Ответы на популярные вопросы. Что это такое цп


Что такое ЦП, ЦПУ, CPU, АЛУ

Процессор - без преувеличения МОЗГ - ПК, ЦП, CPU - центральное обрабатывающее устройство, считается самым важным компонентом в компьютере. Все знают основы, но большинство из нас не знают настоящей работы, в этой статье мы вместе рассмотрим истинное предназначение.

Пожалуйста, прочитайте всю статью, чтобы достичь максимального знания, Вы хотите чтобы Вас называли королем ЗВМ техники, ваши друзья, коллеги по цеху, родственники?!

Список как говорят в народа, новички и продвинутые:

  • МОЗГ
  • ЦПУ
  • ЦП
  • CPU
  • МИКРОЦП
  • ЦЕНТРАЛЬНОЕ ОБРАБАТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
  • ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР
  • ЧИП
  • ГЛАВНАЯ МИКРОСХЕМА

Список можно увеличивать ежедневно, поскольку наш менталитет и фантазии заставляют нас придумывать предметам, особенно если слышат о нем впервые другие название, но суть предмета не меняется.

Рассмотрим производителей 2017-2018 год.

Список названий производителей:

  • INTEL
  • AMD
  • VIA
  • NVIDIA
  • ARM
  • HUAWEI
  • ALLWINNER

Это неполный список, поскольку идут ежедневно разработки и обновления компьютерных технологий.

Как выглядит самая важная часть компьютерной системы. Процессор часто называют мозгом компьютера, потому что это на самом деле один из основных компонентов компьютера, который предназначен для обработки, расчета, передачи данных, компьютер не может существовать без этой главной микросхемы.

Число инструктажа компьютером используется за одну секунду. Скорость обработки информации компьютера исчисляется в Герцах. В настоящее время скорость ПК в гигагерцах (ГГц), который равен 1000000 Герц.

Фото внешний вид на материнской плате

Сложное устройство с большим набором электронных схем. Используется для выполнения хранимой программы, инструкции, мгновенная обработка информации что задает пользователь. Тип компьютеров, не важно маленький - большой, должен иметь хотя бы один ЦП в своем рационе.

Не хочу быть голословным, да плюс журналист для теста из меня никудышный, посмотрите видео:

Что это:

Как он работает:

ПК мощная, быстрая машина. Обычный настольный ПК может выполнить мгновенные инструкции, менее чем 1/миллионную секунды, в то время как суперкомпьютер (который является самым быстрым из всех компьютеров) может выполнить задание  менее чем 1/миллиардной доли секунды!

Скорость ЦП при выполнении задач зависит от его частоты, которая измеряется в МГц (мегагерц) или ГГц (гигагерц),  больше частота, тем больше скорость выполнения заданий ПК.

Фактическая работа

Теперь попробуем разобраться в работе. Всякий раз, когда поступает информация или программа по запросу пользователя, ЦПУ выводит ее из ОЗУ (оперативной памяти) и может какое-либо другое устройство для этих целей.

Теперь прежде чем отправить информацию в оперативной памяти, мозг считывает информацию, связанную с задачей, поставленной на него. После прочтения информации, начинает расчет и транспортировки информации.

После обработки инструкций, идет прохождение через системную шину. Шина - это система коммуникации, которая используется для передачи данных между всеми компонентами компьютера.

Обязанность, убедиться, что данные обрабатываются и переданы на системную шину. ЦП управляет данными в правильном порядке, собирает их в одно целое, после чего передает на системную шину, до окончательно места назначения, пусть будет HDD или видеокарта. Действия по запросу пользователя выполняется и пользователь получает обработанную, рассчитанную информацию. После обработки мозг обязан хранить ее в памяти системы.

Давайте поговорим о его составляющих

Типичный состоит из 2 частей:

  • Блок Управления
  • Логический Блок

Блок управления:

Блок управления: используется, для управления. Это команды различных компонентов компьютера, чтобы реагировать в соответствии с инструкцией программ. Компьютерные программы хранятся в памяти устройства (жесткие диски и SSD) и когда пользователь запустить эти программы, они загружаются непосредственно в основной памяти (ОЗУ) для их выполнения. Программа не может работать без нагрузки в основной памяти. Блок управления процессора используется для направления всей компьютерной системы в процессе программы обучения, используя электрические сигналы. Блок центра управления взаимодействует с АЛУ, памяти для выполнения процесса инструкции. На самом деле, блок управления не выполняет инструкции программы, а командует вторичными частями процесса. Без блока управления, соответствующие компоненты не смогут выполнить обработку или собрать информацию, поскольку они не знают что делать.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) распознание англ. - ALU.

Логическое устройство: логический блок также называют Арифметико-логическое устройство (АЛУ). АЛУ представляет собой цифровую электронную схему, размещенные внутри процессора. Логический блок является основным строительным блоком ЦПУ. Функции является выполнение расчетных целочисленных и логических операций. Расчет включает в себя сложение, вычитание, логические операции сдвига и сравнения. Устройство различных моделей могут отличаться по конструкции и функционирования. В некоторых простой компьютер, процессор может содержать только одно логическое устройство, а в комплексе ПК; процессор может иметь более одного АЛУ, которые работают одновременно, чтобы выполнить все расчеты. Но мы должны помнить, что основной задачей ALU является вычисление целочисленных операций.

Видео устройство

Основные элементы CPU

Реестр: реестр представляет собой очень небольшое место, которое используется для хранения данных процессора. Регистр используется для хранения информации, инструкции, адресное хранение, и любой вид данных, как последовательности битов или символов и т. д. Регистр должен быть достаточно большим, чтобы хранить всю предоставленную информацию. 64-битный процессор должен иметь как минимум 64-разрядные регистры и 32-разрядных регистра для 32-разрядного процессора. Реестр является самым быстрым из всех устройств памяти.

L1 и L2 кэш-память: кэш-память-это Тип памяти, который помещается в чип или может быть размещен отдельно можно. Использование кэш-памяти для хранения программы инструкций, которые снова и снова использует программное обеспечение для работы. Когда ЦПУ обрабатывает данные, сначала смотрит в кэш-памяти. Если данные найдены, то он использует данные, соответственно, а если нет, то процессор начинает держать все в своей памяти, что фактически отнимает много времени. Кэш-память является дорогостоящим объектом, но это действительно помогает работать молниеносно.

