Kas ir centrālais procesors?

CPU, iespējams, ir vispazīstamākā datoru aparatūra pasaulē, lai gan ne vienmēr pareizo iemeslu dēļ. Nereti tiek dzirdēts, ka cilvēki visu datoru vai pat kaut ko, piemēram, maršrutētāju, sauc par "CPU". Patiesībā a viens CPU var ietilpt jūsu plaukstā, un tas neapšaubāmi ir vissvarīgākais komponents jebkurā dators. Šeit ir viss, kas jums jāzina par centrālajiem procesoriem.

Datora smadzenes

Vienkārši sakot, centrālā procesora bloks (vai CPU) ir datora smadzenes, komponents, kas veic faktisko domāšanu. Lai īstenotu šo domāšanu, CPU sastāv no viena vai vairākiem kodoliem, no kuriem katrs var veikt darba slodzi. CPU ir nepieciešama arī piekļuve atmiņai, kurā var glabāt datus, un jo ātrāk šī atmiņa, jo ātrāk var paveikt uzdevumus. Ideālā gadījumā CPU iegūst datus no RAM (kas ir pietiekami ātrs un var uzglabāt lielu datu apjomu) vai no tās kešatmiņas (kas ir daļa no CPU un ir ātra, bet saglabā tikai nedaudz datu), nevis HDD vai SSD.

Tāpat kā praktiski visiem citiem procesoru veidiem, centrālajiem procesoriem var būt dažādas šķirnes, kas pazīstamas kā instrukciju kopas arhitektūra (vai ISA), kas ir CPU vissvarīgākā sastāvdaļa. Atšķirības starp diviem atšķirīgiem ISA bieži ir tik ekstrēmas, ka programmatūra, kas darbojas vienā ISA, visticamāk, nedarbojas citā. Pat CPU, kas izmanto vienu un to pašu ISA, var izmantot citu mikroarhitektūru, kas ir vēl viens CPU projektēšanas veids, taču tas nav tik būtisks kā ISA. Dažādas mikroarhitektūras piedāvā dažādus veiktspējas, efektivitātes un funkciju līmeņus.

Lūk, kas padara centrālo procesoru unikālu: tas ļoti labi spēj veikt uzdevumus sērijveidā, pēc kārtas, nevis paralēli vai vienlaicīgi. Tāpēc pirmie CPU bija tikai ar vienu kodolu un pat divas desmitgades pēc pirmā divkodolu debijas. CPU, lielākā daļa patērētāju mikroshēmu piedāvā astoņus vai mazāk kodolus, lai gan lielie serveru CPU parasti piedāvā no 32 līdz 128 serdeņi. CPU dizaineri koncentrējas uz katra kodola veiktspējas uzlabošanu, palielinot pulksteņa ātrumu vai frekvenci (darba vai instrukciju apjoms sekundē) un instrukcijas pulkstenim, kas ir atkarīgs no mikroarhitektūra.

CPU ainava un uzņēmumi, kas tos izstrādā

Lai gan pasaulē ir daudz CPU dizaineru, es koncentrēšos tikai uz lielākajiem un svarīgākajiem; daudzi CPU ražošanas uzņēmumi ražo mikroshēmas elektronikai, piemēram, kalkulatoriem un rūpnieciskām iekārtām, kas nav gluži interesanti. Runājot par personālajiem datoriem, tālruņiem un datu centriem, ir pārsteidzoši maz spēlētāju.

Mūsdienās lielākie uzņēmumi ir Intel, AMD, Arm un RISC-V International. Jūs visi zināt Intel: tas ir viens no vecākajiem datoru uzņēmumiem uz planētas. Intel izgudroja x86 ISA, ko tā koplieto ar AMD, un abi uzņēmumi ir konkurējuši kopš 90. gadiem. Pēc tam ir Arm, kas uztur ARM ISA un licencē to citiem uzņēmumiem, piemēram, Apple, Samsung un Qualcomm, kas rada pielāgotus ARM CPU ar labāku veiktspēju salīdzinājumā ar Arm parastajiem CPU ARM serdeņi. Turpretim RISC-V International ļauj ikvienam izmantot un modificēt savu RISC-V ISA, kas ir atvērtā standarta.

