш данных. У некоторых процессоров существует L3 – третий уровень, он еще больше второго уровня, но на порядок медленнее, так как шина между вторым и третьим уровнем уже, чем между первым и вторым.

Тем не менее, скорость третьего уровня все равно гораздо выше, нежели скорость системной памяти.

Различают кэш по двум видам – эксклюзивный и не эксклюзивный.

Эксклюзивный тип кэша тот, в котором информация на всех уровнях строго разграничена на оригинальную.

Не эксклюзивный кэш – это кэш, в котором информация повторяется на всех уровнях кэша. Трудно сказать, какой тип кэша лучше, и у первого и у второго есть свои достоинства и недостатки. Эксклюзивный тип кэша используется в процессорах AMD, а не эксклюзивный — Intel.

Разъем процессора может быть щелевой и гнездовой. В любом случае его предназначение – это установка центрального процессора. Применение разъема облегчает замену процессора при модернизации и снятие на время ремонта ПК. Разъемы могут предназначаться для установки CPU-карты и самого процессора. Разъемы различают по предназначению для определенных типов процессоров или CPU-карт.

Первое место занимает процессор Intel Core i5. Отличный вариант для мощной игровой машины.

Второе место — Intel Celeron E3200, не смотря на достаточно приличную стоимость. Оптимальный вариант для офисной машины.

Возможно вас заинтересует:  Урок 3. Введение о процессорах и охлаждении

Третье место занимает снова intel — на этот раз 4-х ядерный Core 2 Quad.

Четвертое место — процессор AMD Athlon II X2 215 2.7 GHz 1Mb Socket-AM3 OEM. Хороший выбор для дома и офиса, для тех кто хочет сэкономить и не нуждается в супер мощной машине. К тому у этой модели процессора есть много места для разгона.

Пятое место — AMD Phenom II X4 945. Хорошая цена, отличная производительность, большой кэш и 4 ядра на борту.

Если вы готовы заплатить за процессор порядка 1000$, то можете приобрести Intel Сore 2 Extreme. Но такой процессор вряд ли подойдет для широких масс потребителей. Поэтому рассмотрим более доступные варианты.

Если вы простой пользователь ПК, который работает с текстами, смотрит фильмы, прослушивает музыку и работает в Интернете, вам вполне подойдет или Celeron E1200 или младшие Athlon 64 X2. Последний имеет определенные преимущества перед первым и вам его хватит на долгие годы.

Если вы используете свой компьютер для развлечения, периодически играете в игры, то вам нужно посмотреть на процессоры Core 2 Duo. Это самый оптимальный вариант процессора для ваших потребностей.

Если вы относитесь к пользователям, которые используют все возможности компьютера, работаете с аудио, Интернет, видео, большими программами и тяжеловесными играми, вам больше всего подойдет Core 2 Duo E8200. Этот процессор обладает высокой производительностью, невысоким тепловыделением, достаточной возможностью разгона, при этом доступен по цене.

И, наконец, вы бескомпромиссный игрок и ваш ПК должен быть мощным игровым плацдармом? Вам просто необходим или двухядерный или четырехядерный процессор, не меньше.

Источник: https://spravkapc.ru/ustrojstvo-kompyutera/processor.html

Как работает процессор компьютера?

Процессор — это, без сомнения, главный компонент любого компьютера. Именно этот небольшой кусочек кремния, размером в несколько десятков миллиметров выполняет все те сложные задачи, которые вы ставите перед своим компьютером. Здесь выполняется операционная система, а также все программы. Но как все это работает? Этот вопрос мы попытаемся разобрать в нашей сегодняшней статье.

Процессор управляет данными на вашем компьютере и выполняют миллионы инструкций в секунду. И под словом процессор, я подразумеваю именно то, что оно на самом деле означает — небольшой чип из кремния, который фактически выполняет все операции на компьютере. Перед тем как перейти к рассмотрению как работает процессор, нужно сначала подробно рассмотреть что это такое и из чего он состоит.

Что такое процессор или CPU?

Сначала давайте рассмотрим что такое процессор. CPU или central processing unit (центральное обрабатывающее устройство) — который представляет из себя микросхему с огромным количеством транзисторов, сделанную на кристалле кремния. Первый в мире процессор был разработан корпорацией Intel в 1971 году.

Все началось с модели Intel 4004. Он умел выполнять только вычислительные операции и мог обрабатывать только 4 байта данных. Следующая модель вышла в 1974 году  — Intel 8080 и мог обрабатывать уже 8 бит информации. Дальше были 80286, 80386, 80486. Именно от этих процессоров произошло название архитектуры.

