Что значит тип процессора

Как выбрать процессор

Конструктивно процессор представляет собой печатную плату, на которой размещен полупроводниковый кристалл, накрытый металлической теплораспределительной крышкой. На обратной стороне печатной платы предусмотрены контактные площадки, с помощью которых он соединяется с материнской платой.

У процессора есть ряд важных характеристик, которые нужно учесть: количество ядер и тактовая частота, архитектура и тепловыделение. Также ведущие производители распределяют компоненты, которые они выпускают, по сериям. Это упрощает выбор, так как разные серии, семейства и поколения позволяют решать разные задачи.

В этой статье мы предлагаем вам базовую информацию о том, как выбрать процессор. Если же вы не уверены в том, какой вариант оптимально подходит именно вам, обратитесь к специалисту интернет-магазина СИТИЛИНК. Он вам обязательно поможет.

Гибридные процессоры

Отдельно стоит упомянуть гибридные решения. В них центральный процессор объединен с графическим. Это позволяет уменьшить энергопотребление и снизить стоимость системы. На основе гибридных процессоров можно создавать компактные компьютеры, которым не нужно решать сложные задачи.

Некоторые процессоры со встроенным ядром обладают мощностью, которой достаточно для запуска нетребовательных игр. Однако для ресурсоемких игр или монтажа видео они не подойдут, вам понадобится дискретная видеокарта.

Основные производители процессоров

Фактически рынок процессоров для компьютеров сегодня поделен между двумя крупными производителями: Intel и AMD. Они предлагают решения для разных типов компьютеров. У каждого из этих производителей есть и бюджетные решения, и наиболее мощные флагманские процессоры, и модели среднего класса.

Например, компания Intel предлагает бюджетные линейки Celeron и Pentium. Процессоры Core — решения старшей категории, но и у них есть своя иерархия:

Core i3

Для игровых и мультимедийных компьютеров начального уровня.

Core i5

Для более мощных игровых систем.

Core i7 и Core i9

Для требовательных геймеров, а также для решения сложных профессиональных задач.

У AMD есть следующие основные линейки:

A-серия и Athlon

Для ПК начального уровня.

Ryzen Threadripper

Профессиональные решения, имеющие наиболее высокую мощность.

Ryzen

Для компьютеров, которыми будут пользоваться требовательные геймеры и разработчики цифрового контента.

Что такое сокет?

Разъем на материнской плате, в который устанавливается процессор, называется сокетом. Определенные типы CP совместимы только с определенными разновидностями сокетов. Не существует никаких адаптеров или переходников, поэтому решить проблему несовместимости никак не получится. Можно только приобрести новую материнскую плату с подходящим разъемом.

На рынке сегодня представлены материнские платы с сокетами разных типов. Наиболее востребованные:

Сокеты AMD

SocketAM3+ и SocketAM4

Предназначены для создания офисных и домашних компьютеров, а также геймерских систем небольшой и средней мощности.

TR4 и sTRX4

Платформы, оптимизированные под мощные флагманские процессоры с большим количеством ядер.

Cокеты Intel

LGA 1151

Универсальный вариант для процессоров разных типов и мощности (Celeron, Pentium Gold, Core i3, Core i5, Core i7), позволяющий создавать как офисные системы для нетребовательных пользователей, так и мощные домашние компьютеры для развлечений.

LGA 2066

Используется с высокопроизводительными процессорами Core i5, Core i7. Core i9 поддерживает решения с архитектурой Kaby Lake-X и Skylake-X.

Обратите внимание! Процессоры Coffee Lake несовместимы с системными платами с сокетом LGA 1151, выпускавшимися до середины 2017 года. Для работы этих ЦП необходима материнская плата с чипсетом 300-й серии и обновленной ревизией разъема LGA 1151. Несмотря на то, что новый сокет имеет такое же количество подпружиненных контактов и идентичные ключи, по заявлению разработчиков, он электрически несовместим с первой ревизией LGA 1151.

Новую версию сокета неофициально называют LGA 1151v2. Однако и у компании Intel, и у различных производителей материнских плат она выпускается под названием LGA 1151, как и предыдущий вариант. Это создает путаницу, поэтому при выборе, если у вас есть сомнения, лучше уточнять совместимость процессора и материнской платы у консультанта.

Выберите в каталоге

Количество ядер

В современном процессоре несколько ядер. В решениях для потребительских компьютеров их количество варьируется от 2 до 32. Многоядерный процессор делит нагрузку между несколькими «вычислительными центрами», поэтому производительность компьютера растет. Он решает несколько задач одновременно и не тормозит, не зависает, когда сталкивается с особенно сложной задачей.

Но это в теории. На практике все несколько сложнее. Многое зависит от тактовой частоты CPU, его архитектуры, а также от того, используете ли вы программное обеспечение, которое поддерживает многопоточность обработки данных. Поэтому в реальности двухъядерный процессор может продемонстрировать более высокие результаты, чем четырехъядерный.

При выборе ЦП можно ориентироваться на следующие принципы:

2 ядра

Для решения несложных задач дома и в офисе: можно работать с текстами, таблицами и презентациями, выходить в интернет, смотреть видео и слушать музыку, пользоваться базами данных.

4-6 ядер

Для решения ресурсоемких задач, в том числе для игр и для работы с графикой на профессиональном уровне.

8 и более ядер

Для создания наиболее мощных игровых компьютеров, а также для решения сложных рабочих задач, связанных с обработкой видео и звука.

Тактовая частота

Упрощенно, тактовая частота — это количество операций, которые процессор способен выполнить за секунду. Чем выше этот показатель, тем более производительным будет процессор. Однако производительность зависит и от ряда других параметров, в том числе от архитектуры и объема кэша первого, второго и третьего уровней. По этому параметру можно разделить все процессоры на несколько групп:

До 3 ГГц

Бюджетные процессоры, предназначенные для работы с офисными программами и решения прочих несложных задач.

От 3 до 4 ГГц

Универсальные решения для работы, игр и развлечений.

Более 4 ГГц

CPU, созданные для решения сложных задач и позволяющие запускать ресурсоемкие игры и профессиональные программы.

Сегодня в продаже представлены процессоры, производительность которых можно наращивать. Это модели с открытым или разблокированным множителем. Процесс увеличения производительности называют разгоном или оверклокингом. В зависимости от конкретного ЦП, его можно выполнить через BIOS или в приложении, использующемся для регулировки настроек компьютера. При этом необходимо иметь в виду, что разгон увеличивает не только производительность, но и энергопотребление, а это может привести к перегреву.

Кэш-память

Кэш (или сверхоперативная память) позволяет уменьшить среднее время доступа к компьютерной памяти и за счет этого увеличить быстродействие процессора. В современных CPU она, как правило, многоуровневая.

Чем выше уровень кэша, тем больше его объем, но при этом уменьшается скорость. То есть кэш-память L1 особенно быстро отзывается на запрос процессора, но по объему она уступает уровням L2 и L3.

Тепловыделение

Чем выше мощность процессора, тем больше тепла он выделяет во время работы. К тому же тепловыделение увеличивается, когда возрастает нагрузка, и перегрев может стать причиной снижения производительности.

Это значит, что CPU нуждается в эффективном охлаждении. Тепловыделение ЦП обычно считается равным его максимальному энергопотреблению, и этот параметр измеряется в ваттах (Вт). Чем оно выше, тем более мощный кулер вам потребуется.

Выберите в каталоге

Классификация процессоров по назначению

Все разнообразие компьютеров можно разделить на две категории:

И рабочие, и игровые ПК также можно разделить по мощности. Есть компьютеры, которые подходят для решения несложных повседневных задач, например, набора текста, редактирования таблиц и поиска информации в интернете, а есть те, что предназначены для выполнения сложной работы, например, редактирования 3D-графики. Игровые компьютеры могут быть рассчитаны на нетребовательного геймера-новичка или на опытного киберспортсмена — при этом они будут различаться по характеристикам.

Соответственно, разным компьютерам требуются разные процессоры.

Для офисного или домашнего ПК подойдут двух- или четырехъядерные CPU из серий Intel Celeron, Intel Pentium и Intel Core i3 либо AMD Athlon и AMD Ryzen.

Если вы планируете комбинировать офисную работу с нечастым решением сравнительно сложных задач, стоит обратить внимание на следующие решения с количеством ядер от 4 до 8:

Компьютер, предназначенный для 3D-рендеринга, редактирования видео или обработки большого массива данных, можно собрать на базе процессоров из линеек Intel Core i9 и AMD TR4.

Для геймерского компьютера понадобится процессор с количеством ядер не менее четырех. Это должны быть модели из линеек Intel Core, AMD FX или AMD Ryzen. Чем старше линейка, тем мощнее будет компьютер, который вы можете создать, однако и стоимость ЦП при этом тоже будет расти.

От процессора во многом зависят и скорость работы ПК, и его производительность. Если компьютер будет медленно загружаться, зависать при запуске нескольких программ и тормозить при открытии новых приложений, то вряд ли пользование устройством будет доставлять удовольствие и маловероятно, чтобы вам удалось вовремя решить все рабочие задачи. Следовательно, выбору CPU нужно уделить как можно больше внимания, и экономить здесь стоит лишь в том случае, если вы планируете собрать ПК для несложной повседневной работы.

На сайте СИТИЛИНК с помощью онлайн-фильтра можно подобрать процессор по любым параметрам: по бренду и серии, сокету и количеству ядер, тактовой частоте и типу памяти. А если у вас остались вопросы, обратитесь к нашим онлайн-консультантам.

Источник

Разбираемся в обозначениях процессоров: что они могут сообщить о характеристиках

Большинство индексов или цифр имеют вполне конкретное значение. Обратите на них внимание, когда будете выбирать процессор!

Если вы хотите подобрать оптимальный процессор в свою сборку, то не спешите копаться в технических характеристиках. Много полезной информации скрывается в наименовании ЦПУ. Если знать, что означают все эти буквы и цифры, то можно сэкономить много время. Разобраться в этой теме не сложно, достаточно понимать ключевые моменты. О них и поговорим.

Маркировка процессоров Intel

За всю историю компания Intel выпустила огромное количество разных моделей процессоров, и, разумеется, многие из них сегодня уже устарели. На данный момент актуальными остаются только четыре линейки. Каждая из них имеет свою направленность.

Поскольку Intel Core охватывает большую часть рынка, разберем на её примере как линейка делится на классы.

После классификации процессор в названии имеет числовое обозначение. Первая цифра всегда означает поколение. На данный момент самым актуальным является 10-е. У каждого поколения имеется кодовое название. Например:

Как вы заметили, после поколения следуют ещё три цифры. Как правило, они отображают уровень производительности модели относительно других процессоров в одном поколении. Например:

В наименовании модели после цифр может быть расположена буква, которая указывает на отличительную характеристику процессора. Они могут комбинироваться различными способами.

