Как найти центральный процессор на компьютере

Где находится процессор?

Компьютер и ноутбук уже давно перестали быть роскошью, и все чаще они уже становятся необходимостью. Большинство людей просто пользуются компьютером и не задумываются о его устройстве, и даже не подозревают, где находится процессор в компьютере или ноутбуке, о чем мы дальше и поговорим.

Где в компьютере процессор?

Все комплектующие компьютера находятся внутри системного блока, и именно там и следует искать процессор компьютера. Если открыть системный блок, то сразу увидеть процессор не получится, так как на него устанавливается система охлаждения для снижения его температуры. Первое что мы увидим, связанное непосредственно с процессором, это кулер.

Под системой охлаждения вставленный в сокет материнской платы расположен процессор, надежно зафиксированный отдельно от кулера.

Где процессор в ноутбуке?

Ноутбук конструктивно немного отличается от стационарного компьютера, и добраться до процессора ноутбука куда сложнее. Чтобы снять крышку с ноутбука, необходимо не только открутить все болты, но и побороть многочисленные защелки, и без того хорошо удерживающие крышку.

Сняв крышку с ноутбука мы не увидим процессор и громоздкий кулер, который установить туда конструктивно невозможно. Вместо этого процессор будет накрыт теплообменником, жестко связанным с массивной тепловой трубкой, которая в свою очередь отводит тепло к радиатору, обдуваемому вентилятором.

Под системой охлаждения можно увидеть впаянный в материнскую плату процессор, что чаще встречается в старых ноутбуках, либо процессор, зафиксированный в сокете.

Источник

Что такое процессор компьютера — все точки над i

Доброго времени суток дорогой читатель. Каждый современный человек слышал о компьютерных процессорах, но не все понимают, как они выглядят и для чего предназначены.

Вы относитесь к числу таких людей? Тогда вам непременно стоит прочитать эту статью. Ведь знание того, что такое процессор компьютера, поможет вам в его выборе. Именно от этого будет зависеть, насколько быстро вы сможете работать с тем или иным программным обеспечением.

В данной статье я не буду углубляться в историю, а буду отталкиваться от понятия современных процессоров. Ну и его характеристик коснёмся естественно.

Разъяснение термина

Процессор — главный элемент компьютера, который предназначен для определения его возможностей в обработке информации. То есть главный вычислительный элемент.

Другими словами, это микросхема, руководящая всеми устройствами вашего девайса и выполнением любых его задач. Тем, насколько быстро она может обрабатывать данные, определяется мощность и производительность компьютера. И не только компьютера кстати.

В целом, компьютер содержит много небольших процессоров (чипов), каждый из которых отвечает за отдельный элемент, например, видеокарту и пр. Однако главным из них является тот, который контролирует системную шину, оперативную память и самое важное — выполнение объектного кода программ.

Он называется «центральный процессор». Синонимом к этому понятию выступает английская аббревиатура CPU (Central Point Unit — в переводе что то типа «Центральный Вычислительный Пункт»). От чего зависит производительность?

Самые важные характеристики процессора это:

Вид снаружи и внутри

Думаете, такой важный «орган» должен иметь внушительный вид? Это не так. Процессор представляет собой небольшую пластину в несколько квадратных миллиметров прямоугольной формы, на которую нанесены схемы. Чтобы избежать повреждений, ее помещают в корпус из металла. К системной плате пластина присоединяется маленькими ножками золотого цвета с металлическими штырьками.

Процессор компьютера в разрезе выглядит так: подложка на которой установлен сам кристалл изготовленный из кремния (он то и отвечает за все вычисления), далее на кристалл наносят термоинтерфейс и закрывают это всё крышкой, которая в дальнейшем будет контактировать с пяткой кулера.

Сам кристалл в не припаянном состоянии имеет примерно следующее обличие :

Где находится в компьютере?

Вы задаетесь вопросом, как узнать какой процессор стоит у меня на компьютере? Не обязательно его разбирать, чтобы найти нужные данные.

Для этого достаточно нажать кнопку «Пуск», перейти в «Панель управления», выбрать раздел «Система» и перед вами появится окно, где написано название и частота проца (это если у вас на компе стоит Windows). Или нажать «Свойства» на ярлыке «Этот компьютер».

Если все-таки необходимо достать устройство, то разберемся с его местоположением.

Вы чувствовали, что ваш ноутбук или системный блок в определенном месте нагревается сильнее? В той части и располагается сам процессор. От перегреваний он защищен кулером (радиатором с вентилятором). Располагается на материнской плате, в основном в центре на так называемом «соккете» (Socket). Socket — это некий разъём на который могут устанавливаться только определённые процы подходящие под него.

Если вы решите разобрать компьютер в поиске микросхемы, вам необходимо крайне аккуратно снять охлаждающее устройство, и под ним вы найдете искомую вещь. Если хотите ее снять, осторожно отстегните фиксаторы кулера на материнской плате держащие сам подложку процессора.

Разница между Intel и AMD

Долго время основными производителями процессоров остаются компании Intel и AMD. Несмотря на такое ограниченное количество ведущих фирм, большинство людей теряются в выборе. Чтобы понять, какой проц подойдет именно в вашем случае, я расскажу о главных различиях между ними.

Первые отличаются высокой производительностью, но за это вам придется выложить немалые средства, если вы захотите топовый процессор от Intel.

Вторые обладают примерно одинаковой скоростью обработки данных и стоят намного дешевле, но у них есть один большой недостаток — тепловыделение намного сильнее. Придётся чуть грамотнее выбирать охлаждение. Возможно чуть больше потратится.

Но это не значит, что они быстро выходят из строя или выполняют меньше функций. В основном продукцию фирмы AMD берут для игр, а если нужны сложные вычисления типа рендеринга, создание 3D моделей и т.п. то здесь рынок выбирает Intel.

Но это как говорится «статистика», оба производителя создают качественные кристаллы и ничего не случится если вы купите какой нибудь Rizen от AMD к примеру для видео монтажа. Как говорится дело вкусов.

На этом я думаю пора заканчивать тему о том, что такое процессор компьютера. Статья конечно получилась кратенькая, возможно как нибудь копнём поглубже в этой теме.

Но я думаю базовые моменты описал и надеюсь понятно. До скорых встреч друзья, подписывайтесь на обновления блога.

Источник

Как узнать, какой процессор установлен на ПК

Процессор — один из самых ключевых компонентов ПК и именно с него нужно начинать апгрейд. Но как посмотреть модель ЦПУ, чтобы можно было подобрать высокопроизводительный аналог под сокет материнской платы? Рассказываем в статье.

Когда возникает желание сделать апгрейд компьютера, необходимо знать, какие комплектующие установлены внутри. Таким образом можно будет проверить, какие железки совместимы с установленной платформой, а какие нет. Процессор — один из самых ключевых компонентов и именно с него нужно начинать апгрейд, если, конечно, вас устраивают возможности материнской платы. Согласитесь, не важно, насколько красивая будет графика в игре, если двухъядерный старичок будет запыхаться от нагрузки. Плавность игрового процесса во многом зависит именно от ЦПУ. Именно поэтому мы и рекомендуем в первую очередь менять старый камень на новый. И только потом смотреть в сторону свежей видеокарты и высокочастотной оперативной памяти. Сегодня мы расскажем о том, как узнать, какой процессор стоит на компьютере.

Как узнать, какой процессор на компьютере: встроенные в ОС средства

Операционная система Windows за многие годы существования обзавелась многими полезными функциями. Если ранее пользователь мог посмотреть только базовую информацию ОС, то сейчас можно получить детальные данные практически о любой установленной железке. Поэтому необязательно прибегать к помощи дополнительного узкоспециализированного софта. Windows предлагает пользователю несколько способов просмотра модели установленного процессора.

Свойства системы

Самый простой метод — залезть в свойства системы. Для этого нажмите правой кнопкой мыши по меню «Пуск» и выберите пункт «Система».

В характеристиках устройства вы увидите модель процессора, его семейство и тактовую частоту. Также здесь будет отображаться количество оперативной памяти и разрядность системы, что тоже может быть полезно. Посмотреть свойства системы можно и с помощью основных сведений о компьютере, которые перекочевали в Windows 10 из предшествующих версий. Для этого зайдите в Проводник и в левой части окна найдите «Этот компьютер», нажмите по нему правой кнопкой мыши и перейдите в свойства. И вы обнаружите точно такие же сведения, как и в предыдущем окне.