Есть Несколько Уровней Кэш-Памяти, То Они Таковы:

  • Л1 кэш: кэш-памяти L1 необычайно быстро, но он очень маленький. Он главным образом помещается на чип процессора.
  • Кэш L2: кэш-память L2 имеет больше данных, емкостью, чем L1 кэш. Он расположен в кристалле чипа, либо в отдельной микросхеме, но подключаются к ЦПУ с высокой скоростью через альтернативную шину данных.

Многоядерные процессоры

Многоядерный означает - на одном процессорном кристалле встроено больше одного вычислительных ядра. Многоядерные работают одновременно и основными преимуществами использования является то, что производительность повышается в разы, потребляя меньше энергии, мощность, при этом выполняется больше многозадачность и параллельно обработка является очень эффективной. Поскольку все процессора подключены в тот же разъем и работаю в тандеме.

Какой лучше:

 

Двухъядерный - на одном кристалле более двух ядер, или корпусе чипа

Четырехъядерный: на одном кристалле более четырех ядер  резвее двухъядерного.

Гекса или на одном кристалле больше шести ядер. многофункциональный.

Восьмиядерный: на одном кристалле более восьми ядер. Они быстрее hexacore. Многозадачность  превышает hexacore.

Естественно чем выше число тем больше ядер, которые работают в одном тандеме процесса.

Ведущие производители стараются сделать мозг более прогрессивным и эффективным.

Я надеюсь, что вы найдете эту статью полезной и оставайтесь на связи с моим сайтом, чтобы узнать больше о компьютерах и устройствах и повысить свои знания по максимуму.

Какой купить для себя:

 

Добавить комментарий

pckryiz.ru

ЦП - это... Что такое ЦП?

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.

10 сентября 2007 года были выпущены в продажу нативные (в виде одного кристалла) четырёхьядерные процессоры для серверов AMD Quad-Core Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое название AMD Opteron Barcelona[1]. 19 ноября 2007 вышел в продажу четырёхьядерный процессор для домашних компьютеров AMD Quad-Core Phenom[2]. Эти процессоры реализуют новую микроархитектуру K8L (K10).

27 сентября 2006 года Intel продемонстрировала прототип 80-ядерного процессора[3]. Предполагается, что массовое производство подобных процессоров станет возможно не раньше перехода на 32-нанометровый техпроцесс, а это в свою очередь ожидается к 2010 году.

На данный момент массово доступны двух- и четырехядерные процессоры, в частности Intel Core 2 Duo на 65 нм ядре Conroe (позднее на 45 нм ядре Wolfdale) и Athlon64X2 на базе микроархитектуры K8. В ноябре 2006 года вышел первый четырёхъядерный процессор Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из двух кристаллов Conroe в одном корпусе. Потомком этого процессора стал Intel Core 2 Quad на ядре Yorkfield (45 нм), архитектурно схожем с Kentsfield но имеющем больший обьем кэша и рабочие частоты.

Компания AMD пошла по собственному пути, изготовляя четырехядерные процессоры единым кристаллом (в отличие от Intel, процессоры которой представляют собой фактически склейку двух двухядерных кристаллов). Несмотря на всю прогрессивность подобного подхода первый «четырёхядерник» фирмы, получивший название AMD Phenom X4, получился не слишком удачным. Его отставание от современных ему процессоров конкурента составляло от 5 до 30 и более процентов в зависимости от модели и конкретных задач.

На настоящий момент (1-2 квартал 2009 года) обе компании обновили свои линейки четырёхядерных процессоров. Intel представила семейство Core i7, состоящее из трех моделей, работающих на разных частотах. Основными изюминками данного процессора является использование трехканального контроллера памяти (типа DDR-3) и технологии эмулирования восьми ядер (полезно для некоторых специфических задач). Кроме того, благодаря общей оптимизации архитектуры удалось значительно повысить производительность процессора во многих типах задач. Слабой сторной платформы, использующей Core i7 является ее чрезмерная стоимость, так как для установки данного процессора необходима дорогая материнская плата на чипсете Intel-X58 и трехканальный набор памяти типа DDR3, также имеющий на данный момент высокую стоимость.

Компания AMD в свою очередь представила линейку процессоров Phenom II X4. При её разработке компания учла свои ошибки: был увеличен объем кэша (явно недостаточный у первого «Фенома»), а производство процессора было переведено на 45 нм техпроцесс, позволивший снизить тепловыделение и значительно повысить рабочие частоты. В целом AMD Phenom II X4 по производительности стоит вровень с процессорами Intel предыдущего поколения (ядро Yorkfield) и весьма значительно отстает от Intel Core i7. Однако, принимая во внимание умеренную стоимость платформы на базе этого процессора, его рыночные перспективы выглядят куда более радужно чем у предшественника.

Кэширование

Кэширование — это использование дополнительной быстродействующей памяти (кэш-памяти) для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика.

Различают кэши 1-, 2- и 3-го уровней. Кэш 1-го уровня имеет наименьшую латентность (время доступа), но малый размер, кроме того кэши первого уровня часто делаются многопортовыми. Так, процессоры AMD K8 умели производить 64 бит запись+64 бит чтение либо два 64-бит чтения за такт, AMD K8L может производить два 128 бит чтения или записи в любой комбинации, процессоры Intel Core 2 могут производить 128 бит запись+128 бит чтение за такт. Кэш 2-го уровня обычно имеет значительно большие латентности доступа, но его можно сделать значительно больше по размеру. Кэш 3-го уровня самый большой по объёму и довольно медленный, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная память.

Параллельная архитектура

Архитектура фон Неймана обладает тем недостатком, что она последовательная. Какой бы огромный массив данных ни требовалось обработать, каждый его байт должен будет пройти через центральный процессор, даже если над всеми байтами требуется провести одну и ту же операцию. Этот эффект называется узким горлышком фон Неймана.

Для преодоления этого недостатка предлагались и предлагаются архитектуры процессоров, которые называются параллельными. Параллельные процессоры используются в суперкомпьютерах.

Возможными вариантами параллельной архитектуры могут служить (по классификации Флинна):

Технология изготовления процессоров

История развития процессоров

Первым общедоступным микропроцессором был 4-разрядный Intel 4004. Его сменили 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие основы архитектуры всех современных настольных процессоров. Но из-за распространённости 8-разрядных модулей памяти был выпущен 8088, клон 8086 с 8-разрядной шиной памяти. Затем проследовала его модификация 80186. В процессоре 80286 появился защищённый режим с 24-битной адресацией, позволявший использовать до 16 МБ памяти. Процессор Intel 80386 появился в 1985 году и привнёс улучшенный защищённый режим, 32-битную адресацию, позволившую использовать до 4 ГБ оперативной памяти и поддержку механизма виртуальной памяти. Эта линейка процессоров построена на регистровой вычислительной модели.