Тактовая частота процессора 8088 была 5 МГц, а количество операций в секунду только 330 000 что намного меньше чем в современных процессоров. Современные устройства имеют частоту до 10 ГГц и несколько миллионов операций в секунду.

Мы не будем рассматривать транзисторы, переместимся на уровень выше. Каждый процессор состоит из таких компонентов:

  • Ядро — здесь выполняется вся обработка информации и математические операции, ядер может быть несколько;
  • Дешифратор команд — этот компонент относится к ядру, он преобразует программные команды в набор сигналов, которые будут выполнять транзисторы ядра;
  • Кэш — область сверхбыстрой памяти, небольшого объема, в которой хранятся данные, прочитанные из ОЗУ;
  • Регистры — это очень быстрые ячейки памяти, в которых хранятся сейчас обрабатываемые данные. Их есть всего несколько и они имеют ограниченный размер — 8, 16 или 32 бит именно от этот зависит разрядность процессора;
  • Сопроцессор — отдельное ядро, которое оптимизировано только для выполнения определенных операций, например, обработки видео или шифрования данных;
  • Адресная шина — для связи со всеми, подключенными к материнской плате устройствами, может иметь ширину 8, 16 или 32 бит;
  • Шина данных — для связи с оперативной памятью. С помощью нее процессор может записывать данные в память или читать их оттуда. Шина памяти может быть 8, 16 и 32 бит, это количество данных, которое можно передать за один раз;
  • Шина синхронизации — позволяет контролировать частоту процессора и такты работы;
  • Шина перезапуска — для обнуления состояния процессора;

Главным компонентом можно считать ядро или вычислительное-арифметическое устройство, а также регистры процессора. Все остальное помогает работать этим двум компонентам. Давайте рассмотрим какими бывают регистры и какое у них предназначение.

  • Регистры A, B, C — предназначены для хранения данных во время обработки, да, их только три, но этого вполне достаточно;
  • EIP — содержит адрес следующей инструкции программы в оперативной памяти;
  • ESP — адрес данных в оперативной памяти;
  • Z — содержит результат последней операции сравнения;

Конечно, это далеко не все регистры памяти, но эти самые главные и ими больше всего пользуется процессор во время выполнения программ. Ну а теперь, когда вы знаете из чего состоит процессор, можно рассмотреть как он работает.

Вычислительное ядро процессора может выполнять только математические операции, операции сравнения и перемещение данных между ячейками и оперативной памятью, но этого вполне достаточно, чтобы вы могли играть игры, смотреть фильмы и просматривать веб-страницы и многое другое.

Фактически любая программа состоит из таких команд: переместить, сложить, умножить, делить, разница и перейти к инструкции если выполняется условие сравнения. Конечно, это далеко не все команды, есть другие, которые объединяют между собой уже перечисленные или упрощают их использование.

Все перемещения данных выполняются с помощью инструкции перемещения (mov), эта инструкция перемещает данные между ячейками регистров, между регистрами и оперативной памятью, между памятью и жестким диском.

Для арифметических операций есть специальные инструкции. А инструкции перехода нужны для выполнения условий, например, проверить значение регистра A и если оно не равно нулю, то перейти к инструкции по нужному адресу.

Также с помощью инструкций перехода можно создавать циклы.

Все это очень хорошо, но как же все эти компоненты взаимодействуют между собой? И как транзисторы понимают инструкции? Работой всего процессора управляет дешифратор инструкций. Он заставляет каждый компонент делать то, что ему положено. Давайте рассмотрим что происходит когда нужно выполнить программу.

На первом этапе дешифратор загружает адрес первой инструкции программы в памяти в регистр следующей инструкции EIP, для этого он активирует канал чтения и открывает транзистор-защелку чтобы пустить данные в регистр EIP.

Во втором тактовом цикле дешифратор инструкций преобразует команду в набор сигналов для транзисторов вычислительного ядра, которые выполняют ее и записывают результат в один из регистров, например, С.

На третьем цикле дешифратор увеличивает адрес следующей команды на единицу, так, чтобы он указывал на следующую инструкцию в памяти. Далее, дешифратор переходит к загрузке следующей команды и так до окончания программы.

