Processzor típusai és sebességei

A mikroprocesszor a személyi számítógép azon része, amely az adatok tényleges feldolgozását végzi. Ez egy központi feldolgozó egység (CPU), amely illeszkedik a mikrochipbe, és egy nagyon összetett kapcsolókörrel rendelkezik, amely nagyon gyorsan végrehajtja az egyszerű utasításokat.

A mikroprocesszor integrált áramköri csomagja egy szilícium chipet tartalmaz, amely több millió tranzisztort és más, ezen anyagból készült alkatrészt tartalmaz. Mivel a chip tranzisztorjai nagyon kicsik, még kis mennyiségű nagyfeszültségű áram (például statikus elektromosság) is megsemmisítheti a chipet.

Ezért az összes nagyméretű integrált áramkört úgy kell kezelni, hogy a statikus áramütés lehetősége minimális legyen.

Mivel sok ilyen áramkör van tárolva egy ilyen kis területen, a mikrochip sok hőt termel és hűtési rendszereket igényel a chip túlmelegedésének megakadályozására. A számítógépes alaplapokon a CPU-chipet egy nagy, ráccsal fém hűtőborda takarja le, amely lehetővé teszi a hűtőventilátorokból történő légáramlás elvezetését a hőnek.

Általánosságban elmondhatjuk, hogy a mikroprocesszor egy kis szilikon chipbe integrált CPU, amely több ezer apró alkatrészből áll, mint például diódák, tranzisztorok és ellenállások, amelyek együtt működnek.

Processzor típusok

Az Intel és az AMD egyaránt gyárt processzort különféle rendszerekhez. Az Intel asztali számítógépekhez gyártja a Core, Pentium, Atom és Celeron processzorcsaládokat, míg a másik oldalon többek között AMD Athlon, Sempron és Ryzen processzorokat találunk.

Az Intel vagy az AMD által gyártott minden processzor rendelkezik speciális funkciókkal és speciális rendszereket szállít, például PC-kat vagy irodai munkaállomásokat. Minden processzor alkalmazkodik egy adott számítógéphez, legyen az összeszerelt, a semmiből épített vagy frissített.

A PC-kben leggyakrabban használt processzort az Intel gyártja. Mióta az IBM az Intel 8088 chipet választotta az eredeti IBM PC-hez, a legtöbb PC-klón az Intel sorozatú CPU-k bármelyikét használta.

Az Apple Macintosh sorozatú számítógépeiben eredetileg a Motorola 68000 sorozatú mikroprocesszorokat használták, de a Motorola CPU-k más utasításokat használnak, mint az Intel CPU-k, így a PC-szoftverek futtatása Mac-en nem könnyű, és fordítva (de az adatfájlok átvitele nem jelent problémát.)

Az alábbiakban bemutatjuk a különféle típusú mikroprocesszorokat.

8085 mikroprocesszor

Kép a Wikipedia-n keresztül

A 8085-es mikroprocesszort az Intel 1977-ben tervezte az NMOS technológia segítségével.

Ennek a mikroprocesszornak a konfigurációja a 8 bites adat busz, a 16 bites cím busz, amely akár 64 kb méretű, 16 bites számlálót és veremmutatót (SP) képes kezelni. A hatbites regiszterek BC, DE és HL párban vannak elrendezve. A 8085 mikroprocesszornak 5 voltos tápegységre van szüksége.

8086 mikroprocesszor

Kép a wikipedia segítségével

Ezt a mikroprocesszort az Intel is tervezte. Ez egy 16 bites processzor, 20 címbusz-vonallal és 16 adatsorral, 1 MB tárolóval. A 8086-as mikroprocesszor egy hatalmas utasításkészletből áll, amely lehetővé teszi a szorzás és osztás, például a műveletek egyszerű elvégzését.

A 8086 mikroprocesszornak két üzemmódja van: a maximális és a minimális üzemmód. A maximális üzemmódot több processzorral rendelkező rendszernél használják. A minimális üzemmódot az egyetlen processzorral rendelkező rendszerhez kell használni. A mikroprocesszor jellemzőit az alábbiakban ismertetjük.