Новые мобильные процессоры Intel Core 11-го поколения, а также некоторые 10-го поколения, имеют непривычную маркировку. К примеру, Intel Core i7-1165G7, где цифра после G обозначает класс мобильной графики: G7 — ее максимальная производительность, G4 — средний уровень производительности, а G1 — базовый.

Стоит упомянуть, что многие модели встречаются в двух вариантах исполнения: BOX и OEM. Первый имеет увеличенную гарантию, а также подразумевает наличие кулера в комплекте. Второй продается дешевле, но в комплект поставки ничего не входит. Кстати, процессоры с разблокированным множителем поставляются без кулера и его нужно будет покупать отдельно.

Маркировка процессоров AMD

Говоря про обозначения ЦПУ, следует понимать, что для каждой линейки применяются уникальные правила маркировки, которые не являются универсальными. Поэтому всё, что написано ниже применимо только для ныне актуальных процессоров.

Источник

Артём Санников

Категории блога

Языки программирования

Базы данных

Программное обеспечение

Операционные системы

Мобильная разработка

Менеджеры пакетов

Сетевые технологии

CMS системы

Математика

SEO продвижение

Социальные сети

Психология

Хостинг провайдер

Смартфоны

Процессор

Процессор — это один из главных компонентов ПК, который выполняет все основные вычисления во время работы ПК.

CPU (Central Processing Unit) — центральное вычислительное устройство

APU (Accelerated Processing Unit) — ускоренное вычислительное устройство

Характеристики процессора:

Производительность и модель процессора

Фирмы Intel и AMD — процессоры не выпускают они их только разрабатывают. А выпуском уже занимаются другие фирмы, по заказу этих фирм разработчиков.

Когда создается новый процессор, на новой архитектуре — этой архитектуре присваивается свое имя для ее идентификации. И далее уже внутри этой архитектуры создается, модельный ряд процессоров: слабых, средних и сильных по производительности.

Разделение процессоров чаще всего происходит по количеству ядер и частоте, и таким образом получается ассортимент предложений, новой архитектуры для создания разных по производительности компьютеров, на основе этой архитектуре.

Тип разъема для соединения с материнской платой (сокет)

Разъема для соединения процессора с материнской платой, чаще всего называют сокетом, и он определяет внешние размеры процессора, количество контактов, способ крепления процессора у материнской плате и способ крепления кулера на процессор.

Этот параметр необходимо учитывать при выборе процессора и материнской платы, то есть сокет процессора должен быть таким же как сокет материнской платы.

Количество физических ядер

Ядро процессора — это набор блоков, который может самостоятельно обрабатывать информацию.

1 ядро = 1 поток вычислений

Чем больше в процессоре ядер, тем он будет более производительный. При определенных условиях, на одном физическом ядре, может выполняться два потока вычислений:

1 ядро = 2 потока вычислений

В таких моделях процессоров, производитель, отдельно указывает количество физических ядер, и отдельное количество логических, которых в два раза больше чем физических.

Такая технология используется в некоторых процессорах фирмы Intel (называется эта технология Hyper Threading).

Тактовая частота работы процессора

Тактовая частота — величина, характеризующая количество операций, выполняемых процессором за единицу времени. Измеряется в герцах (Гц).

Чем выше тактовая частота, тем более производительный процессор. Но это работает только внутри процессоров, одной серии.

Intel Core i5-2400 3.10GHz/6MB

Intel Core i3-2120 3.3GHz/3MB

Можно подумать, что процессор серии i3 с частотой 3.3GHz, будет более производительный чем, процессор серии i5 с частотой 3.10GHZ. На самом деле это не так, производительность серии Core i5 будет больше. так как у него лучше другие параметры. У него больше физических ядер и у него больший объем кэша.

Современные процессоры могут самостоятельно повышать или понижать частоту в зависимости от нагрузки на процессор, и это сделано для более эффективного использования мощности процессора. И потребление им электроэнергии.

Таким образом кроме основной частоты, в характеристиках так же указывают и максимальную частоту, до которой процессор может самостоятельно увеличивать этот параметр:

Частота работы процессора: 3,3 ГГц (до 3,9ГГц)

У фирмы Intel такая технология называется: Turbo Boost, а у фирмы AMD: Turbo CORE.

С параметром частоты так же связан, такой параметр, как коэффициент умножения.

Коэффициент умножения: заблокирован/разблокирован

Этот параметр обычно указан в подробном описании процессора, и физически он является одним из основных параметров, который определяет итоговую частоту процессора.

В простых моделях процессора — этот коэффициент зафиксирован на одном значении т.е заблокирован, в процессорах для продвинутых пользователей — этот коэффициент разблокирован. И таким образом, пользователь может самостоятельно регулировать — частоту процессора.

Частота шины процессора (системная шина)

Частота шины определяет скорость обмена данными между ядрами и чипсетом материнской платы, а также другими боками внутри процессора.

Указывается в мегагерцах или трансферов в секунду.

AMD FX-8120: HT 5.2 GT/s

Intel Core i5 2500: DMI 5GT/s

Intel pentium Dual-Core E5700: FSB 800MHz

Чем больше производительность шины данных, тем это лучше для производительности компьютера. Для современных процессоров — этот параметр утратил свою актуальность, как это было в процессорах предыдущих поколений.

Это связано с тем, что производительность шины данных в современных процессорах очень большая, и она уже не может понижать общую производительность компьютера, как это могло быть в процессорах предыдущих поколений, с более низкой частотой шины данных.

Встроенный контроллер памяти

Есть у всех современных процессоров. Он определяет тип оперативной памяти, количество каналов, штатные частоты для работы процессора с памятью.

Для домашнего ПК достаточно двухканального контроллера памяти, продвинутые пользователи выбирают процессоры с трех и четырехканальным контроллером.

Поддерживаемый тип памяти и ее параметры

Этот параметр указывает, с какой оперативной памятью расчитан работать процессор.

Тип, частота: DDR3-1066/1333

Размер внутренней памяти процессора (кэш)

Кэш процессора — скоростная память, встроенная в ЦП и являющаяся буфером между ОЗУ и процессором.

Кэш хранит, те данные, которые процессор чаще всего использует в текущий момент, и процессору не нужно обращаться за этими данными к оперативной памяти, которая работает с меньшей скоростью чем кэш процессора. И таким образом повышается общая производительность, процессора.

Объем кэша LI и L2 — определяется параметрами архитектуры процессора, а L3 — может быть более менее произвольным и сравним с другими процессорами. Поэтому в характеристиках процессора чаще всего указан, объем кэша 3-го уровня, чем он будет больше тем лучше для производительности процессора. И обычно более мощные процессоры — имеют больший объем кэша 3-го уровня.

Наличие и параметры встроенного видео ядра

Современные процессоры, в своем составе могут иметь — графическое ядро. Это ядро, обеспечивает обработку и вывод информации на монитор. Эта функция аналогична интегрированной видеокарте, в материнскую плату.

Обычно видео ядро имеет свою частоту работы, которая намного меньше, основной частоты работы процессора. И для работы видео ядра, используется часть оперативной памяти — размер которой определяется в настрйоках материнской платы.

У фирмы Intel такое ядро называется Intel HD Graphics XXXX, а у фирмы AMD — Radeon HD XXXX. Где XXXX — это серии графических ядер, они разные по производительности.

Мощность тепловыделения

TDP или «теплопакет» — величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора.

Intel Core i5-2500: MaxTDP 95W

AMD FX 8120 Black Edition: Max TDP 125W

Многие по ошибке связывают этот параметр с потребляемой мощностью процессора, и используют его при выборе блока питания. Этот параметр необходимо учитывать именно при выборе системы охлаждения процессора.

Потребляемая мощность процессора обычно находится в пределах этого теплового пакета, но она может быть как больше, так и намного меньше этого параметра. Поэтому учитывать его при выборе блока питания, не совсем правильно!

При выборе блока питания можно придерживаться, следующих значений:

Обычно потребляемая мощность процессора находится в пределах 100 Ватт, но для того чтобы у нас был запас мощности, для максимальных нагрузок, этот параметр — теплопакет можно умножить на 2. И уже полученное значение, учитывать при выборе блока питания.

Тип упаковки

Типовая система охлаждения или кулер — рассчитана на работу процессора, в штатных режимах, то есть без дополнительных настрое пользователя. Такой кулер прост в установке, но может издавать шум при нагрузках на процессор.

Если процессор продается вместе с кулером, то в характеристиках указывается слово «BOX», которое говорит нам о наличии коробки. Внутри которой находится процессор и кулер.

Если слова «BOX» в описании нет, или указано слово «Tray» — это означает, что продается только процессор.

Источник

Типы процессоров

Основными характеристиками процессоров является частота и количество разрядов, по которым можно адресовать данные. Частота измеряется в герцах, и чем больше она, тем быстрее работает процессор. Один герц обозначает один цикл в секунду и обычно указывается скорость работы в килогерцах (Кгц или 1 000 циклов в секунду), или мегагерцах (Мгц или 1 000 000 циклов в секунду), или гегагерцах (Ггц равен 1 000 000 циклов в секунду). Повышение разрядности улучшает производительность компьютера. Рассмотрим основные типы процессоров, которые могут быть: 8086, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III и Pentium IV. Celeron обозначает урезанный вариант процессора Pentium. После названия обычно приводится тактовая частота процессора, например, Celeron 450, что обозначает тип процессора (Celeron) и тактовую частоту (450 Мгц), на которой он работает.

Количество обрабатываемых данных одновременно. Одной из характеристик процессора является количество данных, обрабатываемых за один такт. Чем больше данных может быть обработано, тем выше производительность у процессора, тем быстрее они обрабатываются. В первых процессорах серии 8086 процессор обрабатывал по 16 бит данных. Эта характеристика непосредственно связана с размером регистров внутри ЦП. Если размер регистров 16 бит, то центральный процессор обрабатывает 16 бит одновременно. Характеристики других процессоров этой серии можно посмотреть далее в этой главе.

С появлением новых видов процессоров действует эвристическое правило Гордона Мура (одного из основателей компании Intel), которое гласит, что каждое десятилетие количество элементов в процессоре увеличивается в 100 раз, а цены на процессоры за полтора года падают в два раза.

Каждый новый вид процессора имел преимущества перед предыдущими моделями. Как правило, это касается его быстродействия, например, вводятся новые виды команд, скажем, ММХ для того, чтобы повысить производительность процессора при работе с графикой (как правило, это нужно для игровых программ). Кроме того, могут вводиться новые элементы в сам процессор (например, кэш внутри процессора), которые не меняют принципов работы процессора, но обеспечивают его повышенную производительность.