Диспетчер устройств

Для того, чтобы посмотреть не только наименование процессора, но и количество его ядер, нажмите на пункт «Диспетчер устройств» в левой части окна со свойствами системы. Если по каким-либо причинам у вас не получается попасть в диспетчер устройств, то вы можете вызвать его с помощью специальной команды. Для этого нажмите на клавиатуре комбинацию клавиш Win + R и в появившемся поле введите следующий текст: devmgmt.msc. После этого подтвердите операцию, нажав «Enter». Точку в конце команды ставить не нужно.

После проделанных манипуляций вы увидите окно со всеми подключенными к ПК устройствами, которые удалось распознать операционной системе. Как нетрудно догадаться в графе «Процессоры» и находится искомая информация. Необходимо посчитать количество пунктов в открывшейся графе. Вероятнее всего они и будут равняться числу ядер вашего процессора. Однако следует понимать, что диспетчер устройств считывает потоки процессора, а не его ядра. А количество ядер не всегда равняется количеству потоков. Поэтому если вы знаете, что ваш ЦПУ поддерживает функцию гиперпоточности (когда одно фактическое ядро делится на два виртуальных потока), то делите полученный результат на два. Так, например, Ryzen 5 2600 выдал нам 12 пунктов. Мы знаем, что данная модель поддерживает технологию SMT (от англ. simultaneous multithreading — аналог технологии Hyper-threading от Intel), а значит количество ядер равняется 6.

Диспетчер задач

Диспетчер задач предоставляет пользователю много полезной информации о компьютере, и в том числе может показать поверхностные данные об установленном процессоре. Для того, чтобы вызвать диспетчер задач, нажмите комбинацию клавиш Ctrl + Shift + Esc. после этого появится окно, в котором будут отображаться все запущенные процессы, которые потребляют ресурсы следующих компонентов ПК: процессор, оперативная память и жесткий диск. Кстати, исходя из этой информации, можно сделать вывод о том, насколько хорошо справляется с задачами ваш ЦПУ. Если вы столкнулись с высокой загрузкой процессора без видимой на то причины, то можете прочесть вот этот материал для того, чтобы устранить проблему.

Источник

Где процессор в компьютере

Приветствую всех посетителей моего блога. Сегодня мы с вами поговорим об одном из самых главных модулей в персональном компьютере (и не только, а именно), где находится процессор в компьютере? Процессор – это мозг любого устройства, именно благодаря ему мы можем не переживать, что компьютер не забудет выполнить необходимые команды.

Первым делом открываем крышку системного блока и видим там несколько плат, вентиляторы и кучу проводов. Находим материнскую плату, это очень легко сделать, так как она занимает почти 70% пространства внутри системного блока и именно к ней подключены все остальные платы и устройства.

Непосредственно на мат. плате должен находиться кулер, его необходимо снять. Чтобы ничего не повредить, я советую предварительно отключить компьютер от питания, отсоединить все провода: мышку, клавиатуру, монитор и т.д. После чего можете вытащить материнскую плату, если в этом есть необходимость.

Итак, теперь давайте разберемся, как вытащить кулер. Для начала давайте сделаю фотографию, сейчас выключу компьютер, чтобы сделать ее и потом продолжу.

Все, я сделал фотку, вот так выглядит кулер, который сейчас будем снимать.

Когда кулер успешно снят, вы увидите, что под ним находится небольшая плата. Эта плата и есть процессор. Вы хотели увидеть большую и громоздкую махину? Вот такая у вас она маленькая. Чуть ниже покажу её на своем компьютере.

Чтобы достать процессор, нужно лишь аккуратно снять фиксирующие «застежки», что делается на интуитивно понятном уровне, после чего процессор можно будет подержать в руках, либо проделать с ним что-нибудь такое, для чего вам он был так необходим. Например, смазать термопастой, если у вас он перегревается, но это уже другая история.

Ой, подождите, я же когда снимал кулер, забыл после этого смазать новой термопастой, сейчас придется выключить компьютер чтобы продолжить писать статью.

Вот так выглядит процессор смазанный термопастой.

Кстати, когда будете устанавливать его обратно, не забудьте привести фиксаторы в исходное положение, чтобы он еще прослужил вам верой и правдой долгое время.

А на сегодня у меня все. Искренне надеюсь, что после прочтения данной статьи, вопроса о том, где находится процессор в компьютере, у вас больше никогда не возникнет. Всего доброго, друзья!

Источник

Что такое центральный процессор, и для чего он нужен?

Вы можете увидеть много разных наименований, используемых для описания процессора, включая процессор, компьютерный процессор, микропроцессор, центральный процессор и «CPU».

Компьютерные мониторы или жесткие диски иногда очень неправильно называют процессором, но эти части оборудования служат совершенно другим целям и никоим образом не совпадают с идеей процессора.

Как выглядит процессор и где он находится?

Современный процессор обычно маленький и квадратный, с множеством коротких, закругленных металлических разъемов на нижней стороне. У некоторых старых CPU вместо металлических разъемов есть контакты.

Процессор подключается непосредственно к «сокету» процессора (или иногда к «слоту») на материнской плате. Процессор вставляется в гнездо штырьком вниз, а небольшой рычаг помогает закрепить процессор.

Даже через некоторое время современные процессоры могут сильно нагреваться. Чтобы рассеивать это тепло, почти всегда необходимо прикреплять радиатор и вентилятор непосредственно к верхней части CPU. Как правило, они идут в комплекте с покупкой процессора.

Также доступны другие более продвинутые варианты охлаждения, в том числе комплекты «>водяного, воздушного охлаждения и устройства с фазовым переходом.

Не все процессоры имеют контакты на их нижней стороне, но в тех, которые имеют, контакты легко сгибаются. Соблюдайте осторожность при обращении, особенно при установке их на материнскую плату.

Тактовая частота процессора

Например, процессор имеет тактовую частоту 1 Гц, если он может обрабатывать один фрагмент команды каждую секунду. Рассмотрим это на более реальный пример: процессор с тактовой частотой 3,0 ГГц может обрабатывать 3 миллиарда команд каждую секунду.

Процессорные ядра

Некоторые устройства используют одноядерный процессор, в то время как другие могут иметь двухъядерный (или четырехъядерный и т.д.) Процессор. Работа двух процессорных блоков, работающих синхронно, означает, что центральный процессор может одновременно выполнять две команды каждую секунду, что значительно повышает производительность.

Если разрешить процессор, некоторые приложения могут использовать многопоточность. Если под потоком понимается единый элемент компьютерного процесса, то использование нескольких потоков в одном ядре ЦП означает, что большее количество инструкций можно понять и обработать одновременно. Некоторые программы могут использовать эту функцию на более чем одном ядре ЦП, что означает, что одновременно может обрабатываться еще больше задач.

Рассмотрим пример с Intel Core i3, i5 и i7

Для более конкретного примера того, как некоторые процессоры работают быстрее других, давайте посмотрим, как Intel разработала свои процессоры.

Как вы, вероятно, подозреваете из их названий, чипы Intel Core i7 работают лучше, чем i5, которые работают лучше, чем i3. Почему один работает лучше или хуже других, немного сложнее, но все же довольно легко понять.

Hyper-Threading позволяет обрабатывать два потока для каждого ядра ЦП. Это означает, что процессоры i3 с Hyper-Threading поддерживают только четыре одновременных потока (поскольку они являются двухъядерными процессорами). Процессоры Intel Core i5 не поддерживают Hyper-Threading, что означает, что они также могут работать с четырьмя потоками одновременно. Процессоры i7, однако, поддерживают эту технологию, и поэтому (будучи четырехъядерным) могут обрабатывать 8 потоков одновременно.

Подробнее о процессорах

Ни тактовая частота, ни просто количество ядер ЦП не являются единственным фактором, определяющим, является ли один ЦП «лучше» другого. Часто это зависит от типа программного обеспечения, которое работает на компьютере, иными словами, от приложений, которые будут использовать процессор.

Один процессор может иметь низкую тактовую частоту, но является четырехъядерным процессором, тогда как другой имеет высокую тактовую частоту, но является двухъядерным процессором. Решение, какой ЦП превзойдет другой, опять же, полностью зависит от того, для чего ЦП используется.