A 8086 mikroprocesszor jellemzői

A mikroprocesszor legfontosabb jellemzői a következők:

A mikroprocesszor teljesítményének javítása érdekében két folyamat van a csövekben, amelyek az utasítások beszerzésének és végrehajtásának fázisában vannak. A letöltési ciklus az adatokat 6 bájt utasításokban továbbítja és egy sorban tárolja. A végrehajtási szakasz felelős A 8086 mikroprocesszor 2900 tranzisztorból áll, és 256 vektorizált megszakítással rendelkezik.

Óra sebesség egy mikroprocesszorban

Az órasebességet másodpercenként ciklusegységekben mérik, amelyet Hertz-nek (Hz) hívnak. A számítógépes táblák és a CPU-k millió és milliárd Hz, megahertz (MHz) és gigaherc (GHz) sebességgel működnek.

Az Intel és az AMD processzorok különféle belső mintákat használnak, így például egy 2, 4 GHz-es AMD processzor és a 3, 0 GHz AMD processzor összehasonlítása azt jelzi, hogy a 3, 0 GHz AMD processzor gyorsabban fut; Az AMD és az Intel által készített két 2, 4 GHz-es processzor összehasonlítása azonban nem adja meg pontosan, melyik működik gyorsabban.

A munka érdekében a processzor egy feladatot több szakaszra oszt fel. Az Intel processzorok általában több fázist futtatnak, ezért több munkát végeznek, és hosszabb ideig tartnak, mint az AMD processzorok a feladatok elvégzéséhez.

Az alaplap digitális chipjeit az alaplapon lévő órajel (impulzusok sorrendje) szinkronban tartja.

Gondolhat úgy, mint a számítógép „szívverésére”. Minél gyorsabban ketyeg az óra, annál gyorsabban fog futni a számítógép; de az óra nem futhat gyorsabban, mint a chipek sebessége, mivel ebben az esetben meghibásodnak.

A chip technológia fejlődésével a chipek futásának sebessége felgyorsult. A CPU gyorsabban fut, mint az alaplap többi része (amely a CPU sebességének egy részén szinkronizál).

Növelje a sebességet

Amikor azonban egy processzort keres a piacon, van egy listát a figyelembe veendő dolgokról. Hagyományosan a legtöbb vásárló látja a teljes Gigahertz- teljesítményt.

Ezek közül az emberek közül sokan valószínűleg nem is tudják, mit jelent (ez egy olyan processzor óraszám-száma, amelyet egy processzor egy másodperc alatt teljesít, milliárdokban), de összehasonlítani könnyű dolog.

Az elmúlt évek további funkciót hoztak: a lendületet. A legtöbb grafikus és feldolgozó egység órajele és "növelési sebessége" van. Az Intel ezt a Turbo Boost-nak hívja; Az AMD Boost Clocknak hívja.

Ez az új mikroprocesszor-technológia automatikusan javítja a teljesítményt, növeli a magok sebességét, és ezzel jobb hatékonyságot ér el.

Mikroprocesszor osztályozás

Alapvetően a mikroprocesszorok öt osztályozása elfogadható:

CISC

A megbízások más alacsony szintű tevékenységekkel összefüggésben is végrehajthatók. Főleg az adatok feltöltésére, letöltésére és helyreállítására vonatkozó feladatokat látja el a memóriakártyára és a memóriakártyáról. Ezen kívül komplex matematikai számításokat végez egyetlen parancson belül.

Ezt a processzort úgy tervezték, hogy minimalizálja a programonkénti utasítások számát, és figyelmen kívül hagyja az utasításonkénti ciklusok számát. A fordító segítségével magas szintű nyelvet fordíthatunk az összeállítás szintű nyelvre, mivel a kód hossza viszonylag rövid, és további RAM-ot használunk az utasítások tárolására.

