Процессор — «мозг» вашего компьютера

Популярные модели компьютерных процессоров

Intel Core i5-8600K

Процессор имеет 6 ядер и то же количество потоков. Тактовая частота – 3,6 Ггц, которую в турбо-режиме можно ускорить до 4,3 Ггц, а разблокированный множитель позволит вам разогнать процессор до более высоких значений.

Кроме того, он оснащен 9 МБ кэш-памяти L3 и интегрированным графическим процессором Intel UHD 630.

Intel Core i5-9600K

Это процессор 9 поколения Intel Core, выполненный по 14-нанометровому техпроцессу. Оснащен 6 ядрами и 6 потоками, что обеспечивает отличную производительность в играх и программах.

С тактовой частотой 3,7 Ггц, которая в режиме turbo ускоряется до 4,6 Ггц. Кроме того, разблокированный множитель открывает возможности разгона процессора.

Intel Core i5-8500

Это процессор с блокированным множителем, а значит его нельзя разогнать.

Имеет 6 ядер и тактовую частоту 3.0 Ггц, которая в режиме turbo ускоряется до 4.1 Ггц. Отличный выбор, если вы собираете компьютер для игр, который не планируете разгонять.

Intel Core i5-7400

Это мощный 4-ядерный процессор. Оснащен 6 МБ кэш-памяти и тактовой частотой в режиме turbo достигающей 3,5 Ггц.

Процессор не имеет разблокированного множителя, так что его разгон будет невозможен.

Intel Core i7-8700K

Это мощный процессор имеет 6 ядер и 12 потоков. Базовая тактовая частота 3,7 Ггц, а в турбо-режиме – 4,7 Ггц.

Более того, разблокированный множитель позволяет выжать из системы ещё больше.

Intel Core i9-9900K

Процессор Intel Core 9 поколения имеет 8 ядер и 16 потоков. Кроме того, поддерживает 16 МБ кэш-памяти.

Тактовая частота этой модели составляет 3,6 Ггц, а в турбо-режиме до 5,0 Ггц. Кроме того, благодаря разблокированному множителю этот процессор можно ещё разогнать.

AMD Ryzen 5 1600X

Это мощная 6-ядерная и 12-поточная система с 16 МБ кэш-памяти.

Частота этого процессора в режиме turbo достигает 4,0 Ггц. Помните, однако, что этот процессор не имеет встроенной графической системы.

AMD Ryzen 5 2600

Этот процессор обеспечивает высокую производительность в играх и программах. Имеет 6 ядер и 12 потоков, с базовой тактовой частотой 3,40 Ггц, а в режиме turbo ускоряется до 3,90 Ггц.

Более того, в коробке вы найдете также охлаждение, которое отлично справится с отводом тепла от этой системы.

AMD Ryzen 3 2200G

4 ядра, 4 потока, 4 МБ кэш-памяти. Частота этого процессора достигают 3,70 Ггц в режиме turbo.

Кроме того, эта система имеет встроенный графический процессор AMD Radeon RX Vega 8. Как и другие процессоры этой серии, является хорошим выбором для игры на компьютерах без внешней видеокарты.

Тактовая частота

Тактовая частота центрального процессора — один из ключевых показателей его производительности. Она определяет то, сколько операций в секунду может совершать микросхема. Чем их больше — тем более производителен процессор и компьютер в целом. Можно отметить, что данный параметр характеризует, прежде всего, ядро как самостоятельный модуль центрального процессора. То есть, если соответствующих компонентов на микросхеме несколько, то каждое из них будет работать с отдельной частотой. Некоторые IT-специалисты считают допустимым суммировать данные характеристики по всем ядрам. Что это значит? Если, например, на процессоре установлено 4 ядра с частотой 1 ГГц, то суммарный показатель производительности ПК, если следовать этой методологии, будет составлять 4 ГГц.

Как работает процессор

В предыдущем пункте было разобрано, что такое процессор и для чего он нужен. Самое время посмотреть на то, как это работает.