Например, требовательная к ЦП программа редактирования видео, которая лучше всего работает с несколькими ядрами ЦП, будет работать лучше на многоядерном процессоре с низкой тактовой частотой, чем на одноядерном ЦП с высокой тактовой частотой. Не все программное обеспечение, игры и т.д., могут даже использовать больше, чем одно или два ядра, что делает любые более доступные ядра ЦП довольно бесполезными.

Может ли ваш компьютер работать под управлением 32-разрядной или 64-разрядной операционной системы, зависит от размера блоков данных, которые может обрабатывать процессор. К 64-разрядному процессору можно получить доступ к большему объему памяти одновременно, чем к 32-разрядному CPU, поэтому 64-разрядные операционные системы и приложения не могут работать на 32-разрядном процессоре.

Вы можете просмотреть сведения о процессоре компьютера, а также другую информацию об оборудовании с помощью большинства бесплатных инструментов для получения информации о системе.Помимо стандартных процессоров, доступных в коммерческих компьютерах, квантовые процессоры разрабатываются для квантовых компьютеров с использованием науки, лежащей в основе квантовой механики.

Каждая материнская плата поддерживает только определенный диапазон типов процессоров, поэтому всегда обращайтесь к производителю материнской платы, прежде чем делать покупку. Кстати, процессоры не всегда идеальны.

Источник

Где процессор в компьютере

Приветствую всех посетителей моего блога. Сегодня мы с вами поговорим об одном из самых главных модулей в персональном компьютере (и не только, а именно), где находится процессор в компьютере? Процессор – это мозг любого устройства, именно благодаря ему мы можем не переживать, что компьютер не забудет выполнить необходимые команды.

Если хотите узнать более подробно о процессоре, то можете зайти на Википедию и прочитать целый рулон информации. Нажмите здесь .

Во время своей работы процессор очень сильно нагревается, это очень важно, поскольку данная информация поможет нам отыскать его, чем мы, собственно говоря, сейчас и займемся 😉 .

Первым делом открываем крышку системного блока и видим там несколько плат, вентиляторы и кучу проводов. Находим материнскую плату, это очень легко сделать, так как она занимает почти 70% пространства внутри системного блока и именно к ней подключены все остальные платы и устройства.

Непосредственно на мат. плате должен находиться кулер, его необходимо снять. Чтобы ничего не повредить, я советую предварительно отключить компьютер от питания, отсоединить все провода: мышку, клавиатуру, монитор и т.д. После чего можете вытащить материнскую плату, если в этом есть необходимость.

Итак, теперь давайте разберемся, как вытащить кулер. Для начала давайте сделаю фотографию, сейчас выключу компьютер, чтобы сделать ее и потом продолжу.

Все, я сделал фотку, вот так выглядит кулер, который сейчас будем снимать.

Когда кулер успешно снят, вы увидите, что под ним находится небольшая плата. Эта плата и есть процессор. Вы хотели увидеть большую и громоздкую махину? Вот такая у вас она маленькая. Чуть ниже покажу её на своем компьютере.

Чтобы достать процессор, нужно лишь аккуратно снять фиксирующие «застежки», что делается на интуитивно понятном уровне, после чего процессор можно будет подержать в руках, либо проделать с ним что-нибудь такое, для чего вам он был так необходим. Например, смазать термопастой, если у вас он перегревается, но это уже другая история.

Ой, подождите, я же когда снимал кулер, забыл после этого смазать новой термопастой, сейчас придется выключить компьютер чтобы продолжить писать статью.

Вот так выглядит процессор смазанный термопастой.

Кстати, когда будете устанавливать его обратно, не забудьте привести фиксаторы в исходное положение, чтобы он еще прослужил вам верой и правдой долгое время.

А на сегодня у меня все. Искренне надеюсь, что после прочтения данной статьи, вопроса о том, где находится процессор в компьютере, у вас больше никогда не возникнет. Всего доброго, друзья!

P.S.: Писал с ноутбука, все операции, которые писал о выключении компьютера, эта была шутка 😉 .

Источник

Что такое процессор (CPU)

В этой статье вы узнаете, что такое процессор CPU, АЛУ и тактовая частота.

В человеческом теле за всю работу органов отвечает мозг. Он подает электрические импульсы — команды, благодаря которым органы работают правильно. Подобную функцию в компьютере выполняет центральный процессор. Также его называют CPU. Расшифровка CPU ― Central Processing Unit (центральное обрабатывающее устройство).

Как выглядит и где находится CPU

Сам процессор выглядит как небольшая пластинка квадратной формы толщиной в пару миллиметров. Чаще всего он покрыт металлической крышкой. С обратной стороны находится много контактов ― ножек.

Назначение и характеристика процессора

Какие функции выполняет центральный процессор (CPU)

• выполнение арифметических и логических операций с полученными данными,
• передача результатов обработки данных на внешние устройства,
• создание сигналов для работы внутренних элементов и внешних устройств,
• хранение результатов выполненных операций, переданных сигналов и других данных.

Выполнять основные функции центрального процессора позволяют различные его элементы.

Составляющие CPU

Основной составляющей процессора является ядро. В нем проходят все этапы обработки данных. Само ядро состоит из двух компонентов:

Процессорная память нужна для хранения кратковременной информации. Она состоит из:

Интерфейсная система нужна для связи с другими устройствами компьютера. Она включает в себя:

• порты ввода-вывода, которые позволяют подключать к CPU другие устройства,
• шины ― это каналы для передачи данных между всеми составляющими CPU.

Важные характеристики CPU

Первый важный фактор производительности центрального процессора ― количество ядер. Одно ядро может выполнять только одну задачу. Если процессор одноядерный, то каждая задача будет выполняться последовательно. Таким образом, двухъядерный может выполнять две задачи параллельно, трехъядерный ― три и т. д. Чем больше ядер, тем выше производительность устройства.

Тактовая частота ― число выполненных операций в секунду. Измеряется в гигагерцах (ГГц — миллиард тактов в секунду). Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает машина.

При выборе CPU стоит ориентироваться на цели, для которых будет использоваться компьютер. От мощности центрального процессора зависит продуктивность работы других составляющих ПК. Если вы чаще всего работаете с документами, то вам не нужен мощный четырехъядерный процессор. Он просто не сможет показать весь свой потенциал. А цена за такую машину будет высокая. А если вы собираетесь играть в современные компьютерные игры и планируете устанавливать мощную видеокарту, то процессор стоит брать с высокой тактовой частотой, с четырьмя и более ядрами. Современная видеокарта не сможет показать свои возможности, если ею будет управлять слабый CPU.

Источник

Что такое центральный процессор (ЦПУ, CPU)?

Все о процессорах, ядрах, частоте и т.д.

Центральный процессор (CPU) – деталь компьютера, ответственная за интерпретацию и выполнение большинства команд других аппаратных и программных компонентов компьютера.

Во всех устройствах используется процессор, в десктопах, ноутбуках, планшетах, смартфонах … даже в вашем плоском телевизоре.

Intel и AMD – два самых известных производителей центральных процессоров для десктопов, ноутбуков и серверов, а Apple, NVIDIA, и Qualcomm – крупнейшие фирмы, изготавливающие процессоры для смартфонов и планшетов.

Вы можете встретить разные термины, обозначающие процессор, это центральное процессорное устройства, компьютерный процессор, микропроцессор, центральный процессор и «мозг компьютера».

Мониторы или жесткие диски иногда очень неправильно называют процессорами, но эти аппаратные компоненты выполняют совершенно другие функции, совсем не те, что процессор.

Как выглядит процессор и где он расположен

Современные процессоры обычно имею небольшой размер и квадратную форму, с большим количеством коротких, круглых, металлических коннекторов снизу. В более старых процессорах вместо коннекторов используются штырьки.

Процессор устанавливается в процессорный «разъем» (или иногда «слот») на материнской плате. Процессор в разъем вставляется коннектором вниз и фиксируется небольшим рычагом.

Современные процессоры сильно нагреваются, даже если работали непродолжительное время. Чтобы рассеять это тепло, практически всегда необходимо поставить непосредственно на процессор радиатор и вентилятор.

Обычно они включены в комплект при покупке.

Имеются и другие, более производительные системы охлаждения, например, комплекты водяного охлаждения или устройства, работающие на принципе фазового перехода.

Как уже говорилось ранее, не у всех процессоров имеется коннектор на нижней части, но, если он есть, его выводы очень легко погнуть. Будьте осторожны, особенно при установке его на материнскую плату.