CISC processzor architektúra

Úgy tervezték, hogy csökkentse a memória költségeit, mivel nagyobb programokhoz nagyobb tárhely szükséges, ami magasabb memóriaköltségeket eredményez. Ha meghaladja a programonkénti utasítások számát, csökkentheti az utasítások számát azáltal, hogy a műveleteket egyetlen utasításba integrálja.

CISC processzor jellemzői

Ez a processzor különféle címzési módokból áll:

Nagyszámú utasítás van. Egy utasítás végrehajtásához több ciklust igényel. Az utasításkódoló logika összetett Több címzési mód, amikor utasításra van szükség

RISC

A RISC rövidítése a Reduced Instruction Set Computer, és célja a végrehajtási idő csökkentése a számítógép utasításkészletének egyszerűsítésével.

Az ilyen típusú chipeket annak a funkciónak a alapján állítják elő, amelyben a mikroprocesszor egy kis parancson belül kis feladatokat képes végrehajtani. Ilyen módon teljesítsen több parancsot gyorsabban.

A mikroprocesszorban minden utasításkészletnek csak egy óraciklusra van szüksége az eredmény egységes futási időben történő megvalósításához. Ezért csökkenti a kódok további sorának hatékonyságát, ezért további RAM-ot igényel az utasítások tárolásához. A fordító segítségével konvertálható a magas szintű nyelvi utasításkészlet számítógépes nyelvre.

RISC processzor architektúra

Ezt a típusú processzort használják a rendkívül optimalizált utasításkészlethez, a RISC processzor alkalmazások pedig hordozható készülékekhez energiahatékonyságuk miatt. A processzor jellemzőit az alábbiakban ismertetjük.

RISC processzor jellemzői

A RISC processzor néhány fő és fontos jellemzője a következő:

A RISC processzorban egyszerű utasítások állnak, amelyek a regiszterek számából és kevesebb tranzisztorból állnak. A memóriahely eléréséhez használja a betöltési és tárolási utasításokat. Ez a processzor ciklusi futási idővel rendelkezik

superscalar

Ez egy olyan processzor, amely a hardvert a mikroprocesszorra másolja, hogy egyszerre több feladatot hajtson végre. Használhatók számtani és szorzóként. Több operációs egységgel rendelkeznek, és ezért egynél több parancsot hajtanak végre, folyamatosan adva sok utasítást a processzor felesleges operációs egységeinek.

ASIC

Speciális célokra használják, nem pedig általános célokra. Az elején az ASIC-k ajtómátrix technológiát használtak. A modern ASIC-k gyakran 32 bites processzorokkal, Flash, RAM blokkokkal, ROM, EEPROM, valamint más típusú modulokkal rendelkeznek.

DSP (digitális jelfeldolgozó)

Videók kódolására és dekódolására, vagy a digitális videók analóg és analóg formákká konvertálására használják. Szüksége van egy mikroprocesszorra, amely kiválóan képes matematikai számítások elvégzéséhez. A processzor chipeit szonárokban, radarokban, házimozi audioberendezésekben, mobiltelefonokban és televíziókban használják.

Javasoljuk, hogy olvassa el a Hogyan válasszunk ki egy processzort gyorsan és egyszerűen

A processzorhoz szükséges összetevők egy programozott memória, adatmemória, bemenet / kimenet és egy számítógépes motor. Ezt a processzort az analóg jel digitális feldolgozására tervezték. Ez a folyamat rendszeres időközönként zajlik, és a feszültséget digitális formába konvertálja.

A processzor alkalmazásai a hang és a zene előállítása, a videojelek feldolgozása, valamint a 2D és 3D grafika gyorsítása. Ennek a processzornak a példája a TMS320C40.

Különleges processzorok

A speciális processzorokat néhány speciális processzorhoz tervezték, és néhányukról az alábbiakban olvashatunk.

koprocesszor

A gyakorlati funkciót sokszor gyorsabban képes kezelni, mint a normál mikroprocesszorok. A koprocesszor példája a matematikai koprocesszor, és ezek közül néhány a 8087, amelyet a 8086-hoz használnak; 80287, amelyet a 80286-hoz használnak; és 80387, amelyet a 80386-hoz használnak.