Компьютеры 486 серии имели тактовую частоту 25 и 33 Мгц. В первых моделях Pentium основные частоты составляли 50, 60, 66 Мгц. Современные компьютеры выпускаются с частотами 100 и 133 Мгц и выше. В силу того, что процессор работает на собственной частоте, превышающей частоту системной шины, вводится умножающий коэффициент, который свидетельствует о количестве тактов, производимых процессором за один такт системной шины. Например, процессор Pentium 120 имеет тактовую частоту 120 Мгц, а частоту системной шины 60 Мгц, то есть за один такт системной шины произойдет два такта у процессора. Этот коэффициент может быть не целым числом, например, у процессора Pentium 166 частота процессора составляет 166 Мгц, а частота системной шины 66 Мгц, то есть умножающий коэффициент равен 2,5. В этом случае за два такта системной шины происходит 5 тактов центрального процессора.

Рассмотрим основные виды процессоров.

Далее в тексте приведены основные типы процессоров, при этом год их выпуска указан приблизительно, так как дата выпуска является условной и может означать: дату, когда был разработан процессор, когда выпущен тестовый экземпляр или когда начался его массовый выпуск.

В 1979 году был выпущен процессор 8088, который являлся аналогом процессора 8086, был дешевле, но имел внешнюю шину данных 8-бит, а не 16 бит, то есть пересылка происходила за два такта. Поэтому он работал медленнее.

Отметим, что математическое (то есть программное) обеспечение каждого следующего вида совместимо, то есть программа будет работать на компью­тере более поздних типов, но не наоборот. Это значит, что программа, работающая с процессором 386 типа, будет работать на процессорах типа 486 и Pentium, но может не работать на процессорах типа 286.

80386 (или просто 386). Процессор 80386 создан в 1985 году, стал уже 32-разрядным (внутренняя разрядность, внешние шины данных и адресации) и мог адресо­вать до 4 Гбайт (2 32 ) оперативной памяти и 64 Гбайт виртуальной; тактовая частота могла быть от 16 до 40 Мгц. На материнской плате стала устанавливаться кэш-память, доступ в которой к процессору быстрее, чем по системной шине, что увеличивает производительность компьютера. В процессоре появился режим виртуального процесса 8086, при котором один процессор может работать с несколькими независимыми задачами, которые работают так же, как в режиме реального времени. При этом использование памяти управляется аппаратными средствами процессора. Кроме того, на материнской плате появилась кэш-память.

В силу того, что первона­чально цена на эти модели была достаточно высокой, был изготовлен процессор 386SX, который был дешевле, но содержал не 32, а 16 разрядов внешних данных. 32-разрядные процессоры называются 386DX. Для переносных компьютеров использовались модели SL и SLC с пониженным энергопотреблением.

Машинная инструкция состоит из нескольких микрокоманд, которые нужно обработать. Поэтому, грубо говоря, когда одна команда выполняется, другая транслируется, а третья подается на вход. На самом деле может существовать большее количество ступеней обработки команд и большее число конвейеров. Поэтому после выполнения текущей команды следующая команда готова для выполнения и время работы компьютера с командами сокращается. Одной из основных проблем здесь является предсказание команд, которые будут выполняться следующими. Как правило, это следующая команда, которая располагается за выполняемой. Однако в программе существуют переходы и число их бывает значительным, например, в цикле, когда одна и та же последовательность команд выполняется несколько раз. Имеется специальный блок, который с определенной степенью вероятности предсказывает, какая команда будет выполняться следующей, и от этой степени зависит производительность компьютера. В настоящее время обеспечена достаточно высокая степень предсказаний, которая больше 90 процентов, иногда приближаясь к 99 процентов, что улучшает работу компьютера. Кроме того, добавлено несколько новых команд, введены буферы отложенной записи, включена защита страниц памяти от записи, возможности тестирования процессора и пр., что приводит к увеличению производительности даже при такой же тактовой частотой, что и у 386 процессоров.

Одним из отличий данного вида процессоров от предыдущих является наличие встроенного сопроцес­сора в одном корпусе. Обычный процессор выполнял операции с целыми числами. Чтобы выполнить операции с плавающей точкой (или с дробными, например, 17,35 х 8,76), вместо одной команды процессор, работающий с целыми числами, должен выполнить несколько команд, что замедляет работу компьютера. В работе программ научных расчетов используется много операций с плавающей точкой, поэтому для ускорения работы необходимо монтировать на материнскую плату специальный сопроцессор, который специали­зируется на обработке именно этих чисел и ускоряет работу. Однако для серии 486 сопроцессор был уже совмещен в одном кор­пусе вместе с процессором. Вначале такой процессор был достаточно дорог и назывался DX. Для того, чтобы снизить его стоимость, был разработан процессор без встроенного сопроцессора, получивший имя 80486SX (тактовые частоты 16-33 Мгц). Затем была выпущена следующая модель, у которой тактовая частота в два раза выше, чем си­стемная шина с названием 80486DX2 (рабочие частоты процессора: 50-66) и соответственно выше в 3-4 раза с названием 80486DX4 (75-133). Например, процессор (DX2) с частотой 66 Мгц работает с системной шиной 33 Мгц и выполняет две команды за один системный такт, (DX4) с частотой 100 Мгц работает с шиной 33 Мгц и выполняет три команды за один такт. Для переносных компьютеров используется модель SL с пониженным энергопотреблением.

Процессор Pentium, помимо высокой тактовой частоты, способен одновременно выполнять три операции: две с простыми числами в блоке самого процессора и одну с плавающей запятой в сопроцессоре, то есть имеет три модуля для обработки команд.

В дальнейшем развивался принцип, называемый спекулятивным или динамическим выполнением, при котором имеется механизм предугадывания следующей команды. Чем точнее предсказание, тем быстрее работает процессор. Примером цикла может служить последовательность обработки пикселов на экране по горизонтали. Одни и те же команды могут обрабатывать один пиксел, затем следующий, и так до конца строки. Другой цикл может обрабатывать строчки, вначале первую, затем вторую и так далее, до конца экрана.

При работе с двумя конвейерами можно написать программу, которая будет иметь две ветви, причем каждая из ветвей независима от другой, то есть создать так называемое поточное исполнение программ. Если вновь взять для примера экран, то обрабатывается независимо друг от друга верхняя и нижняя части экрана.

В последнее время для повышения производительности начали использовать приоритет посылки данных из оперативной памяти в центральный процессор перед операцией записи в нее. Это логически ясно: если процессору требуются данные для текущей операции, то он их не станет ждать, а если бы он их ждал, то находился бы в состоянии простоя.

Как правило, ранние поколения процессоров назывались 286, 386, 486. Следова­ло ожидать, что следующий тип будет называться 586. Однако компания Intel, которая была первой в разработке типов процессоров, решила изменить название на нечто новое, с тем чтобы конкуренты не смогли использовать это название. Так появилось название Pentium. Основные конкуренты-производители процессоров компании Cyrix и AMD начали создавать процессоры со своими именами. Так появилось название 586 компании AMD, которая стоит дешевле, чем аналог Pentium компании Intel. В результате компания Intel вынуждена продавать свои про­цессоры также дешевле.

В целом, сравнивая процессоры разных компаний, можно убедиться, что они примерно равны по своим мощностям и возможностям. Трудность сравнения заключается в том, что имеются разные программы: одни используют в основном целочисленные логические вычисления, в других программах совершаются в основном арифмети­ческие операции, в третьих происходит пересылка большого количества данных. Имеются про­цессоры, которые на некоторых задачах лучше всего предсказывают, какие данные хранить в кэш-памяти первого уровня, чтобы не простаивал процессор, и так далее. Кроме того, программы могут работать с разной скоростью в разных операционных системах, таких, как ДОС и Windows, поэтому сравнение часто бывает условным.

Аналогично появился процессор 686 компании Cyrix, как следующее поколение процессоров. Это процессор, находящийся по возможностям между Pentium и Pentium Pro, ближе к 586 и устанавливается на плате в разъем, разработанный для процессора Pentium. Процессор Pentium имеет 64-раз­рядность (для внешней шины данных) и тактовую частоту от 60 Мгц до 200 и выше. Хотя энергопотребление снижено до 3,3 вольт и ниже, в силу увеличения количества работающих элементов он тоже требует установки вентилято­ра. Внутренний кэш уже больше и разделен на кэш для данных и кэш для команд. Их размеры у раз­личных компаний-производителей неодинаковые и со временем увеличиваются.

В процессоре компании Intel дополнительно увеличено количество ступеней конвейера вычислений до пяти ступеней, два конвейера для обработки команд, то есть параллельно могут обрабатываться две команды, и он стал суперскалярным (был одноконвейерным или скалярным). Имеется буфер для предсказания переходов, в котором хранятся данные о последних 256 переходах (передачи управления), раздельный кэш команд и данных, более быстрый сопроцессор, введены средства управления энергосбережением, имеются и другие новшества, которые убыстряют работу данного процессора.

В процессорах компании AMD имеется 4 конвейера, большая кэш-память и некоторые другие возможности, в то же время он дешевле, чем процессор компании Intel. Для процессоров данной компании имеется другой критерий установки тактовой частоты. Процессор проверяется по производительности, используя специальный тест, затем выбирается наименьший результат среди процессоров Pentium по производительности. Данное значение и присваивается процессору компании AMD, например, Х5-100 выше по производительности, чем Pentium-100, но слабее, чем Pentium-120 (следующее значение среди процессоров серии Pentium по тактовой частоте).

Второй наиболее известной компанией, выпускающей процессоры для персональных компьютеров, является компания Cyrix, которая выпускает процессоры с названием Cyrix 6х86, стабильно работает как с 16-разрядными, так и с 32-разрядными приложениями. Отметим, что для обыкновенного пользователя вполне достаточно использовать компьютер с довольно небольшой тактовой частотой. Как правило, большая производительность требуется для игр.

Принцип работы данного вида процессоров следующий. Несколько однотипных данных соединяются вместе до 64-разрядного целого числа и одной командой за один такт обрабатываются одновременно. Например, если данное имеет длину 16 разрядов, то одновременно можно выполнить 4 (64=4*16) однотипных операций. Отметим, что данные для команд ММХ помещаются в регистры процессора с плавающей запятой, а не в общие регистры. Процессор, позволяю­щий работать с ними, назван ММХ.

Кроме того, в процессоре кэш для команд и данных увеличен в два раза и составляет по 16 Кбайт, увеличена длина конвейера до 6 ступеней, блок предсказаний взят у Pentium Pro, появился встроенный тест для работы процессора, имеются другие улучшения структуры процессора. Блок предсказаний может быть статическим, то есть предсказывать по определенным алгоритмам, и динамическим, то есть осуществлять анализ предыдущих ветвлений. В данном процессоре одновременно применяются статический и динамический блоки предсказаний переходов.

