Что такое процессор и для чего он нужен

Как правильно выбрать процессор для ПК: 5 обязательных деталей

Некоторым людям интересно самостоятельно собрать себе компьютер или немного обновить уже собранный. Для того, чтобы получить то, что хочется, нужно учесть очень много мелочей. Выбор процессора — один из таких нюансов. Тем более, если нужно отдельно купить именно эту деталь к старому компьютеру и сопоставить с уже установленными компонентами. Поэтому стоит разобраться, чтобы не переплатить лишнего и понять, какой процессор лучше.

Если разбирать физическое строение ЦП, то оно является довольно простым:

1. Крышка, которая защищает внутренний кристалл и другие элементы;
2. Само ядро;
3. Подложка, к которой крепятся все детали;
4. Кэш-память;
5. Сокет — разъем, которым процессор крепится к материнке; : всегда есть у Интел и не всегда — в процессорах от АМД.

В зависимости от модели и изготовителя это комплектующее различается по мощности, разрядности, сокету. Поэтому выбирать процессор нужно так, чтобы он подошел в первую очередь к материнской плате, и уже затем — по характеристикам.

Процессор — что это

Процессор называют мозгом компьютера. И не зря, ведь он обеспечивает беспрерывную работу всего механизма. Процессор можно сравнить с сердцем в человеческом организме: пока он функционирует, работать будут другие составляющие системного блока и подключенные к нему внешние устройства.

С его помощью обрабатывается программный код, работает операционная система и устанавливаемые приложения. Чем выше скорость процессора, тем быстрее работает компьютер.

Википедия гласит, что процессор — это главная часть аппаратного обеспечения ПК, которое отвечает за исполнение кода программ, обрабатывает поток данных, регулирует работу частей системы.

Внешне он выглядит как небольшая пластинка квадратной формы и имеет толщину в несколько миллиметров. Настольные версии устройств прикрываются металлической крышкой, а в нижней части процессора находится много контактов.

Кроме привычного термина «процессор», встречаются также такие варианты, как микропроцессор, центральный процессор (ЦП) и центральное процессорное устройство (ЦПУ).

Часто можно встретить обозначение CPU, что расшифровывается как «central processing unit» и переводится с английского как «центральное обрабатывающее устройство».

Отличия GPU от CPU

Для тех, кто озадачивается вопросом выбора ЦП, важно понимать разницу между GPU (графическое процессорное устройство) и CPU (центральное процессорное устройство).

CPU – это “мозг” компьютера. Он состоит из сотен тысяч транзисторов и обеспечивает всю работу системы. Без него ПК просто не сможет совершить ни одну задачу. Особенность ЦПУ заключается в том, что он задает скорость работы всех программ и может частично выполнять функции ГПУ.

Некоторые модели современных CPU имеют встроенное графическое ядро – его будет вполне хватать для базовых офисных программ и несложных игр. К тому же ИГП (интегрированные графические процессоры) более компактные, экономичные и энергоэффективные, что очень выгодно для компьютерных систем, ограниченных в размерах.

GPU – вид микропроцессоров, основной задачей которых является осуществление графических операций (рендеринга). Это своего рода центральный процессор, но с более узкой специализацией. В отличие от ЦП, ГП обладают более низкой тактовой частотой, но гораздо большим количеством шейдерных ядер. То есть за один такт GPU способен выполнить на несколько тысяч больше инструкций, чем CPU.

Хотя оба устройства являются главной “движущей силой” компьютера, они построены на разных архитектурах и предназначены для совершенно разных целей. ЦП решает широкий спектр задач, связанных с последовательными вычислениями, скоростью и эффективностью их выполнения. ГП в свою очередь заточен под работу с визуализацией.

Отталкиваясь от назначения вашего ПК, определите, нужен ли вам отдельный графический процессор (видеокарта) или достаточно будет интегрированной графики.

Какой процессор купить для игр

Для игр лучшим выбором остаются процессоры Intel. Никто не говорит, что они более выгодны – они просто мощнее. Это факт, с которым невозможно спорить, и это подтверждают многочисленные испытания. Можно было бы на этом закончить и сказать – купи мощнейший и самый дорогой процессор Intel. Но мы, в соответствии с нашим девизом, хотим принять разумный выбор. Поэтому мы не укажем одну конкретную модель (рекомендуемые процессоры находятся ниже), а параметры, которыми такой процессор должен обладать.

На данный момент для игр достаточно 4 ядер – выше этого значения увеличение производительность довольно сомнительное, конечно, всё чаще приходится слышать, что это может измениться, поэтому рекомендуем выбрать процессор, по крайней мере, на 6 ядер, например, Intel Core i5-8600K.

Базовая тактовая частота процессора не должна быть меньше, чем 3.0 Ггц. А если говорить о кэш-памяти, то это должно быть не менее 6-8 МБ.

Большинство настольных компьютеров для игр имеет внешние видеокарты, но может случиться, что это будет бюджетная конструкция. В таком случае, лучшим выходом будут процессоры AMD Ryzen с графикой Radeon Vega 8 и, возможно, процессор Athlon 220GE, который превосходит интегрированную графику процессоров Intel.