Neskatoties uz to, ka Intel un AMD ir vecākie no šiem uzņēmumiem, tie ir arī vieni no ierobežotākajiem un ražo tikai datoru un datu centru CPU. Intel vienā brīdī bija iesaistīts tālruņu tirgū, bet galu galā atteicās no saviem plāniem pārņemt viedtālruņus. Turpretim Arm un tā partneri iesaistās gandrīz visās lietās. Tālruņi un viedtālruņi ir bijuši tradicionālais ARM centrālo procesoru cietoksnis, taču tādi uzņēmumi kā Amazon un Google ievieš ARM datu centrā, un Apple un Qualcomm pat cīnās ar Intel un AMD datori.

Tomēr RISC-V šajā svarīgajā tirgū gandrīz nav sastopams, un tā vietā tas ir ieguvis vietu galvenokārt rūpnieciskos lietojumos. Tomēr RISC-V International un tā partneri plāno izmantot ISA datoros, viedtālruņos un datu centros, lai konkurētu ar Intel, AMD un Arm. Nākamajos gados mēs redzēsim, vai RISC-V nopietni izjauks status quo, kas nav traucēts daudzus gadus.

Ko CPU nozīmē jūsu ierīces veiktspējai

CPU ir viens no svarīgākajiem komponentiem tādās ierīcēs kā personālie datori un viedtālruņi neatkarīgi no tā, vai runa ir par spēlēm, produktivitāti vai ikdienišķām darbībām, piemēram, interneta pārlūkošanu vai videoklipu skatīšanos. Ir daudz, daudz dažādu CPU ar dažādām mikroarhitektūras un kodola kombinācijām skaitu un citas funkcijas, tāpēc nav iespējams sniegt pilnīgu pārskatu par to, kam jāpievērš uzmanība specifikācijā lapa. Ja esat parasts lietotājs un vēlaties iegādāties a lielisks CPU, Man jums ir daži padomi.

Viena no vissvarīgākajām lietām, kas jāsaprot, ir tas, ka vairāk kodolu ne vienmēr nozīmē lielāku veiktspēju. Ne visas lietojumprogrammas izmantos katru kodolu, un lietojumprogrammas, kas izmanto daudz kodolu, parasti ir paredzētas satura veidošanai, piemēram, videoklipu renderēšanai vai 3D modeļu izveidei. Nav slikta ideja iegādāties modernu centrālo procesoru ar daudziem kodoliem, taču bieži vien varat atrast labāku piedāvājumu, izvēloties kaut ko ar nedaudz mazāku kodolu skaitu, ja vien nezināt, ka jums ir nepieciešami visi iespējamie kodoli.

Jo īpaši spēlēšana ir sarežģīta darba slodze centrālajiem procesoriem, jo ​​lieli pulksteņa ātrumi un liela kešatmiņa ir vissvarīgākās funkcijas. lielisks spēļu CPU. Tomēr pat zemas klases CPU var darboties identiski augstākās klases centrālajam procesoram, ja izvēlaties grafikas iestatījumus, kas nosaka zemāku kadru nomaiņas ātrumu. Piemēram, viens CPU var būt spējīgs tikai 90 FPS tādā spēlē kā Zvaigžņu karu Džedi: izdzīvotājs kamēr cits var veikt 120 FPS, bet, ja spēlējat ar 60 FPS, abi CPU būs vienlīdz spējīgi. Ja jums ir labi ar klasisko 60 kadri/s, pat lēti CPU paveiks savu darbu.

Visbeidzot, ja vēlaties iegūt vislabāko priekšstatu par CPU darbību, jums būs jāizlasa dažas atsauksmes, un tas attiecas uz galddatoriem, klēpjdatoriem un viedtālruņiem. Jums būs jāizsijā daudz diagrammu un tabulu, kas ir pilnas ar skaitļiem, taču šādi jūs sapratīsit, kurš CPU kam ir vislabākais. Specifikāciju lapa nekad nestāstīs jums visu stāstu, un jums nekad nevajadzētu pieņemt mārketingu tikai pēc nominālvērtības. Un neuztraucieties pārāk daudz par mēģinājumu iegūt perfektu centrālo procesoru. Izredzes ir tādas, ka lielākā daļa žetonu darbosies lieliski neatkarīgi no tā, ko mēģināt darīt.