Другие компании также используют те же символы для обозначения своей продукции с набором расширенных команд. По этому поводу произошло судебное разбирательство между компанией Intel и ее конкурентами. Компания Intel проиграла этот процесс, и ее конкурентам разрешили использовать наименование ММХ на том основании, что это не торговая марка, а название продукции, имеющее определенные возможности. Поэтому сейчас можно встретить названия типа М2 (686 ММХ), К6-200ММХ и другие, где присутствует приставка ММХ. Материнская плата для Pentium ММХ такая же, как и для Pentium, однако содержит дополнительный разъем для питания процессо­ра.

Для работы процессора с ММХ необходимо, чтобы программа могла использовать расширенные команды. Если программа создана в 1996 году и ранее, то вряд ли процессор будет работать с такими расширенными командами. Может ли программа, использующая дополнительные инструкции, работать с процессором Pentium без приставки ММХ? Как правило, да. Программа обычно определяет: работает ли процессор с набором команд ММХ, если нет, то будут использоваться обычные команды, однако это приведет к большему времени работы компьютера.

Таким образом, при работе с обычными данными производительность процессоров ММХ будет на 10-15% выше, чем простых процессоров Pentium. Программы, использующие возможности ММХ (в основном игры, просмотр видеофильмов, создание векторных рисунков), работают еще быстрее. Процессор ММХ выпускается по 0,35 мкм технологии, требует 3,3 и 2,8 вольт напряжения.

Отличие этого процессора от процессора Pentium заключается в том, что, помимо встроенного кэша в процессор, он имеет кэш, который находится рядом с процессором в одном корпусе. Поэтому для передачи данных от процессора к кэш-памяти и обратно используется специальная шина данных. Если вначале кэш, встроенный в процессор или находящийся с ним в одном корпусе, назывался кэш-памятью первого уровня, а на материнской плате – 2-го уровня, то затем произошел переход к новому понятию, когда кэш, который находится в процессоре, называется кэшем первого уровня, кэш, который находится в корпусе с процессором и соединен шиной данных – 2-го уровня, тот, что находится на материнской плате – 3-го уровня.

В процессоре использован принцип динамического (или продуманного) исполнения, который позволяет выполнять следующие за текущей инструкции. Если команда, которая должна быть выполнена следующей, угадана правильно, то время выполнения команд может быть убыстрено, если не угадана, то следующая инструкция будет выполняться заново. Как правило, процент угадывания инструкций достаточно высок.

Процессор имеет 14 ступеней конвейерной обработки вычислений, три конвейера, высокую вероятность предсказания переходов в программе. Если переход предсказан неправильно, то буфер с результатами очищается. Данный процессор лучше всего работает в системе Windows NT, не дает особенных преимуществ при работе с 16-разрядными приложениями и быстрее примерно на 20-30 % по сравнению с Pentium для 32-разрядных приложений. Для данного типа процессоров используется специальная материнская плата, которая не подходит для процессоров Pentium, в которой используется сокет 7.

Pentium II создан в 1997 году на основе Pentium Pro с возможностями ММХ и имеет тактовые частоты: 233, 266, 300, 333, 350, 400, 450 Мгц, двойную независимую шину (Dual Independent Bus), улучшающую пропускную способность шины, встроенный механизм самотестирования, дополнительные режимы пониженного потребления и другие возможности. Тактовая частота кэш-памяти 2-го уровня вдвое меньше тактовой частоты процессора. У процессора Pentium Pro тактовая частота совпадала с тактовой частотой процессора. Для процессора с кэш-памятью 2-го уровня был разработан специальный SECС- картридж (Single Edge Contact Cartridge – картридж с односторонним контактом), в котором разместили процессор и кэш-память 2-го уровня. При этом кэш-память 1-го уровня увеличила свой объем.

Заметим, что процессор, спроектированный для одного вида разъема, в другой разъем не вставляется, поэтому при покупке материнской платы и процессора нужно убедиться в их соответствии.

Отличие от предыдущих процессоров заключается в использовании двух системных шин, одна между CPU и памятью RAM, вторая между CPU и кэш-памятью второго уровня, что позволило увеличить тактовую частоту шины с 66 Мгц до 100 Мгц (тактовые частоты процессоров 350, 400, 450 гц). Сам процессор располагается в специальном контейнере (SEСC-картридже), в котором находится процессор и кэш-память (512 кб), между которыми имеется специальная рабочая шина, работающая на половинной частоте процессора, и имеет код исправления ошибок (ЕСС). На корпусе процессора установлен вентилятор, а для подключения к материнской плате используется специальный новый разъем, который называется Slot 1.

В 1998 годах выпущен процессор Celeron I с тактовыми частотами: 266, 300, 333, 366, 400, 433, 466, 500, 533, далее Celeron II 566, 600, 633, 667, 700, 733, 766, 800, 850, 900, который аналогичен процессору Pentium II ММХ, но не имеет или имеет меньшую кэш-память второго уровня, чем процессоры Pentium II. Модель Covington имеет встроенную кэш-память 32 кбайт, работает на частоте системной шины 66 Мгц; модель Mendocino имеет встроенную кэш-память 128 кбайт, работает на частоте системной шины 66 Мгц; модель Coppermine имеет встроенную кэш-память 128 кбайт, работает на частоте системной шины 66 Мгц, устанавливается для картриджа SECC в Slot 1, а PPGA в Celeron Socket. По параметру производительность/цена он имеет не лучший показатель в самых первых моделях, но неплохо зарекомендовали себя в последующем, включая самые последние модели. Преимуществом покупки данного процессора является возможность замены в будущем на новый процессор, так как не требуется смены других компонентов (например, материнской платы, памяти).

Celeron является удешевленным вариантом процессора Pentium II. Первые процессоры выпускались без встроенной кэш-памяти, однако из-за резкого падения производительности ее со временем стали устанавливать, но меньшего объема, учитывая, что для повышения производительности требуется небольшое количество этой памяти (128 Кбайт), а при ее резком увеличении производительность возрастает на небольшую величину. Поэтому наличие небольшого объема кэш-памяти оправдано. Кроме того, эти процессоры выпускались для работы с системной шиной 66 Мгц, а не 100, и расположены они в SEPP, устанавливающийся в Socket 370, который имеет 370 контактов и конструктивно представляет собой прямоугольник, как и разъем Socket 7.

Для использования команд SIMD используются дополнительные 128-разрядные регистры. В этих регистрах можно одновременно выполнить несколько целочисленных операций или операций с плавающей запятой. Кроме того, имеются операции, специально предназначенные для кодирования и декодирования изображений, например, вычисление среднего значения из нескольких.

Возможности дополнительных наборов команд используются в основном в игровых программах, в других программах довольно редко, а 3DNow! используется более активно, так как входит в систему Windows.

Pentium II имел несколько видов процессоров, которым дали наименование при их разработке, это: Klamath, Deshutes, для Pentium III – Katmai, Coppermine, Tanner, Cascades, для Celeron – Covington, Mendocino, Coppermine. Pentium IV с тактовой частотой 1,4 Ггц имеет название Willamate, имеет кэш-память 1-го уровня 256 Кб, второго 512-1024 Кб, использует системную шину 100 Мгц и 133 Мгц, которая передает за один такт несколько данных. Таким образом, пропускная способность шины 133 Мгц достигает 3,2 Гбайт/сек, вставляется в Socket 462. Вышеописанные процессоры выпускаются в основном компанией Intel. Другие компании также выпускают свои процессоры, причем их параметры не сильно отличались для 86, 286, 386. Однако в 486 расхождения стали увеличиваться.

Процессоры, выпускаемые компанией-производителем, могут со временем корректироваться, то есть в них вносятся улучшения и выпускаются новые подверсии, однако пользователю они мало что говорят, и, как правило, о них не пишут.

Pentium I V (2001 г.) представляет собой дальнейшее развитие процессоров на основе гиперконвейерной обработки с глубиной на 20 стадий, улучшенное предсказание переходов, имеет блок быстрого выполнения команд ( Rapid Execution Engine ) и скорость системной шины 400, 533, 800 Мгц. Кэш-память первого уровня содержит 8 кб (16кб для процессоров по 0.09 нм технологии), второго – 256 Кб (512 кб для процессоров по 0.13 нм технологии), отслеживает выполнение команд ( Execution Trace Cache ). Кэш-память второго уровня работает на половинной частоте центрального процессора. Частоты процессора бывают 1 300, 1 400, 1 500, 1 800, 1 900, 2 000, 2 200, 2 400, 2 600, 2 800, 3 00, 3 060, 3 200, 3 400 и более Мгц.

Центральные процессоры, работающие с системной шиной с частотой 800 МГц могут иметь следующие частоты: 2 400, 2 600, 2 8000, 3 000, 3 200, 3 400, 3 600 Мгц. С системной шиной 533 МГц – 2 260, 2 400, 2 530, 2 660, 2 800, 3 060 Мгц. С системной шиной 400 МГц – 1 700, 1 800, 1 900, 2 000, 2 200, 2 400, 2 500, 2 600 Мгц.

Отметим, что цифры частоты системной шины не соответствуют действительной частоте шины. Так, когда говорится о частоте 533 Мгц, то на самом деле она равна 133 Мгц, но за один такт посылает не одно данное, а четыре. Поэтому за одну секунду можно передать 133 * 4 = 532 миллионов бит, что округляется до 533 Мгц, что удобнее. На самом деле передача четырех данных за один такт по 133 Мгц шине несколько медленнее, чем передача одного данного по 533 Мгц шине. Происходит это из-за того, что при передаче возможны случаи, когда за один такт можно передать только одно данное, например, управляющий символ. Практически все частоты свыше 200 Мгц являются либо удвоенными, либо учетверенными от начальной частоты.

Здесь есть определенные ограничения. Многие тесты, запущенные на таких процессорах, позволяют с определенной степенью достоверностью утверждать, что прироста производительности при использовании наиболее распространенных программ, как Microsoft Word или Microsoft Excel не обнаруживается. Однако, при запуске программ со значительным количеством вычислений, требующих одновременной работы процессора, например, при применении фильтров в программе Adobe Photoshop, выигрыш может быть весьма значительным.

Mobile Pentium 4- M создан для ноутбуков в 2002-03 годах. (0.13 мкм, транзисторов 55 млн), кэш второго уровня 0.5 Мб, пропускная способность шины 400 Мб/с, поддерживает до 1 гигабайта оперативной памяти. Частоты – 1.4 – 2.6Ггц.

Pentium 4 EE выпущен в 2003 году на основе Penrium 4 ( Gallatin ), но с 2 мб кэш.