Частота процессора

Частота процессора – количество команд, которое он может обработать за секунду и измеряется в гигагерцах (ГГц).

Например, частота процессора составляет 1 Гц, если за секунду он может обработать одну команду. Более реальный пример – процессор с частотой 3 ГГц может обработать 3 миллиарда операций за каждую секунду.

Ядра процессора

У некоторых устройств процессор с одним ядром, тогда как в других могут использоваться процессоры с двумя (или четырьмя) ядрами. Как уже понятно, два параллельно работающих процессора означает, что они смогут обработать за секунду в два раза больше команд, сильно увеличивая производительность устройства.

Некоторые процессоры способны разделять каждое физическое ядро на два виртуальных, такая технология называется Hyper-Threading. Подобная виртуализация означает, что процессор, в котором только четыре ядра, может работать так, как будто их восемь, и каждый виртуальный процессор обрабатывает отдельный поток команд. Однако физические процессоры имеют лучшую производительность, чем виртуальные.

Если позволяет процессор, некоторые приложения могут использовать так называемую многопоточность. Если рассматривать поток как отдельную часть процесса, то использование нескольких потоков в одном ядре процессора означает, что одновременно будет обрабатываться больше команд.

В некоторых программных продуктах используется подобное преимущество на нескольких ядрах процессора, что означает еще большее количество одновременно обработанных команд.

Пример: Intel Core i3 vs. i5 vs. i7

В качестве более конкретного примера того, что одни процессоры быстрее других, давайте рассмотрим, как разрабатывает свои процессоры компания Intel.

Как вы уже подозреваете по названиям, процессоры Intel Core i7 работают быстрее, чем i5, которые, в свою очередь, работают быстрее процессоров i3. Вопрос, почему одни процессоры лучше или хуже других немного сложнее, но все-таки имеет довольно понятное объяснение.

Процессоры Intel Core i3 – двухъядерные, а i5 и i7 имеют по четыре ядра.

Turbo Boost – функция процессоров i5 и i7, позволяющая им поднимать свою частоту выше номинальной, например, с 3.0 ГГц до 3.5 ГГц, когда это необходимо. У процессоров Intel Core i3 такой возможности нет. Процессоры, в названии которых последняя буква – «K» можно разгонять, то есть повышать их частоту и использовать ее все время работы.

Технология Hyper-Threading, как уже говорилось ранее, позволяет обрабатывать два потока в каждом ядре процессора. Это означает, что процессоры i3 с технологией Hyper-Threading могут обрабатывать лишь четыре потока одновременно (так как у них два ядра). Процессоры Intel Core i5 не поддерживают технологию Hyper-Threading, поэтому они могут одновременно работать с четырьмя потоками. Процессоры i7, однако, поддерживают эту технологию, и поэтому (так как они четырёхъядерные) могут одновременно обрабатывать 8 потоков.

Из-за ограничений по мощности источника питания, накладываемых устройствами, не работающими постоянно подключенными к розеткам (с питанием от батареи, например, смартфоны, планшеты и пр.) процессоры – i3, i5, и i7 — отличаются от процессоров для настольных компьютеров тем, что имеют более сбалансированную производительность и потребляемую мощность.

Дополнительная информация о процессорах

Ни частота, ни количество ядер не являются единственным признаком, определяющим то, что один процессор «лучше» другого. Часто это больше зависит от типа программного обеспечения, работающего на данном компьютере – другими словами, приложениями, использующими процессор.

У одного процессора может быть низкая частота, но четыре ядра, тогда как другой может обладать высокой частотой, но только двумя ядрами. Решение, какой процессор будет работать лучше, опять же, зависит от того, для чего он будет использоваться.

Например, программа редактирования видео, зависящая от производительности процессора, будет работать лучше на процессорах с несколькими ядрами и небольшой частотой, чем на одноядерном процессоре с высокой частотой. Не все приложения, игры и другие программы используют преимущество наличия более одного или двух ядер у процессора, делая дополнительные ядра практически бесполезными.

Другой компонент процессора – кэш. Кэш процессора — это место временного хранения часто используемых данных. Вместо того, чтобы обращаться за этими данными к оперативной памяти (RAM), процессор определяет, какие данные, предположительно, еще будут использоваться, то есть вы захотите их использовать, и хранит из в кэше. Скорость обращения к кэшу быстрее, чем к оперативной памяти, так как является физической частью процессора; больший объем кэша означает, что для хранения подобных данных у процессора больше места.

Наличие 32-битной или 64-битной операционной системы на вашем компьютере определяет размер блоков данных, которые сможет обрабатывать процессор. С 64-битный процессор обращается с большим объемом памяти, чем 32-битный, вот почему 64-битные операционные системы и приложения не могут работать на 32-битном процессоре.

Вы сможете посмотреть подробную информацию о процессоре и других аппаратных компонентах вашего компьютера с помощью этих бесплатных информационных приложений

Каждая материнская плата поддерживает только определенную линейку типов процессоров, поэтому перед покупкой всегда проверяй это у производителя вашей материнской платы.

Источник

Из чего состоит центральный процессор?

Центральный процессор часто называют «мозгом» компьютера, ведь он, как и человеческий мозг, состоит из нескольких частей, собранных воедино для работы над информацией. Среди них есть те, что отвечают за прием информации, ее хранение, обработку и вывод. В этой статье портал TechSpot разбирает все ключевые элементы процессора, за счет которых и работают ваши компьютеры.

Этот текст входит в серию статей, в которых тщательно разбирается работа ключевых компонентов компьютера. Кроме того, если вы заинтересовались темой, рекомендуем ознакомиться с переводами статей серии «Как разрабатываются и создаются процессоры?».

В этой статье будут затронуты как основы работы процессоров, так и более сложные понятия. К сожалению, без некоторой абстрактности не обойтись, но на это есть свои причины. К примеру, если взглянуть на блок питания, можно легко рассмотреть все его части — от конденсаторов до транзисторов, однако в случае с процессорами все не так просто, ведь мы физически не можем разглядеть все микросхемы, а Intel и AMD не спешат делиться подробностями работы своей продукции с широкой публикой. Тем не менее, информация, представленная в статье, применима к подавляющему большинству современных процессоров.

Итак, приступим. Любому вычислительному устройству нужно нечто наподобие центрального процессора. По сути, программист пишет код для выполнения собственных целей, а затем процессор выполняет его для получения необходимого результата. Процессор также подключен к другим частям системы, вроде памяти и устройств ввода/вывода, чтобы обеспечить загрузку необходимых данных, но в этой статье мы не будем акцентировать на них внимание.

Фундамент любого процессора: архитектура набора команд

Первое, на что натыкаешься при разборе любого процессора — это на архитектуру набора команд (ISA). Архитектура является чем-то вроде фундамента работы процессора и именно от нее зависит то, как он работает и как все внутренние системы взаимодействуют друг с другом. Существует огромное количество архитектур, но самыми распространенными являются x86 (преимущественно в стационарных компьютерах и ноутбуках) и ARM (в мобильных устройствах и встроенных системах).

Чуть менее распространенными и более нишевыми являются MIPS, RISC-V и PowerPC. Архитектура набора отвечает за ряд основных вещей: какие инструкции процессор может обрабатывать, как он взаимодействует с памятью и кэшем, как задача распределяется по нескольким этапам обработки и др.

Чтобы лучше понять устройство процессора, разберем его элементы в том порядке, по которому выполняются команды. Различные типы инструкций могут следовать разными путями и использовать разные компоненты ЦП, поэтому здесь они будут обобщены, чтобы охватить максимум. Начнем с базового дизайна одноядерных процессоров и постепенно будем переходить к более продвинутым и сложным экземплярам.

Блок управления и исполнительный тракт

Элементы процессора можно разделить на два основных: блок управления (он же — управляющий автомат) и исполнительный тракт (он же — операционный автомат). Говоря простым языком, процессор — это поезд, в котором машинист (управляющий автомат) управляет различными элементами двигателя (операционного автомата).

Исполнительный тракт подобен двигателю и, как следует из названия, это путь, по которому данные передаются при их обработке. Он получает входные данные, обрабатывает их и отправляет в нужное место после завершения операции. Блок управления, в свою очередь, направляет этот поток данных. В зависимости от инструкции, исполнительный тракт будет направлять сигналы к различным компонентам процессора, включать и выключать различные части пути, а также отслеживать состояние всего процессора.