Деятельность ЦП можно представить последовательностью следующих событий:

• Из ОЗУ, куда загрузилась определенная программа (допустим текстовый редактор), управляющий блок процессора извлекает необходимые сведения, а также набор команд, которые обязательно нужно выполнить. Все это отправляется в буферную память (кэш) ЦП;
• Выходящая из кэш-памяти информация разделяется на два вида: инструкции и значения, которые отправляются в регистры (это такие ячейки памяти в процессоре). Первые идут в регистры команд, а вторые в регистры данных;
• Информацию из регистров обрабатывает арифметико-логическое устройство (часть ЦПУ, которая выполняет арифметические и логические преобразования поступающих данных), которое из них считывает информацию, а за тем исполняет необходимые команды над получившимися в итоге числами;
• Получившиеся результаты, разделяющиеся на законченные и незаконченные, идут в регистры, откуда первая группа отправляется в кэш-память ЦП;
• Этот пункт начнем с того, что есть два основных уровня кэша: верхний и нижний. Последние полученные команды и данные, нужные для выполнения расчетов, поступают в кэш верхнего уровня, а неиспользуемые отправляются в кэш нижнего уровня. Этот процесс идёт следующим образом — вся информация идёт с третьего уровня кэша на второй, а потом попадает на первый, с не нужными на текущий момент данными и их отправкой на нижний уровень все обстоит наоборот;
• По окончанию вычислительного цикла, конечный итог будет записан в оперативной памяти системы, для освобождения места кэш-памяти ЦП для новых операций. Но может произойти так, что буферная память будет переполнена, тогда неэксплуатируемые данные пойдут в оперативную память, или на нижний уровень кэша.

Поэтапные шаги вышеприведенных действий являются операционным потоком процессора и ответом на вопрос – как работает процессор.

Основные функции

Приложения, которые позволяют работать с текстовыми документами на компьютере, обладают широким спектром полезных опций от простейших инструментов редактирования и набора до профессиональных издательских возможностей. Функционал может несколько отличаться в зависимости от вида программ.

Форматирование

Программа позволяет создавать новые и изменять существующие тексты, работая с разными форматами документов. При сохранении объекта пользуются расширениями .txt, .pdf и другими. Текстовый файл можно изменять с помощью  опций:

• печать нового текста, сохранение файла на диске;
• манипуляции с текстовыми фрагментами;
• добавление, удаление, редактирование информации;
• контекстный поиск;
• автоматическая замена компонентов текста;
• изменение шрифта, стиля;
• выбор промежуточного интервала, отступов;
• предварительный просмотр документа перед отправкой на печать;
• отмена и повтор действий и другие функции.

Проверка орфографии

Повысить уровень грамотности текста можно с помощью следующих действий:

• проверка всего файла или его фрагментов;
• выявление ошибок;
• представление вариантов для автоматического исправления;
• исправление недочетов в режиме по умолчанию.

Простая опция существенно экономит время и выполняет проверку документа автоматически. Процессор визуально выделяет некорректно напечатанные слова, словосочетания и предложения. Стиль отображения такой информации можно настроить самостоятельно либо оставить параметры проверки орфографии в стандартном виде.

Создание, вставка таблиц/графических элементов

Полезной функцией программы является возможность работать не только с текстом и его фрагментами, но и осуществлять разнообразные манипуляции с другими форматами. К примеру, с помощью понятных и простых в работе кнопок меню можно выполнять:

• создание иллюстраций;
• построение графиков и схем;
• вставка диаграмм;
• создание таблиц;
• редактирование графических элементов и таблиц;
• перемещение данных компонентов по тексту;
• вывод на печать.

Функции незаменимы для подготовки рефератов, дипломных и курсовых проектов. Текстовые процессоры нередко используются в профессиональной деятельности для оформления научных, исследовательских, инженерных работ, презентаций разной сложности и объема.

Издательские функции

Существует ряд специальных систем с набором опций для профессионального использования. Издательские приложения позволяют подготовить:

• рекламные буклеты;
• газеты;
• журналы;
• книги.

Отличие от стандартных функций редактирования заключается в более высоком уровне сложности операций. Такие документы характеризуются повышенным качеством. Их можно выводить на фотонаборные автоматы или сохранять в виде бумажных носителей. Возможно цветоделение для подготовки высококлассных цветных изданий. Функции профессиональных процессоров:

• создание файлов большого размера, с картинками, графиками, диаграммами;
• окончательная верстка документов;
• редактирование файлов;
• форматирование документов;
• слияние объектов;
• настольное издательство;
• быстродействие и печать.