Pentium 4E выпущен в 2004 году (0.09мкм или 90 нм). Пропускная способность шины 533 и 800 Мгц (поддерживает Hyper-Threading). Наборы инструкций: x86, x86-64, MMX, SSE, SSE2, SSE3, кэш второго уровня 1-2 МБ. Длина конвейера целочисленных команд увеличена с 20 до 31 ступеней.

Pentium 4F представлен в 2004 году. Частота 3,2—3,6 ГГц.

До этого момента были описаны процессоры с 32битной архитектурой, далее идут с 64-битной архитектурой.

Pentium 4 F , D 0, D представлены в 2004-5 году, имеют микроархитектуру NetBurst. Отсутствует технология Hyper-Threading. Процессор двухъядерный (Dual-core), пропускная способность шины: 800 (4×200) Мб/с, частота процессора 2,8—3,4 ГГц, кэш L2: 2-4 МБ. Производительность данных процессоров увеличилась примерно на 60 % по сравнению с одноядерным микропроцессором Prescott.

Pentium Extreme Edition имеет двухъядерный (Dual-core) процессор, поддержку Hyper-Threading, пропускная способность шины: 1066 (4×266) Мб/с, частота процессора 3.2, 3.46, 3.73 Ггц (90 или 65 нм). Кэш второго уровня 2-4 Мб.

Pentium Dual — Core создан в 2006 году (32 битная архитектура) (65нм=0.065мкм) ( Yonah ). Пропускная способность шины 533 МГц, частота 1.60; 1.73; 1.86 Ггц. Кэш второго уровня 1-2 Мб, ( Xeon LV ) ( Sossaman ) пропускная способность шины 667 Мб/с, кэш второго уровня 2 Мб, частота 2.0 Ггц SSE 3 SIMD инструкции.

Intel Core i3 имеет шину данных – DMI и следующие модели: Clarkdale (32 нм, 2 ядра, 4 потока, частота процессора 2.93 – 3.33 Ггц, кэш второго уровня 0,5 Мб, третьего – 4 Мб), Arrandale (32 нм, для ноутбуков, 2 ядра, 4 потока, частота процессора 1.2 – 2.53 Ггц, кэш второго уровня 0,5 Мб, третьего – 3 Мб).

Intel Core i5 появился в 2009, 10 годах, поддерживает SSE3, SSSE3, SSE4.1 и SSE4.2, имеет следующие модели: Lynnfield (45 нм, 4 ядра, частота процессора 2.4 – 2.8 Ггц, кэш второго уровня 1 Мб, третьего – 8 Мб), Clarkdale (32 нм, 2 ядра, частота процессора 3.2 – 3.6 Ггц, кэш второго уровня 0,5 Мб, третьего – 4 Мб), Arrandale (32, для ноутбуков, 2 ядра, частота процессора 1.06 – 2.67 Ггц, кэш второго уровня 0,5 Мб, третьего – 3 Мб).

Intel Core i7 поддерживает SSE3, SSSE3, SSE4.1 и SSE4.2, существуют следующие модели: Gulftown (32 нм, представлен в 2010 году, 6 ядер, 12 потоков, частота процессора 3.2 – 3.46 Ггц, 6×256 Кбайт L2-кэш (кэш второго уровня),12 Мбайт L3 (кэш третьего уровня), Bloomfield (45 нм, 4 ядра 8 потоков, представлен в 2008 году, частота процессора 2.66 – 3.33 Ггц, кэш второго уровня 1 Мб, третьего – 8 Мб), Lynnfield (45 нм, 4 ядра, представлен в 2009 году, частота процессора 2.53 – 3.06 Ггц, кэш второго уровня 1 Мб, третьего – 8 Мб), Arrandale (32 нм, 2 ядра, 4 потока, представлен в 2010 году, для ноутбуков, частота процессора 1.06 – 2.8 Ггц, кэш второго уровня 0,5 Мб, третьего – 4 Мб).

Intel Core i 7 Extreme Edition имеет следующие модели: Bloomfield (45 нм, 4 ядра, 8 потоков, частота процессора 3.2 – 3.33 Ггц, кэш второго уровня 1 Мб, третьего – 8 Мб), Gulftown (45 нм, 6 ядер, 12 потоков, частота процессора 3.33 – 3.46 Ггц).

Intel Core i3 имеет шину данных – DMI и следующую модель: Sandy Bridge (32 нм, 2 ядра, 4 потока, частота процессора 2.5 – 3.4 Ггц, кэш третьего уровня – 3 Мб).

Intel Core i5 имеет шину данных – DMI и следующую модель: Sandy Bridge (32 нм, 2 ядра, 4 потока или 4 ядра, 4 потока, частота процессора 2.3 – 3.3 Ггц, кэш третьего уровня – 6 Мб).

Intel Core i7 имеет шину данных – DMI и следующую модель: Sandy Bridge (32 нм, 4 ядра, 8 потока, частота процессора 2.8 – 3.4 Ггц, кэш третьего уровня – 8 Мб).

Intel Core i 7 Extreme Edition имеет следующие модели: Bloomfield (45 нм, 4 ядра, 8 потоков, частота процессора 3.2 – 3.33 Ггц, кэш второго уровня 1 Мб, третьего – 8 Мб), Gulftown (45 нм, 6 ядер, 12 потоков, частота процессора 3.33 – 3.46 Ггц).

После запуска программы, на экране появится ее окно и начнется тестирование процессора, которое займет несколько минут.

После окончания тестирования на экране появится окно, вид которого показан ниже.

Temperature Test Passed. ( температурный тест пройден )

Temperature = 34 degrees C below maximum. (температура 34 градусов по цельсию ниже максимальной)

Detected Brand String: (определена строчка бренда)

Brand String Test Passed. ( тест строчки бренда пройден )

CPU Frequency Test Passed. ( тест частоты процессора пройден )

Cache Size Test Passed. (тест на размер кэша пройден)

(как видно из строчек выше процессор может выполнять инструкции следующих наборов: MMX / SSE / SSE 2/ SSE 3/ SSSE 3 и не поддерживает инструкции SSE 4.1/ SSE 4.2)

Test Cycle Count = 100 ( счетчик циклов теста = 100)

(как видно выше, ни один из трех наборов из AVX не поддерживается)

.Intel(R) Integrated Graphics Device not supported on this processor.. ( интегрированная видео система не обнаружена в процессоре )

Общие замечания. Что нужно иметь в виду, когда смотришь эти характеристики? Чем меньше технологический размер в нм (размер элементов процессора), тем меньшее требуется напряжение и меньше процессор разогревается. Чем больше частота системной шины и кэш второго и третьего уровня, тем быстрее работает компьютер. Чем больше новых технологий в компьютере, тем быстрее работает компьютер (в основном это касается моделей i 3, i 5, i 7). Одной из характеристик работы процессора является тепловыделение, которое может быть от 10 до 165 Вт, чем меньше, тем лучше. Другой характеристикой является максимальная рабочая температура, которая может быть от 54 до 105 градусов по Цельсию.

Центральный процессор может поддерживать Virtualization Technology, при помощи которой на компьютере можно работать одновременно с несколькими операционными системами.

В 90х годах частота процессора постоянно увеличивалась. В 21 веке было обнаружено, что частоту процессора можно увеличивать лишь до определенного размера. Поэтому для того, чтобы ускорить работу процессора стали делать процессоры, которые могли бы параллельно выполнять действия. Сначала появились процессоры с одним ядром, но с возможностью выполнять вычисления в двух потоках, затем двух, трех, четырех и более ядерные процессоры. То есть, производительность стала повышаться в основном за счет количества ядер. Однако, не все программы могут работать одновременно с несколькими ядрами. Такая работа только начинается. Вместе с тем, если на компьютере выполняется несколько программ, то они могут выполняться на разных ядрах. Например, если установлена антивирусная программа, то она будет выполняться в одном ядре, а другая программа, например, текстовый редактор или браузер, в другом ядре. То есть, ускорение все равно будет, хотя может быть и не то, какое ожидалось.

Существует две разновидности операционных систем: 32-битные и 64-битные. Если процессор 64-битный, то он может работать как с 32-битной, так и с 64-битной операционной системой. Однако для 64-битных систем требуется в два раза больше памяти, так как представление данных в два раза больше. Поэтому для нормальной работы нужно иметь не менее 3х гигабайт памяти, иначе преимущества не будут использованы. Поэтому большинство компьютеров используют 32-битную систему.

Процессоры разных компаний имеют основной показатель – тактовая частота процессора, поэтому примерно сравнимы друг с другом при одной тактовой частоте, имея преимущества в одних возможностях и недостатки в других. При выборе процессора обращают внимание на его тактовую частоту, тактовую частоту системной шины и цену процессора вместе с материнской платой.

Другими компаниями, производящими процессоры, являются Cyrix, IBM, Texas Instruments. Как и компании AMD, они выпускают процессоры для Socket 7. Если у вас имеется процессор не компании Intel, то перед покупкой материнской платы удостоверьтесь, что она поддерживает имеющийся процессор, даже если там установлен нужный разъем. Кроме вышеперечисленных компаний, имеются и другие компании, производящие процессоры, но их доля на рынке процессоров невелика.

Первые процессоры серии 486 (Nx586, Am486) не слишком отличались друг от друга, однако в процессоре с тактовой частотой 133 Мгц (серия Am586) появился более мощный кэш 1-го уровня, встроенный в процессор, кроме того, улучшена конвейерная организация по расшифровке команд, то есть использовались те же принципы, что и в серии Pentium. Поэтому данный процессор стал довольно мощным и дешевым, по своей производительности равен примерно процессору Pentium-66. В 1995-97 годах выпускалась серия Am5к86, которая ознаменовала переход к серии, аналогичной Pentium, и имела тактовые частоты от 75 до 120 Мгц. Серия К5 имела улучшенные характеристики по сравнению с Pentium. У них была увеличена кэш-память для команд до 16 кб (8 у Pentium) и для данных – 80кб (8 у Pentium), имелось динамическое предсказание переходов, число конвейеров достигало четырех, были и другие улучшения. Процессор К5 имел такие же контакты, как и у Pentium (256 контактов), однако должен был обслуживаться материнской платой, о чем можно узнать в руководстве на него, и, кроме того, он был дешевле, чем Pentium.

Следующее поколение процессоров компании AMD имело наименование AMD К6 (с тактовой частотой от 166 до 300 Мгц). По производительности и по возможностям они эквивалентны серии Pentium. Содержат примерно 8,8 млн. транзисторов, кэш-память составляет 32 Кб и является наибольшей среди данного поколения процессоров. Одним из преимуществ является то, что этот процессор вставляется в разъем Socket 7, который используется для процессоров Pentium. Однако, чтобы можно было работать с этими материнскими платами, нужно, чтобы BIOS этих плат поддерживал указанный процессор. Компания AMD регулярно публикует списки продуктов сторонних изготовителей, платы которых поддерживают процессоры данной компании. Автор книги советует при покупке иметь в виду также процессоры этой компании, поскольку по многим параметрам они превосходят устройства других компаний. После появления возможностей с ММХ компания AMD тоже выпустила процессоры, работающими с такими инструкциями.