Каждая инструкция уже закодирована последовательностью транзисторов, и преобразованная в сигналы, она вызывает физические изменения в процессоре, например, изменению положения защелки, которая позволяет записать данные в ячейку памяти и так далее. На выполнение разных команд нужно разное количество тактов, например, для одной команды может понадобиться 5 тактов, а для другой, более сложной до 20. Но все это еще зависит от количества транзисторов в самом процессоре.

Ну с этим все понятно, но это все будет работать только если выполняется одна программа, а если их несколько и все одновременно. Можно предположить, что у процессора есть несколько ядер, и тогда на каждом ядре выполняется отдельная программ. Но нет, на самом деле там таких ограничений нет.

В один определенный момент может выполняться только одна программа. Все процессорное время разделено между всеми запущенными программами, каждая программа выполняется несколько тактов, затем процессор передается другой программе, а все содержимое регистров сохраняется в оперативную память. Когда управление возвращается этой программе, то в регистры грузятся ранее сохраненные значения.

Выводы

Вот и все, в этой статье мы рассмотрели как работает процессор компьютера, что такое процессор и из чего он состоит. Возможно, это немного сложно, но мы рассмотрели все более просто. Надеюсь, теперь вам стало более ясно то, как работает это очень сложное устройство.

На завершение видео об истории создания процессоров:

Источник: https://losst.ru/kak-rabotaet-protsessor-kompyutera

Устройство процессора и его назначение

На самом деле то, что мы сегодня называем процессором, правильно называть микропроцессором. Разница есть и определяется видом устройства и его историческим развитием.

Первый процессор (Intel 4004) появился в 1971 году.

Внешне представляет собой кремневую пластинку с миллионами и миллиардами (на сегодняшний день) транзисторов и каналов для прохождения сигналов.

Назначение процессора – это автоматическое выполнение программы. Другими словами, он является основным компонентом любого компьютера.

Устройство процессора

Ключевыми компонентами процессора являются арифметико-логическое устройство (АЛУ), регистры и устройство управления. АЛУ выполнят основные математические и логические операции. Все вычисления производятся в двоичной системе счисления.

От устройства управления зависит согласованность работы частей самого процессора и его связь с другими (внешними для него) устройствами. В регистрах временно хранятся текущая команда, исходные, промежуточные и конечные данные (результат вычислений АЛУ). Разрядность всех регистров одинакова.

Кэш данных и команд хранит часто используемые данные и команды. Обращение в кэш происходит намного быстрее, чем в оперативную память, поэтому, чем он больше, тем лучше.

Схема процессора

Работа процессора

Работает процессор под управлением программы, находящейся в оперативной памяти.

(Работа процессора сложнее, чем это изображено на схеме выше. Например, данные и команды попадают в кэш не сразу из оперативной памяти, а через блок предварительной выборки, который не изображен на схеме. Также не изображен декодирующий блок, осуществляющий преобразование данных и команд в двоичную форму, только после чего с ними может работать процессор.)

Блок управления помимо прочего отвечает за вызов очередной команды и определение ее типа.

Арифметико-логическое устройство, получив данные и команду, выполняет указанную операцию и записывает результат в один из свободных регистров.

Текущая команда находится в специально для нее отведенном регистре команд. В процессе работы с текущей командой увеличивается значение так называемого счетчика команд, который теперь указывает на следующую команду (если, конечно, не было команды перехода или останова).

Часто команду представляют как структуру, состоящую из записи операции (которую требуется выполнить) и адресов ячеек исходных данных и результата. По адресам указанным в команде берутся данные и помещаются в обычные регистры (в смысле не в регистр команды), получившийся результат тоже сначала оказывается в регистре, а уж потом перемещается по своему адресу, указанному в команде.

Характеристики процессора

Тактовая частота процессора на сегодняшний день измеряется в гигагерцах (ГГц), Ранее измерялось в мегагерцах (МГц). 1МГц = 1 миллиону тактов в секунду.

Процессор «общается» с другими устройствами (оперативной памятью) с помощью шин данных, адреса и управления. Разрядность шин всегда кратна 8 (понятно почему, если мы имеем дело с байтами), изменчива в ходе исторического развития компьютерной техники и различна для разных моделей, а также не одинакова для шины данных и адресной шины.

Разрядность шины данных говорит о том, какое количество информации (сколько байт) можно передать за раз (за такт). От разрядности шины адресазависит максимальный объем оперативной памяти, с которым процессор может работать вообще.

На мощность (производительность) процессора влияют не только его тактовая частота и разрядность шины данных, также важное значение имеет объем кэш-памяти.