Параллельно развиваются микропроцессоры, взявшие за основу стековую вычислительную модель.

Современная технология изготовления

В современных компьютерах процессоры выполнены в виде компактного модуля (размерами около 5×5×0,3 см) вставляющегося в ZIF-сокет. Большая часть современных процессоров реализована в виде одного полупроводникового кристалла, содержащего миллионы, а с недавнего времени даже миллиарды транзисторов. В первых компьютерах процессоры были громоздкими агрегатами, занимавшими подчас целые шкафы и даже комнаты, и были выполнены на большом количестве отдельных компонентов.

В начале 1970-х годов благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем), микросхем, стало возможным разместить все необходимые компоненты ЦП в одном полупроводниковом устройстве. Появились так называемые микропроцессоры. Сейчас слова микропроцессор и процессор практически стали синонимами, но тогда это было не так, потому что обычные (большие) и микропроцессорные ЭВМ мирно сосуществовали ещё по крайней мере 10-15 лет, и только в начале 80-х годов микропроцессоры вытеснили своих старших собратьев. Надо сказать что переход к микропроцессорам позволил потом создать персональные компьютеры, которые теперь проникли почти в каждый дом.

Первый микропроцессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$.

За годы существования технологии микропроцессоров было разработано множество различных их архитектур. Многие из них (в дополненном и усовершенствованном виде) используются и поныне. Например Intel x86, развившаяся вначале в 32 бит IA32 а позже в 64 бит x86-64. Процессоры архитектуры x86 вначале использовались только в персональных компьютерах компании IBM (IBM PC), но в настоящее время всё более активно используются во всех областях компьютерной индустрии, от суперкомпьютеров до встраиваемых решений. Также можно перечислить такие архитектуры как Alpha, SPARC, MIPS (RISC — архитектуры) и EPIC-архитектура).

Большинство процессоров используемых в настоящее время являются Intel-совместимыми, то есть имеют набор инструкций и пр., как процессоры компании Intel, AMD и 8086, i286 (в русском компьютерном сленге называется «двойка», «двушка»), i386 («тройка», «трёшка»), i486 («четвёрка»), Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Core 2 Duo, Itanium и др. AMD имеет в своей линейке процессоры Amx86 (сравним с Intel 486), Sempron (сравним с Intel Celeron), Athlon 64, Athlon 64 X2,

Будущие перспективы

В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть процессоров ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут:

  1. Квантовые компьютеры
  2. Молекулярные компьютеры

Квантовые процессоры

Процессоры, работа которых всецело базируется на квантовых эффектах. В настоящее время ведутся работы над созданием рабочих версий квантовых процессоров.

Российские микропроцессоры

Разработкой микропроцессоров в России занимается ЗАО «МЦСТ». Им разработаны и внедрены в производство универсальные RISC-микропроцессоры с проектными нормами 130 и 350 нм. Завершена разработка суперскалярного процессора нового поколения Эльбрус. Основные потребители российских микропроцессоров — предприятия ВПК.

История развития

Другие национальные проекты

Китай

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

  • Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 59—241. — ISBN 0-7897-3404-4

dal.academic.ru

Что такое ЦП, и как он выглядит?

Компьютеры 25 апреля 2014

У начинающих компьютерных специалистов часто возникает вопрос: «Что такое ЦП и как он выглядит?» За этой аббревиатурой скрывается словосочетание «центральный процессор». Некоторые по ошибке считают, что это системный блок. На самом деле под данным термином подразумевается главная микросхема компьютера. Она устанавливается в разъем материнской платы и отвечает за выполнение вычислений.

Внешний вид

Для начала разберемся с тем, что такое ЦП, и как он выглядит. Как было сказано ранее, это главная микросхема в компьютере. С одной стороны на ней установлен металлический кожух. Он обеспечивает ее защиту и отвод тепла. Также на нее нанесена маркировка процессора и его модель. С другой располагаются ножки, которыми она устанавливается в разъем материнской платы. Еще один важный момент – вставить чип можно только одним способом. Во всех остальных случаях он просто не войдет в сокет.

Технические характеристики

После получения ответа на то, что такое ЦП, и как он выглядит, выясним его основные технические характеристики. К ним относятся:

  • Тактовая частота.
  • Количество интегрированных ядер.
  • Объем кеш-памяти.

Тактовая частота процессора характеризует его производительность. От нее зависит количество операций, выполняемых за единицу времени. Чем она больше, тем лучше. Некоторые современные процессоры работают на частоте 5 Гц. В эпоху одноядерных ЦПУ это была основная их характеристика. Сейчас ситуация изменилась. На одном кристалле кремния может находиться несколько вычислительных ядер. Их может быть 2, 4, 6 или 8. Чем больше их, тем лучше. Это значит, что система может создавать больше вычислительных потоков, а ее производительность вырастает в разы. Последний параметр кеш – это быстрая память, которая интегрирована в процессор. Чем ее больше, тем лучше. Наиболее производительные на сегодняшний день ЦПУ оснащены 8 Мб кеша.

Видео по теме

Выбираем

Условно процессоры можно разделить на 4 класса: офисные, мультимедийные, игровые и с максимальной производительностью. К первому из них можно отнести системы начального уровня (например, Athlon 5350 с 4 ядрами на борту). Такие системы отлично работают с офисными приложениями, позволяют просматривать фильмы и слушать музыку. Мультимедийные ПК более производительные. Они позволяют, кроме всего ранее перечисленного, запускать игры на средних и минимальных настройках. В качестве примера можно привести A-6600 от AMD. В свою очередь, следующий класс ПК ориентирован сугубо для запуска игрушек, в том числе и с максимальными настройками. Тут, кроме производительного процессора, должна быть также установлена и дискретная (внешняя) видеокарта. Тут Core i5 альтернативы нет на сегодняшний день. А вот сердцем компьютера с бескомпромиссной производительностью обязательно должен быть Core i7. Он без проблем справится с любой задачей не только на сегодняшний день, а и в ближайшие 2-3 года. Опять-таки обязательно наличие внешнего более производительного графического адаптера.