Следующее поколение К7 (Athlon) вышло в 1999 году с большой кэш-памятью 128 Кб в ядре и 512Кб – 8Мгб второго уровня и тактовыми частотами 500, 550, 600 Мгц, до 3,2 Гигагц и более для серии К7 (Duron), К7 (Thunderbird) и К7( Athlon ). Duron обеспечивает тактовые частоты от 500 до 1 300 Мгц. Имеются процессоры Athlon XP с тактовыми частотами 1 700, 1 800, 1 900, 2 000, 2 200, 2 300, 2 400, 2 500, 2 600, 2 700, 2 800, 3 000, 3 100, 3 200 Мгц с кэш-памятью 256 Кб или 512 Кб. Компания Intel работает с системной шиной GTL, которая имеет тактовую частоту 66, 100, 133 Мгц. Шина EV6, разработанная компанией Digital Equipment, используется компанией AMD для процессоров серии К7 и возможна работа с тактовой частотой свыше 300 Мгц. В настоящее время используются частоты 100, 133, 200, 266, 333 Мгц., применяют Socket A, который внешне похож на Slot 1 или Slot A, но несовместим с ними, изготовлен по 0,18 мкм технологии. Данный процессор поддерживает набор команд 3DNow!, в него добавлены новые инструкции, в том числе SSE и он стал называться Enhanced (расширенный) 3DNow!. Процессоры Duron имеют тактовые частоты 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1100 1200 1300 Мгц, до 64 Кб кэш-памяти 2го уровня, произведены по 0,18 мкм технологии. Thunderbird имеет тактовые частоты от 750 Мгц до 1,33 Ггц, кэш-память первого уровня 128 Кб, второго – 64 Кб, ядро питания 1,6-1,7 в, работают с системной шиной 200 Мгц (100Мгцх2), устанавливаются в Slot A или Socket A. Процессоры Athlon имеют тактовые частоты от 600 Мгц до 3,0 Ггц и выше, кэш-память первого уровня 128 Кб, второго – 256 Кб, рассчитаны на частоту системной шины 200, 266 и 333 Мгц.

Затем компания AMD перешла к выпуску нового 64-разрядного процессора Athlon 64 с кэш-памятью первого уровня – 128 Кб, второго – 1 Мгб, имеющая частоты 2 800, 3 000, 3 200, 3 400, 3 500 Ггц. Данный вид процессоров имеет уже другой разъем для установки процессора. Такие устройства значительно превосходят производимые ранее 32-разрядные процессоры. Во-первых, теперь используются более длинные и оптимизированные инструкции, что сказалось на скорости обработки видео-данных, звуковых файлов и т.д. Во-вторых, такие процессоры могут адресовать до 1 Терабайта (1Терабайт равен 1 000 Гигабайт), тогда как 32-разрядные могут для этого использовать только 4 Гбайт памяти. В-третьих, новые процессоры имеют процессорный кэш емкостью 1 Мбайт, значительно более производительную системную шину HyperTransport с частотой до 1 600 Мгц, а в сам процессор встроен контроллер памяти, что весьма повышает общую производительность системы. В-четвертых, они имеют встроенную улучшенную антивирусную систему для защиты от части видов вирусов. Кроме того, данные процессоры могут работать с 64-разрядными программами-приложениями. Несмотря на то, что данных программ пока еще мало, но в будущем они будут все больше и больше распространены.

Если в названии процессора имеются символы Х2, Х3, Х4, то цифры обозначают количество ядер. Так для названия Phenom X 3 8600 символы Х3 обозначают наличие трех ядер.

Шина FSB имеет частоты для процессоров Intel в 133, 166, 200, 266, 333, 400 Мгц. Если указана частота выше, например, 800, то это означает, что за один такт передается несколько данных и данный параметр (800 Мб/с = 100 Мгц х 8) должен называться теоретической пропускной способностью, то есть, какое количество данных передается по шине. Хотя в обиходной жизни часто применяется название «частота системной шины».

Продукция компании AMD пользуется популярностью благодаря низким ценам и высокой производительностью.

Одним из параметров, по которым можно судить о сложности процессоров, является количество транзисторов (в миллионах), которое указано ниже в таблице:

Другой параметр, по которым судят о возможностях процессора, является микрометровая технология CMOS. Раньше процессоры выполнялись по 3,0 технологии, далее 1,5; 0,8; 0,6; 0,35, 0,25, 0,18, 0,09 и т.д. Чем меньше значение, тем меньшего размера транзисторы и, соответственно, большее их число находится на квадратном миллиметре, тем меньшее энергообеспечение требуется для работы устройства, то есть меньше выделяется тепловой энергии. Кроме того, чем меньше размеры элементов процессора и расстояние между ними, тем более сокращается время прохождения сигнала, увеличивается производительность, поэтому ведущие компании переходят на новые технологии. Так, процессоры AMD Athlon XP с тактовыми частотами от 1500 до 2100 Мгц выпускались по 0.18 технологии, а с частотами 2 200 – 2 600 Мгц по 0.13 технологии. Происходит переход на 0.045 мкм технологию.

В последних моделях центральных процессоров реализован механизм защиты от перегрева, который заключается в том, что при повышении температуры выше критической он переходит на пониженную тактовую частоту, при которой потребляется меньше электроэнергии.

Современные персональные компьютеры используют, как правило, определенный алгоритм обработки данных, называемый архитектурой Фон Неймана, когда инструкции и сами данные хранятся в одном месте (памяти), а процесс обработки построен на циклической последовательной обработке данных. Именно последовательность обработки является узким местом такой архитектуры, так как любое данное должно последовательно пройти через процессор, хотя само вычисление может быть однотипным.

Из иных алгоритмов назовем Гарвардскую архитектуру, когда данные и программный код используют разную память. Однако в этом случае сложно использовать методы программирования, когда нужно поменять код в процессе выполнения программы, нельзя оперативно перераспределять память и т.д. Используется в встраиваемых компьютерах. Другой алгоритм, параллельный, применяется в многопроцессорных системах для ускорения процесса вычисления.

Процессор, помимо внутренней работы, имеет внешние каналы (шины), через которые он получает (посылает) данные. В самом процессоре имеется устройство интерфейса шины, которое ответственно за прием/передачу данных, в частности, усиливающее выходной сигнал для того, чтобы сигнал дошел до пункта назначения, при этом усиливая и входные сигналы, чтобы их можно было распознать на другом конце шины. Кроме того, у него имеется много дополнительных функций, таких, как согласование сигнала и пр.

Производительность

Производительность процессоров, вплоть до Pentium, при­мерно в 1,5-2,0 раза выше при одинаковых тактовых частотах по сравнению с предыдущими моделями компьютеров. Так, 80286 быстрее, чем 8086 примерно в 1,5 раза, 80386 быстрее 80286 примерно 1,5 раз и так далее. Исключением являются процессоры серий Pentium MMX, Pentium II и Pentium Pro между собой, так как их производительность будет зависеть от видов приложений, с которыми работает компьютер.

Для процессоров до сих пор верен закон Гордона Мура (один из основателей компании Intel), гласящий, что мощность процессоров удваивается каждые полтора года при сохранении его стоимости.

Как уже отмечалось, дать точные коэффициенты при сравнении разных процессоров нельзя, поэтому будем говорить о приблизительных параметрах. Трудность сравнения заключается в нескольких проблемах:

— производительность компьютера зависит не только от процессора, но и от таких компонентов, как материнская плата, вид памяти и прочее. При хорошем сочетании производительность будет выше, то есть при тестировании компоненты для одного процессора хорошо сочетаются, для других нет.

Для сравнения производительности компьютеров используются разные методики, наиболее известной из которых является более ранний индекс iCOMP 1.0 и iCOMP 2.0, причем второй более полный, так как учитывает переход к работе с 32-разрядными приложениями мультимедиа, трехмерной графики и телекоммуникаций.

С целью тестирования процессора компаниями AMD, Cyrix и другими используются специальные программы для сравнения с производительностью процессоров Pentium. Основой для тестирования выбраны несколько категорий программ, которые являются базами данных, текстовыми редакторами, электронными таблицами и издательскими системами. В соответствии с этим тестом назначаются и индексы для процессоров вышеуказанных компаний.

Дополнительные сведения о работе центрального процессора

Для сложения чисел имеется несколько разных видов команд, каждая из которых работает с определенными видами данных в зависимости от их длины и вида (двоичное, десятичное, упакованное и пр.). В результате, хотя команд много, существует достаточно небольшое количество групп команд, которые довольно легко систематизируются.

Кроме указанных, существуют команды переходов для передачи управления команде, которая находится в другом месте программы (памяти). Существуют условные и безусловные переходы, то есть переход при условии, что что-то выполнено, например, счетчик достиг определенного значения, или без всяких условий.

Существуют и другие команды, например, циклический сдвиг разрядов числа, пустой оператор и пр., которые используются довольно редко по сравнению с вышеуказанными командами. Команды для центрального процессора имеют размер от 1 до 11 байт, в среднем 4-5 байт.

Разобраться с командами при программировании довольно просто, основной трудностью является знание параметров системных таблиц и стандартных функций, прерываний, которых довольно много и не все они описаны. Чтобы упростить написание программ, используются языки программирования высокого уровня, в которых один оператор представляет собой довольно большое число машинных команд.

Принцип построения центрального процессора основан на обратной совместимости процессоров. Это означает, что все программы, которые работали на текущем компьютере, будут работать и в следующем поколении процессоров. То есть программы для 8086 будут работать и на современном процессоре Pentium. Однако это означает и то, что недостатки, которые имелись в более ранних центральных процессорах, будут присутствовали и в последующих моделях. Так, основным недостатком является принцип деления оперативной памяти на обычную и расширенную, метод сегмент:сектор, размещение числовых данных, при котором вначале находится младшее значение, потом старшее, и т.д..

Принципиальными отличиями с точки зрения математического обеспечения, связанным с введением новых режимов работы, характеризовались три первые вида процессоров: 8086 (когда он появился), 80286 (введен защищенный режим с адресацией до 16 мегабайт) и 80386 (введен принцип постраничного обмена для виртуальной памяти, увеличена адресация защищенного режима до 4 Гигабайт). Остальные виды процессоров имели повышенную разрядность для обработки данных, увеличенную кэш-память, повышенную производительность и новые наборы команд, которые убыстряют работу мультимедийных программ за счет того, что позволяют одновременно обрабатывать несколько данных (ММХ, 3DNow!). То есть программа, которая работает с Pentium III, будет работать и с 386 процессором, только очень медленно.