Источник: https://inf1.info/processor

Процессор — что это такое

Чайникам о устройстве компьютера – процессор

Чайникам о устройстве компьютера – процессор

У меня сломался процессор, не загружается, — так новички пытаются рассказать о поломке компьютера и называют системный блок процессором. На самом деле процессор находится внутри системного блока. Процессор – это устройство выполняющее обработку данных и чем он мощнее, чем больше ядер тем производительнее должен быть компьютер. Подробнее о процессоре далее.

Характеристики процессоров

Процессоры для материнских плат производят AMD и Intel. Между ними давно, с переменным успехом, идет борьба за потребителя.
На самом деле я не выделял бы из этих двух производителей кто лучше, а кто хуже, так как были времена когда Intel производила достаточно мощные процессоры, а иногда AMD радовала хорошей производительностью за разумные деньги.

Если вы купили компьютер и не знаете, какой процессор у вас установлен, то и не заморачивайтесь – главное, чтобы компьютер работал, не тормозил.

Но если очень хочется узнать какой у вас установлен процессор в компьютере, то зайдите в «панель управления / система и безопасность / система» и вы увидите, что во фрейме «Система» есть небольшая запись – например AMD Athlon(™) 64 X2 Dual Core Processor 6000+

Эта запись означает, что в компьютере установлен процессор от AMD. Можно вбить в поисковик данные и посмотреть, что же он может – получаем: Частота шины: 1000 (МГц) Реальная частота: 3.0 (ГГц) Ядро: Windsor Кол-во ядер: 2 Socket: SocketAM2 Кэш L1: 128×2 (Кб) Кэш L2: 1024х2 (Кб) Рассеиваемая мощность: 125 (Вт)

Критическая температура: 63 (°C)

Теоретически можно сравнить производительность процессоров зная, что она зависит от тактовой частоты и разрядности процессора, но так как разрядность новых процессоров одинакова, то остается тактвовая частота, а так же фишки вендоров, которые позволяют увеличить производительность за счет кэша. Для большинства новичков Кэш слишком сложный показатель и на самом деле это не главное, соседние по цене процессоры обладают наверняка схожими характеристиками, главное в процессоре это производительность которая определяется тестами.

Как следует выбирать процессор

Процессоры различных фирм сравнивают по производительности, а не по маркировке, поэтому можно подобрать процессоры одинаковой производительности изучив тесты и сравнить цены.

Покупая процессор для нового компьютера или б/у узнайте какой сокет у вашей материнской платы под процессор, какие процессоры она поддерживает.

Например процессор с socket 775 не удастся установить, если материнская плата поддерживает socket AM2
Если у вас процессор AMD, то заменить его процессором Intel вы уже не сможете и наоборот – материнскую плату придется менять из-за того, что ее разъем не подойдет для процессора.

По поводу ядер процессора, интересно было написано в Википедии в статье «Многоядерные процессоры».

Содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе (на одном или нескольких кристаллах).

Процессоры, предназначенные для работы одной копии операционной системы на нескольких ядрах, представляют собой высокоинтегрированную реализацию системы «Мультипроцессор».

Двухядерность процессоров включает такие понятия, как наличие логических и физических ядер: например двухядерный процессор Intel Core Duo состоит из одного физического ядра, которое в свою очередь разделено на два логических. Процессор Intel Core 2 Quad состоит из четырёх физических ядер, что существенно влияет на скорость его работы.

Если вы хотите, чтобы процессор не нагревался слишком сильно в случае разгона, то скорее всего вам придется покупать новый куллер – вентилятор который устанавливается на процессор, поскольку стандартный может и не справиться.
Для уменьшения уровня шума можно использовать водяное охлаждение процессора.

Выводы

С чего начинаем сборку? Конечно с камня, то есть с процессора! – и тогда любой продавец переключит свой моск с «ЛАМЕР» на «Пользователь» и не станет вам впаривать то, что вы не хотите.

Если Вы переживаете по поводу того, что купили не тот процессор, то зря, — все имеет свою цену, а это значит, что вы купили компьютер дешевле и не вариант, что для работы и игр в сапера вам нужен более мощный.
Как написано у Р.

Киосаки в его книге «Богатый папа, бедный папа» деньги нужно вкладывать туда, где они будут приносить прибыль, а вложить кучу денег в игровой компьютер и смотреть на нем фильмы, работать и раскладывать пасьянсы нерационально, в другом случае, позаботьтесь о выборе более мощного компьютера начиная выбор именно с процессора.