Практические рекомендации

Часто возникает на практике такая ситуация, когда загрузка ЦП 100. Что делать в таком случае? К этому приводит работа одного или нескольких служб и приложений, которые «съедают» ресурсы процессора. Рекомендации в этом случае следующие:

  • Нажимаем «Ctrl», «Alt» и «Delete». В открывшемся перечне находим пункт «Диспетчер задач».
  • Далее переходим на вкладку «Процессы». Смотрим те из них, которые больше всего загружают процессор. Если такие есть, то выделяем их и нажимаем внизу кнопку «Остановить».
  • Потом переходим на «Приложения» и повторяем ранее изложенную процедуру.
  • Затем пробуем повторно запустить приложение. При повторении ситуации, когда процессор полностью загружен, перезагружаем компьютер.
  • Если это не решает проблему, то нужно переустановить программу.
  • В крайнем случае, если ничего не помогает, то нужно проверить системные требования приложения. Может быть, ваш процессор не подходит для этой программы.

Многое зависит также и от операционной системы. Сейчас наиболее распространенная - Windows 7. Загрузка ЦП будет меньше на Виндовс 8. Поэтому при выборе операционной системы лучше обращать внимание на нее.

Резюме

В рамках данной статьи не только был дан ответ на то, что такое ЦП, а и как он выглядит. Также приведены его основные характеристики и даны рекомендации по выбору. В любом случае центральный процессор – это сердце любого современного персонального компьютера. Чем он лучше, тем более производительный у вас системный блок. Тем большее количество сложных задач с его помощью можно решить.

Источник: fb.ru

Похожие материалы

Бизнес Что такое корпоратив и каким он может быть?

Мы много раз слышали, но никогда не задумывались о том, что такое корпоратив и каково значение этого слова. Но ведь каждый из нас хотя бы раз в жизни бывал на таком мероприятии! Корпоратив — это коллективное соб...

Бизнес Что такое ПАВ и как они влияют на экологию?

Вода является наиболее распространенным на нашей планете универсальным растворителем. Рано иди поздно любое вещество, вступая с ней в контакт, подвергается реакции гидролиза и разлагается.

Дом и семья Что такое аксессуары и какие они бывают?

Любая представительница прекрасного пола легко может ответить на вопрос: «Что такое аксессуары?». Данный термин имеет французское происхождение. Аксессуар служит дополнением определенного образа.

Духовное развитие Поверье - это...? Что такое поверье и как оно влияет на нашу жизнь?

Древние поверья даже сегодня имеют сильное влияние на сознание людей. Исправить это не способны ни прогрессирующая наука, ни передовые технологии. А все потому, что многие поверья берут свое начало в столь далеком про...

Духовное развитие Что такое заговор и как он работает? Заговоры сибирской целительницы

О магии ныне много пишут и говорят, да толку от этого немного. Волшебники не имеют самой обычной базы знаний, оттого совершают ошибки, обнуляют результаты работы в лучшем случае. Вот вы знаете, что такое заговор, поче...

Духовное развитие Кто такие черти и как они выглядят?

Многие люди время от времени поминают нечистую силу, не задумываясь о том, кто такие черти. Эти существа фигурируют в крылатых выражениях, становятся героями поговорок и даже сказок. Их происхождение окутано тайной, п...

Духовное развитие Что такое соборование и как оно проводится? Таинство соборования

Если у вас возникает вопрос: "Что такое соборование и как оно проводится?", рекомендуем потратить немного времени и прочесть нашу статью: здесь вы сможете найти полноценный ответ. Также вы узнаете, что говорится в Ева...

Духовное развитие Что такое единобожие и как оно появилось?

Сегодня в мире существует огромнейшее количество различных религий, традиций, мистических и философских школ, учений, культов, организаций. И даже человек далекий от всего этого так или иначе слышал термин «моно...

Закон Аренда. Что такое аренда и как она оформляется

Все из нас, если не близко знакомы, то хотя бы раз в жизни слышали о слове «аренда». Что такое аренда, хотя бы частично знают многие люди, однако им не всегда известны некоторые правила и нюансы составлени...

Закон Реституция Украины после подписания с ЕС Соглашения. Что такое реституция и как она связана со вступлением Украины в ЕС?

Недавно в Польше была создана организация под названием «Реституция границ», целью которой якобы является представление интересов поляков, депортированных из оккупированных Советским Союзом в 1939 году тер...

monateka.com

ЦП - это... Что такое ЦП?

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.

10 сентября 2007 года были выпущены в продажу нативные (в виде одного кристалла) четырёхьядерные процессоры для серверов AMD Quad-Core Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое название AMD Opteron Barcelona[1]. 19 ноября 2007 вышел в продажу четырёхьядерный процессор для домашних компьютеров AMD Quad-Core Phenom[2]. Эти процессоры реализуют новую микроархитектуру K8L (K10).

27 сентября 2006 года Intel продемонстрировала прототип 80-ядерного процессора[3]. Предполагается, что массовое производство подобных процессоров станет возможно не раньше перехода на 32-нанометровый техпроцесс, а это в свою очередь ожидается к 2010 году.

На данный момент массово доступны двух- и четырехядерные процессоры, в частности Intel Core 2 Duo на 65 нм ядре Conroe (позднее на 45 нм ядре Wolfdale) и Athlon64X2 на базе микроархитектуры K8. В ноябре 2006 года вышел первый четырёхъядерный процессор Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из двух кристаллов Conroe в одном корпусе. Потомком этого процессора стал Intel Core 2 Quad на ядре Yorkfield (45 нм), архитектурно схожем с Kentsfield но имеющем больший обьем кэша и рабочие частоты.

Компания AMD пошла по собственному пути, изготовляя четырехядерные процессоры единым кристаллом (в отличие от Intel, процессоры которой представляют собой фактически склейку двух двухядерных кристаллов). Несмотря на всю прогрессивность подобного подхода первый «четырёхядерник» фирмы, получивший название AMD Phenom X4, получился не слишком удачным. Его отставание от современных ему процессоров конкурента составляло от 5 до 30 и более процентов в зависимости от модели и конкретных задач.

На настоящий момент (1-2 квартал 2009 года) обе компании обновили свои линейки четырёхядерных процессоров. Intel представила семейство Core i7, состоящее из трех моделей, работающих на разных частотах. Основными изюминками данного процессора является использование трехканального контроллера памяти (типа DDR-3) и технологии эмулирования восьми ядер (полезно для некоторых специфических задач). Кроме того, благодаря общей оптимизации архитектуры удалось значительно повысить производительность процессора во многих типах задач. Слабой сторной платформы, использующей Core i7 является ее чрезмерная стоимость, так как для установки данного процессора необходима дорогая материнская плата на чипсете Intel-X58 и трехканальный набор памяти типа DDR3, также имеющий на данный момент высокую стоимость.