Здесь, конечно, можно задать вопрос: каким образом это происходит, ведь программа может использовать какой-либо из существующих дополнительных наборов команд (например, ММХ), а 386 процессор их не поддерживает. Все очень просто. Когда программа начинает выполняться, то она проверяет, может ли производиться работа с дополнительным набором команд на данном виде процессора. Если может, то будет работать один вид подпрограмм, если нет, то другой вид, то есть, если процессор не поддерживает определенный набор команд, то программа это определит и все равно будет работать, но медленнее, чем если бы имелись дополнительные наборы команд.

Центральный процессор может работать в разных режимах. Рассмотрим их подробнее.

В первых компьютерах для адресации памяти использовался один байт, что позволяло производить адресацию в 64 Кб памяти, и поначалу оказалось, что это очень много для персональных компьютеров. Однако этого пространства скоро стало не хватать и возникла необходимость перехода к другой схеме адресации. Вполне понятно, что лучшим решением был бы вариант перехода на адресацию при помощи 16 разрядов (2-х байт). Это позволило бы адресовать 2 16 = 4 гигабайт оперативной памяти, что было бы вполне достаточно и для современных компьютеров. Однако, чтобы перевести программы, работавшие в среде СР/М, был реализован другой подход, который вычисляет адрес по формуле сегмент*16+смещение.

Начиная с серии 286 компьютеров, процессор может перейти в защищенный режим памяти. В этом режиме используется адресация виртуальной памяти. При этом, когда задан адрес в программе, то для вычисления физического адреса в памяти используются специальные таблицы (таблицы дескрипторов), которые содержат строки с указанием начала, длины области данных, права доступа. Каждая строка соответствует одной области, которая может достигать от 1 байта до 4 гигабайт. При помощи этих таблиц вычисляется физический адрес, после чего по нему происходит обращение к данным. Все эти вычисления производятся внутри центрального процессора по заложенным разработчиком алгоритмам, программист же часто даже не знает, как это реализовано. Для него важно указать адрес данного и получить возможность работать с данными. Адрес указывается при помощи двух чисел – селектор:смещение, которое называется линейным адресом, причем смещение указывает на смещение относительно начала области, указанной селектором.

Защищенный режим 386 процессора имеет те же принципы функционирования, что и в 286, но несколько другие значения в таблице дескрипторов и другой размер чисел в таблице. Кроме этого, введен виртуальный режим, в котором могут работать несколько программ одновременно, причем каждая программа как бы работает в реальном режиме и написана для реального режима работы.

Процессор при этом следит за тем, чтобы программа не считывала данные другого приложения. При такой попытке обращения возникает исключение, которое начинает обрабатываться специальной программой операционной системы. Если ошибка исправима, то программа продолжает работать, если нет, то возникает состояние общей ошибки защиты, после чего приложение прекращает свою работу и на экране появляется сообщение об этом. В этом случае лучше всего перезагрузить компьютер и снова продолжить выполнение работы. Если бы не было защищенного режима, то программы могли бы использовать монопольно ресурсы всей системы и мешали бы друг другу при их выполнении, вследствии чего возникали постоянные сбои в работе.

Для сокращения времени на выполнение этих операций в процессоре имеются специальный дескриптор и кэш-память, которая позволяет выполнить эти преобразования. Зачастую даже программисту этот механизм неизвестен. Эти принципы были реализованы в системе Windows, поэтому можно одновременно набирать текст, слушать музыку, принимать данные через модем и так далее. Кроме того, в системе Windows используется и виртуальная память.

Виртуальная память – особое состояние защищенного режима (V86), позволяющая любой задаче использовать до 64 Гбайт, то есть использовать 16 сегментов по 4 Гбайт, в которых имеется специальный бит, указывающий на отсутствие или присутствие данного сегмента в оперативной памяти. Если сегмента не имеется в памяти, то он восстанавливается из внешней памяти (как правило, из жесткого диска), а долгое время не используемые данные загружаются во внешнюю память. Это организовано аппаратными средствами. Функционирование в режиме V86 возможно с параллельным выполнением других задач в защищенном режиме.

Адрес. При работе с оперативной памятью центральный процессор взаимодествует с несколькими видами адресов: физическим, логическим и линейным. Физический адрес представляет собой адрес, по которому можно получить данные, например, из оперативной памяти. В программах физический адрес напрямую не используется в силу того, что программа может быть загружена по произвольному адресу, и, если указать в ней однозначно физические адреса, то программа не смогла бы работать или работала бы лишь тогда, когда ее загружали бы в заданную область памяти.

Физический адрес может иметь разный вид в зависимости от устройства, куда он направлен, например, адрес для оперативной памяти в виде одного числа либо в виде набора чисел, например, для жесткого диска, который определяется номером сектора, дорожки и цилиндра. Однако на практике программист не знает, где находится конкретно файл на диске или данные в оперативной памяти, поэтому он использует логический адрес, который операционная система преобразует в физический и обеспечивает доступ к данным.

Логический адрес может быть различных видов. Основным из них является сегментированный адрес, который также может быть различным в зависимости от вида режима работы центрального процессора. Об этом рассказывалось выше.

Линейный адрес представляет собой логический адрес, то есть адрес, который в дальнейшем будет преобразован в физический адрес. Он состоит из нескольких чисел для оперативной памяти из селектора и смещения, для жестких дисков в методе LBA – из сектора, дорожки и цилиндра, которые преобразуются в физический.

Данные, получаемые процессором, можно разделить на две части: это непосредственно данные, которые помещаются в регистры процессора, и инструкции. Инструкции попадают к обработчику инструкций, который по первому байту определяет, сколько байт занимает команда, вся ли команда получена из памяти. Если команда получена не вся, то оставшаяся часть команды должна быть считана из оперативной памяти. Далее необходимо проверить, с какими данными работает команда. Если они находятся в оперативной памяти, то их нужно оттуда переслать, а когда команда готова к выполнению, то выполнить данную машинную команду. При этом выбираются микрокоды, соответствующие команде, из внутреннего хранилища в центральный процессор, которые затем выполняются.

Что такое микрокод? Команда, которую написал программист, например, сложение двух чисел, состоит из небольшой программы, которая записана внутри процессора. При сложении двоичных чисел нужно вначале сложить самые правые биты, затем следующие и т.д. Как это делается, описано в микрокодах, о которых программист может даже не подозревать. Как они организованы, программисту не обязательно знать, так как он знает результат этой команды. Главное, что в заданной команде получится сумма двух двоичных чисел, а что до микрокодов, то о них часто и не вспоминают.

Кроме регистров, в процессоре существует регистр флагов. В нем находится информация о состоянии процессора (отвечать ли на внешние прерывания, порядок обработки данных и пр.), адрес следующей команды, результат сравнения, переполнения при сложении и пр., что полностью описывает состояние задачи в текущий момент времени. Более подробное описание можно просмотреть в литературе, где описывается язык Ассемблер.

Первые процессоры (286) имели только арифметико-логическое устройство, и для работы с дробными числами требовался специальный микропроцессор с плавающей запятой FPU. Он был специализирован только для работы с данными числами и назывался сопроцессор, имел специальный разъем на материнской плате, куда и вставлялся. Если данного устройства не было, то операции выполнял обычный процессор, для чего вместо одной команды выполнялось несколько и время работы компьютера существенно увеличивалось. Потом стали выпускаться процессоры, которые содержали в себе две части: работающие с целыми и с плавающими (дробными) числами. Начиная с процессоров 486 поколения, сопроцессоры стали встраивать в основной процессор, хотя существовали первые модели и без них. Начиная с моделей Pentium, все процессоры укомплектованы сопроцессором с плавающей точкой. Отметим, что блок FPU работает с командами ММХ, то есть данные помещаются в регистры сопроцессора с плавающей точкой и над ними выполняются инструкции ММХ. В силу этого разделения можно одновременно выполнять операции в ALU и FPU, то есть работать с целыми и дробными числами.

Исторически сложилось, что в оперативной памяти адрес хранится в двойном слове, как и данные, в обратном порядке, то есть в начале находятся смещение, затем сегмент, что является характерной особенностью процессоров Intel. Поэтому при просмотре содержимого оперативной памяти этот факт нужно иметь в виду.

Кэш-память. Начиная с 486 процессоров, стала использоваться кэш-память, которая играет роль промежуточного хранилища данных. В силу того, что данные между процессором и кэш-памятью перемещаются быстрее, чем между процессором и оперативной памятью, то при необходимости записать в оперативную память данные временно записываются в кэш-память, а затем будут переданы в оперативную память, когда освободится системная шина. При чтении данных процессор сначала проверяет, есть ли данные в кэш-памяти, и, если есть, то считываются из нее, а если нет, то происходит обращение к оперативной памяти и таким образом, за счет снижения простоя процессора увеличивается производительность компьютера. Вся работа с кэш-памятью производится аппаратными средствами процессора, программист, написавший программу, зачастую не знает, как это происходит, поэтому те программы, которые были написаны до введения кэш-памяти в компьютер, также будут использовать эту память, что увеличивает их производительность.

Вентиляция

Процессор состоит из миллионов транзисторов, которые работают с большой интенсивностью и соответственно выделяют много тепла. Поэтому вместе с процессором обычно устанавливается и вентилятор на нем. Если вентилятора нет или он сломается, то процессор может перегреться и оплавиться. Кстати, именно вентилятор издает характерный звук при включении компьютера (жесткий диск работает обычно тише, а остальные устройства обычно не издают шума). Более старые процессоры не требовали большого оттока тепла и часто использовались теплорадиаторы, которые находились над процессором, состояли из алюминия с ребристыми поверхностями, между которыми циркулирует воздух.

Чем больше тепловой радиатор по размерам, тем лучше он отводит тепло и при неисправном вентиляторе увеличивает срок работы процессора. Время от времени, несколько раз в год желательно проверить, что все вентиляторы в системном блоке работают нормально. Вентилятор лучше иметь такой, который можно снять с процессора, а не жестко прикрепленный к нему.

Вентилятор, устанавливаемый на процессор на заводе, называется In Box. После установки центрального процессора нужно подключить вентилятор, а сам процессор нужно протестировать, например, в течении получаса – часа вывести изображение видео на экран. Некоторые процессоры, которые продаются без вентиляторов и радиаторов, требуют установки вентилятора, например, для Celeron.

Установка

Как определить процессор на материнской плате? Процессор имеет квадратную форму, на нем имеется, как правило, имя компании-изготовителя (Intel, Advanced Micro Device (AMD), Cyrix и другие), может иметься наименование типа и частоты (например, AMD-X5-133). Современные типы процессоров имеют над корпусом теплорадиатор, на котором имеется вентилятор, по которым можно легко определить месторасположение процессора.