Источник: http://www.lamer-stop.ru/2009/07/15/chajnikam-o-ustrojstve-kompyutera-processor.html

Что такое процессор

Процессор – это основной элемент компьютера, с помощью которого обрабатывается информация, находящаяся как в собственной памяти, так и в памяти других устройств. Помимо этого, он так же руководит работой других устройств. Чем мощнее процессор, тем быстрее работает компьютер в целом.

Работа различных приложений основана на выполнении определенной последовательности команд и данных, размещенных в так называемых регистрах процессора.

Мощность, и как следствие быстродействие компьютера, определяется скоростью сопоставления данных и соответствующих команд для их обработки.

Основными характеристиками, отличающими различные виды процессоров, являются тактовая частота, разрядность и размер внутренней кэш – памяти.

От чего зависит производительность

Тактовая частота

Тактовая частота, измеряющаяся в мегагерцах (МГц) это количество выполняемых операций в секунду. Однако по факту, выполнение одной операции может быть разделено на несколько тактов, при этом возможно фактическое снижение ее значения. Однако при мощности современных процессоров незначительное снижение тактовой частоты в ходе выполнения сложных операций совершенно незаметно.

Разрядность

От этого параметра зависит, поддерживает ли процессор только 32-битные приложения или допускает использование 64–битных. Большинство современных процессоров поддерживают 64–битную архитектуру.

Подобное разделение влияет на количество доступной оперативной памяти (до 4 ГБ в 32-битных и от 4 ГБ в 64-битных системах) а также на внутренние параметры, которые редко учитываются рядовыми пользователями и имеют значение только для специалистов, например, разработчиков программного обеспечения.

От объема внутренней кэш – памяти зависит скорость обмена информацией между процессором и другими устройствами, установленными на компьютере. Чем больше это значение, тем быстрее происходит обмен.

Выбор процессора

Итак, как же выбрать процессор для нового компьютера. Если вы решили собрать новый системный блок, в первую очередь стоит обратить внимание на марку CPU, так как от этого напрямую зависит тип характеристики основных устройств, главное из которых материнская плата.

От этих параметров напрямую зависит быстродействие будущей системы. Существует также различие по количеству вычислительных ядер процессоров. Так, многоядерные процессоры – это устройства, в едином корпусе которых установлены более одного ядра. Это позволяет существенно увеличить быстродействие компьютера.

При выборе того или иного компонента ПК, необходимо точно ответить на один вопрос. Для чего компьютер будет использоваться в будущем? Только после этого стоит определяться с производителем, ценой и функционалом CPU.

При полной замене системы, мы советуем не экономить сильно и выбирать компоненты на основании текущего состояния на рынке.

Такой подход сэкономит деньги в будущем, поскольку сбалансированный и технологически новый компьютер прослужит дольше и будет справляться со своими функциями продолжительное время.

Какой лучше купить

На сегодняшний день главными производителями процессоров являются Intel и AMD.

Процессоры от Intel отличаются более высоким качеством и производительностью, однако при этом достаточно дороги, что не всегда оправдано, например, при покупке бюджетных моделей.

Для установки продукции Intel используются материнские платы, оснащенные следующими типами сокетов: 478, 775 для устаревших моделей и 1155, 1156, 1366 для новейших процессоров серии I3, I5 и I7.

Однако следует сказать, что процессоры использующие 478 сокет уже сильно устарели и практически не используются, так как их мощности уже недостаточно для выполнения современных задач. По причине морального устаревания постепенно уходит в прошлое 775 сокет, хотя некоторые процессоры этой линейки позволяют решать большинство современных задач.

Процессоры от AMD отличаются достаточно выгодным соотношением цена/качество, однако при этом некоторые модели, склонны к излишнему перегреву.

Несмотря на технологическое отставание, и не всегда высокое качество, продукция AMD пользуется неплохим спросом на российском рынке, что обусловлено, в первую очередь, именно низкой по сравнению с главным конкурентом ценой.

Для установки процессоров от AMD используются материнские платы, оснащенные сокетами AM2, AM 2+ и AM3 для новейших процессоров.

Установка процессора

И вот, выбор сделан и процессор приобретен. Далее необходима установка процессора на материнскую плату.

Обратите особое внимание, что при установке процессора необходимо соблюдать особую осторожность, так как всего лишь одно неверное движение может повлечь серьезные повреждения оборудования. Прежде всего, необходимо разместить материнскую плату на какой-либо поверхности в устойчивом положении.

