Это правда, что если вы потратите тысячи долларов на покупку самого дорогого процессора, доступного на рынке, в любой момент времени он будет работать лучше, чем его альтернативы. Однако его производительность может быть лишь на 5–10 процентов выше, чем у процессора следующего уровня, который на несколько сотен долларов дешевле. Таким образом, важно знать факторы, влияющие на производительность процессора, чтобы принять более правильное решение о покупке.
Что такое процессор
ЦП (центральный процессор), иногда называемый «процессором», является одним из наиболее важных компонентов компьютерной системы. Будучи мозгом компьютерной системы, его задача состоит в том, чтобы позаботиться обо всех вычислениях данных и обеспечить их обработку в кратчайшие сроки.
ЦП — это не то, что можно увидеть снаружи компьютера. Факти
Contents
Что такое процессор
процессор на полностью собранном ПК. Чтобы увидеть это, вам нужно снять корпус компьютера, отсоединить провода и снять радиатор (и вентилятор), и только тогда вы сможете увидеть поверхность процессора. По форме процессор представляет собой небольшой квадратный чип со множеством контактов разъема под ним.На изображениях ниже показаны задняя и верхняя часть процессора.
Как работает процессор
Для простоты работу ЦП можно проиллюстрировать следующими тремя шагами:
- Когда вы нажимаете кнопку для выполнения приложения, необработанная инструкция сначала извлекается с жесткого диска (иногда из памяти) и отправляется в ЦП для обработки.
- Когда ЦП получает инструкцию, он выполняет логику и вычисляет результат.
- Как только процессор завершит обработку, он отправит результат на соответствующее устройство для вывода пользователю.
Хотя это может показаться простым, все три шага необходимо выполнить за несколько секунд. Задержка в любом из этих шагов приведет к зависанию компьютера.
Тактовая частота
Каждый процессор оснащен внутренними часами, которые обеспечивают ему рабочий «ритм». «Тактовая частота», также известная как «Тактовая частота», обозначает количество операций, которые процессор может выполнить за одну секунду.
Это число в Гц (Герцах и, соответственно, мегагерцах и гигагерцах, обозначаемых МГц и ГГц), которое вы обычно видите рядом с названием процессора.
Проблема в том, что дл
Как работает процессор
вам нужно пропускать через процессор больше электроэнергии, а это приводит к выделению тепла. После максимального потолка в 4 ГГц трудно обеспечить адекватное охлаждение процессора.Производительность ЦП в Гц влияет в основном на однопоточные приложения. Большинство современного программного обеспечения, например популярные браузеры Chrome и Firefox, спроектировано так, чтобы использовать преимущества нескольких ядер (подробнее об этом в следующем разделе) и потоков, а не зависеть исключительно от тактовой частоты. Как правило, компьютер будет работать лучше на процессоре с несколькими ядрами, но с более низкой тактовой частотой, чем на более быстром, но одноядерном процессоре.
Количество ядер
После увеличения числа фактическую скорость становилось все труднее и труднее достигать производители ЦП решили добавить возможности многозадачности, добавив больше ядер в ЦП.
Описывать многоядерные процессоры как эквивалент «объединения двух или более процессоров в одном корпусе» — это медвежья услуга. Они могут выглядеть так для обычного потребителя, но их реальный дизайн намного умнее, чем просто склеить два процессора рядом друг с другом.
Сосуществуя на одном кристалле, отдельные ядра многоядерного процессора совместно используют некоторые ресурсы, что позволяет сократить производственные затраты и повысить производительность. Например, они могут совместно использовать часть кэш-памяти, соединения с другими элементами материнской платы и т. д.
Многоядерные процессоры могут быть однородными или гетерогенными. Однородные процессоры содержат два или более идентичных ядра. Гетерогенные процессоры содержат ядра разных типов. Например, процессоры современных смартфонов обычно включают центральное ядро, которое лучше справляется с общими операциями, и несколько меньших ядер, которые помогают с фотографией, искусственным интеллектом и т. д.
Поскольку производители процессоров обратили внимание на добавление большего количества ядер вместо дальнейшего увеличения предела ГГц, современное программное обеспечение и операционные системы последовали этому примеру. Большинство современных программ уже используют преимущества нескольких ядер, но вы все еще можете найти множество инструментов, приложений и даже игр, которые работают лучше при более высокой одноядерной скорости, чем при многоядерных. Это происходит потому, что некоторые рабочие нагрузки просто невозможно распараллелить, разбить на более мелкие фрагменты и распределить по нескольким ядрам.
Кэш и архитектура
Во времена 8-битной системы оперативная память компьютера была достаточно быстрой, чтобы обеспечить процессор всем необходимым. Поскольку процессоры продолжали ускоряться, ОЗУ начало догонять их. Именно тогда в микс был введен кэш .
Кэш, который по сути представляет собой небольшую и чрезвычайно быструю память, добавляется к ЦП для хранения немедленных инструкций из ОЗУ. Поскольку кеш работает с той же скоростью, что и ЦП, он может быстро предоставлять информацию ЦП в кратчайшие сроки без каких-либо задержек.
Существуют разные уровни кэша. Кэш уровня 1 (L1) — это самая базовая форма кэша, которая имеется на каждом процессоре. Кэш уровня 2 (L2) имеет больший размер памяти и используется для хранения более оперативных инструкций. В общем, кеш L1 кэширует кеш L2, который, в свою очередь, кэширует ОЗУ, которое, в свою очередь, кэширует данные жесткого диска. Благодаря новой многоядерной технологии появился даже кэш L3 или L4, который больше по размеру и распределяется между различными ядрами.
Стоит отметить, что в будущем они могут стать менее важными, если кто-то найдет способ значительно ускорить соединение между процессором и оперативной памятью. Мы упоминаем об этом, потому что AMD возможнокаким-то образом удалось добиться этого, и это одна из причин, по которой их следующее поколение процессоров с архитектурой Zen является захватывающим.
Выше приведены факторы, влияющие на производительность процессора. Возможно, вам также захочется узнать разницу между Процессор Intel и AMD и выбрать процессор AMD .