Разрядность процессора (32/64 бит)

Бит представляет собой краткую форму двоичного разряда, представленную 0 или 1, поскольку компьютер хранит и производит операции посредствам именно этих двоичных цифр. Следовательно, напрашивается вывод, что у 32-битных процессоров имеется возможность представить числа от нуля до двух в 32-й степени, тогда как 64-х битные процессоры могут представить числа от нуля до двух в 64-й степени. Путем нехитрых подсчетов можно прикинуть, что 64-битные процессоры обрабатывают больший диапазон чисел, нежели 32-разрядные процессоры.

Термин разрядность процессора включает в себя понятие ширины шины данных, являющейся кабелем, передающим информацию из памяти ПК в процессор. Шина данных в 64-битном процессоре способна передать больший объем информации, чем шина в 32-разрядном процессоре, потратив на это одинаковое количество времени.

Фирменные технологии.

впервые технология была применена в процессорах Pentium 4, но работала не всегда корректно и зачастую больше тормозила процессор, чем ускоряла. Причиной был слишком длинный конвейер и не доведённая до ума система предсказания ветвлений. Применяется компанией Intel , аналогов технологии пока нет, если не считать аналогом то? что реализовали инженеры компании AMD в архитектуре Bulldozer.

Принцип системы таков, что на каждое физическое ядро, создаётся по два вычислительных потока, вместо одного. То есть, если у вас 4-х ядерный процессор с HT ( Core i 7), то виртуальных потоков у вас 8.

Прирост производительности достигается за счёт того, что в конвейер могут поступать данные уже в его середине, а не обязательно сначала. Если какие то блоки процессора, способные выполнить это действие простаивают, они получают задачу к выполнению. Прирост производительности не такой как у настоящих физических ядер, но сопоставимый(~50-75%, в зависимости от рода приложения). Довольно редко бывает, что в некоторых приложениях, HT отрицательно влияет на производительность. Связано это с плохой оптимизацией приложений под данную технологию, невозможность понять, что присутствуют потоки «виртуальные» и отсутствие ограничителей для нагрузки потоков равномерно.

Turbo Boost – очень полезная технология, которая увеличивает частоту функционирования наиболее используемых ядер процессора, в зависимости от уровня их загруженности. Очень полезна тогда, когда приложение не умеет использовать все 4 ядра, и загружает только одно или два, при этом их частота работы повышается, что частично компенсирует производительность. Аналогом данной технологии у компании AMD, является технология Turbo Core.

SSE , 3 dnow ! инструкции. Предназначены для ускорения работы процессора в мультимедиа вычислениях (видео, музыка, 2D/3 D графика и т.д.), а так же ускоряют работу таких программ как архиваторы, программы для работы с изображениями и видео (при поддержке инструкций данными программами).

3 dnow ! – довольно старая технология AMD , которая содержит дополнительные инструкции по обработке мультимедиа контента, помимо SSE первой версии .

*А именно возможность потоковой обработки вещественных чисел одинарной точности.

Наличие самой новой версии – является большим плюсом, процессор начинает более эффективно выполнять определённые задачи при должной оптимизации ПО. Процессоры AMD носят похожие названия, но немного другие.

* Пример — SSE 4.1(Intel) — SSE 4A(AMD).

К тому же, данные наборы инструкций не идентичны. Это аналоги, в которых есть небольшие отличия.

Cool’n’Quiet, SpeedStep, CoolCore, Enchanced Half State(C1E) и т . д .

Данные технологии, при низкой нагрузке уменьшают частоту процессора, посредством уменьшения множителя и напряжения на ядре, отключения части КЭШа и т.д. Это позволяет процессору гораздо меньше греться и потреблять меньше энергии, меньше шуметь. Если понадобится мощность, то процессор вернётся в обычное состояние за доли секунды. На стандартных настройках Bios практически всегда включены, при желании их можно отключить, для уменьшения возможных «фризов» при переключении в 3D играх.

Некоторые из этих технологий, управляют скоростью вращения вентиляторов в системе. К примеру, если процессор не нуждается в усиленном отводе тепла и не нагружен, скорость вентилятора процессора уменьшается (AMD Cool’n’Quiet, Intel Speed Step).

Intel Virtualization Technology и AMD Virtualization .

Эти аппаратные технологии позволяют с помощью специальных программ запускать несколько операционных систем сразу, без какой либо сильной потери в производительности. Так же, её используют для правильной работы серверов, ведь зачастую, на них установлена далеко не одна ОС.

Execute Disable Bit и No eXecute Bit – технология, призванная защитить компьютер от вирусных атак и программных ошибок, которые могут вызвать крах системы посредством переполнения буфера.

Intel 64 , AMD 64 , EM 64 T – данная технология позволяет процессору работать как в ОС с 32-х битной архитектурой, так и в ОС с 64-х битной. Система 64 bit – с точки зрения выгоды, для рядового пользователя отличается тем, что в данной системе можно использовать более 3.25Гб оперативной памяти. В 32-х битных системах, использовать больший объём оперативной памяти не представляется возможным, из-за ограниченного объёма адресуемой памяти * .