У различных моделей материнских плат разные механизмы крепления процессора, но как правило для доступа к сокету необходимо несильно надавить на специальный рычажок и отвести его в сторону.

Далее нужно определить, как именно процессор вставляется в сокет. Имеется ввиду направление усиков на процессоре или специальных направляющих.

На современных материнских платах для установки процессора предусмотрены специальные направляющие, поэтому вставить процессор неправильно практически невозможно.

Однако на более ранних моделях это может вызвать затруднения, так как не всегда можно с первого взгляда определить направление установки.

Не включайте компьютер, если полностью не уверены в правильности установки процессора! Неправильно расположенный в сокете процессор скорее всего сгорит.

После установки приведите специальный рычажок на материнской плате в исходное положение.

Далее необходимо установить элемент системы охлаждения процессора – кулер. Помните, что перед этим необходимо нанести на сам процессор и на контактную пластину кулера тонкий слой специального состава, увеличивающего эффективность охлаждения – термопасты.

Для кулеров существуют различные зажимы, обеспечивающие плотное прилегание контактной пластины к самому процессору. Крепление может осуществляться за счет винтов, специальных зажимов или крепления куллера к материнской плате с помощью составной пластины.

Убедитесь, что контактная пластина кулера плотно прилегает к процессору, в противном случае возможен перегрев и как следствии выгорание не только самого CPU, но и материнской платы.

Замена процессора

Если Вас перестала устраивать производительность компьютера, то скорее всего происходит это именно по причине недостаточной мощности ЦП. Это можно компенсировать установкой дополнительных плат оперативной памяти, увеличив ее объем, однако при этом рассчитывать на качественное увеличение производительности системы не нужно.

Перед установкой нового процессора необходимо убедиться, что материнская плата оснащена соответствующим сокетом и допускает использование данной модели ЦП.

Для корректной работы некоторых моделей на устаревших материнских платах может потребоваться обновление BIOS. При установке нового устройства нужно соблюдать крайнюю осторожность, так как неосторожное движение может привести к повреждению оборудования!

Для начала необходимо аккуратно отсоединить кулер, расположенный на сокете материнской платы и извлечь процессор. Затем поместить новое устройство в гнездо, покрыть тонким слоем термопасты внешнюю часть процессора и установить кулер на место.

В случае замены центрального процессора, остальные комплектующие, как правило, не требуют обновления и продолжают работать в штатном режиме. Наш сайт smartronix.

ru постарается поможет с подбором процессора под любой компьютер, задавайте вопросы в комментариях.

Источник: http://smartronix.ru/processor

Из чего состоит компьютер часть2. Процессор

Что же такое процессор?

Компьютер содержит в себе несколько процессоров. Свои персональные процессоры имеют некоторые его модули, такие как — звуковая плата, видеокарта, различные внешние устройства. Но эти процессоры выполняют задачи, связанные непосредственно со своим устройством. Мы же затронем в этом посте ЦЕНТРАЛЬНЫЙ процессор, называя его просто одним словом -'процессор'.

Процессор — это кремневый кристалл, выращенный по специальной технологии. Внутри этого кристалла находится огромное количество мельчайших элементов, именуемых транзисторами.

Транзисторы соединены между собой контактами из металла. С помощью транзисторов процессор и занимается обработкой данных, производя вычисления на основе математических действий с цифрами.

Как Вы знаете, всякая информация внутри компьютера представлена в цифровом виде.

Для взаимодействия с другими частями компьютера, процессор использует «шины». Шинами называют скоростные коммутаторы для передачи данных между блоками компьютера в обеих направлениях. Обычно в компьютере две шины:

  • Шина для транспортировки информации.
  • Шина для определения адресов передачи этой информации, содержащихся в памяти.

Из чего же состоит процессор, что скрывается внутри кремниевого кристалла?
В любом процессоре находятся:

Ядро процессора — главное устройство для вычислений. Оно и обрабатывает все, поступающие в процессор данные.

Сопроцессор — дополнительный модуль, входящий в состав процессоры, который необходим для особенно сложных вычислений. Сопроцессор активно используется для работы с графическими и различными мультимедийными приложениями.

Кэш-память — это буферная память — специальный накопитель данных. Наиболее часто используется два вида кэш-памяти:

  • Кэш-память первого уровня — очень небольшая, её объем около нескольких десятков килобайт, но такая память очень быстро работает
  • Кэш-память второго уровня — работает немного помедленнее, но зато объем её больше — примерно от 128 кб до 2 мб.