Компания AMD в свою очередь представила линейку процессоров Phenom II X4. При её разработке компания учла свои ошибки: был увеличен объем кэша (явно недостаточный у первого «Фенома»), а производство процессора было переведено на 45 нм техпроцесс, позволивший снизить тепловыделение и значительно повысить рабочие частоты. В целом AMD Phenom II X4 по производительности стоит вровень с процессорами Intel предыдущего поколения (ядро Yorkfield) и весьма значительно отстает от Intel Core i7. Однако, принимая во внимание умеренную стоимость платформы на базе этого процессора, его рыночные перспективы выглядят куда более радужно чем у предшественника.

Кэширование

Кэширование — это использование дополнительной быстродействующей памяти (кэш-памяти) для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика.

Различают кэши 1-, 2- и 3-го уровней. Кэш 1-го уровня имеет наименьшую латентность (время доступа), но малый размер, кроме того кэши первого уровня часто делаются многопортовыми. Так, процессоры AMD K8 умели производить 64 бит запись+64 бит чтение либо два 64-бит чтения за такт, AMD K8L может производить два 128 бит чтения или записи в любой комбинации, процессоры Intel Core 2 могут производить 128 бит запись+128 бит чтение за такт. Кэш 2-го уровня обычно имеет значительно большие латентности доступа, но его можно сделать значительно больше по размеру. Кэш 3-го уровня самый большой по объёму и довольно медленный, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная память.

Параллельная архитектура

Архитектура фон Неймана обладает тем недостатком, что она последовательная. Какой бы огромный массив данных ни требовалось обработать, каждый его байт должен будет пройти через центральный процессор, даже если над всеми байтами требуется провести одну и ту же операцию. Этот эффект называется узким горлышком фон Неймана.

Для преодоления этого недостатка предлагались и предлагаются архитектуры процессоров, которые называются параллельными. Параллельные процессоры используются в суперкомпьютерах.

Возможными вариантами параллельной архитектуры могут служить (по классификации Флинна):

Технология изготовления процессоров

История развития процессоров

Первым общедоступным микропроцессором был 4-разрядный Intel 4004. Его сменили 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие основы архитектуры всех современных настольных процессоров. Но из-за распространённости 8-разрядных модулей памяти был выпущен 8088, клон 8086 с 8-разрядной шиной памяти. Затем проследовала его модификация 80186. В процессоре 80286 появился защищённый режим с 24-битной адресацией, позволявший использовать до 16 МБ памяти. Процессор Intel 80386 появился в 1985 году и привнёс улучшенный защищённый режим, 32-битную адресацию, позволившую использовать до 4 ГБ оперативной памяти и поддержку механизма виртуальной памяти. Эта линейка процессоров построена на регистровой вычислительной модели.

Параллельно развиваются микропроцессоры, взявшие за основу стековую вычислительную модель.

Современная технология изготовления

В современных компьютерах процессоры выполнены в виде компактного модуля (размерами около 5×5×0,3 см) вставляющегося в ZIF-сокет. Большая часть современных процессоров реализована в виде одного полупроводникового кристалла, содержащего миллионы, а с недавнего времени даже миллиарды транзисторов. В первых компьютерах процессоры были громоздкими агрегатами, занимавшими подчас целые шкафы и даже комнаты, и были выполнены на большом количестве отдельных компонентов.

В начале 1970-х годов благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем), микросхем, стало возможным разместить все необходимые компоненты ЦП в одном полупроводниковом устройстве. Появились так называемые микропроцессоры. Сейчас слова микропроцессор и процессор практически стали синонимами, но тогда это было не так, потому что обычные (большие) и микропроцессорные ЭВМ мирно сосуществовали ещё по крайней мере 10-15 лет, и только в начале 80-х годов микропроцессоры вытеснили своих старших собратьев. Надо сказать что переход к микропроцессорам позволил потом создать персональные компьютеры, которые теперь проникли почти в каждый дом.

Первый микропроцессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$.

За годы существования технологии микропроцессоров было разработано множество различных их архитектур. Многие из них (в дополненном и усовершенствованном виде) используются и поныне. Например Intel x86, развившаяся вначале в 32 бит IA32 а позже в 64 бит x86-64. Процессоры архитектуры x86 вначале использовались только в персональных компьютерах компании IBM (IBM PC), но в настоящее время всё более активно используются во всех областях компьютерной индустрии, от суперкомпьютеров до встраиваемых решений. Также можно перечислить такие архитектуры как Alpha, SPARC, MIPS (RISC — архитектуры) и EPIC-архитектура).

Большинство процессоров используемых в настоящее время являются Intel-совместимыми, то есть имеют набор инструкций и пр., как процессоры компании Intel, AMD и 8086, i286 (в русском компьютерном сленге называется «двойка», «двушка»), i386 («тройка», «трёшка»), i486 («четвёрка»), Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Core 2 Duo, Itanium и др. AMD имеет в своей линейке процессоры Amx86 (сравним с Intel 486), Sempron (сравним с Intel Celeron), Athlon 64, Athlon 64 X2,

Будущие перспективы

В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть процессоров ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут:

  1. Квантовые компьютеры
  2. Молекулярные компьютеры

Квантовые процессоры

Процессоры, работа которых всецело базируется на квантовых эффектах. В настоящее время ведутся работы над созданием рабочих версий квантовых процессоров.

Российские микропроцессоры

Разработкой микропроцессоров в России занимается ЗАО «МЦСТ». Им разработаны и внедрены в производство универсальные RISC-микропроцессоры с проектными нормами 130 и 350 нм. Завершена разработка суперскалярного процессора нового поколения Эльбрус. Основные потребители российских микропроцессоров — предприятия ВПК.

История развития

Другие национальные проекты

Китай

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

  • Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 59—241. — ISBN 0-7897-3404-4

veter.academic.ru

ЦП - это... Что такое ЦП?

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.

10 сентября 2007 года были выпущены в продажу нативные (в виде одного кристалла) четырёхьядерные процессоры для серверов AMD Quad-Core Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое название AMD Opteron Barcelona[1]. 19 ноября 2007 вышел в продажу четырёхьядерный процессор для домашних компьютеров AMD Quad-Core Phenom[2]. Эти процессоры реализуют новую микроархитектуру K8L (K10).

27 сентября 2006 года Intel продемонстрировала прототип 80-ядерного процессора[3]. Предполагается, что массовое производство подобных процессоров станет возможно не раньше перехода на 32-нанометровый техпроцесс, а это в свою очередь ожидается к 2010 году.

