Що таке процесор комп'ютера?

Сьогодні мільйони жителів розвинених країн мають у своїх будинках один або навіть декілька персональних комп'ютерів і ноутбуків, що не дивно, так як ці пристрої сьогодні використовуються в самих різних цілях: від розважальних до наукових і комунікаційних. Однак значна частина власників ПК не знає їх пристрою, так як при виникненні проблем воліє звертатися до фахівців. Такий підхід цілком обґрунтований. Але все ж варто дізнатися, з яких основних компонентів складається цей залізний і інтелектуальний "друг" людини. Наприклад, багатьох цікавить, що таке процесор (CPU), яких видів вона буває і як його правильно вибрати.

Де ПК мізки

Очевидно, що для того, щоб злагоджено і без втручання людини здійснювати велику кількість операцій, необхідний якийсь керівний центр, який буде, подібно мозку, передавати команди різних компонентів системи і периферичних пристроїв. У комп'ютері ця роль відведена процесору, який виконує всі логічні і арифметичні операції, що задаються особливою програмою. Крім того, він здійснює управління усіма іншими пристроями ПК.

Як влаштований

Щоб зрозуміти, що таке процесор комп'ютера, слід дізнатися, як він влаштований. На відміну від своїх аналогів минулих десятиліть, сучасні пристрої такого типу мають мініатюрні розміри. На перший погляд мікропроцесор - це прямокутна тонка пластинка з міцного кристалічного кремнію. На її порівняно невеликій площі розташовані схеми, що забезпечують функціональність "мозку" персонального комп'ютера. Платівка укладена в керамічний або пластмасовий плоский корпус, до якого вона приєднується за допомогою дуже тонких золотих проводків, забезпечених металевими наконечниками. Завдяки такій конструкції процесор легко і надійно під'єднується до системної плати ПК.

Компоненти

Хто вже дізнався, що таке процесор, хочуть зрозуміти, з яких складових складається він. Незважаючи на свої невеликі розміри, цей пристрій включає безліч компонентів. У їх числі:

шини адрес;

регістри;

шини даних;

арифметико-логічний пристрій;

кеш, або швидка пам'ять, що має невеликий обсяг 8-512 кбайт;

математичний співпроцесор;

лічильники команд.

Ядро процесора

Під цим терміном ховається безліч понять. Якщо мова йде про те, що таке процесор і з яких частин він складається, то ядро - це його складова, призначена для виконання одного потоку команд. Крім того, є багатоядерні варіанти, здатні виконувати декілька потоків команд. До "ядерним" характеристик відносяться:

система команд;

мікроархітектура;

кількість функціональних блоків;

напруга живлення;

об'єм вбудованої кеш-пам'яті;

площа кристала;

логічний та фізичний інтерфейс;

максимальне і типове тепловиділення;

тактові частоти;

технологія виробництва.

У той же час у фізичному сенсі під словами "ядро процесора" розуміють його частина, яка містить основні функціональні блоки або зазвичай відкритий кристал мікропроцесора. У будь-якому випадку це - необхідна частина "мозку" ПК. Таким чином, питання "що таке ядерний процесор" звучить дещо некоректно, якщо, звичайно, розглядається тільки CPU, а не всі ті пристрої, які також називаються процесорами.

Системна шина

Той, хто вже дізнався, що таке процесор комп'ютера, напевно, зацікавиться і тим, за допомогою чого він здійснює управління іншими компонентами ПК. Очевидно, що таке завдання під силу тільки складній системі. Вона називається процесорної шиною і являє собою сукупність сигнальних ліній, об'єднаних за призначенням. Кожна з них має певний протокол передачі даних та електричну характеристику. До самої процесорної, або, як її ще називають, системної шини підключається тільки CPU, а всі інші пристрої - через контролери материнської плати. У той же час існують варіанти, коли пам'ять підключається безпосередньо в процесор, завдяки чому забезпечується його більша ефективність. Тут доречно поставити питання про те, що таке розрядність процесора, так як, наприклад, вираз "розрядності процесора х 64" означає, що даний пристрій забезпечений 64-розрядної шиною даних, і така кількість біт воно обробляє за один такт.

Кеш

Швидка пам'ять, або кеш - це буфер між процесором і контроллером оперативної пам'яті, яка є досить повільною. Цей компонент призначений для того, щоб збільшити загальну продуктивність всього пристрою в цілому. Для досягнення цієї мети в буфер передаються і зберігаються блоки даних, які відпрацьовуються в даний момент, і тому процесор не буває змушений постійно звертатися до системної пам'яті. Кеш ділиться на три рівні:

Перший рівень L1

Він підрозділяється на два кешу інструкцій і даних, є самим швидким і виробляє роботу безпосередньо з ядром процесора.

