Как на самом деле производят процессоры
Чтобы создать сверхмощный процессор, достаточно простого.
Песок. В наших компьютерах в буквальном смысле песок, вернее — составляющий его кремний. Это основной элемент, благодаря которому в компьютерах всё работает. А вот как из песка получаются компьютеры.
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».
Память
Для выполнения команды ядру нужно минимум два адреса: откуда взять исходные данные и куда их положить.
Всю необходимую информацию, то есть данные, инструкции и адреса процессор берёт из оперативной памяти. Оперативка очень быстрая, но современные процессоры быстрее. Поэтому чтобы сократить простои, внутри процессора всегда есть кэш память. На фото кэш — это зелёные блоки. Как правило ставят кэш трёх уровней, и в редких случаях четырёх.
Самая быстрая память — это кэш первого уровня, обозначается как L1 cache. Обычно он всего несколько десятков килобайт. Дальше идёт L2 кэш он уже может быть 0,5-1 мб. А кэш третьего уровня может достигать размера в несколько мегабайт.
Правило тут простое. Чем больше кэша, тем меньше процессор будет обращаться к оперативной памяти, а значит меньше простаивать.
В нашем процессоре кэша целых 8 мб, это неплохо.
Думаю тут всё понятно, погнали дальше.
Что такое сокет
Важным моментом, который нужно учитывать при выборе процессора, является то, для установки в сокет какого типа он предназначен.
Сокет (socket, разъем центрального процессора) – это щелевой или гнездовой разъём на материнской плате, в который устанавливается процессор. Каждый процессор можно установить только на материнскую плату с подходящим разъемом, имеющим соответствующие размеры, необходимое количество и структуру контактных элементов.
Каждый новый сокет разрабатывается производителями процессоров, когда возможности старых разъемов уже не могут обеспечить нормальную работу новых изделий. Для процессоров Intel длительное время использовался сокет LGA775 (процессоры Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium EE, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Celeron, Xeon серии 3000, Core 2 Quad). Затем были введены сокеты LGA1366, LGA1156, LGA1155 (процессоры i7, i5, i3) и др. Разъемы для процессоров от AMD за последние десятилетия также изменились — AM2, AM2+, AM3, AM4 и т.д. О более ранних сокетах, думаю, смысла вспоминать нет, поскольку компьютеры на их основе – уже раритет.
Важно. Если вы задумали модернизировать старый компьютер путем приобретения более производительного процессора, убедитесь, что по сокету он подойдет к вашей старой материнской плате. Иначе однозначно придется менять и ее. Но даже если по сокету процессор подходит, не факт что материнская плата будет с ним работать. Большое значение имеет также системная логика материнской платы («чипсет»). Нужно убедиться, что он поддерживает процессоры с такой архитектурой. Подробнее о разъеме центрального процессора и соответствующих чипсетах материнских плат можно узнать здесь.
Главные критерии выбора ЦП
Перед покупкой компьютера необходимо четко определить задачи, с которыми он должен справляться. Затем переходят к подбору компонентов, уделяя особое внимание подбору процессора.
При этом используют следующие критерии:
Производитель. Сегодня основными поставщиками CPU являются указанные выше компании Intel и AMD. С учетом перечисленных достоинств и недостатков устройств каждого бренда, опираясь на требования, предъявляемые к ПК, можно сделать выбор в пользу того или иного.
Серия. Каждый производитель выпускает линейки процессоров, которые могут обновляться и устаревать. Например, у AMD – K10, Bulldozer, Zen и другие, у Intel – Core, Xeon и прочие.
Архитектура. Определяет особенность внутреннего устройства микросхемы. При выборе чипов следует учитывать этот параметр, поскольку, например, процессоры Core i7 может существенно отличаться по производительности в зависимости от использованной архитектуры.
Сокет. Представляет собой гнездо для установки процессора на материнской плате. Необходимо убедиться, что выбранный процессор соответствует имеющейся материнской плате, иначе придется приобрести подходящую.
Тактовая частота. Характеризует число операций, которые может выполнить ЦП за единицу времени. Характеризуется следующими единицами – ГГц. Чем выше частота, тем лучше, но не всегда (обусловлено архитектурой, числом ядер, объемом кэша и прочими особенностями).
Число ядер. Параметр, характеризующий вычислительную мощность и способность выполнять сразу несколько сложных операций.
Потребление энергии и выделение тепла. Оба параметра измеряют в Вт. Параметры обуславливают выбор системы охлаждения.
Встроенная графика. Особенности описаны выше.
Что значит электронное и цифровое устройство
Рассмотрим устройство процессора компьютера. Сначала расшифруем отдельно прилагательные «электронное» и «цифровое».
Прилагательное «электронное» означает, что процессор компьютера работает на электрической энергии и все сигналы, которые обрабатываются этим устройством, являются электрическими.
Вместе с тем в радиоэлектронике электронные устройства делятся на 2 больших класса: аналоговые и цифровые.
Прилагательное «цифровое» означает, что процессор компьютера относится к классу цифровых, а не аналоговых устройств.
Упомянутые аналоговые устройства преобладали среди радиоэлектронной аппаратуры 20-30 лет назад. А появились они тогда, когда радиоинженеры научились записывать и передавать звук и изображение в виде аналоговых сигналов. Это были радиоприемники, телевизоры, магнитофоны и т.п.
Аналоговые устройства уступили пальму первенства лишь в конце прошлого века, когда развитие цифровых устройств привело к тому, что с помощью цифровых кодов научились записывать и передавать любую информацию, включая уже упомянутые звуки и изображения.
Цифровые сигналы в отличие от аналоговых в незначительной степени подвержены помехам и без искажения передаются на расстояния. Они лучше записываются, хранятся и не «портятся» со временем.
Производители CPU
На рынке есть два основных производителя центральных процессоров ― Intel и AMD.
Продукты Intel — дорогие, но имеют высокую производительность. Потребляют меньше энергии, следовательно меньше перегреваются. Имеют хорошую связь с оперативной памятью.
Продукты AMD значительно отстают от Intel, однако стоят дешевле. Они требуют много энергии и хуже взаимодействуют с оперативной памятью по сравнению с процессорами от Intel.
