Что такое центральный процессор

Кеш-память процессора

Данные для последующей работы процессор получает из оперативной памяти, но внутри микросхем процессора сигналы обрабатываются с очень высокой частотой, а сами обращения к модулям ОЗУ проходят с частотой в разы меньше.

Высокий коэффициент внутреннего множителя частоты становится эффективнее, когда вся информация находится внутри него, в сравнение например, чем в оперативной памяти, то есть с наружи.

В процессоре немного ячеек для обработки данных, называемые регистрами, в них он обычно почти ничего не хранит, а для ускорения, как работы процессора, так и вместе с ним компьютерной системы была интегрирована технология кеширования.

Кешем можно назвать небольшой набор ячеек памяти, в свою очередь выполняющих роль буфера. Когда происходит считывание из общей памяти, копия появляется в кеш-памяти центрального процессора. Нужно это для того, чтобы при потребности в тех же данных доступ к ним был прямо под рукой, то есть в буфере, что увеличивает быстродействие.

Кеш-память в нынешних процессорах имеет пирамидальный вид:

Кеш-память 1-го уровня – самая наименьшая по объёму, но в тоже время самая быстрая по скорости, входит в состав кристалла процессора. Производится по тем же технологиям, что и регистры процессора, очень дорогая, но это стоит её скорости и надёжности. Хоть и измеряется сотнями килобайт, что очень мало, но играет огромную роль в быстродействие.
Кеш-память 2-го уровня – так же, как и 1-го уровня расположена на кристалле процессора и работает с частотой его ядра

В современных процессорах измеряется от сотен килобайт до нескольких мегабайт.
Кеш-память 3-го уровня медленнее предыдущих уровней этого вида памяти, но является быстродейственней оперативной памяти, что немаловажно, а измеряется десятками мегабайт.

Размеры кеш-память 1-го и 2-го уровней влияют как на производительность, так и на стоимость процессора. Третий уровень кеш-памяти — это своеобразный бонус в работе компьютера, но не один из производителей микропроцессоров им пренебрегать не спешит. Кеш-память 4-го уровня существует и оправдывает себя лиши в многопроцессорных системах, именно поэтому на обыкновенно компьютере его найти не удастся.

ВЛИЯНИЕ ТАКТОВОЙ частоты процессора на производительность

Этот показатель говорит о количестве производимых процессором вычислений в одну секунду. Ну и естественно, что чем выше частота, тем больше операций в единицу времени может произвести процессор. У современных устройств этот показатель находится в пределах от 1 до 4 ГГц. Определяется он путем умножения базовой или внешней частоты на определенный коэффициент. Увеличить частоту процессора можно путем его «разгона». Мировые лидеры по производству этих устройств некоторые свои изделия ориентируют на возможный их разгон.

При выборе такого устройства важным показателем производительности является не только его частота. На это влияет также ядреность процессора. В настоящее время практически не осталось таких устройств, которые имеют только одно ядро. Многоядерные процессоры полностью вытеснили с рынка своих одноядерных предшественников.

О ядерности и тактовой частоте

Начнем с того, что утверждение, что процессор имеет частоту равную общей суме этого показателя каждого из ядер не верное. Но почему многоядерный процессор лучше и эффективнее? Потому, что каждое из ядер производит свою часть общей работы, если это позволяет, обрабатывая процессором программа. Таким образом, ядреность значительно увеличивает производительность системы, в том случае если обрабатываемую информацию можно разделить на части. Но если это сделать невозможно, работает только одно ядро процессора. При этом общая его производительность равна тактовой частоте этого ядра.

В общем, если вам предстоит работа с графикой, статическим изображением, видео, музыкой многоядерный процессор как раз то, что необходимо. Но если вы игроман, то в этом случае лучше брать не сильно многоядерный процессор, потому что программисты могут и не предусматривать разделение программных процессов на части. Поэтому, для игр более мощный процессор подойдет лучше.

Об архитектуре процессора

Кроме этого, производительность системы зависит и от архитектуры процессора. Естественно, что чем короче путь сигнала от точки отправки до точки назначения, тем быстрее производится обработка информации. По этой причине процессоры от компании Intel работают лучше, чем от фирмы AMD, при одинаковой тактовой частоте. Итоги

Таким образом, тактовая частота процессора &mdash, это его сила или мощь. Она влияет на производительность системы. Но при этом необходимо не забывать что этот параметр, кроме мощности, зависит от количества ядер и от архитектуры этого устройства. Выбирать процессор необходимо с учетом того, с чем ему в будущем нужно будет работать? Для игр лучше брать процессор помощнее, для всего остального подойдет многоядерный процессор с не очень большой тактовой частотой.

Детальное определение

Итак, тактовая частота – это количество операций, которые процессор может выполнять за секунду. Измеряется эта величина в Герцах.

Эта единица измерения названа в честь известного ученого, который проводил эксперименты, направленные на изучение периодических, то есть повторяющихся процессов.