Большинство приложений с 32-х bit архитектурой, можно запустить на системе с 64-х битной ОС.

* Что же поделать, если в далёком 1985 году, никто и подумать не мог о таких гигантских, по меркам того времени, объёмах оперативной памяти.

Процессор

Раз уж планирование будущей системы начинается с процессора, то им мы и откроем наш монументальный труд. Всю жизнь кристалл считался самым важным и дорогим элементом ПК, именно он определяет быстродействие системника, крутит музыку из Winamp, показывает фильмы, отображает буковки в Word, грузит ролики с YouTube и думает за ботов в Far Cry 3. Нам бы тут, конечно, нагнать интриги да сенсационно заявить, что враки все это, но не получится — так оно и есть.

Однако это не значит, что за возможность нормально играть надо готовить кругленькую сумму и покупать топовый Core i7, отнюдь. Производительность сегодняшних камней достигла такого уровня, что можно обойтись не только моделью среднего ценового диапазона, но и бюджетным вариантом. Главное знать, как выбирать и на что смотреть.

Первое, что делаем, — вспоминаем, есть ли у нас уже материнская плата и оставляем ли мы ее. При положительном ответе камень подбираем под нее. Лезть в интернет и изучать странички производителей необязательно. Достаточно взглянуть на название процессорного разъема (сокета) — это слот, куда вставляется ЦП. Что на кристалле, что на материнке записи в этой строке должны совпадать до последнего знака (к примеру, Socket LGA1155). Ошибемся — напильник не поможет: или искать новую плату, или идти на поклон к продавцу и просить поменять процессор.

Если чипсета еще нет, то забываем про сокет и сразу переходим к архитектуре. Ей предстоит управлять всеми делами в кристалле. При глупом «начальнике» часть ресурсов системы окажется не у дел, и мы потеряем в производительности. Попадется удачный экземпляр — все будут работать слаженно и без перерывов.

К сожалению, узнать о плюсах/минусах архитектуры только по названию невозможно. Поэтому основным критерием выбора должна стать дата выпуска. Прикинуть ее на глаз не выйдет, придется запоминать. Сегодня у Intel мы выбираем Ivy Bridge, у AMD — Piledriver. В будущем году ищем Intel Haswell и AMD Steamroller. Впрочем, если с именами беда, то свежесть модели можно определить по еще одному признаку — техпроцессу.

Измеряется он в нанометрах и указывает на то, по каким технологическим нормам создан кристалл. Современные представители делаются на лучших заводах, а значит, и техпроцесс у них наиболее продвинутый, то есть самый маленький. Почему меньше — лучше, объясняется просто.

Техпроцесс — это физический размер транзистора, базового элемента любой микросхемы. Соответственно, чем компактнее эти «кирпичики», тем больше их умещается на отведенной площади и быстрее идет работа. Тут, правда, надо оговориться, что действует аксиома только в пределах одной архитектуры, у разных поколений или компаний «условия труда» могут сильно отличаться.

К примеру, некоторые структуры предполагают встроенное видеоядро, которое также вписывается в строчку «количество транзисторов». Пока интегрированные видеокарты полезны в основном для ноутбуков, HTPC (мультимедийный центр) или офисных машин. Процессорные GPU тихие, и их производительности хватает для уверенной работы Windows и воспроизведения тяжелых Full HD-фильмов, но вот для игр в высоких разрешениях мощности ядер, увы, недостаточно.

Поддерживаемый тип памяти и ее параметры

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

Тип, частота: DDR3-1066/1333

Макс.объем: 32 GB

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.

В современных процессорах ,кэш разделен на три уровня:

• Кэш L1: 64 Кб x4
• Кэш L2: 256 Кб x4
• Кэш L3: 6 Мб

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.

Выводы

Итак, для того, чтобы выбрать производительный процессор, нужно:

• 1. Разобраться в его назначении. Процессор — это «мозг» компьютера. Чем он «прокаченней», тем быстрее и эффективнее работает «машина». Производством процессоров занимаются два игрока: Intel и AMD. Первые — законодатели мод, вторые умеют делать круто и бюджетно.
• 2. Изучить основные характеристики. К ним относятся параметры, которые влияют на производительность. В первую очередь, это количество и поточность ядер, а также тактовая частота. Во-вторых, кэш, его объем и количество уровней. Сокет определяет совместимость «материнки» и «проца».
• 3. Узнать о дополнительных «фишках». Стоит обратить внимание на поддержку памяти: лучше выбирать DDR3 и выше. Встроенная «видюха» и контроллер PCI Express улучшают работу. Энергопотребление позволяет подобрать адекватную систему охлаждения. Также на это влияют техпроцессы (транзисторы): чем они тоньше, тем меньше энергопотребление. «Процы» поставляются в двух комплектациях: боксовой и «голой». Первая дороже, но имеет расширенную гарантию за счет наличия заводских кулеров.

Теперь вы знаете, по каким критериям стоит оценивать компьютерный микропроцессор, а значит, сделаете правильный выбор. Удачных покупок!