На данный момент массово доступны двух- и четырехядерные процессоры, в частности Intel Core 2 Duo на 65 нм ядре Conroe (позднее на 45 нм ядре Wolfdale) и Athlon64X2 на базе микроархитектуры K8. В ноябре 2006 года вышел первый четырёхъядерный процессор Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из двух кристаллов Conroe в одном корпусе. Потомком этого процессора стал Intel Core 2 Quad на ядре Yorkfield (45 нм), архитектурно схожем с Kentsfield но имеющем больший обьем кэша и рабочие частоты.

Компания AMD пошла по собственному пути, изготовляя четырехядерные процессоры единым кристаллом (в отличие от Intel, процессоры которой представляют собой фактически склейку двух двухядерных кристаллов). Несмотря на всю прогрессивность подобного подхода первый «четырёхядерник» фирмы, получивший название AMD Phenom X4, получился не слишком удачным. Его отставание от современных ему процессоров конкурента составляло от 5 до 30 и более процентов в зависимости от модели и конкретных задач.

На настоящий момент (1-2 квартал 2009 года) обе компании обновили свои линейки четырёхядерных процессоров. Intel представила семейство Core i7, состоящее из трех моделей, работающих на разных частотах. Основными изюминками данного процессора является использование трехканального контроллера памяти (типа DDR-3) и технологии эмулирования восьми ядер (полезно для некоторых специфических задач). Кроме того, благодаря общей оптимизации архитектуры удалось значительно повысить производительность процессора во многих типах задач. Слабой сторной платформы, использующей Core i7 является ее чрезмерная стоимость, так как для установки данного процессора необходима дорогая материнская плата на чипсете Intel-X58 и трехканальный набор памяти типа DDR3, также имеющий на данный момент высокую стоимость.

Компания AMD в свою очередь представила линейку процессоров Phenom II X4. При её разработке компания учла свои ошибки: был увеличен объем кэша (явно недостаточный у первого «Фенома»), а производство процессора было переведено на 45 нм техпроцесс, позволивший снизить тепловыделение и значительно повысить рабочие частоты. В целом AMD Phenom II X4 по производительности стоит вровень с процессорами Intel предыдущего поколения (ядро Yorkfield) и весьма значительно отстает от Intel Core i7. Однако, принимая во внимание умеренную стоимость платформы на базе этого процессора, его рыночные перспективы выглядят куда более радужно чем у предшественника.

Кэширование

Кэширование — это использование дополнительной быстродействующей памяти (кэш-памяти) для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика.

Различают кэши 1-, 2- и 3-го уровней. Кэш 1-го уровня имеет наименьшую латентность (время доступа), но малый размер, кроме того кэши первого уровня часто делаются многопортовыми. Так, процессоры AMD K8 умели производить 64 бит запись+64 бит чтение либо два 64-бит чтения за такт, AMD K8L может производить два 128 бит чтения или записи в любой комбинации, процессоры Intel Core 2 могут производить 128 бит запись+128 бит чтение за такт. Кэш 2-го уровня обычно имеет значительно большие латентности доступа, но его можно сделать значительно больше по размеру. Кэш 3-го уровня самый большой по объёму и довольно медленный, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная память.

Параллельная архитектура

Архитектура фон Неймана обладает тем недостатком, что она последовательная. Какой бы огромный массив данных ни требовалось обработать, каждый его байт должен будет пройти через центральный процессор, даже если над всеми байтами требуется провести одну и ту же операцию. Этот эффект называется узким горлышком фон Неймана.

Для преодоления этого недостатка предлагались и предлагаются архитектуры процессоров, которые называются параллельными. Параллельные процессоры используются в суперкомпьютерах.

Возможными вариантами параллельной архитектуры могут служить (по классификации Флинна):

Технология изготовления процессоров

История развития процессоров

Первым общедоступным микропроцессором был 4-разрядный Intel 4004. Его сменили 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие основы архитектуры всех современных настольных процессоров. Но из-за распространённости 8-разрядных модулей памяти был выпущен 8088, клон 8086 с 8-разрядной шиной памяти. Затем проследовала его модификация 80186. В процессоре 80286 появился защищённый режим с 24-битной адресацией, позволявший использовать до 16 МБ памяти. Процессор Intel 80386 появился в 1985 году и привнёс улучшенный защищённый режим, 32-битную адресацию, позволившую использовать до 4 ГБ оперативной памяти и поддержку механизма виртуальной памяти. Эта линейка процессоров построена на регистровой вычислительной модели.

Параллельно развиваются микропроцессоры, взявшие за основу стековую вычислительную модель.

Современная технология изготовления

В современных компьютерах процессоры выполнены в виде компактного модуля (размерами около 5×5×0,3 см) вставляющегося в ZIF-сокет. Большая часть современных процессоров реализована в виде одного полупроводникового кристалла, содержащего миллионы, а с недавнего времени даже миллиарды транзисторов. В первых компьютерах процессоры были громоздкими агрегатами, занимавшими подчас целые шкафы и даже комнаты, и были выполнены на большом количестве отдельных компонентов.

В начале 1970-х годов благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем), микросхем, стало возможным разместить все необходимые компоненты ЦП в одном полупроводниковом устройстве. Появились так называемые микропроцессоры. Сейчас слова микропроцессор и процессор практически стали синонимами, но тогда это было не так, потому что обычные (большие) и микропроцессорные ЭВМ мирно сосуществовали ещё по крайней мере 10-15 лет, и только в начале 80-х годов микропроцессоры вытеснили своих старших собратьев. Надо сказать что переход к микропроцессорам позволил потом создать персональные компьютеры, которые теперь проникли почти в каждый дом.

Первый микропроцессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$.

За годы существования технологии микропроцессоров было разработано множество различных их архитектур. Многие из них (в дополненном и усовершенствованном виде) используются и поныне. Например Intel x86, развившаяся вначале в 32 бит IA32 а позже в 64 бит x86-64. Процессоры архитектуры x86 вначале использовались только в персональных компьютерах компании IBM (IBM PC), но в настоящее время всё более активно используются во всех областях компьютерной индустрии, от суперкомпьютеров до встраиваемых решений. Также можно перечислить такие архитектуры как Alpha, SPARC, MIPS (RISC — архитектуры) и EPIC-архитектура).