Блок-схема работы базового процессора. Черными линиями отображен поток данных, а красными — поток команд.

Цикл выполнения команд — Выборка

Первое, что должен сделать процессор — определить, какие команды необходимо выполнить следующими, а затем переместить их из памяти в блок управления. Команды создаются компилятором и зависят от архитектуры набора (ISA). Наиболее распространенные типы базовых инструкций (например, «загрузка», «хранение», «сложение», «вычитание» и др.) общие для всех ISA, но существует множество дополнительных, специальных типов команд, уникальных для конкретной архитектуры набора. Блок управления знает, какие сигналы и куда нужно направить для выполнения определенного типа команды.

К примеру, при запуске .exe файла в Windows, код этой программы отправляется в память и процессор получает адрес, с которого начинается первая команда. Процессор всегда поддерживает внутренний реестр, отслеживающий откуда должна будет выполняться следующая команда. Этот реестр называется счетчиком команд.

После того, как процессор определил точку, с которой нужно начинать цикл, происходит перемещение команды из памяти в вышеупомянутый реестр — этот процесс называется выборкой команды. По-хорошему, команда, скорее всего, уже находится в кэше процессора, но этот вопрос будет рассмотрен чуть позже.

Цикл выполнения команд — Декодирование

Когда процессор получает команду, ему нужно точно определить тип этой команды. Данный процесс называется декодированием. Каждая команда обладает особым набором битов, опкодом, который дает возможность процессору распознать ее тип. Примерно по тому же принципу работает распознавание компьютером различных расширений файлов. К примеру, .jpg и .png — форматы изображений, но каждый из них обрабатывает данные по-разному, поэтому компьютеру и нужно точно распознавать их тип.

Стоит отметить, что сложность декодирования может зависеть от того, насколько продвинутой является архитектура набора команд процессора. У архитектуры RISC-V, к примеру, несколько десятков команд, а у x86 — несколько тысяч. У типичного процессора Intel x86 процесс декодирования является одним из сложнейших и занимает огромное количество памяти. Чаще всего процессоры декодируют команды, связанные с памятью, арифметическими вычислениями и переходом.

3 основных типа команд

Команда памяти может представлять собой нечто вроде «прочтите значение из адреса памяти 1234 вместо значения А» или «запишите значение Б в адрес памяти 5678». Арифметические команды имеют вид в духе «добавьте значение А к значению Б и сохраните результат в значении В». Инструкции перехода, в свою очередь, похожи на «выполните этот код, если значение В положительное, или выполните другой код, если значение В отрицательное». Зачастую в программах используется цепочка сразу из нескольких вышеупомянутых примеров, из-за чего конечный результат выглядит примерно так: «добавьте значение адреса памяти 1234 к значению адреса памяти 5678 и сохраните его в адресе памяти 4321, если результат положительный, либо в адрес 8765, если результат отрицательный».

Перед тем, как перейти к выполнению декодированной команды, давайте уделим немного внимания регистрам.

Регистрами называются немногочисленные, но крайне быстрые фрагменты памяти процессора. У 64-битных процессоров каждый из них вмещает 64 бита, а всего их может быть несколько десятков на одно ядро. Регистры используются для хранения используемых в данный момент значений и их можно считать чем-то вроде кэша нулевого уровня. В приведенных выше примерах команд значения А, Б и В будут сохранены именно в регистре.

Арифметико-логическое устройство

Вернемся к этапу выполнения команд. Сразу отметим, что он отличается для всех трех вышеупомянутых типов команд, поэтому давайте рассмотрим каждый их них.

Самыми простыми для понимания являются арифметические команды. Эти команды отправляются в арифметическо-логическое устройство (ALU) для последующей обработки. Устройство представляет собой цепь, которая чаще всего работает с двумя значениями, отмеченными сигналом, и выдает результат.

Представьте себе обычный калькулятор. Для любого вычисления вы вводите значения, выбираете необходимую арифметическую операцию и получаете результат. Арифметическо-логическое устройство (ALU) работает по похожему принципу. Тип операции зависит от опкода команды, который управляющий автомат отправляет в ALU и которое в дополнение к базовой арифметике может производить со значениями такие битовые операции, как AND, OR, NOT и XOR. Кроме того, арифметическо-логическое устройство выводит информацию о проведенном вычислении для управляющего автомата (например, оказалось ли оно положительным, отрицательным, равным нулю или вызвало переполнение).

Несмотря на то, что арифметическо-логическое устройство чаще всего связано именно с арифметическими операциями, оно находит свое применение и в инструкциях памяти или перехода. Например, если процессору нужно вычислить адрес памяти, заданный в результате прошлого вычисления, либо в случае необходимости вычислить переход для добавления в счетчик программ, если инструкция того требует (пример: «если предыдущий результат отрицателен, перейти на 20 команд вперед»).

Команды и иерархия памяти

Чтобы лучше понять принцип работы команд, связанных с памятью, стоит обратить внимание на концепцию иерархии памяти — связь между кэшем, оперативной памятью и главным запоминающим устройством. Когда процессор работает с командой памяти, данных о которой у него еще нет в регистре, он будет продвигаться по иерархии памяти, пока не найдет нужную информацию. Большинство современных процессоров имеют три уровня кэша: первый, второй и третий. Сначала процессор проверит наличие необходимых команд в кэше первого уровня — самом маленьком и быстром из всех. Зачастую этот кэш разделен на две части: первая отведена под данные, а вторая — под команды. Помните, команды извлекаются процессором из памяти так же, как и любые другие данные.

Типичный кэш первого уровня может состоять из нескольких сотен килобайт. Если процессор не найдет в нем то, что нужно, то перейдет к проверке кэша второго уровня (размером в несколько мегабайт), а затем — третьего (уже занимающего десятки мегабайт). В случае, если необходимых данных не будет и в кэше третьего уровня, то поиск будет производиться в оперативной памяти, а затем в накопителях. С каждым подобным «шагом», увеличивается не только объем доступных данных, но и задержка.

После того, как процессор нашел необходимые данные, он отправляет их вверх по иерархии памяти для сокращения время поиска, на случай, если они понадобятся в дальнейшем. Для справки: процессор может считывать данные во внутреннем регистре всего за один-два цикла, в кэше первого уровня понадобится немногим больше, в кэше второго уровня уже около десяти, а третьего — несколько десятков циклов. Если приходится задействовать память или накопители, то процессору может понадобятся десятки тысяч, а то и миллионы циклов. В зависимости от системы, у каждого ядра процессора может быть собственный кэш первого уровня, общий с другим ядром кэш второго уровня и кэш третьего уровня у группы из четырех или более ядер. Более подробно речь о многоядерных процессорах пойдет позже.

Команды перехода и ветвления

Последняя из трех основных типов команд — это команда ветвления. Команды современных программ постоянно переходят с одного потока процессов на другой, а это значит, что процессор крайне редко выполняет более дюжины смежных команд без перехода. Команды ветвления происходят от элементов программирования, таких как код IF, FOR и RETURN. Все они используются для прерывания выполнения программы или переключения на другую часть кода. Кроме команд ветвления существуют и команды перехода, которые отличаются от первых тем, что они всегда участвуют в процессе выполнения программы.

Кроме обычных команд перехода, существуют и условные переходы, с которыми процессору работать особенно сложно, поскольку он может выполнять несколько инструкций одновременно и конечный результат всей ветки может быть нельзя определить пока не начата работа над выполнением связанных команд.

Чтобы понять, почему процессору трудно работать с условными переходами, стоит обратить внимание на такое понятие, как вычислительный конвейер. Каждый шаг в выполнении какой-либо команды может занимать несколько циклов, а это значит, что арифметико-логическое устройство могло бы простаивать без дела пока происходит выборка команды. Чтобы максимизировать эффективность вычислительной мощности процессора, каждая стадия разделяется на несколько частей — в процессе, который называется вычислительным конвейером (конвейерной обработкой).

Самой простой аналогией будет процесс стирки. Предположим, что у вас достаточно вещей на две полные загрузки стиральной машины, а стирка и сушка каждой партии занимает по часу. Вы вполне можете загрузить в стиральную машину первую партию вещей, а потом переместить на сушилку, а когда они высохнут — заняться второй партией. Это займет четыре часа. Однако, если вы разделите процесс на этапы и начнете стирку второй партии вещей, пока сушится первая, вы сможете выполнить всю работу за три часа. Сокращение времени зависит от количества загружаемых вещей и количества стиральных/сушильных машин. Для выполнения отдельной загрузки в любом случае понадобится два часа, но в приведенном примере накладывание процессов увеличивает общую пропускную способность с 0,5 загрузки/час до 0,75 загрузки в час.

