Сколько бит может обработать 32 разрядный процессор за одну операцию
Обновлено: 04.07.2024
Центральный процессор (ЦП, CPU) - это мозг нашего компьютера. Он выполняет арифметические и логические вычисления в огромных объёмах. Центральный процессор исполняет команды пользователя, обрабатывает информацию и управляет остальными задачами компьютера. А без команд от ЦП не произойдёт ни одна задача, даже самая простая, как 2+2 к примеру.
Центральный процессор представляет из себя чип со сложнейшей микроструктурой, в котором находятся транзисторы. В современном мире (в нашем с Вами) количество этих транзисторов исчисляется в 1,5- 2 миллиарда ! Только представьте.. в эту небольшую штучку засовывают миллиард транзисторов..
На мировом современном рынке крупными и зарекомендованными производителями ЦП конечно же являются Intel и AMD . Самые настоящие конкуренты. Сейчас много от кого можно услышать, типа "Intel лучшие! AMD горячие и глючные!".. бла бла.. На мой взгляд два производителя заслуживают БЫТЬ. Лично у меня платформа на Intel , но не в коем случае не потому что " AMD - какаха .. " Как созрею- соберу на AMD. =)
Итак, из чего же делают сие чудо с миллионами транзисторов внутри? Делают их из кремния. Очищенный кремний превращают в монолитный кристалл в форме цилиндра, который весит килограммов 100.. После чего нарезают блинчики.. с примерной толщиной- 1 мм:
Вот такие блинчики доводят до идеально ровного состояния и и полируют до зеркального блеска. После всего этого предстоит задача нанесения на пластины структуру будущих процессоров. А именно, на пластины внедряется примесь, которая и будет являться транзисторами. Происходит внедрение по технологии фотолитографии .
Ну а как процессоры отличаются друг от друга? Основные отличия проявляются в техпроцессе , в разрядности , в тактовой частоте , в типе и размере кэш памяти , в количестве физических и виртуальных ядер , в наличии или отсутствии встроенного видеоядра , в коэффициенте умножения тактовой частоты , в потреблении напряжения и соответственно тепловыделения . Ну а теперь кратенько разберем каждый пунктик:
1 . Техпроцесс (технологический процесс)
- в общем, это процедура изготовления какой- либо продукции, в нашем случае- процедура и технология изготовления ЦП. Слышали такое определение, как нанометр (НМ)? Если мы с Вами возьмём метр , затем поделим его на миллиард частей, то одна часть (одна миллиардная) будет равняться нанометру . Средняя ширина человеческого волоса где то 8000 нанометров , а процессоры сейчас изготавливают по технологии 14, 10 НМ . Круто, не так ли? Так вот, чем меньше нанометров в техпроцессе, тем лучше. Почему? В первую очередь это позволяет снизить энергопотребление процессора (чем тоньше транзистор, тем меньше он "кушает"), соответственно уменьшается тепловыделение (нагрев ЦП) и у нас есть возможность устанавливать более мощные процессоры например в смартфоны, а на ПК это позволяет упростить систему охлаждения. И, наконец, это напрямую влияет на производительность ЦП. Давайте представим.. Физический размер остаётся прежним, но благодаря улучшенному техпроцессу (уменьшенному) вмещается больше элементов, соответственно и работать он будет быстрее. Из минусов, пожалуй то, что такие технологии требуют больших материальных затрат.. Вот и цены на процессоры у нас такие.. =)
2 . Разрядность процессора
- это величина, которая показывает нам сколько бит процессор может обработать за один такт. В свою очередь, такт - это самый короткий промежуток времени, в течении которого выполняется какая либо команда. Именно поэтому 64- х битные процессоры превосходят своих предшественников на 32 бита. ( 1 такт 64 бита > 1 такт 32 бита ).
3 . Тактовая частота
- это один из основных показателей производительности ЦП. По сути, это количество элементарных (самых простых, например сложение двух чисел) операций, которые процессор может обработать за одну секунду. Получается, чем выше тактовая частота процессора, тем больше он обрабатывает операций за одну секунду, следовательно добавляется быстродействие и производительность.