Другий рівень L2

З L1 взаємодіє кеш L2. Він в рази більше за обсягом і є цілісним.

Третій рівень L3

У деяких сучасних мікропроцесорів існує ще і третій рівень, який більше двох попередніх, але працює на порядок повільніше. Справа в тому, що шина між 2-м і 3-м рівнем вже, ніж між 1-м і 2-м. Однак швидкість 3-го рівня все одно значно вище, ніж швидкість системної пам'яті. В залежності від того, чи повторюється інформація, що потрапляє в кеш, на різних рівнях, або ні, розрізняють два типу цієї складової процесора: ексклюзивний та ексклюзивний. Кожен з них має свої переваги і недоліки, тому важко сказати, який з них краще. Можна тільки відзначити, що перший тип використовується в мікропроцесорах AMD, а другий - в Intel.

Роз'єм

Розповідаючи про те, що таке процесор комп'ютера, слід приділити увагу всім компонентам, так як дане складне пристрій функціонує лише завдяки злагодженій роботі кожного з них. Наприклад, здавалося б, яку важливість може мати таке примітивне пристосування, як роз'єм? Однак його застосування полегшує заміну процесора при модернізації ПК або його зняття на час ремонту.

Що таке частота процесора

Для порівняння будь-яких технічних пристроїв і для того, щоб дати уявлення про їхні можливості використовуються певні характеристики, що мають чисельну вираз. Для процесорів основною з них є тактова частота. Причому це поняття має кардинальні відмінності, коли мова йде про одноядерний і багатоядерний варіантах. Отже, що таке тактова частота процесора, якщо він спроможний виконувати тільки один потік команд? Виявляється, що цей параметр показує, скільки обчислень в одиницю часу може провести конкретне одноядерне пристрій. Відповідно, чим більша тактова частота, тим більше процесор може виконати операцій в одиницю часу. Частіше всього вона складає 10-4 ГГц і визначається множенням зовнішньої частоти на певну постійну величину. Зовсім інша справа, якщо потрібно з'ясувати, що таке тактова частота процесора. У такому разі деякі горе-фахівці рекомендують обчислювати цей параметр для всього пристрою, множачи дані для одноядерного варіанти на кількість складових. Однак це в корені неправильно, так як тактова частота всього пристрою від числа ядер не змінюється, і позитивний ефект стосується тільки продуктивності процесора. В довершення слід зазначити, що при виборі процесора частота не повинна бути вирішальним фактором, а потрібно розглядати величини всіх його характеристик в цілому.

Що таке графічний процесор

Як відомо, сучасні ПК забезпечують чудову картинку. Це досягається за допомогою графічного процесора - спеціального пристрою виконує графічний рендеринг. Крім того, вони призначені для використання в якості прискорювача 3Д графіки. Завдяки конвеєрної архітектурою такі пристрої набагато ефективніше обробляють зображення і іншу графіком, що CPU, про які було розказано вище.

Текстовий процесор: що це?

У питаннях, пов'язаних з архітектурою ПК, на даний момент є певна плутанина, так як ті ж самі терміни нерідко використовуються для позначення зовсім різних речей. Зокрема, терміном процесор позначаються також програми для форматування текстів, зміни шрифтів, абзаців, перевірки орфографії та багато іншого. Найбільш відомими прикладами є OpenOffice.org, Writer і суперпопулярна Microsoft Word. Тому з назви можна сміливо приводити, коли потрібно відповісти на питання про те, що таке текстовий процесор.

Кілька слів про найбільш поширених процесори персональних комп'ютерів

Перше місце за популярністю займає процесор Intel Core i5. Він вважається прекрасним варіантом, коли потрібна потужна ігрова машина. За ним слідує модель від Intel - Celeron E3200 який коштує недешево, але є оптимальним вибором для серйозної роботи в офісі. Чимало шанувальників серед фахівців є і у ще одного процесора від Intel - чотириядерного Core 2 Quad. Якщо ви не прагнете стати власником надпотужної машини і хочете заощадити, то зверніть увагу на AMD Athlon II X2215 або AMD Phenom II X4945. Тепер ви знаєте, що таке процесор, яких видів буває і якими характеристиками володіє.