Давайте рассмотрим некоторые из характеристик процессоров.

Количество ядер (процессоров)
Многоядерный процессор — это процессор, состоящий из нескольких независимых составляющих — ядер. Каждое ядро, по сути тот же процессор, но находящийся внутри одного целого, и работающий во взаимодействии с собратьями.

Сегодня повсеместно применяются двухъядерные процессоры типа: Core2 Two Duo, но, уже вовсю их догоняют четырёхъядерные, типа: Core Two Quad. Модернизация процессоров так быстра, что число ядер растёт, увеличиваясь по два за один год.

Тактовая частота
Это число совершённых элементарных операций или тактов, выполненных процессором  за одну секунду.

Разрядность процессора
Разрядность процессора определяется максимальным числом бит информации, которые могут быть обработаны и переданы процессором одновременно. Тактовая частота отличается то разрядности — также, как скорость отличается от объёма.

Сегодня используются 32-битные и  64-битные процессоры. Сегодня, пока, в основном используются компьютеры с  64-битными процессорами. Это связано с недостатком программного обеспечения, разработанного под 64-битные процессоры.

Источник: http://prostoyblog.ru/komplikbez/iz-chego-sostoit-kompyuter-chast2-processor.html

Устройство процессора, из чего состоит процессор

Сейчас полно информации в интернете по теме процессоров, можно найти кучу статей о том как он работает, где в основном упоминаются регистры, такты, прерывания и прочее…

Но, человеку не знакомому со всеми этими терминами и понятиями достаточно трудно вот так «с лету» вникнуть в понимание процесса, а начинать надо с малого — а именно с элементарного понимания как устроен процессор и из каких основных частей он состоит.

Итак, что же окажется внутри микропроцессора, если его разобрать:

цифрой 1 обозначается металлическая поверхность (крышка) микропроцессора, служащая для отвода тепла и защиты от механических повреждений того, что находится за этой крышкой (тоесть внутри самого процессора).

Под номером 2 — находится сам кристалл, по факту являющийся самой важной и дорогой в изготовлении частью микропроцессора.

Именно благодаря этому кристаллу происходят все вычисления (а это и есть самая главная функция процессора) и чем он сложнее, чем совершенней — тем мощнее получается процессор и тем дороже соответственно.

Кристалл изготавливается из кремния. На самом деле процесс изготовления очень сложный и содержит в себе десятки шагов, подробнее в этом видео:

Цифра 3 — специальная текстолитовая подложка, к которой крепятся все остальные части процессора, кроме того она играет роль контактной площадки — на ее обратной стороне есть большое количество золотистых «точек» — это контакты (на рисунке их немного видно). Благодаря контактной площадке (подложке) обеспечивается тесное взаимодействие с кристаллом, ибо напрямую хоть как нибудь воздействовать на кристалл не представляется возможным.

Крышка (1) крепится к подложке (3) с помощью клея-герметика, устойчивого к высоким температурам. Между кристаллом (2) и крышкой нет воздушного зазора, его место занимает термопаста, при застывании из нее получается «мостик» между кристаллом процессора и крышкой, благодаря чему обеспечивается очень хороший отток тепла.

Кристалл соединяется с подложкой с помощью пайки и герметика, контакты подложки соединяются с контактами кристалла. На этом рисунке наглядно показано как соединяются контакты кристалла с контактами подложки при помощи очень тонких проводков (на фото 170-кратное увеличение):

Вообще устройство процессоров разных производителей и даже моделей одного производителя может сильно разниться. Однако принципиальная схема работы остается прежней — у всех есть контактная подложка, кристалл (или несколько, расположенных в одном корпусе) и металлическая крышка для отвода тепла.

Так например выглядит контактная подложка процессора Intel Pentium 4 (процессор перевернут):

Форма контактов и структура их расположения зависит от сокета процессора и материнской платы компьютера (сокеты должны совпадать). Например на рисунке чуть выше контакты у процессора без «штырьков», поскольку штырьки находятся прямо в сокете материнской платы.

А бывает другая ситуация, где «штырьки» контактов торчат прямо из контактной подложки. Эта особенность характерна в основном для процессоров AMD:

Как уже упоминалось выше, устройство разных моделей процессоров одного производителя может различаться, перед нами яркий тому пример — четырехъядерный процессор Intel Core 2 Quad, который по сути представляет собой 2 двухъядерных процессора линейки core 2 duo, совмещенных в одном корпусе:

Важно! Количество кристаллов внутри процессора и количество ядер процессора — не одно и то же.