Графическое представление конвейера, используемого в ядрах процессоров AMD Bobcat (2011). Обратите внимание, как много в нем различных элементов и стадий.

Процессоры используют тот же принцип для повышения пропускной способности команд. Конвейеры современных процессоров на архитектуре ARM или x86 могут использовать свыше 20 стадий вычислительного конвейера, а это значит, что ядро процессора одновременно обрабатывает свыше 20 различных команд. Процессоры могут отличаться по разделению этих стадий под различные нужды, но в одном из примеров, принцип работы которого находится в открытом доступе, имеется 4 цикла для выборки, 6 циклов для декодирования, 3 цикла для выполнения команд и 7 циклов для отправки результатов в память.

Возвращаясь к теме, теперь вы можете понять в чем проблема. Если процессор не определил тип команды до десятого цикла, то он начнет работу уже над 9 новыми командами, которые могут оказаться ненужными, если ветка команд уже не работает. Чтобы этого не происходило, процессоры оборудованы сложным механизмом, который называется модулем предсказателем переходов. По принципу работы этот механизм схож с машинным обучением. Детальное описание работы модуля предсказателя переходов — это тема для отдельной статьи, поэтому придется обойтись довольно простым объяснением: данный механизм отслеживает статус предыдущих переходов, чтобы определить, будет ли задействован следующий переход или нет. Современные предсказатели переходов могут обеспечить точность в 95% и выше.

После того, как точно станет известен результат перехода (т.е. завершился конкретный этап на конвейере), счетчик команд обновится и процессор приступит к выполнению следующей операции. Если же результат не совпал с тем, который предугадал предсказатель команд, процессор сбросит все команды, которые начал выполнять по ошибке, и запустит работу с правильной точки.

Внеочередное исполнение

Теперь, когда вы знаете принцип работы трех наиболее распространенных типов команд, давайте уделим внимание более продвинутыми функциям процессоров. Практически все современные модели ЦП фактически исполняют команды не в порядке их получения. Существует такая функция, как внеочередное исполнение, призванная сократить время простоя процессора во время ожидания завершения остальных команд.

Если процессор понимает, что следующей команде необходимы данные, для поиска которых понадобится больше времени, он может изменить порядок команд, начав работу над не связанной командой, пока происходит поиск. Внеочередное исполнение команд — необычайно полезная, но далеко не единственная вспомогательная функция процессора.

Еще одной крайне полезной особенностью процессора является предвыборка. Если засечь время, необходимое для выполнения случайной инструкции от начала и до конца, то можно обнаружить, что большую часть времени занимает доступ к памяти. Блок предварительной выборки — элемент в ЦП, который рассматривает команды, находящиеся в очереди, и определяет, какие данные им потребуются. Если он замечает, что для операции нужны данные, которые еще не находятся в кэше процессора, то он извлечет их из оперативной памяти и в кэш. Отсюда и его название.

Ускорители и будущее процессоров

Еще одна важная функция, которая все чаще появляется в процессорах — ускорители для конкретных задач. Эти ускорители представляют собой небольшие схемы, главная цель которых — как можно быстрее выполнить определенную задачу. Этой задачей может быть шифрование, кодирование данных или машинное обучение.

Конечно, процессор может делать все это самостоятельно, но созданный конкретно для этой цели блок будет намного более эффективен. Наглядным показателем мощностей ускорителей будет сравнение встроенного графического процессора с дискретной видеокартой. Разумеется, процессор может выполнять вычисления, необходимые для обработки графики, но наличие отдельного блока обеспечивает намного более высокую производительность. С ростом числа ускорителей фактическое ядро центрального процессора может занимать всего лишь небольшую часть чипа.

На первом рисунке снизу изображено устройство процессора Intel, выпущенного более десяти лет назад, где большая часть занята ядрами и кешем, а на втором показан гораздо более современный чип от AMD. Как мы видим, во втором случае большая часть кристалла отведена не под ядра, а под другие компоненты.

Кристалл процессора Intel первого поколения архитектуры Nehalem. Обратите внимание: ядра и кэш занимают подавляющее часть площади.

Кристалл системы на чипе от AMD. Много места отведено под ускорители и внешние интерфейсы.

Многоядерность

Последняя особенность процессоров, которая будет рассмотрена в этой статье — то, как можно объединить несколько отдельных процессоров для получения многоядерного. Это не просто объединение нескольких копий одного ядра, ведь как нельзя просто превратить однопоточную программу в многопоточную, так нельзя и провернуть подобное с процессором. Проблема возникает из-за зависимости ядер.

В случае с четырьмя ядрами процессору необходимо отправлять команды в 4 раза быстрее. Также нужно четыре раздельных интерфейса для памяти. Именно из-за наличия нескольких ядер на одном чипе, потенциально работающих с одними и теми же частями данных, возникает проблема слаженности и согласованности их работы. Предположим, если два ядра обрабатывали команду, использующую одни и те же данные, то как процессор определяет, у которого из них правильное значение? А что, если одно ядро модифицировало данные, но они не успели вовремя дойти до второго ядра? Поскольку у них есть отдельные кэши, в которых могут храниться пересекающиеся данные, для устранения возможных конфликтов необходимо использовать сложные алгоритмы и контроллеры.

Чрезвычайно важную роль в многоядерных процессорах играет и точность прогнозирования переходов. Чем больше в процессоре ядер, тем выше вероятность того, что одной из исполняемых команд будет именно команда перехода, способная в любое время изменить общий поток задач.

Как правило, отдельные ядра обрабатывают команды из разных потоков, тем самым снижая зависимость между ядрами. Поэтому, открыв диспетчер задач, вы чаще всего видите, что загружено лишь одно ядро процессора, а другие едва работают — многие программы попросту изначально не предназначены для многопоточности. Кроме того, могут быть определенные случаи, в которых эффективнее использовать только одно ядро процессора, а не тратить ресурсы на попытки разделить команды.

Физическая оболочка процессора

Несмотря на то, что большая часть этой статьи была посвящена сложным механизмам работы архитектуры процессора, не стоит забывать и о том, что все это должно быть создано и работать в виде реального, физического объекта.

Для того, чтобы синхронизировать работу всех компонентов процессора, используется тактовый сигнал. Современные процессоры обычно работают на частотах от 3.0 ГГц до 5.0 ГГц, и за последнее десятилетие ситуация особо не изменилась. При каждом цикле внутри чипа включаются и выключаются миллиарды транзисторов.

Такты важны для того, чтобы обеспечить идеальную работу каждой стадии вычислительного конвейера. Количество команд, обрабатываемых процессором за каждую секунду, зависит именно от них. Частоту можно увеличить путем разгона, сделав чип быстрее, но это в свою очередь повысит энергопотребление и тепловыделение.

Фото: Michael Dziedzic

Тепловыделение — главный враг процессоров. Когда цифровая электроника нагревается, может начаться разрушение микроскопических транзисторов. Это в свою очередь может привести к повреждению чипа, если тепло не отвести. Чтобы этого не произошло, каждый процессор оборудован термораспределителями. Сам кристалл может занимать всего 20% площади процессора, ведь увеличение площади позволяет более равномерно распределять тепло по радиатору. Кроме того, дополнительно увеличивается количество имеющихся ножек процессора (контактов), предназначенных для взаимодействия с другими компонентами компьютера.

На современных процессорах может располагаться свыше тысячи входных и выходных контактов на задней панели. Мобильный чип может быть оснащен всего несколькими сотнями, поскольку большинство вычислительных элементов расположены уже внутри чипа. Независимо от дизайна, около половины из них предназначены для распределения питания, а остальные — для передачи данных с оперативной памяти, чипсета, накопителей, устройств PCIe и др. Высокопроизводительным процессорам, потребляющим сто и более ампер при полной нагрузке, нужны сотни ножек для равномерного распределения тока. Обычно они покрываются золотом для улучшения проводимости. Стоит отметить, что разные производители располагают ножки по-разному во всей своей многочисленной продукции.

Подытожим на примере

Чтобы подвести итоги, кратко рассмотрим архитектуру процессора Intel Core 2. Это было еще в 2006 году, поэтому некоторые детали могут быть устаревшими, но информации о новых разработках отсутствуют в публичном доступе.