При выборе процессора учитывается наличие таких опций, как возможность открытия максимального количества окон одновременно, команда откатки, проверка орфографии, применение перекрестных ссылок, обработка структурированных текстов. Благодаря расширенному функционалу профессиональные редакторы получают готовый для работы программный продукт.

ЧТО ТАКОЕ ПРОЦЕССОР

Для компьютера процессор является фундаментом. Мы надеемся, что наши читатели все-таки примерно знают, что же такое процессор. Но давайте уточним что такое процессор и какова его роль в работе компьютера.

Главная часть компьютера, представляющая из себя определенную схему или электронный блок, называется центральным процессором. Этот блок задает определенные позиции, иными словами пишет код программы, так же стоит отметить, что процессор выполняет обеспечение устройства.

Если выразиться проще, можно отметить, что процессор – это мозг компьютера. Именно этот блок обрабатывает поток информации и управляет всеми составляющими частями общей системы, благодаря небольшой смехе мы успешно работаем за компьютером.

Что такое процессор (CPU)?

Процессор, что это вообще такое? Зачем он нужен? За какие задачи он отвечает?

Для большинства неопытных и технически неподготовленных пользователей процессором зачастую выступает весь системный блок в сборе. Но это относительно ошибочное суждение, процессор — это нечто, что сокрыто за стенками корпуса и толстым радиатором с вентилятором для его охлаждения.

Процессор или, как его еще называют, центральный процессор (Central Processing Unit) — это электронное устройство (интегральная схема), которое выполняет и обрабатывает машинные инструкции, код программ (машинный язык) и отвечает за все логические операции, которые протекают внутри вашей операционной системы и системного блока.

Без преувеличения, процессор можно назвать мозгом (или сердцем, это кому как больше нравится) любого компьютера, мобильного устройства или другого периферийного устройства. Да-да, слово процессор применимо не только к вашему системному блоку, но и планшету, смарт-холодильнику, игровой приставке, фотоаппарату и другой электронике.

Внешне процессор выглядит как квадратный (или прямоугольный) элемент или плата, в нижней части которой располагается контактная группа для подключения, в вверху находится сам кристалл процессора, который сокрыт под металлической крышкой, чтобы исключить возможность повреждения хрупкого кристалла процессора, а также крышка помогает при отводе тепла с поверхности кристалла на радиатор системы охлаждения.

Кристалл процессора состоит из кремния. Если точнее, полупроводники, из которых состоит процессор, производятся из кремния. На кремневой пластине кристалла в несколько слоёв располагается несколько триллиардов транзисторов (размер которых составляет порядка ~10 нм в зависимости от используемого техпроцесса при производстве), которые отвечают за все логические операции процессора.

На самом деле это только поверхностное описание того, из чего состоит процессор, и оно предназначено, скорее, для визуализации того, что из себя представляет процессор внутри. На самом деле все намного сложнее. К сожалению, просто и доходчиво объяснить все принципы создания и работы процессора не так просто, здесь потребуются знания как элементарной алгебры, так и продвинутой физики и электротехники, да и большинству пользователей это попросту не нужно.

Впоследствии производители процессоров научились располагать на печатной плате, помимо самого кристалла процессора, кристалл видеоядра (видеокарты), что позволило исключить необходимость в отдельной дискретной видеокарте для вывода изображения на монитор.

Подводя итог этого блока статьи и что бы дать простой ответ на такой сложный вопрос «Что такое процессор (CPU)» — процессор это сердце любого современного устройства, которое выполняет все основные операции, будь то простое сложение 2+2, набор текста в Microsoft Word или расчет физической модели в Blender.

Оперативная память

Говоря о комплектующих, уместно рассказать, зачем нужна оперативная память в компьютере. Если говорить простыми словами, то подобный элемент системы ‒ это временный контейнер для информации и данных, которые на текущий момент запущены на ПК и используются системой. Любая программа занимает определенный объем оперативной памяти (ОЗУ). Есть ли исключения? Даже открытое окно или документ Word ‒ это объекты, которые занимают оперативную память компьютера. Иными словами, на момент набора текста весь этот текст находится в оперативной памяти, и только при сохранении он попадает в физическую память жесткого диска. И там он будет храниться до тех пор, пока пользователь его не удалит.