Bemeneti / kimeneti processzor

Ennek a processzornak saját helyi memóriája lesz. I / O eszközök vezérlésére szolgál a CPU részvételével. A bemeneti / kimeneti processzor példái a DMA vezérlés, a billentyűzet és az egér vezérlése, a grafikus kijelző vezérlése és az SCSI port vezérlése.

transputer

Ennek a processzornak saját helyi memóriája is van, és rendelkezik linkekkel az egyik átültető átkapcsolásához a processzorok közötti kommunikáció érdekében.

Az átültetőt az egyprocesszoros rendszerhez használják, vagy csatlakoztathatók külső linkekhez az építési költségek csökkentése és a teljesítmény növelése érdekében. Néhány példa erre a processzorra a lebegőpontos processzorok, például a T800, T805 és T9000.

Fontos a sebesség?

Minden tényező fontos, és a sebesség nem fog kevesebbet elérni. De a sebességet (GHz vagy MHz) nem lehet összehasonlítani a különböző architektúrák között. Hiba, ha a 2, 8 GHz-es Pentium 4-et azonos az elmúlt évek Pentium-szal azonos frekvencián. Az IPC evolúciós ugrása (utasítások ciklusonként) szomorú.

A legmegfelelőbb dolog az lenne, ha minden processzort kategóriába sorolnánk. Találhatunk olyan eseteket is, amelyek miatt a „szűk költségvetés” miatt a PC-jét felszerel egy alacsonyabb szintű processzorral, és addig húzza, amíg frissítesz egy magasabb szintű processzorra.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Az ilyen sebességű processzorok ideálisak az alapvető napi tevékenységekhez, például: e-mail, webböngészés, irodai csomag, és még nagy teljesítményű média / HTPC központ. A Pentiums esetében a Ryzen 3 és az APU nagyszerű teljesítményt nyújthat 720p vagy 1080 felbontásban, ha megfelelő grafikus kártyával van felszerelve.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 négymagos

Ez a sebességtartomány tökéletesen alkalmas webböngészésre, e-mailekkel való munkavégzésre, üzleti programok futtatására, mint például a betegkezelő rendszerek, és általában a multitaskingra. Ez a kategória jól működik egy átlagos irodai számítógép vagy olyan felhasználó számára, akik nem akarnak sok pénzt költeni Gaming PC-jükre, de a jövőben frissíteni akarják számítógépüket.

Jelenleg a nyolcadik generációs Intel Core i3 4 maggal rendelkezik, amelyek plusz teljesítményt nyújtanak (a hetedik generációhoz képest), és sok örömet kínálhatnak nekünk, ha Nvidia GTX 1050 Ti vagy GTX 1060 3 vagy 6 GB-os. Szintén érdekes a négymagos AMD Ryzen 5 1400, amely nagyon jól működik 4x4-es processzorként. Míg az AMD Ryzen 5 1600 / 1600X tökéletes a játékhoz és a streaminghez, mivel ezeket nem túl nehéz 3, 9 vagy 4 GHz frekvencián overclockolni.

Intel Core i5 / Intel Core i7 és AMD Ryzen 7

A mainstream platformon belül vannak a tartomány csúcsai. Ha szüksége van egy rendkívül nagy teljesítményű számítógépre, amely ideális a legmagasabb igényekhez való játékhoz, a szuperhatékony adatbázisokkal és a multimédia szerkesztéshez, akkor nagy teljesítményű számítógépre van szüksége. Személy szerint a 8. generációs Intel Core i7 és az AMD Ryzen 7 sorozat (3, 8 vagy 4 GHz-es overclock-mal) brutális teljesítményt nyújt a játék és a munka érdekében.

Kétségtelen, hogy kiváló lehetőség egy olyan lelkes platformon, mint például az Intel Core i9 vagy az AMD Threadripper, sokkal magasabb összeggel. Ezzel befejezzük cikkünket az összes olyan információról, amelyet tudnia kell a processzorokról. Közülük a létező típusok és a sebességek?