Большинство процессоров используемых в настоящее время являются Intel-совместимыми, то есть имеют набор инструкций и пр., как процессоры компании Intel, AMD и 8086, i286 (в русском компьютерном сленге называется «двойка», «двушка»), i386 («тройка», «трёшка»), i486 («четвёрка»), Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Core 2 Duo, Itanium и др. AMD имеет в своей линейке процессоры Amx86 (сравним с Intel 486), Sempron (сравним с Intel Celeron), Athlon 64, Athlon 64 X2,

Будущие перспективы

В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть процессоров ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут:

  1. Квантовые компьютеры
  2. Молекулярные компьютеры

Квантовые процессоры

Процессоры, работа которых всецело базируется на квантовых эффектах. В настоящее время ведутся работы над созданием рабочих версий квантовых процессоров.

Российские микропроцессоры

Разработкой микропроцессоров в России занимается ЗАО «МЦСТ». Им разработаны и внедрены в производство универсальные RISC-микропроцессоры с проектными нормами 130 и 350 нм. Завершена разработка суперскалярного процессора нового поколения Эльбрус. Основные потребители российских микропроцессоров — предприятия ВПК.

История развития

Другие национальные проекты

Китай

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

  • Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 59—241. — ISBN 0-7897-3404-4

dik.academic.ru

Что такое ЦП? – Ответы на популярные вопросы

ЦП – это центральный процессор. Данное устройство для компьютера представляет собой сложную микросхему с миллионами транзисторов и множеством контактов, а предназначено оно для обработки машинного кода компьютерных программ. Центральное процессорное устройство (ЦПУ или CPU) является мозгом всей компьютерной системы, именно оно производит арифметические и логические операции с данными, поэтому на жаргоне ЦП нередко называют «проц» или «мозг».

 

От производительности центрального процессора в первую очередь зависит скорость работы всего компьютера. Его выбору стоит уделить особое внимание, тем более, если планируется использовать требовательное к ресурсам программное обеспечение. В настольных компьютерах процессор является легкосъемным и может быть заменен на другой, поддерживаемый материнской платой, в случае апгрейда системы или выхода его из строя.

 

Среди основных характеристик центрального процессора стоит отметить следующие:

 

Архитектура (также называемая микроархитектурой) – принципы внутреннего устройства ЦПУ, которые определяют количество, характеристики, расположение его внутренних элементов. Одна архитектура используется в целом семействе процессоров, однако внутри семейства обычно есть несколько подгрупп архитектур со своими определёнными характеристиками. Такие подгруппы называют ядрами.

 

Техпроцесс – технологический процесс, происходящий при производстве процессора. Определяет размеры получающихся транзисторов, входящих в состав центрального процессора. В качестве единицы измерения служит нанометр (нм). Чем меньше размеры транзисторов, тем меньше размеры всего ЦПУ, меньше тепловыделение и выше может быть частота.

 

Тактовая частота – если по простому, то так обозначают количество операций в единицу времени, которое может выполнить процессор. Непосредственно влияет на производительность CPU, таким образом, чем выше частота, тем быстрее работает центральный процессор. Напрямую сравнивать частоту можно только внутри одного ядра, так как на производительность влияет множество других факторов.

 

Сокет – представляет собой разъем на материнской плате компьютера и предназначается для установки центрального процессора. Подходит только для строго определенного типа процессоров и характеризуется количеством контактов и производителем CPU. Также физически не позволяет установить процессор неподходящего типа. Сокет является ограничивающим фактором при апгрейде процессора.

 

Количество ядер – центральный процессор может содержать в себе несколько ядер в одном корпусе, тогда его называют многоядерным. Ядром ЦПУ является главная часть, определяющая основные характеристики процессора и занимающаяся непосредственно вычислениями. Наличие нескольких ядер облегчает выполнение нескольких параллельных задач одновременно, так же при должной оптимизации компьютерной программы значительно увеличивает скорость работы в ней.

 

Тепловыделение – количество теплоты, выделяемое при работе центральным процессором. Это тепло следует отводить при помощи системы охлаждения центрального процессора для поддержания его температуры в оптимальном диапазоне. Довольно важный параметр, так как если система охлаждения не будет справляться со своей основной задачей, то процессор будет перегреваться вплоть до принудительного выключения компьютера.

 

countries1.ru

ЦП - это... Что такое ЦП?

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.

10 сентября 2007 года были выпущены в продажу нативные (в виде одного кристалла) четырёхьядерные процессоры для серверов AMD Quad-Core Opteron, имевшие в процессе разработки кодовое название AMD Opteron Barcelona[1]. 19 ноября 2007 вышел в продажу четырёхьядерный процессор для домашних компьютеров AMD Quad-Core Phenom[2]. Эти процессоры реализуют новую микроархитектуру K8L (K10).

27 сентября 2006 года Intel продемонстрировала прототип 80-ядерного процессора[3]. Предполагается, что массовое производство подобных процессоров станет возможно не раньше перехода на 32-нанометровый техпроцесс, а это в свою очередь ожидается к 2010 году.

На данный момент массово доступны двух- и четырехядерные процессоры, в частности Intel Core 2 Duo на 65 нм ядре Conroe (позднее на 45 нм ядре Wolfdale) и Athlon64X2 на базе микроархитектуры K8. В ноябре 2006 года вышел первый четырёхъядерный процессор Intel Core 2 Quad на ядре Kentsfield, представляющий собой сборку из двух кристаллов Conroe в одном корпусе. Потомком этого процессора стал Intel Core 2 Quad на ядре Yorkfield (45 нм), архитектурно схожем с Kentsfield но имеющем больший обьем кэша и рабочие частоты.

Компания AMD пошла по собственному пути, изготовляя четырехядерные процессоры единым кристаллом (в отличие от Intel, процессоры которой представляют собой фактически склейку двух двухядерных кристаллов). Несмотря на всю прогрессивность подобного подхода первый «четырёхядерник» фирмы, получивший название AMD Phenom X4, получился не слишком удачным. Его отставание от современных ему процессоров конкурента составляло от 5 до 30 и более процентов в зависимости от модели и конкретных задач.

На настоящий момент (1-2 квартал 2009 года) обе компании обновили свои линейки четырёхядерных процессоров. Intel представила семейство Core i7, состоящее из трех моделей, работающих на разных частотах. Основными изюминками данного процессора является использование трехканального контроллера памяти (типа DDR-3) и технологии эмулирования восьми ядер (полезно для некоторых специфических задач). Кроме того, благодаря общей оптимизации архитектуры удалось значительно повысить производительность процессора во многих типах задач. Слабой сторной платформы, использующей Core i7 является ее чрезмерная стоимость, так как для установки данного процессора необходима дорогая материнская плата на чипсете Intel-X58 и трехканальный набор памяти типа DDR3, также имеющий на данный момент высокую стоимость.