На самом верху располагается кэш команд и буфер ассоциативной трансляции. Буфер помогает процессору определить, где в памяти располагаются необходимые команды. Эти инструкции хранятся в кэше команд первого уровня, а после этого отправляются в предекодер, так как из-за сложностей архитектуры x86 декодирование происходит во множество этапов. Сразу же за ними идет предсказатель переходов и предвыборщик кода, которые снижают вероятность возникновения потенциальных проблем со следующими командами.

Далее команды отправляются в очередь команд. Вспомните, как внеочередное исполнение позволяет процессору выбрать именно ту команду, которую практичнее всего выполнить в конкретный момент из очереди текущих инструкций. После того, как процессор определил нужную команду, та декодируется во множество микроопераций. В то время как команда может содержать сложную для ЦП задачу, микрооперации представляют собой детализированные задачи, которые процессору легче интерпретировать.

Затем эти инструкции попадают в таблицу псевдонимов регистров, переупорядочивающий буфер и станцию резервации. Подробно расписать их принцип работы в одном абзаце, увы, не получится, так как это — информация, которую обычно подают на последних курсах технических вузов. Если в двух словах, то все они используются в процессе внеочередного исполнения для управления зависимостями между командами.

На самом деле, у каждого ядра процессора множество арифметическо-логических устройств и портов памяти. Команды отправляются в станцию резервации, пока не освободится устройство или порт. Затем команда обрабатывается с помощью кэша данных первого уровня, а полученный результат сохраняется для дальнейшего использования, после чего процессор может приступать к следующей задаче. На этом все!

Пусть эта статья и не предназначалась для того, чтобы служить исчерпывающим руководством по тому, как работает каждый из процессоров, она должна дать вам базовое представление об их внутренней работе и сложности. К сожалению, о том, как действительно работают современные процессоры, знают лишь работники Intel и AMD, поэтому информация, описанная в этой статье — лишь вершина айсберга, ведь каждый пункт, описанный в тексте — это результат огромного количества исследований и разработок.

Другие материалы по теме

Если вам хочется узнать больше о том, как создаются различные компоненты, описанные в этом тексте, то настоятельно советуем обратить внимание на вторую часть серии статей «Как разрабатываются и создаются процессоры?». Если же вы больше заинтересованы в том, как производятся физические оболочки процессоров, то вам стоит ознакомиться с третьей статьей той же серии.

Источник

Где процессор в компьютере

Приветствую всех посетителей моего блога. Сегодня мы с вами поговорим об одном из самых главных модулей в персональном компьютере (и не только, а именно), где находится процессор в компьютере? Процессор – это мозг любого устройства, именно благодаря ему мы можем не переживать, что компьютер не забудет выполнить необходимые команды.

Если хотите узнать более подробно о процессоре, то можете зайти на Википедию и прочитать целый рулон информации. Нажмите здесь.

Во время своей работы процессор очень сильно нагревается, это очень важно, поскольку данная информация поможет нам отыскать его, чем мы, собственно говоря, сейчас и займемся 😉 .

Первым делом открываем крышку системного блока и видим там несколько плат, вентиляторы и кучу проводов. Находим материнскую плату, это очень легко сделать, так как она занимает почти 70% пространства внутри системного блока и именно к ней подключены все остальные платы и устройства.

Непосредственно на мат. плате должен находиться кулер, его необходимо снять. Чтобы ничего не повредить, я советую предварительно отключить компьютер от питания, отсоединить все провода: мышку, клавиатуру, монитор и т.д. После чего можете вытащить материнскую плату, если в этом есть необходимость.

Итак, теперь давайте разберемся, как вытащить кулер. Для начала давайте сделаю фотографию, сейчас выключу компьютер, чтобы сделать ее и потом продолжу.

Все, я сделал фотку, вот так выглядит кулер, который сейчас будем снимать.

Когда кулер успешно снят, вы увидите, что под ним находится небольшая плата. Эта плата и есть процессор. Вы хотели увидеть большую и громоздкую махину? Вот такая у вас она маленькая. Чуть ниже покажу её на своем компьютере.

Чтобы достать процессор, нужно лишь аккуратно снять фиксирующие «застежки», что делается на интуитивно понятном уровне, после чего процессор можно будет подержать в руках, либо проделать с ним что-нибудь такое, для чего вам он был так необходим. Например, смазать термопастой, если у вас он перегревается, но это уже другая история.

Ой, подождите, я же когда снимал кулер, забыл после этого смазать новой термопастой, сейчас придется выключить компьютер чтобы продолжить писать статью.

Вот так выглядит процессор смазанный термопастой.

Кстати, когда будете устанавливать его обратно, не забудьте привести фиксаторы в исходное положение, чтобы он еще прослужил вам верой и правдой долгое время.

А на сегодня у меня все. Искренне надеюсь, что после прочтения данной статьи, вопроса о том, где находится процессор в компьютере, у вас больше никогда не возникнет. Всего доброго, друзья!

P.S.: Писал с ноутбука, все операции, которые писал о выключении компьютера, эта была шутка 😉 .

Что такое центральный процессор, и для чего он нужен?

Все о CPU, процессорных ядрах, тактовой частоте и многом другом

Опубликовано 11.11.2019, 11:19   · Комментарии:15

Центральный процессорный блок является компонентом компьютера, который отвечает за интерпретацию и выполнения большинства команд от другого компьютера аппаратного и программного обеспечения.Все виды устройств используют ЦП(центральный процессор), включая настольные, портативные и планшетные компьютеры, смартфоны – даже ваш телевизор с плоским экраном.

Intel и AMD – два самых популярных производителя процессоров для настольных ПК, ноутбуков и серверов, а Apple, NVIDIA и Qualcomm – крупные производители процессоров для смартфонов и планшетов.

Вы можете увидеть много разных наименований, используемых для описания процессора, включая процессор, компьютерный процессор, микропроцессор, центральный процессор и «CPU».

Компьютерные мониторы или жесткие диски иногда очень неправильно называют процессором, но эти части оборудования служат совершенно другим целям и никоим образом не совпадают с идеей процессора.

Как выглядит процессор и где он находится?

Современный процессор обычно маленький и квадратный, с множеством коротких, закругленных металлических разъемов на нижней стороне. У некоторых старых CPU вместо металлических разъемов есть контакты.

Процессор подключается непосредственно к «сокету» процессора (или иногда к «слоту») на материнской плате. Процессор вставляется в гнездо штырьком вниз, а небольшой рычаг помогает закрепить процессор.

Даже через некоторое время современные процессоры могут сильно нагреваться. Чтобы рассеивать это тепло, почти всегда необходимо прикреплять радиатор и вентилятор непосредственно к верхней части CPU. Как правило, они идут в комплекте с покупкой процессора.

Также доступны другие более продвинутые варианты охлаждения, в том числе комплекты “>водяного, воздушного охлаждения и устройства с фазовым переходом.

Не все процессоры имеют контакты на их нижней стороне, но в тех, которые имеют, контакты легко сгибаются. Соблюдайте осторожность при обращении, особенно при установке их на материнскую плату.

Тактовая частота процессора

Тактовая частота процессора – это количество команд, которые он может обработать за одну секунду, измеряется в гигагерцах.

Например, процессор имеет тактовую частоту 1 Гц, если он может обрабатывать один фрагмент команды каждую секунду. Рассмотрим это на более реальный пример: процессор с тактовой частотой 3,0 ГГц может обрабатывать 3 миллиарда команд каждую секунду.

Процессорные ядра

Некоторые устройства используют одноядерный процессор, в то время как другие могут иметь двухъядерный (или четырехъядерный и т.д.) Процессор. Работа двух процессорных блоков, работающих синхронно, означает, что центральный процессор может одновременно выполнять две команды каждую секунду, что значительно повышает производительность.

Некоторые CPU могут виртуализировать два ядра для каждого доступного физического ядра – метод, известный как Hyper-Threading. Виртуализация означает, что ЦП с четырьмя ядрами может функционировать так, как если бы он имел восемь, а дополнительные виртуальные ядра ЦП называются отдельными потоками. Физические ядра, тем не менее, работают лучше, чем виртуальные.

Если разрешить процессор, некоторые приложения могут использовать многопоточность. Если под потоком понимается единый элемент компьютерного процесса, то использование нескольких потоков в одном ядре ЦП означает, что большее количество инструкций можно понять и обработать одновременно. Некоторые программы могут использовать эту функцию на более чем одном ядре ЦП, что означает, что одновременно может обрабатываться еще больше задач.