По сути, оперативная память ‒ это временное хранилище для файлов, доступ к которым осуществляется за считанные секунды. Эти файлы, хранящиеся в оперативной памяти, регулярно запрашиваются и обрабатываются центральным процессором и процессором видеокарты.

Довольно часто оперативную память пытаются подменить памятью жесткого диска. Для этого есть даже специальный инструмент в операционной системе. Однако стоит понимать, что винчестер работает медленно. Поэтому использовать его в качестве другого элемента не получается. Суть оперативной памяти сводится к высокой скорости доступа к файлам, в ней хранящихся.

Описание и назначение процессоров

Определение 1

Центральный процессор (ЦП) – основной компонент компьютера, который выполняет арифметические и логические операции, заданные программой, управляет процессом вычислений и координирует работу всех устройств ПК.

Чем мощнее процессор, тем выше быстродействие ПК.

Замечание

Центральный процессор часто называют просто процессором, ЦПУ (Центральное Процессорное Устройство) или CPU (Central Processing Unit), реже – кристаллом, камнем, хост-процессором.

Современные процессоры являются микропроцессорами.

Микропроцессор имеет вид интегральной схемы – тонкой пластинки из кристаллического кремния прямоугольной формы площадью в несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы с миллиардами транзисторов и каналов для прохождения сигналов. Кристалл-пластинка помещен в пластмассовый или керамический корпус и соединен золотыми проводками с металлическими штырьками для подсоединения к системной плате ПК.

Рисунок 1. Микропроцессор Intel 4004 (1971 г.)

Рисунок 2. Микропроцессор Intel Pentium IV (2001 г.). Слева – вид сверху, справа – вид снизу

ЦП предназначен для автоматического выполнения программы.

ТТХ процессора

Тактовая частота означает число операций в секунду. Выполнение отдельных операций может занимать от нескольких долей такта до десятков тактов. Измеряется в мегагерцах (миллион тактов в секунду) или гигагерцах (миллиард тактов в секунду). Чем выше тактовая частота, тем быстрее ЦПУ обрабатывает входящую информацию.

Разрядность — количество битов (разрядов двоичного кода), обрабатываемое центральным процессором за единицу времени. Современные процессоры — 32- или 64-разрядные, то есть они обрабатывают 32 или 64 бита информации за один такт. Разрядность процессора также влияет на количество оперативной памяти, которое можно установить в компьютер. Только 64-разрядный процессор поддерживает более 4 ГБ ОЗУ.

Количество ядер — еще одна важная характеристика процессора. Современные ЦПУ могут иметь от одного до нескольких вычислительных ядер на одном кристалле. Одноядерные процессоры выполняют несколько задач не одновременно, а последовательно, при этом выполнение отдельных операций занимает доли секунды. Двухъядерный процессор способен выполнять две задачи одновременно, четырехъядерный — четыре и т.д., что позволяет с полным правом называть современные компьютеры многозадачными. С одной стороны, чем больше ядер у процессора, тем мощнее и производительнее становится компьютер. Но есть и нюансы. Так, если выполняемая на компьютере программа не оптимизирована под многопоточность, то и выполняться она будет только одним ядром, не позволяя в должной мере прочувствовать всю мощь устройства.

Размер кэш-памяти — другой параметр, от которого зависит производительность процессора. Это быстродействующая память внутри процессора, служащая буфером между ядром процессора и оперативной памятью и обеспечивающая ускоренный доступ к блокам обрабатываемой в настоящий момент информации. Кэш-память гораздо быстрее оперативной памяти, поскольку ядра процессора взаимодействуют с ней напрямую. Современные процессоры имеют несколько уровней кэш-памяти (L1, L2, L3). Первый уровень — хоть и незначительный по объему (всего сотни килобайт), но самый быстродействующий (и дорогой), так как находится на самом кристалле процессора и работает на его тактовой частоте

