EntradaCómo funciona un procesador de computadora. ¿De qué está hecho un procesador?
Los principales dispositivos de la computadora "viven" en la unidad del sistema. Estos incluyen: placa base, procesador, tarjeta de video, RAM, disco duro. Pero fuera de él, generalmente sobre la mesa, también "viven" dispositivos informáticos no menos importantes. Tales como: monitor, ratón, teclado, altavoces, impresora.
En este artículo, veremos en que consiste la computadora cómo se ven estos dispositivos, qué función realizan y dónde están ubicados.
Unidad del sistema.
En la primera categoría analizaremos aquellos dispositivos, o también llamados componentes que se “esconden” en la unidad del sistema. Son los más importantes para su obra. Por cierto, puede mirar inmediatamente en la unidad del sistema. Esto no es difícil. Basta con desatornillar los dos tornillos en la parte posterior de la unidad del sistema y mover la cubierta hacia un lado, y luego veremos una vista de los dispositivos informáticos más importantes, en orden, que consideraremos ahora.
la placa base es placa de circuito impreso, que está diseñado para conectar los componentes principales de la computadora. Algunos de ellos, por ejemplo, un procesador o una tarjeta de video, se instalan directamente en el tarjeta madre en el enchufe previsto para este fin. Y la otra parte de los componentes, por ejemplo, un disco duro o una fuente de alimentación, se conecta a la placa base mediante cables especiales.
El procesador es un microchip y al mismo tiempo el "cerebro" de la computadora. ¿Por qué? Porque es el responsable de la ejecución de todas las operaciones. Cómo mejor procesador cuanto más rápido realice estas mismas operaciones, respectivamente, la computadora funcionará más rápido. El procesador, por supuesto, afecta la velocidad de la computadora, e incluso muy fuertemente, pero desde su disco duro, la tarjeta de video y la memoria RAM también dependerán de la velocidad de la PC. entonces lo mas potente procesador no garantiza una alta velocidad de la computadora si los demás componentes se han quedado obsoletos durante mucho tiempo.
3. Tarjeta de vídeo.
Una tarjeta de video, o de otro modo una tarjeta gráfica, está diseñada para mostrar imágenes en la pantalla de un monitor. También se instala en la placa base, en un conector especial PSI-Express. Con menos frecuencia, se puede integrar una tarjeta de video en la placa base, pero su potencia suele ser suficiente solo para aplicaciones de oficina y navegar por Internet.
La memoria RAM es una barra rectangular, similar a un cartucho de consolas de juegos antiguas. Está destinado al almacenamiento temporal de datos. Por ejemplo, almacena el portapapeles. Copiamos algo de texto en el sitio e inmediatamente entró en la memoria RAM. Información sobre ejecutar programas, el modo de suspensión de la computadora y otros datos temporales se almacenan en la RAM. Una característica de la memoria RAM es que los datos que contiene se eliminan por completo después de apagar la computadora.
Un disco duro, a diferencia de la memoria RAM, está diseñado para el almacenamiento a largo plazo de archivos. De otra forma se llama Winchester. Almacena datos en placas especiales. También recientemente ha habido una proliferación unidad SSD y.
Sus características incluyen alta velocidad, pero inmediatamente hay un inconveniente: son caros. Un disco SSD de 64 GB te costará lo mismo que un disco duro de 750 GB. Imagínese cuánto costará un SSD para varios cientos de gigabytes. ¡Guau, guau! Pero no te enojes, puedes comprar una unidad SSD de 64 GB y usarla de la forma disco del sistema, es decir, instalar Windows en él. Dicen que la velocidad de trabajo aumenta varias veces. El sistema se inicia muy rápido, los programas vuelan. Estoy planeando cambiar a un SSD y mantener mis archivos regulares en un disco duro tradicional.
Se necesita una unidad de disco para trabajar con discos. Aunque ya se usa con mucha menos frecuencia, sin embargo, en computadoras estacionariasél no ha interferido todavía. Como mínimo, una unidad será útil para instalar el sistema.
6. Sistemas de refrigeración.
El sistema de refrigeración son los ventiladores que enfrían los componentes. Por lo general, se instalan tres o más enfriadores. Asegúrese de tener uno en el procesador, uno en la tarjeta de video y otro en la fuente de alimentación, y luego a pedido. Si algo está caliente, es deseable que se enfríe. También se instalan ventiladores. unidades de disco duro y en el cuerpo mismo. Si el enfriador de la caja está instalado en el panel frontal, entonces recibe calor y los enfriadores instalados en el compartimiento trasero suministran aire frío al sistema.
La tarjeta de sonido emite sonido a los altavoces. Por lo general, está integrado en la placa base. Pero sucede que se rompe y, por lo tanto, se compra por separado, o inicialmente la calidad del propietario de la PC estándar no está satisfecha y compra otro sistema de sonido. En general, la tarjeta de sonido también tiene derecho a estar en esta lista de dispositivos de PC.
La fuente de alimentación es necesaria para que todos los dispositivos informáticos anteriores funcionen. Proporciona a todos los componentes la cantidad necesaria de electricidad.
8. Vivienda
Y para que la placa base, el procesador, la tarjeta de video, la memoria RAM, el disco duro, la unidad de disquete, tarjeta de sonido, la fuente de alimentación y quizás algunos componentes adicionales tuvieron que colocarse en algún lugar, necesitamos un estuche. Allí, todo está perfectamente instalado, retorcido, conectado y comienza la vida cotidiana, desde el encendido hasta el apagado. La temperatura requerida se mantiene en el estuche y todo está protegido contra daños.
Como resultado, obtenemos una unidad de sistema completa, con todos dispositivos esenciales computadora necesaria para su funcionamiento.
Periféricos.
Bueno, para comenzar a trabajar completamente en una computadora y no mirar la unidad del sistema "zumbido", necesitamos Periféricos. Estos incluyen aquellos componentes de la computadora que están fuera de la unidad del sistema.
El monitor en sí es necesario para ver con qué estamos trabajando. La tarjeta de video envía la imagen al monitor. Se conectan entre sí con un cable VGA o HDMI.
El teclado está diseñado para ingresar información, bueno, por supuesto, qué tipo de trabajo sin un teclado completo. Escriba texto, juegue juegos, navegue por Internet y en cualquier lugar donde necesite un teclado.
3. Ratón.
Se necesita el ratón para controlar el cursor en la pantalla. conducirlo adentro lados diferentes, haga clic, abra archivos y carpetas, llame Varias funciones Y mucho más. Como sin teclado, sin mouse, en ninguna parte.
4. Altavoces.
Los altavoces se necesitan principalmente para escuchar música, ver películas y jugar. Quién más hoy en día usa columnas más que los usuarios comunes las reproducen diariamente en estas tareas.
Se necesita una impresora y un escáner para imprimir y escanear documentos y todo lo que se necesita en el campo de la impresión. O MFP, dispositivo multifuncional. Será útil para todos aquellos que a menudo imprimen, escanean, hacen fotocopias y hacen muchas otras tareas con este dispositivo.
En este artículo, solo revisamos brevemente los principales dispositivos informáticos, y en otros, los enlaces a los que ve a continuación, consideraremos en detalle todos los más populares periféricos, así como los componentes que forman parte de la unidad del sistema, es decir, los componentes.
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La unidad central de procesamiento es el cerebro y el corazón de la computadora.
El procesador de textos en sí proviene del verbo inglés procesar, que, traducido al ruso, sonará como proceso. En un sentido general, este término se refiere a un dispositivo o conjunto de programas que se utilizan para realizar operaciones computacionales o procesar una matriz de datos o un proceso.
En una computadora personal, el procesador realiza la función del "cerebro", siendo el microcircuito principal que se requiere para el funcionamiento correcto y sin problemas de la PC. La CPU controla todos los dispositivos internos y periféricos.
PARA TU INFORMACIÓN:
muy a menudo, el procesador se denota con la abreviatura inglesa CPU. Significa Unidad Central de Procesamiento, o unidad central de procesamiento.
Externamente, el procesador es una placa cuadrada pequeña, cuya parte superior está cubierta con una cubierta de metal que sirve para proteger los chips, y la superficie inferior está llena de una gran cantidad de contactos. Es con este lado que el procesador se instala en un conector o zócalo especial ubicado en la placa base. La CPU, o unidad central de procesamiento, es la parte más importante de una computadora moderna. Sin un comando emitido por la CPU, no se realiza ni la operación más simple, por ejemplo, sumar dos números o escribir un byte de información.
La CPU está instalada en una ranura especial en la placa base
Cómo funciona el procesador
El principio de funcionamiento del procesador es el procesamiento secuencial. diferentes operaciones. Ocurren muy rápidamente, los principales son:
- Cuando inicia cualquier proceso que consiste en ejecutar código de programa, el bloque de control de la CPU extrae todos los datos necesarios y un conjunto de operandos necesarios para la ejecución. A continuación, se envía al búfer o memoria caché.
- A la salida del caché, todo el flujo de información se divide en dos categorías: instrucciones y valores. Se redireccionan a las ubicaciones de memoria apropiadas, que se denominan registros. La primera categoría se coloca en los registros de instrucciones, la segunda categoría, en los registros de datos.