4 . Кэш память ЦП (или Сверхоперативная память)
- это сверхскоростная память с самой быстрой скоростью доступа! Хранятся там временные данные, которые больше всего востребовательны и чаще всего используются во время работы системы. Короче, кэш память- это своего рода буфер обмена данными между процессором и оперативной памятью компьютера. Данная память тоже состоит из группы транзисторов, что так же тянет за собой трудности в производстве и обуславливается ограничением объёма такой памяти. Но главным преимуществом кэш памяти является её скорость, что положительно сказывается опять же на быстродействии. Кэш память существенно быстрее оперативной памяти компьютера. Современные ЦП имеют два или три уровня встроенной кэш памяти, называют их L1, L2 и L3 . L1 имеет наиболее высокую скорость доступа , работает напрямую с ядром процессора и служит буфером обмена между процессором и кэш памятью L2. L2- среднячок по скорости доступа , его объём больше, чем на первом уровне (L1), служит он буфером обмена данными между L1 и L3. Ну и третий уровень, L3- более медленная память предшествующих , но часто существенно больше своим объёмом. Если кэш первого и второго уровня присутствуют у каждого ядра процессора, то L3 напротив- является общим на все ядра .
5 . Ядро ЦП
- это центральный модуль процессора, в котором производятся все расчёты. Современные процессоры обладают многоядерностью, что опять же положительно сказывается на быстродействии чипа. Такие процессоры способны распараллеливать ресурсоёмкие зачачи, тем самым справляться с задачами быстрее. Но и здесь свой подход- больше не всегда лучше. Всё зависит от оптимизации программ и игр к многоядерности. Например, чуть ранее разница в быстродействии между 2-х и 4-х ядерных процессоров могла не отличаться вовсе в силу того, что программы и игры были оптимизированы под два ядра, тем не менее оптимизация под 4 ядра даёт преимущественный прирост скорости обработки данных. Ну и, как правило, чем больше ядер- тем больше энергопотребление процессора и соответственно нужно учитывать факт бОльшего тепловыделения (нагрева) процессора. При этом так же стоит обратить внимание на систему охлаждения процессора. Однако, существуют ещё и виртуальные ядра. Слышали же наверняка- 4 ядра и 4 потока , либо 4 ядра и 8 потоков ? Так вот последнее означает, что процессор имеет 4 физических ядра, нанесённых на чип, но каждое отдельное ядро способно делить себя и на одно виртуальное, тем самым выполнять вместо одного потока- два. Конечно же такой подход не заменит нам наличие физического ядра, но всё же и это позволяет увеличить быстродействие компьютера. Когда одно ядро способно предоставить нам два потока- это называют поддержкой Hyper-Threading . Собственно, отсюда у нас и происходят процессоры, которые не поддерживают Hyper-Threading (например, 4 ядра- 4 потока), или же процессоры, поддерживающие данную функцию (например, 4 ядра- 8 потоков).
6. Видеоядро ЦП
- это встроенное устройство в ЦП, которое параллельно с основными расчётами процессора обрабатывает данные, которые отвечают за картинку на нашем мониторе. Наличие данного ядра часто "обзывается" интегрированной графикой. Отметим тот факт, что данное ядро встраивается не во все процессоры . Так же второй факт, что данное ядро не заменит нам дискретные видеокарты. Для интегрированной графики память выделяется непосредственно из оперативной память компьютера. В чём же плюсы наличия данного ядра? Если вы не собираетесь работать с программами, которые требуют колоссальные графические ресурсы (например рендеринг, работа с 3D графикой и т.д.), а так же не являетесь любителем ультрамаксималок в современных играх с высоким FPS, то данное решение позволит полноценно пользоваться компьютером в прочих надобностях при этом не тратясь на покупку дискретной видеокарты. А цены у них, сами знаете, какие..
7. Коэффициент умножения тактовой частоты процессора
- это число, на которое умножается частота шины (FSB) , в результате чего мы получаем общую частоту нашего процессора. Например, частота шины (FSB) составляет 700 Mhz, коэффициент умножения — 5, получаем: 700 x 5 = 3500 Мгц или 3,5 Ггц. Именно это число и является показателем частоты нашего процессора. Тут же можно объяснить "природу" разгона тактовой частоты процессора (тоже слышали, не так ли?). Данная процедура является энтузиазмом у некоторых пользователей, которые хотят повысить производительность процессора, повышая его тактовую частоту. Делается это и путём увеличения того же самого множителя (увеличением значения коэффициента умножения). В нашем случае, увеличивая коэффициент умножения с 5 до 5,5 даст нам 700 x 5,5 = 3850 Мгц, т.е. частота процессора увеличилась на (3850-3500) 350 Мгц.
Это один из методов разгона частоты ЦП. Производители же могут устанавливать запрет на изменение множителя. В таком случае разгон осуществляется с помощью повышения частоты системной шины материнской платы, но это уже совсем другая история..
Друзья, я считаю, на этом этапе мы можем закончить знакомство с ЦП. Основные понятия, а так же принцип работы мы с Вами разобрали.
От себя скажу следующее:
Читайте также: