Що таке центральний процесор?

ЦП є, мабуть, найвідомішим комп’ютерним обладнанням у світі, хоча не завжди з правильних причин. Нерідко можна почути, як люди називають весь комп’ютер або навіть щось на зразок маршрутизатора «ЦП». Фактично, а один центральний процесор може поміститися у вашій долоні, і це, мабуть, найважливіший компонент у будь-якому комп'ютер. Ось усе, що вам потрібно знати про процесори.

Мозок комп'ютера

Простіше кажучи, центральний процесор (або CPU) — це мозок комп’ютера, компонент, який фактично виконує мислення. Для цього процесори складаються з одного або кількох ядер, кожне з яких може виконувати робочі навантаження. ЦП також потребують доступу до пам’яті, де можуть зберігатися дані, і чим швидше ця пам’ять, тим швидше можна виконувати завдання. В ідеалі ЦП отримує дані з оперативної пам’яті (яка досить швидка і може зберігати велику кількість даних) або з кешу (який є частиною ЦП і є швидким, але зберігає лише невелику кількість даних), а не з жорсткого диска або SSD.

Як і практично всі інші типи процесорів, ЦП можуть мати різні варіанти, відомі як архітектури набору інструкцій (або ISA), які є найбільш фундаментальним компонентом ЦП. Відмінності між двома окремими ISA часто настільки значні, що програмне забезпечення, яке працює на одній ISA, ймовірно, не працює на іншій. Навіть процесори, які використовують ту саму ISA, можуть використовувати іншу мікроархітектуру, інший спосіб розробки процесорів, хоча й не такий фундаментальний, як ISA. Різні мікроархітектури пропонують різні рівні продуктивності, ефективності та функцій.

Ось що робить центральний процесор унікальним: він чудово справляється з виконанням завдань у послідовному послідовному порядку, на відміну від виконання багатьох завдань паралельно або одночасно. Ось чому перші процесори з’явилися лише з одним ядром, і навіть через два десятиліття після дебюту першого двоядерного ЦП, більшість споживчих мікросхем пропонують вісім ядер або менше, хоча великі серверні ЦП зазвичай пропонують від 32 до 128 ядер ядер. Розробники ЦП зосереджені на покращенні продуктивності кожного ядра шляхом збільшення тактової частоти (обсяг роботи або інструкцій, виконаних за секунду) та інструкцій за годинник, що залежить від мікроархітектура.

Ландшафт процесорів і компаній, які їх розробляють

Хоча у світі є багато розробників процесорів, я зупинюся лише на найбільших і найважливіших з них; багато компаній з виробництва процесорів виготовляють чіпи для електроніки, як-от калькулятори та промислові машини, які не дуже цікаві. Коли мова заходить про ПК, телефони та центри обробки даних, гравців напрочуд мало.

Сьогодні найбільшими компаніями є Intel, AMD, Arm і RISC-V International. Ви всі знаєте Intel: це одна з найстаріших комп’ютерних компаній на планеті. Intel винайшла x86 ISA, яку вона поділяє з AMD, і дві компанії конкурують з 90-х років. Крім того, є Arm, яка підтримує ARM ISA та надає ліцензії на неї іншим компаніям, таким як Apple, Samsung і Qualcomm, які створюють спеціальні процесори ARM із кращою продуктивністю порівняно зі звичайними процесорами Arm ядра ARM. RISC-V International, навпаки, дозволяє будь-кому використовувати та змінювати його RISC-V ISA, який є відкритим стандартом.

Незважаючи на те, що Intel і AMD є найстарішими з цих компаній, вони також є одними з найбільш обмежених і виробляють процесори лише для ПК і центрів обробки даних. Колись Intel була залучена до ринку телефонів, але зрештою відмовилася від своїх планів поглинути смартфони. Натомість Arm та її партнери доклали руку майже до всього. Телефони та смартфони були традиційним оплотом процесорів ARM, але такі компанії, як Amazon і Google впроваджують ARM у центр обробки даних, а Apple і Qualcomm навіть ведуть боротьбу з Intel і AMD у ПК.

Однак RISC-V майже не представлений на цьому важливому ринку, натомість набирає переваги в промисловості. Тим не менш, RISC-V International та її партнери планують перенести ISA на ПК, смартфони та центри обробки даних, щоб конкурувати з Intel, AMD і Arm. У найближчі роки ми побачимо, чи збирається RISC-V серйозно порушити статус-кво, який не порушувався протягом багатьох років.

Що процесори впливають на продуктивність вашого пристрою

Центральний процесор є одним із найважливіших компонентів у таких пристроях, як ПК і смартфони, незалежно від того, чи йдеться про ігри, продуктивність чи виконання звичайних речей, як-от перегляд Інтернету чи перегляд відео. Існує багато-багато різних ЦП з різними комбінаціями мікроархітектур, ядра кількість та інші функції, тому неможливо дати повний огляд того, на що слід звернути увагу в специфікації лист. Якщо ви пересічний користувач і хочете придбати a чудовий процесор, у мене є для вас кілька порад.

Однією з найважливіших речей, яку слід розуміти, є те, що наявність більшої кількості ядер не завжди означає більшу продуктивність. Не всі програми використовуватимуть кожне ядро, а програми, які використовують багато ядер, як правило, призначені для створення вмісту, наприклад для відтворення відео чи створення 3D-моделей. Непогано придбати сучасний процесор із великою кількістю ядер, але часто можна знайти кращу пропозицію, вибравши щось із меншою кількістю ядер, якщо ви не знаєте, що вам потрібні всі можливі ядра.

Особливо ігри є складним робочим навантаженням для ЦП, оскільки високі тактові частоти та велика кількість кешу є найважливішими функціями в чудовий ігровий процесор. Однак навіть процесор низького класу може працювати так само, як і процесор високого класу, якщо вибрати параметри графіки, які встановлюють нижчу частоту кадрів. Наприклад, один процесор може мати лише 90 FPS у грі, подібній до Зоряні війни Джедай: Вижив в той час як інший може робити 120 FPS, але якщо ви граєте зі швидкістю 60 FPS, обидва процесори будуть однаковими. Якщо вас влаштовують класичні 60 FPS, навіть дешеві процесори зроблять цю роботу.

Нарешті, якщо ви хочете отримати найкраще уявлення про роботу процесора, вам доведеться прочитати деякі огляди, і це стосується настільних ПК, ноутбуків і смартфонів. Вам доведеться переглянути багато графіків і таблиць, наповнених цифрами, але це те, як ви зрозумієте, який ЦП для чого найкращий. Специфікація ніколи не розповість вам повної історії, і ви ніколи не повинні просто приймати маркетинг за чисту монету. І не турбуйтеся надто про те, щоб отримати ідеальний процесор. Швидше за все, більшість мікросхем добре працюватимуть для того, що б ви не намагалися зробити.