Рассмотрим пример с Intel Core i3, i5 и i7

Для более конкретного примера того, как некоторые процессоры работают быстрее других, давайте посмотрим, как Intel разработала свои процессоры.

Как вы, вероятно, подозреваете из их названий, чипы Intel Core i7 работают лучше, чем i5, которые работают лучше, чем i3. Почему один работает лучше или хуже других, немного сложнее, но все же довольно легко понять.

Процессоры Intel Core i3 – двухъядерные, а чипы i5 и i7 – четырехъядерные.

Turbo Boost – это функция в i5 и i7, которая позволяет процессору увеличивать тактовую частоту по сравнению с базовой скоростью, например, с 3,0 ГГц до 3,5 ГГц, когда это необходимо. Чипы Intel Core i3 не имеют такой возможности. Маркировки модели процессоров, оканчивающиеся на «K», могут быть разогнаны, что означает, что эту дополнительную тактовую частоту можно постоянно использовать и использовать.

Hyper-Threading позволяет обрабатывать два потока для каждого ядра ЦП. Это означает, что процессоры i3 с Hyper-Threading поддерживают только четыре одновременных потока (поскольку они являются двухъядерными процессорами). Процессоры Intel Core i5 не поддерживают Hyper-Threading, что означает, что они также могут работать с четырьмя потоками одновременно. Процессоры i7, однако, поддерживают эту технологию, и поэтому (будучи четырехъядерным) могут обрабатывать 8 потоков одновременно.

Из-за ограничений по мощности, присущих устройствам, которые не имеют постоянного источника питания (продукты с батарейным питанием, такие как смартфоны, планшеты и т.д.), Их процессоры – независимо от того, i3, i5 или i7 – отличаются от настольных CPU в том, что они должны найти баланс между производительностью и энергопотреблением.

Подробнее о процессорах

Ни тактовая частота, ни просто количество ядер ЦП не являются единственным фактором, определяющим, является ли один ЦП «лучше» другого. Часто это зависит от типа программного обеспечения, которое работает на компьютере, иными словами, от приложений, которые будут использовать процессор.

Один процессор может иметь низкую тактовую частоту, но является четырехъядерным процессором, тогда как другой имеет высокую тактовую частоту, но является двухъядерным процессором. Решение, какой ЦП превзойдет другой, опять же, полностью зависит от того, для чего ЦП используется.

Например, требовательная к ЦП программа редактирования видео, которая лучше всего работает с несколькими ядрами ЦП, будет работать лучше на многоядерном процессоре с низкой тактовой частотой, чем на одноядерном ЦП с высокой тактовой частотой. Не все программное обеспечение, игры и т.д., могут даже использовать больше, чем одно или два ядра, что делает любые более доступные ядра ЦП довольно бесполезными.

Другим компонентом CPU является кеш. Кэш процессора – это временное хранилище для часто используемых данных. Вместо вызова оперативной памяти для этих элементов ЦП определяет, какие данные вы, похоже, продолжаете использовать, предполагает, что вы захотите продолжать их использовать, и сохраняет их в кеше. Кэш быстрее, чем тот что используется в ОЗУ, потому что это физическая часть процессора; Чем больше кеш, тем больше места для хранения такой информации.

Может ли ваш компьютер работать под управлением 32-разрядной или 64-разрядной операционной системы, зависит от размера блоков данных, которые может обрабатывать процессор. К 64-разрядному процессору можно получить доступ к большему объему памяти одновременно, чем к 32-разрядному CPU, поэтому 64-разрядные операционные системы и приложения не могут работать на 32-разрядном процессоре.

Вы можете просмотреть сведения о процессоре компьютера, а также другую информацию об оборудовании с помощью большинства бесплатных инструментов для получения информации о системе.Помимо стандартных процессоров, доступных в коммерческих компьютерах, квантовые процессоры разрабатываются для квантовых компьютеров с использованием науки, лежащей в основе квантовой механики.

Каждая материнская плата поддерживает только определенный диапазон типов процессоров, поэтому всегда обращайтесь к производителю материнской платы, прежде чем делать покупку. Кстати, процессоры не всегда идеальны.

Что эта за часть ? Отмеченная красным кружком? бонус за лучший ответ (выдан): 5 кредитов Вопрос явно рассчитан на “чайников” в компьютерном “железе”… Думаю ни для кого не секрет, что во время работы компьютера его процессор сильно нагревается, что может вывести его из строя. Поэтому к нему практически всегда пристраивают дополнительное принудительное внешнее охлаждение. Только в ноутбуках охлаждение процессора может пассивным, за счет объемного радиатора. В станционарных компьютерах средней мощности для охлаждения используют добавочный вентилятор (кулер по импортному). Этот вентилятор и охлаждает алюминиевый радиатор, на котором и устанавливают “камень” процессора. Ответ: процессор находится под вентилятором (кулером) в центре картинки. Что касается красного кружка, то это тоже радиатор, только для охлаждения встроенной в системную плату сетевой карты или контроллера хоста USB-портов категории 3.0. Вот как-то так. система выбрала этот ответ лучшим flyfi­sh [18.6K] 3 года назад  Не мог пройти мимо данного вопроса. Во-первых, а зачем вообще знать, что находится под радиатором на материнской плате? Я хоть и имею об этом представление, в информации такого рода никогда не нуждался. Во-вторых, как и где это можно применить? Но все равно отвечу, раз есть вопрос, нужно дать ответ. Итак, под алюминиевым радиатором на материнской плате находится микросхема чипсета, в данном случае Intel H61m. Что такое микросхема чипсета? Это микросхема, которая интегрирует в себе работу всех систем на материнской плате, например, процессора, памяти, видеокарты, контроллера дисков и т.п. Раньше таких микросхем было 2, назывались северный и южный мосты, теперь все помещается в одной. Микросхема при работе компьютера часто нагревается, поэтому на некоторых материнских платах их закрывают радиаторами для лучшего охлаждения. На Asus-ах, например, нет и этого. Ну, что, полегчало от этой информации? Мне вот так она даром не нужна. Рождё­нный в С С С Р [609K] 3 года назад  О, ну нет, конечно же. Красным кружком обведен радиатор (алюминивое изделие с рёбрами, увеличивающими поверхность для более эффективного рассеивания тепла) тоже очень важного чипа,который принято называть “южный мост”. Но сам центральный процессор (CPU) прячется под другим, самым большим на материнке, радиатором, который венчает вентилятор (на фото он с полуотклеенным круглым бело-голубым ярлычком с брендом Intel). marss­ick [16.7K] 3 года назад  То что ты обвел кружечками – чипсет материнской платы, конкретно совмещенный с остатками серного моста южный мост. Процессор можно увидеть сняв кулер (большой алюминиевый радиатор с черным вентилятором), учти перед тем как снимать что нужна термопаста для установки кулера обратно. что бы извлечь процессор нужно будет открыть сокет. Подробнее в разделе установки цп в мануале к материнской плате страницы 11-13. [поль­зоват­ель забло­киров­ан] [18.3K] 3 года назад  Процессор находится в разъёме-сокете, очевидно, под радиатором на котором установлен кулер (вентилятор, который в левом верхнем углу). То что вы обвели красным кружочком, это вероятнее всего радиатор охлаждения, установленный на чип так называемого “Южного моста”, микросхемы отвечающей за функции ввода-вывода информации на материнской плате. На фотоснимке видно, что в центре материнской платы под большим вентилятором находится алюминиевый радиатор, а под этим радиатором уже располагается гнездо для процессора. Вот в этом гнезде и должен сидеть сам процессор. Wollf­ram [68] 3 года назад  Под кружочком северный мост, сам процесор находится под куллером в центре, если вы не знаете где находится проц, думаю вам лучше не стоит туда лезть а обратится в сервисный центр, или вызвать мастера на дом. Дмитр­ий551­28 [190] 3 года назад  Процессор компьютера находится под большим вентилятором, его нужно открыть и снять крышку чтоб достать процессор. Если вам нужно его поменять. Dseym­o [100] 3 года назад  Кружком отмечен радиатор, а процессор находится под куллером. Алекс­андр Погре­бняк [11.2K] 3 года назад  Его просто не видно под куллером (вентилятором) Знаете ответ?