В современных моделях процессоров Intel умещается сразу 2 кристалла (чипа).

Второй чип — графическое ядро процессора, по-сути играет роль встроенной в процессор видеокарты, тоесть даже если в системе отсутствует видеокарта, графическое ядро возьмет на себя роль видеокарты, причем довольно мощной (в некоторых моделях процессоров вычислительная мощь графических ядер позволяет играть в современные игры на средних настройках графики).

Вот и все устройство центрального микропроцессора, вкратце конечно же.

Источник: http://pc-information-guide.ru/cpu/ustroystvo-processora-iz-chego-sostoit-processor.html

Что такое процессор

Процессор, также называемый CPU — это основной элемент, мозг, компьютера. Он отвечает за работу приложений и операционной системы, реагирует на поступающие через периферийные устройства, такие как клавиатура или ввод с помощью мыши команды.

Физически процессор это не более чем кусок кремния. На ПК он помещается на материнской плате в разъёме, который называется сокет. В ноутбуке обычно имеет жёсткое крепление. Плата с помощью набора микросхем и чипов обеспечивает соединение процессора с другими устройствами компьютера, такими как RAM, видеокарта или жёсткий диск.

Процессор это один из постоянно развивающихся элементов ПК. В каждом новом поколении процессоров уменьшается размер интегрированных внутри транзисторов, что позволяет увеличивать количество функциональных блоков. Транзисторы выглядят как маленькие кирпичики, которые в совокупности и формируют процессор.

Развитие процессоров увеличивает интеграцию помещённых внутри функциональных блоков. Сначала это был контроллер памяти, потом графическая видеокарта, а в самом ближайшем будущем появится новая концепция процессора под названием SOC. Концепция, в которой чип со всеми элементами будет интегрирован в материнской плите.

Что находится внутри процессора

Имейте в виду, что не все процессоры одинаковы, но большинство из них в себя включают:

Ядро. Ядро это один процессор в миниатюре. Несколько интегрированных в процессор ядер позволяют одновременно работать с несколькими приложениями, и ускорить определённые виды обработки.

Кэш. Одна из наиболее важных систем ПК, система памяти, который состоит из нескольких элементов. Внутренняя процессора, кэш-память используется для повышения скорости доступа к RAM. Если данные находятся в кэше, время на их поиск не затрачивается и обработка происходит гораздо быстрее.

Контроллер памяти. Интеграция контроллера памяти в процессор и удаление его из материнской платы делает доступ к оперативной памяти более эффективным. Но это имеет и свой недостаток, потому, что использоваться может только тип памяти для вашего процессора.

Видеокарта. Если этот компонент интегрирован, то речь идёт уже о APUs, а не CPUs. Это уже будет не обычный процессор, а гибрид между процессором и видеокартой.

Другие элементы. В процессор интегрированы другие ранее размещённые на материнской плате элементы. Например, контроллер PCI Express, увеличивает скорость, с которой микропроцессор способен осуществлять связь с дискретной видеокартой.

Как это работает внутри процессора

Работу процессора, можно разделить на следующие этапы:

Чтение инструкций из памяти. Чтобы получить представление о сложности процесса чтения команд процессором, представьте, что он состоит из тысячи различных инструкций и постоянно растёт. Производители постоянно ищут возможности повышения производительности процессора.

Поиск необходимых данных. Не все инструкции одинаковы, для выполнения некоторых необходимы данные, которые обычно находятся в оперативной памяти. В этом случае происходит ожидание доступа к данным. Очень важно, чтобы обмен данными и командами был как можно более быстрым, и не тормозил работу ПК.

Выполнение операций. Для выполнения некоторых операций может потребоваться работа нескольких блоков внутри самого процессора, например, для арифметико-логических устройств или задач с плавающей точкой.

Переход к следующей инструкции. Это не всегда возвращение к памяти. Многие инструкции могут изменить ход выполнения программы и позволяют переходы или повтор определённых действий, до полного выполнения условия задачи.

Какой вам нужен процессор

Процессор стоит покупать с учётом ваших потребностей. Но учтите, что ПК для учёбы, и ПК для игр это два совершенно разных компьютера.

Источник: https://datbaze.ru/computer/chto-takoe-protsessor.html

Ссылка на основную публикацию