Компания AMD в свою очередь представила линейку процессоров Phenom II X4. При её разработке компания учла свои ошибки: был увеличен объем кэша (явно недостаточный у первого «Фенома»), а производство процессора было переведено на 45 нм техпроцесс, позволивший снизить тепловыделение и значительно повысить рабочие частоты. В целом AMD Phenom II X4 по производительности стоит вровень с процессорами Intel предыдущего поколения (ядро Yorkfield) и весьма значительно отстает от Intel Core i7. Однако, принимая во внимание умеренную стоимость платформы на базе этого процессора, его рыночные перспективы выглядят куда более радужно чем у предшественника.

Кэширование

Кэширование — это использование дополнительной быстродействующей памяти (кэш-памяти) для хранения копий блоков информации из основной (оперативной) памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика.

Различают кэши 1-, 2- и 3-го уровней. Кэш 1-го уровня имеет наименьшую латентность (время доступа), но малый размер, кроме того кэши первого уровня часто делаются многопортовыми. Так, процессоры AMD K8 умели производить 64 бит запись+64 бит чтение либо два 64-бит чтения за такт, AMD K8L может производить два 128 бит чтения или записи в любой комбинации, процессоры Intel Core 2 могут производить 128 бит запись+128 бит чтение за такт. Кэш 2-го уровня обычно имеет значительно большие латентности доступа, но его можно сделать значительно больше по размеру. Кэш 3-го уровня самый большой по объёму и довольно медленный, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная память.

Параллельная архитектура

Архитектура фон Неймана обладает тем недостатком, что она последовательная. Какой бы огромный массив данных ни требовалось обработать, каждый его байт должен будет пройти через центральный процессор, даже если над всеми байтами требуется провести одну и ту же операцию. Этот эффект называется узким горлышком фон Неймана.

Для преодоления этого недостатка предлагались и предлагаются архитектуры процессоров, которые называются параллельными. Параллельные процессоры используются в суперкомпьютерах.

Возможными вариантами параллельной архитектуры могут служить (по классификации Флинна):

Технология изготовления процессоров

История развития процессоров

Первым общедоступным микропроцессором был 4-разрядный Intel 4004. Его сменили 8-разрядный Intel 8080 и 16-разрядный 8086, заложившие основы архитектуры всех современных настольных процессоров. Но из-за распространённости 8-разрядных модулей памяти был выпущен 8088, клон 8086 с 8-разрядной шиной памяти. Затем проследовала его модификация 80186. В процессоре 80286 появился защищённый режим с 24-битной адресацией, позволявший использовать до 16 МБ памяти. Процессор Intel 80386 появился в 1985 году и привнёс улучшенный защищённый режим, 32-битную адресацию, позволившую использовать до 4 ГБ оперативной памяти и поддержку механизма виртуальной памяти. Эта линейка процессоров построена на регистровой вычислительной модели.

Параллельно развиваются микропроцессоры, взявшие за основу стековую вычислительную модель.

Современная технология изготовления

В современных компьютерах процессоры выполнены в виде компактного модуля (размерами около 5×5×0,3 см) вставляющегося в ZIF-сокет. Большая часть современных процессоров реализована в виде одного полупроводникового кристалла, содержащего миллионы, а с недавнего времени даже миллиарды транзисторов. В первых компьютерах процессоры были громоздкими агрегатами, занимавшими подчас целые шкафы и даже комнаты, и были выполнены на большом количестве отдельных компонентов.

В начале 1970-х годов благодаря прорыву в технологии создания БИС и СБИС (больших и сверхбольших интегральных схем), микросхем, стало возможным разместить все необходимые компоненты ЦП в одном полупроводниковом устройстве. Появились так называемые микропроцессоры. Сейчас слова микропроцессор и процессор практически стали синонимами, но тогда это было не так, потому что обычные (большие) и микропроцессорные ЭВМ мирно сосуществовали ещё по крайней мере 10-15 лет, и только в начале 80-х годов микропроцессоры вытеснили своих старших собратьев. Надо сказать что переход к микропроцессорам позволил потом создать персональные компьютеры, которые теперь проникли почти в каждый дом.

Первый микропроцессор Intel 4004 был представлен 15 ноября 1971 года корпорацией Intel. Он содержал 2300 транзисторов, работал на тактовой частоте 108 кГц и стоил 300$.

За годы существования технологии микропроцессоров было разработано множество различных их архитектур. Многие из них (в дополненном и усовершенствованном виде) используются и поныне. Например Intel x86, развившаяся вначале в 32 бит IA32 а позже в 64 бит x86-64. Процессоры архитектуры x86 вначале использовались только в персональных компьютерах компании IBM (IBM PC), но в настоящее время всё более активно используются во всех областях компьютерной индустрии, от суперкомпьютеров до встраиваемых решений. Также можно перечислить такие архитектуры как Alpha, SPARC, MIPS (RISC — архитектуры) и EPIC-архитектура).

Большинство процессоров используемых в настоящее время являются Intel-совместимыми, то есть имеют набор инструкций и пр., как процессоры компании Intel, AMD и 8086, i286 (в русском компьютерном сленге называется «двойка», «двушка»), i386 («тройка», «трёшка»), i486 («четвёрка»), Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Core 2 Duo, Itanium и др. AMD имеет в своей линейке процессоры Amx86 (сравним с Intel 486), Sempron (сравним с Intel Celeron), Athlon 64, Athlon 64 X2,

Будущие перспективы

В ближайшие 10-20 лет, скорее всего, изменится материальная часть процессоров ввиду того, что технологический процесс достигнет физических пределов производства. Возможно, это будут:

  1. Квантовые компьютеры
  2. Молекулярные компьютеры

Квантовые процессоры

Процессоры, работа которых всецело базируется на квантовых эффектах. В настоящее время ведутся работы над созданием рабочих версий квантовых процессоров.

Российские микропроцессоры

Разработкой микропроцессоров в России занимается ЗАО «МЦСТ». Им разработаны и внедрены в производство универсальные RISC-микропроцессоры с проектными нормами 130 и 350 нм. Завершена разработка суперскалярного процессора нового поколения Эльбрус. Основные потребители российских микропроцессоров — предприятия ВПК.

История развития

Другие национальные проекты

Китай

См. также

Примечания

Ссылки

Литература

  • Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК = Upgrading and Repairing PCs. — 17-е изд. — М.: «Вильямс», 2007. — С. 59—241. — ISBN 0-7897-3404-4

dvc.academic.ru