Сам процессор выходит из строя довольно редко, гораздо чаще его заменяют для увеличения производительности. При этом, естественно, должно быть соответствие процессора материнской плате по частоте и виду разъема. Перед тем, как приобретать новый процессор, нужно ознакомиться с инструкцией на плату, чтобы узнать, какие процессоры она поддерживает.

Существует несколько разъемов типа сокетов и слотов (замечание. Если указано, что сокет имеет 273 вывода в виде матрицы 21х21, то нужно иметь в виду, что в центральной части матрицы не имеется выводов, так как там расположен сам процессор, поэтому выводов (273) будет меньше ячеек в матрице (21х21=441)).

Socket 3 модифицированный Socet 2 с дополнительными возможностями, поддерживает те же процессоры;

Socket 4 содержит 273 вывода в виде матрицы 21 х 21, поддерживает питание 5 вольт и служит для процессоров типа Pentium 60-66;

Socket 5 содержит 320 выводов, поддерживает питание 3,3 вольт и служит для процессоров типа Pentium 75-133 и AMD K 5. Контакты на разъеме выполнены впервые в шахматном порядке (что позволило уменьшить размеры контактной части), поэтому нельзя указать, что они расположены в виде матрицы;

Socket 6 содержит 235 выводов, поддерживает питание 3,3 вольт и служит для 486 DX 4 процессоров;

Socket 7 содержит 321 вывод, поддерживает питание 2,5-3,5 вольт и служит для процессоров типа Pentium 75-333, Pentium Pro и AMD K 6. Модифицированный сокет 7 имеет два питания 2,9 и 3,2 для Pentium ММХ;

Ниже указаны разъемы только для Intel .

Socket 423 самый короткоживущий разъем, был скоро заменен на Socket 478 (так как не поддерживал процессоры с тактовой частотой выше 2 Ггц), использовался для ранних Pentium 4 ( Willamette ), частота системной шины – 100 Мгц.

Socket 478 использовался для Pentium 4, Celeron, Celeron D, Pentium 4 Extreme Edition.

Socket 479 использовался для Pentium М, Celeron М.

Для процессоров компании AMD имеются следующие разъемы.

Soket 754 используется для ранних процессоров Athlon 64, некоторых ранних Sempron и является промежуточным звеном к следующему разъему.

Для мобильных систем (ноутбуков) используются: Soket А ( Soket 462), Soket 754, Soket 563, Soket S 1, Soket FS 1, Soket FP 1 и Soket FT 1.

Для серверов используются Soket А ( Soket 462), Soket 940, Soket F ( Soket 1207), Soket F +, Soket G 34 и Soket С32.

Если в документации на плату указан список совместимых процессоров, то это не означает стопроцентную гарантию того, что процессор будет работать, и наоборот, если процессора в списке нет, на самом деле он может работать с данной платой. Это происходит не часто, но бывает. Поэтому перед покупкой желательно проверить совместную работу платы и процессора, либо оговорить возможность возврата платы продавцу.

Поскольку стандартный блок питания обеспечивает напряжение 5 вольт, а процессор потребляет другое напряжение, на платах устанавливаются микросхемы стабилизации напряжения, которые монтируются на теплоотводах. Чтобы выставить нужное напряжение, обычно применяются перемычки на материнской плате, поэтому перед монтажем процессора проверьте сделанные установки. Не забудьте также про вентилятор, который охлаждает процессор. Некоторые виды процессоров используют теплоотводы, но чем мощнее процессор, тем больше на нем находится элементов и тем больше тепла они выделяют при работе. В этом случае применяется вместе с радиатором и вентилятор. Однако, если процессор выпущен по более современной технологии СМОS, то в силу уменьшения размеров элементов на плате требуется меньше отводить тепла, однако мощность все увеличивается и снова необходим более мощный вентилятор.

Вентилятор чаще ломается, чем процессор, а при его поломке может испортиться и сам процессор, то есть перегреется, станет работать нестабильно и в конце концов выйдет из строя. Поэтому вентиляторы часто снабжаются специальными датчиками, которые позволяют отключить процессор в случае поломки. Принцип работы вентилятора описан в пункте о блоке питания, где также находится свой вентилятор.

При выборе процессора необходимо, чтобы он соответствовал типу материнской платы, которая установлена в системном блоке, по следующим параметрам: частоте процессора, компании-изготовителю, виду гнезда, куда вставляется процессор, наличию дополнительного питания.

Кроме того, при выходе нового вида процессора в продажу из-за проблем с надежностью лучше не сразу покупать его, тем более что цены на них довольно быстро падают.

Установка процессора. Для этого:

— прежде всего нужно снять вентилятор и старый процессор. Вынимать процессор нужно после того, как он остынет, иначе можно обжечься. Перед тем как вынуть современный процессор, нужно разомкнуть замок крепления. Их может быть два по обе стороны картриджа. Кроме того, может быть замок и на радиаторе. Поднимите картридж с центральным процессором строго вертикально, не раскачивая его из стороны в сторону. При установке новый процессор вставляется также вертикально.

Далее необходимо снять материнскую плату, как это было описано ранее, и вынуть процессор. Старый процессор желательно класть на антистатический коврик (лучше контактами вверх). Не забывайте при этом об электричестве на руках;

— вынуть новый процессор из упаковки и установить процессор в гнезда таким образом, чтобы совпали первые штыри на процессоре и в гнезде. При установке в гнездо LIF материнскую плату поместите на антистатический коврик или какую-либо другую изолирующую поверхность и вставьте процессор, применив некоторое усилие, для чего и нужно было вынуть материнскую плату. Для гнезда ZIF после установки опустите рычаг, не применяя особой силы.

Для установки старых видов процессоров нужно найти маркированный угол в гнезде и на процессоре, который может быть отмечен точкой (белая или черная), черточкой к контакту 1, скошенным углом, который может быть не только во внутренней рамке гнезда, но и на внешней (смотри рисунок ниже – гнездо сопроцессора) или отсутствием отверстия в углу. При установке просмотрите, чтобы ножки микросхемы были не погнуты, совместите маркированные углы и вставьте процессор таким образом, чтобы сбоку не были видны ножки контактов;

— в старых платах установите перемычки, если это необходимо, затем установите материнскую плату, если она была снята;

— установите вентилятор и подключите его штекер электропитания. Проверьте, чтобы его тип соответствовал процессору, так как некоторые процессоры требуют более сильных вентиляторов. Если используется разветвитель питания, то можно подключить один разъем к накопителю на гибких дисках, другой к вентилятору, при этом не подключайте второй парный разъем к накопителю для жестких дисков.

Сопроцессор

Ниже на рисунке показан разъем для сопроцессора.

Отметим, что во многих приложениях происходит работа с целыми числами и сопроцессор не требуется. Однако имеется ряд приложений (например, программы анимации, игры и прочие, где требуется пересчет одних координат в другие), которые выполняют операции с дробными числами. Если при этом сопроцессор отсутствует, то обычный процессор выполняет специальную процедуру для умножения, деления и других операций. В этом случае время выполнения операций резко увеличивается.

В некоторых программах (например, ДОС) встречается наименование сопроцессора Weitek. Данный сопроцессор работает с процессорами серии 386 и 486 быстрее и точнее, чем многие другие сопроцессоры, и требует особое матобеспечение. Кроме того, нужно указать его наличие в программе BIOS, иначе система его не узнает и не будет с ним работать.

Процесс установки сопроцессора аналогичен установке процессора.

Овердрайв

Для того, чтобы увеличить мощность процессора, применяются процессоры типа овердрайв (в современных компьютерах овердрайв не применяется). Су­ществует два типа таких процессоров. Первый тип предназначен для увеличения тактовой частоты процессора. Второй тип предназначен для увеличения мощности за счет выполнения новых ин­струкций. Примером может служить овердрайв для ММХ. Если имеется процессор типа Pentium, то, используя овердрайв ММХ, можно сделать его ММХ. В силу того, что цены на процессоры постоянно падают, а стоимость овердрайва достаточ­но высокая, широкого применения они не получили, так как часто дешевле реализовать старый процессор и, доплатив, получить более мощный.

Вставляется овердрайв так же, как и сопроцессор, он должен иметь специальное гнездо на плате, либо вставляется над старым процессором, если он был установлен так, как это показано на рисунке ниже.

Разгон процессора

Некоторые пользователи пытаются повысить производительность процессора путем увеличения тактовой частоты системной шины, тактовой частоты процессора или повышением обоих частот. При этом можно разогнать, то есть повысить производительность процессора на 10-20 процентов, в зависимости от того, какой процессор имеется. Для того, чтобы компьютер стабильно работал, нужно изменить соответствующие параметры BIOS, относящиеся к указанным выше частотам, и параметры, отвечающие за согласование с работой оперативной памяти. Однако общая производительность компьютера возрастет ненамного, за исключением, возможно, графической подсистемы, которая может увеличить производительность за счет увеличения частоты системной шины. Кроме того, улучшается работа плат расширения. Кэш-память будет работать более стабильно.

При этом процессор начинает выделять большее количество тепла и в конечном итоге существует опасность, что он сам либо разъем, где он находится, оплавится или через некоторое время компьютер перестанет стабильно работать. Ведь производители указывают оптимальный режим работы для процессора, и повышать его самостоятельно довольно опасно. Некоторые производители выпускают свои процессоры и при тесте указывают, стабильно ли они работают при определенных частотах. Если нестабильно, то они продаются с пониженной частотой работы. Для самой материнской платы, если используется документированное повышение частоты, это безопасно, пострадать может сам процессор, который перегревается.

Некоторые недобросовестные продавцы спиливают слой на процессоре с маркировкой и продают такой процессор по повышенной цене. Поэтому лучше не покупать процессор у непроверенных продавцов. При этом следует обратить внимание на следующие признаки: процессор работает нестабильно при указанных частотах или начинает работать нестабильно при продолжительной работе, когда он нагревается, маркировка не выгравирована, шрифт маркировки неровный. Поэтому после покупки желательно сразу же протестировать процессор, проверяя его в течение довольно долгого времени.

Конечно, некоторым пользователям интересно повозиться и настроить процессор на повышенную частоту, но лучше для повышения производительности реализовать старый процессор и приобрести новый. При этом такая доплата, если не менять материнскую плату, может оказаться незначительной. Процессоры в течение года постоянно падают в цене, как правило, в конце лета, осенью и весной, и со временем, какой мощный ни был бы у вас процессор, разница в цене между вашим и процессором на 20-30% мощнее будет невелика.

Информация данного сайта предназначена для бесплатного изучения персонального компьютера. Можно копировать, передавать материалы другим лицам.

Запрещается использовать материалы для получения личной финансовой выгоды, а также размещать на сайтах в интернете.

Источник