А причем Герц к операциям за секунду?

Такой вопрос возникает при чтении большинства статей в интернете у людей, которые не очень хорошо изучали физику в школе (может быть, не по своей вине).

Дело в том, что эта единица как раз и обозначает частоту, то есть количество повторений, этих самых периодических процессов за секунду.

Она позволяет измерять не только число операций, а и другие всевозможные показатели. К примеру, если вы делаете 3 входа в секунду, значит, частота дыхания составляет 3 Герца.

Intel Core i7

Что же касается процессоров, то здесь могут выполняться самые разные операции, которые сводятся к вычислению тех или иных параметров.

Собственно, количество вычислений этих самых параметров за секунду и называется тактовой частотой.

Как все просто!

На практике понятие «Герц» используется крайне редко, чаще мы слышим о мегаГерцах, килоГерцах и так далее. В таблице 1 приведены «расшифровки» этих величин.

Таблица 1. Обозначения

Первое и последнее в настоящее время используется крайне редко.

То есть, если вы слышите, что в нем 4 ГГц, значит, он может выполнять 4 миллиарда операций каждую секунду.

Много?

Отнюдь! На сегодняшний день это средний показатель. Наверняка, очень скоро мы услышим о моделях с частотой в тераГерц или даже больше.

Тактовые частоты и производительность

Повышение производительности компьютера возможно через увеличение частоты шины, внешней и внутренней частоты процессора.

Как уже упоминалось ранее, самый лучший и простой способ увеличить производительность системы – это увеличить частоту шины. Однако это можно осуществить только в том случае, если данную возможность допускает конкретная модель материнской платы. В противном случае следует ограничиться повышением тактовой частоты процессора. Внутренняя частота процессора задается через коэффициент умножения внешней частоты. Это так называемый множитель.

Следует отметить, что внутренняя частота процессора – это частота, на которой он выполняет операции внутри самого полупроводникового кристалла. А внешняя частота – это частота host-шины (FSB, SB, CPU Bus), т. е. частота, на которой работают чипсет, кэш-память, оперативная память. Другие составляющие компьютера, например контроллеры устройств, работают на частотах шин, через которые они подключены к системе, например, через шины PCI и AGP. Причем для шины PCI рабочая частота, как правило, составляет половину частоты host-шины. Для некоторых материнских плат – половину или треть, в зависимости от величины частоты. Возможны и другие коэффициенты деления частоты host-шины. Современные видеоадаптеры в компьютерах с процессорами Pentium II, Pentium III и аналогичных, как правило, подключены к остальным частям компьютера через шину AGP, частота которой также зависит от частоты host-шины. Все это означает, что изменение частоты host-шины ведет к изменению пропускной способности шин PCI и AGP и, в конечном счете, к изменению производительности всей системы компьютера.

Взаимосвязь частот можно проследить на примере процессора Intel Pentium-166. Внутренняя частота данного процессора, на которую он рассчитан и на которой рекомендуется выполнять внутреннюю обработку данных, составляет, как это следует из названия, 166 МГц. Эта частота задается внешней частотой – частотой host-шины и множителем. При частоте шины 66 МГц множитель должен составлять 2.5 (2.5 х 66 МГц составляет 166 МГц). То есть, если процессор работает на тактовой частоте в N-раз больше, чем частота host-шины, то внутренняя частота задается соотношением:

Частота host-шины * Х= Внутренняя частота процессора

…где: X– множитель.

В приведенном примере частота PCI-шины – 33 МГц.

Для процессора Intel Pentium-150 внутренняя частота – 150 МГц, внешняя – 60 МГц, множитель – 2.5, частота PCI – 30 МГц.

Множитель для процессоров Intel Pentium и аналогичных процессоров других фирм обычно задается специальными перемычками на материнской плате. Реже он устанавливается в BIOS Setup.

В следующих таблицах приведен список популярных процессоров, их частоты, а также коэффициенты умножения внешней частоты.

Процессоры Intel Pentium

Основные понятия

Стоит помнить, что тактовая частота процессора измеряется в герцах, но обычно указывается либо в мегагерцах (МГц), либо в гигагерцах (ГГц).

Также стоит помнить, что если вы будете пользоваться стандартными способами проверки частоты, то нигде не встретите такого слова как «частота». Скорее всего вы увидите следующее (пример) – «Intel Core i5-6400 3,2 GHz». Разберём по порядку:

«Intel» — это наименования производителя. Вместо него может быть «AMD».

«Core i5» — это наименование линейки процессоров

У вас вместо этого может быть написано совсем другое, впрочем, это не так важно.

«6400» — модель конкретного процессора. У вас также может отличаться.

«3,2 GHz» — это частота.

Частоту можно посмотреть в документации к аппарату. Но данные там могут несколько отличаться от реальных, т.к. в документах написано среднее значение. А если до этого с процессором производились какие-либо манипуляции, то данные могут разительно отличаться, поэтому рекомендуется получать информацию только программными средствами.

