Что такое процессор?

ЦП, пожалуй, самая известная часть компьютерного оборудования в мире, хотя и не всегда по правильным причинам. Нередко можно услышать, как люди называют весь компьютер или даже что-то вроде маршрутизатора «процессором». Фактически, один ЦП может поместиться на ладони, и это, пожалуй, самый важный компонент в любой компьютер. Вот все, что вам нужно знать о процессорах.

Мозг компьютера

Проще говоря, центральный процессор (или ЦП) — это мозг компьютера, компонент, который на самом деле думает. Для этого процессоры состоят из одного или нескольких ядер, каждое из которых может выполнять рабочие нагрузки. Процессорам также требуется доступ к памяти, в которой могут храниться данные, и чем быстрее эта память, тем быстрее могут выполняться задачи. В идеале ЦП получает данные из ОЗУ (что достаточно быстро и может хранить большое количество данных) или из его кеша (который является частью ЦП и работает быстро, но хранит лишь немного данных), а не с жесткого диска или SSD.

Как и практически все другие типы процессоров, ЦП могут быть разных разновидностей, известных как архитектуры с набором инструкций (или ISA), которые являются наиболее фундаментальным компонентом ЦП. Различия между двумя разными ISA часто настолько велики, что программы, работающие на одной ISA, скорее всего, не запустятся на другой. Даже ЦП, использующие одну и ту же ISA, могут использовать другую микроархитектуру, что является другим способом проектирования ЦП, хотя и не таким фундаментальным, как ISA. Разные микроархитектуры предлагают разные уровни производительности, эффективности и возможностей.

Вот что делает ЦП уникальным: он очень хорошо справляется с выполнением задач в последовательном, последовательном порядке, в отличие от выполнения многих задач параллельно или одновременно. Вот почему первые процессоры выпускались только с одним ядром, и даже спустя два десятилетия после дебюта первых двухъядерных процессоров. ЦП, большинство потребительских чипов предлагают восемь ядер или меньше, хотя ЦП для больших серверов обычно предлагают от 32 до 128 ядер. ядра. Разработчики ЦП сосредоточены на улучшении производительности каждого ядра за счет увеличения тактовой частоты или частоты. (объем работы или инструкций, выполняемых в секунду) и инструкций за такт, который зависит от микроархитектура.

Ландшафт процессоров и компаний, которые их разрабатывают

Хотя в мире существует множество разработчиков процессоров, я сосредоточусь только на самых крупных и важных из них; многие компании, производящие процессоры, производят чипы для электроники, такой как калькуляторы и промышленные машины, которые не очень интересны. Когда дело доходит до ПК, телефонов и центров обработки данных, игроков на удивление мало.

Сегодня основными компаниями являются Intel, AMD, Arm и RISC-V International. Вы все знаете Intel: это одна из старейших компьютерных компаний на планете. Intel изобрела x86 ISA, которую она делит с AMD, и эти две компании конкурируют с 90-х годов. Затем есть Arm, который поддерживает ARM ISA и предоставляет лицензии другим компаниям, таким как Apple, Samsung и Qualcomm, которые создают собственные процессоры ARM с более высокой производительностью по сравнению с обычными процессорами Arm. Ядра ARM. RISC-V International, напротив, позволяет любому использовать и модифицировать свой RISC-V ISA, который является открытым стандартом.

Intel и AMD, несмотря на то, что они являются старейшими из этих компаний, также являются одними из самых ограниченных и производят процессоры только для ПК и центров обработки данных. В какой-то момент Intel была вовлечена в рынок телефонов, но в конце концов отказалась от своих планов по захвату смартфонов. Напротив, Arm и ее партнеры приложили руку почти ко всему. Телефоны и смартфоны были традиционным оплотом процессоров ARM, но такие компании, как Amazon и Google внедряют ARM в ЦОД, а Apple и Qualcomm даже вступают в борьбу с Intel и AMD в ПК.

Однако RISC-V почти не присутствует на этих важнейших рынках и вместо этого набирает силу в основном в промышленных приложениях. Тем не менее, RISC-V International и ее партнеры планируют внедрить ISA на ПК, смартфоны и центры обработки данных, чтобы конкурировать с Intel, AMD и Arm. В ближайшие годы мы увидим, сможет ли RISC-V серьезно нарушить статус-кво, который не нарушался уже много лет.

Какое значение процессоры имеют для производительности вашего устройства

ЦП является одним из наиболее важных компонентов в таких устройствах, как ПК и смартфоны, будь то игры, производительность или выполнение повседневных задач, таких как просмотр Интернета или просмотр видео. Существует множество различных процессоров с различными комбинациями микроархитектур, ядер и количество и другие функции, поэтому невозможно дать полный обзор того, на что обращать внимание в спецификации лист. Если вы обычный пользователь и хотите купить отличный процессор, у меня есть несколько советов для вас.

Одна из самых важных вещей, которую нужно понять, это то, что наличие большего количества ядер не всегда означает более высокую производительность. Не все приложения будут использовать все ядра, а приложения, использующие много ядер, как правило, предназначены для создания контента, например для рендеринга видео или создания 3D-моделей. Неплохая идея получить современный процессор с большим количеством ядер, но вы часто можете найти более выгодное предложение, выбрав что-то с немного меньшим количеством ядер, если только вы не знаете, что вам нужны все возможные ядра.

Игры особенно сложны для ЦП, потому что высокая тактовая частота и большой объем кэш-памяти являются наиболее важными характеристиками процессора. отличный игровой процессор. Однако даже низкопроизводительный ЦП может работать так же, как высокопроизводительный ЦП, если вы выберете графические настройки, которые устанавливают более низкую частоту кадров. Например, один процессор может поддерживать только 90 кадров в секунду в такой игре, как Звездные войны Джедай: Выживший в то время как другой может работать со скоростью 120 кадров в секунду, но если вы играете со скоростью 60 кадров в секунду, оба процессора будут одинаково эффективны. Если вам подходят классические 60 кадров в секунду, даже дешевые процессоры справятся с этой задачей.

Наконец, если вы хотите получить лучшее представление о том, как будет работать процессор, вам придется прочитать несколько обзоров, и это относится к настольным компьютерам, ноутбукам и смартфонам. Вам придется просеять множество графиков и таблиц, полных чисел, но именно так вы поймете, какой процессор для чего лучше всего подходит. Спецификация никогда не расскажет вам всю историю, и вы никогда не должны принимать маркетинг за чистую монету. И не слишком беспокойтесь о том, чтобы получить идеальный процессор. Скорее всего, большинство чипов прекрасно подойдут для всего, что вы пытаетесь сделать.