С первым уровнем взаимодействует второй — он больше по объему, что особенно важно при ресурсоемкой работе, но имеет меньшую скорость. Многие процессоры имеют и третий, «медленный», но еще больший по объему уровень кэш-памяти, который все равно быстрее оперативной памяти системы

Это, конечно, далеко не полный перечень характеристик, но именно эти параметры оказывают наибольшее влияние на производительность вычислительного устройства, то, на что следует обращать пристальное внимание при выборе процессора

Но кроме технических характеристик важно также учитывать, где будет использоваться ЦПУ. Устанавливать процессор для сервера в обычный персональный компьютер не имеет особого смысла — современные десктопные процессоры достаточно мощные и производительные, а стоят дешевле

А ставить процессор для компьютера в сервер в целях, например, экономии, — не очень хорошая идея. Почему? Рассмотрим дальше

Устанавливать процессор для сервера в обычный персональный компьютер не имеет особого смысла — современные десктопные процессоры достаточно мощные и производительные, а стоят дешевле. А ставить процессор для компьютера в сервер в целях, например, экономии, — не очень хорошая идея. Почему? Рассмотрим дальше

Но кроме технических характеристик важно также учитывать, где будет использоваться ЦПУ. Устанавливать процессор для сервера в обычный персональный компьютер не имеет особого смысла — современные десктопные процессоры достаточно мощные и производительные, а стоят дешевле

А ставить процессор для компьютера в сервер в целях, например, экономии, — не очень хорошая идея. Почему? Рассмотрим дальше.

Модели процессоров

Модели процессоров меняются ежегодно, поэтому здесь я не буду их все приводить, а приведу только серии (линейки) процессоров, которые меняются реже и по которым вы легко сможете ориентироваться.

Я рекомендую приобретать процессоры более современных серий, так как они производительнее и поддерживают новые технологии. Номер модели, который идет после названия серии, тем выше, чем больше частота процессора.

9.1. Линейки процессоров Intel

Cовременные процессоры Intel:

• Celeron – для офисных задач (2 ядра)
• Pentium – для бюджетных мультимедийных ПК (2 ядра)
• Core i3 – для мультимедийных и игровых ПК начального класса (4 ядра)
• Core i5 – для игровых ПК среднего класса (6 ядер)
• Core i7 – для мощных игровых и профессиональных ПК (8 ядер)
• Core i9 – для сверхмощных рабочих станций (8-20 ядер)

Начиная с Pentium они являются многопоточными, а Core еще и поддерживают Turbo Boost, что значительно увеличивает производительность.

9.2. Линейки процессоров AMD

Cовременные процессоры AMD:

• Ryzen 3 – для мультимедийных и игровых ПК начального класса (4 ядра)
• Ryzen 5 – для монтажа видео и игровых ПК среднего класса (4-6 ядер)
• Ryzen 7 – для мощных игровых и полупрофессиональных ПК (8 ядер)
• Ryzen 9 – для мощных профессиональных ПК (12-16 ядер)
• Threadripper – для сверхмощных рабочих станций (18-32 ядер)

Процессоры Ryzen начиная с 5 серии и Threadripper являются многопоточными, а модели с индексом «X» в конце маркировки имеют более высокую частоту.

Процессор: функции устройства и история появления

Компонент ПК, который сейчас принято именовать центральным процессором, характеризуется достаточно интересной историей происхождения. Поэтому, для того чтобы понять его специфику, полезно будет исследовать некоторые ключевые факты об эволюции его разработки. Устройство, которое современному пользователю известно как центральный процессор, является результатом многолетнего совершенствования технологий производства вычислительных микросхем.

Со временем менялось видение инженерами структуры процессора. В ЭВМ первого и второго поколения соответствующие компоненты состояли из большого количества раздельных блоков, очень несхожих по решаемым задачам. Начиная с третьего поколения компьютеров функции процессора начали рассматриваться в более узком контексте. Инженеры-конструкторы ЭВМ определили, что это должно быть распознавание и интерпретация машинных команд, занесение их в регистры, а также управление другими аппаратными компонентами ПК. Все эти функции стали объединяться в одном устройстве.