Способ 1: AIDA64

AIDA64 – функциональная программа для работы с компонентами компьютера. ПО платное, но есть демонстрационный период. Для того, чтобы просмотреть данные о процессоре в реальном времени будет вполне достаточно и её. Интерфейс полностью переведён на русский язык.

Инструкция выглядит так:

1. В главном окне перейдите в пункт «Компьютер». Сделать это можно как через центральное окно, так и через левое меню.
2. Аналогично перейдите в «Разгон».

В поле «Свойства ЦП» найдите пункт «Имя ЦП» в конце которого будет указана частота.

Также частоту можно видеть в пункте «Частота ЦП». Только смотреть нужно на «исходное» значение, которое заключено в скобочки.

Способ 2: CPU-Z

CPU-Z – программа с лёгким и понятным интерфейсом, которая позволяет просмотреть более детально все характеристики компьютера (в том числе процессора). Распространяется бесплатно.

Чтобы увидеть частоту, просто откройте программу и в главном окне обратите внимание на строчку «Specification». Там будет написано наименование процессора и в самом конце указана актуальная частота в ГГц

Способ 3: BIOS

Если вы ни разу не видели интерфейс БИОСа и не знаете, как там работать, то лучше оставить данный способ. Инструкция выглядит следующим образом:

1. Для входа в меню BIOS нужно перезагрузить компьютер. До того момента, как появится логотип Windows нажмите клавишу Del или клавиши от F2 до F12 (нужная клавиша зависит от спецификаций компьютера).
2. В разделе «Main» (открывается по умолчанию сразу же при входе в BIOS), найдите строку «Processor Type», где будет указано наименование производителя, модели и в конце текущая частота.

Способ 4: Стандартные средства системы

Самый лёгкий способ из всех, т.к. не требует установки дополнительного ПО и входа в БИОС. Узнаём частоту стандартными средствами Windows:

1. Перейдите в «Мой компьютер».
2. Нажмите правую кнопку мыши в любом свободном месте и перейдите в «Свойства». Вместо этого можно также нажать ПКМ по кнопке «Пуск» и выбрать в меню «Система» (в этом случае переходить в «Мой компьютер» не нужно).

Откроется окно с основной информацией о системе. В строке «Процессор», в самом конце, написана текущая мощность.

Узнать текущую частоту очень просто. В современных процессорах этот показатель уже не является самым главным фактором в плане производительности.

Опишите, что у вас не получилось.
Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.

Типы сокетов процессоров AMD, Intel и частота системной шины

По типу разъема они делятся на классы. Каждый такой класс состоит из моделей с сокетами одинаковой формы. В этом случае имеется возможность вставлять их в одну и ту же материнскую плату. Главное, чтобы ее чипсет обладал соответствующей поддержкой.

Также, при покупке ЦП, например, с разъемом LGA1155, материнскую плату нужно приобретать с аналогичным сокетом. Со временем новые разъемы стали иметь все большее количество контактов, что приводило к постоянному увеличению частоты шины — скорость общения ЦП с материнской платой. Таким образом, чем современнее тип сокета, тем частота шины выше. Она так же, как и тактовая частота, измеряется в герцах. Чем выше это значение, тем быстрее осуществляется процесс обмена информацией. Лучше всего выбирать CPU с частотой шины от 1,6 ГГц и выше.

На момент написания статьи, у Intel самым популярным является сокет LGA1155. Для более мощных серверов с ЦП Core i7 или Xeon выполнен разъем LGA1366. Последней же разработкой стал сокет LGA2011. Он используется в некоторых CPU Ivy Bridge. Хотя цена на подобные ЦП падает, но материнские платы с таким разъемом очень дороги. Нет никакой необходимости переплачивать за небольшое увеличение производительности.

У AMD имеются совместимые сокеты серии «+». Например, самые ходовые разъемы AM3+ подходят и для АМ3. Это позволяет расширить возможности усовершенствования CPU. Сокеты FM1 и FM2 были разработаны для ЦП AMD Fusion, которые обладают мощнейшей встроенной графикой, отличное решение для тех, кто не имеет желания тратить денежные средства на дискретную видеокарту.

Скорость передачи данных

Название этого
параметра говорит само за себя. Он
высчитывается по формуле:

тактовая частота
* разрядность = скорость передачи данных

Сделаем расчет
скорости передачи данных для 64 разрядной
системной шины, работающей на тактовой
частоте в 100 МГц.

100 * 64 = 6400 Мбит/сек6400
/ 8 = 800 Мбайт/сек

Но полученное
число не является реальным. В жизни на
шины влияет куча всевозможных факторов:
неэффективная проводимость материалов,
помехи, недостатки конструкции и сборки
а также многое другое. По некоторым
данным, разность между теоретической
скоростью передачи данных и практической
может составлять до 25%.

За работой каждой
шины следят специально для этого
предназначенные контроллеры. Они входят
в состав набора системной логики
(чипсет).