Что такое центральный процессор ЦП

Процессор (центральные процессорное устройство, ЦП, ЦПУ) — это электронная схема, которая обрабатывает и выполняет машинный код программного обеспечения на определенном устройстве. Осуществляет выполнение всех операций ввода и вывода, которые посылает ему программа.

Чаще всего центральный процессор вы можете увидеть в компьютерах, ноутбуках и мобильных устройствах. Но, они есть и в другой технике, например, в телевизорах.

Современные ЦП чаще всего представляют собой одну микросхему, размещенную на плате/чипе. Существует их множество разных видов, сейчас популярны и востребованы многоядерные модели, это когда на одном чипе находится сразу несколько процессоров.

Основные компоненты:

• АЛУ — Арифметико-логическое устройство. Осуществляет выполнение всех арифметических и логических данных, регистров, которые попадают сюда от операндов.
• Регистры. В них хранится текущая операция, промежуточные и финальные результаты вычислений АЛУ.
• Блок управления. Занимается координацией работы всех узлов ЦП, управляет его работой.
• Кэши данных и команд. В них хранятся часто используемые команды.

Термин «Процессор» использовался еще в 1 995 году, применяли его для обозначения вычислительных машин, которые выполняли сложные компьютерные программы. Первые ЦП делали для решения специфических задач, они были узкоспециализированными, но затем начали делать многоцелевые процессоры, которыми мы сейчас и пользуемся.

Как работает процессор

Центральный процессор выполняет команды, которые указывает ему программа, находящаяся в оперативной памяти. Обработка данных происходит так:

1. Оперативная память отправляет команды ЦП — в его КЭШ, откуда они уходят в блок управления.

2. Эти данные делятся на два вида и отправляются в регистры — значения в регистры данных и инструкции в регистры команд.

3. АЛУ обрабатывает данные из этих регистров и, затем также разделяет их на два вида — законченные и незаконченные, они идут обратно в регистры.

4. В кэше происходит их обработка, незаконченные и неиспользованные попадают в нижний регистр, а после обработки в верхний. Оттуда все отправляется в ОЗУ компьютера.

Все это кратко, как это выглядит графически, смотрите на скриншоте выше.

От чего зависит производительность

Тактовая частота

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

Разрядность

От этого параметра зависит, поддерживает ли процессор только 32-битные приложения или допускает использование 64–битных. Большинство современных процессоров поддерживают 64–битную архитектуру. Подобное разделение влияет на количество доступной оперативной памяти (до 4 ГБ в 32-битных и от 4 ГБ в 64-битных системах) а также на внутренние параметры, которые редко учитываются рядовыми пользователями и имеют значение только для специалистов, например, разработчиков программного обеспечения.

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

Целесообразности

Стоит ли переплачивать за серверный потенциал в домашней системе? Однозначно нет, поскольку ценник для данной продукции нередко переваливает за 2, а то и 3 тысячи вечно американских. За такие деньги можно собрать домашний ПК, характеристики которого будут вас устраивать ближайшие лет 5.

Второй момент нецелесообразности приобретения серверных решений – сокет. Под такие процессоры необходимо приобретать специальную материнскую плату, способную работать не только с камнем, но и регистровой ОЗУ. Что такое сокет процессора – тема отдельной статьи.

Третий вариант – теплопакет, нередко превышающий 300–350 Вт, и это только один камень, не говоря уже о видеокарте и остальных комплектующих. Вы переплачиваете за гигантскую мощь, которой совершенно не будете пользоваться, но при этом придется регулярно отдавать немалые суммы за электроэнергию. Но если это все для вас ерунда, тогда статья “о серверных процессорах в домашних ПК” – именно для вас.

На что влияет каждый параметр?

Быстродействие отвечает за то, какое количество операций может выполняться каждую секунду, а так как назначение центрального процессора заключается в обработке данных, это для него является чрезвычайно важным. Тактовая частота измеряется в МГц. Промежуток времени между двумя импульсами равен одному такту, вследствие чего, чем более производительную модель процессора вы будете использовать, тем меньше ему потребуется тактов для того, чтобы выполнить те или иные действия. Предельно допустимое количество данных, которые может обрабатывать и передавать микропроцессор в одно время – это разрядность.