- La información en los registros de memoria es procesada por la unidad lógica aritmética. Esta es una de las partes de la CPU que se requiere para realizar operaciones aritméticas y lógicas.
- Los resultados de los cálculos se dividen en dos flujos: completos y sin terminar, que, a su vez, se envían de vuelta al caché.
- Una vez finalizado el ciclo de cálculo, el resultado final se escribe en la RAM. Esto es necesario para liberar espacio en el búfer, que es necesario para nuevas operaciones computacionales. Cuando la memoria caché está llena, todos los procesos inactivos se mueven a la RAM o al nivel inferior.
PARA TU INFORMACIÓN:
memoria intermedia se divide virtualmente en dos partes - inferior y nivel superior. Los procesos activos están en el "piso" superior y las operaciones sin importancia se mueven al nivel inferior. Si es necesario, el sistema utiliza las capas inferiores de información, el resto del tiempo los datos no están involucrados. Este enfoque permite que el procesador use todos los recursos para la operación actual.
Esquema simplificado del procesador central.
¿De qué está hecho un procesador?
Para comprender cómo funciona la CPU, debe comprender en qué partes se compone. Los componentes principales del procesador son:
- La cubierta superior, que es una placa de metal que realiza las funciones de protección del contenido interno y eliminación de calor.
- Cristal. Esta es la parte más importante de la CPU. El cristal está hecho de silicio y contiene una gran cantidad de diminutos microcircuitos.
- Sustrato de textolita, que sirve almohadilla. Todas las partes de la CPU están conectadas a él y se ubican los contactos a través de los cuales se lleva a cabo la interacción con el resto del sistema.
La cubierta superior está asegurada con un sellador adhesivo que puede soportar altas temperaturas y se usa pasta térmica para cerrar el espacio dentro del procesador ensamblado. Después de la solidificación, forma una especie de "puente", que es necesario para garantizar la salida de calor del cristal.
Las partes principales de la CPU: cubierta, troquel y pad
¿Qué es un núcleo de procesador?
Si la unidad central de procesamiento en sí puede llamarse el "cerebro" de la computadora, entonces el núcleo se considera la parte principal de la CPU. El núcleo es un conjunto de chips ubicados sobre una plataforma de silicio, cuyo tamaño no supera el centímetro cuadrado. El conjunto de elementos lógicos microscópicos a través de los cuales se diagrama de circuito obra se llama arquitectura.
Algunos detalles técnicos: en los procesadores modernos, el núcleo se une a la plataforma del chip mediante un sistema de "flip-chip"; tales uniones proporcionan la máxima densidad de conexión.
Cada núcleo consta de un cierto número de bloques funcionales:
- bloque de interrupción, que es necesario para cambiar rápidamente entre tareas;
- unidad de generación de instrucciones, responsable de recibir y enviar comandos para su posterior procesamiento;
- bloque de decodificación, que se necesita para procesar los comandos entrantes y determinar las acciones requeridas para esto;
- bloque de control, que se ocupa de la transferencia de instrucciones procesadas a otras partes funcionales y coordinación de carga;
- los últimos son ejecutar y guardar bloques.
El núcleo del procesador es la placa más pequeña en la que se encuentran los elementos de trabajo.
¿Qué es un zócalo de CPU?
El término socket se traduce de en Inglés como "jack" o "conector". Para computadora personal este término se refiere simultáneamente directamente a la placa base y al procesador. El zócalo es donde se conecta la CPU. Se diferencian entre sí en características tales como el tamaño, la cantidad y el tipo de contactos, características de la instalación de refrigeración.
Los dos mayores fabricantes de procesadores, Intel y AMD, han estado librando una guerra de marketing de larga data, cada uno ofreciendo su propio zócalo, adecuado solo para la CPU de su producción. El número en la marca de un enchufe en particular, por ejemplo, LGA 775, indica la cantidad de contactos o patas de contacto. También en términos tecnológicos, los enchufes pueden diferir entre sí:
- la presencia de controladores adicionales;
- la posibilidad de tecnología para soportar el núcleo de gráficos del procesador;
- rendimiento.
El enchufe también puede afectar siguientes parámetros trabajo de computacion:
- tipo de RAM compatible;
- frecuencia del bus FSB;
- indirectamente, a la versión PCI-e y al conector SATA.
Se requiere la creación de un zócalo especial para reparar el procesador central para que el usuario pueda actualizar el sistema y cambiar la CPU en caso de falla.
El zócalo del procesador es el zócalo para su instalación en la placa base.
Núcleo de gráficos en el procesador: qué es
Uno de los detalles de la CPU, además del propio núcleo principal, puede ser GPU. ¿Qué es y por qué se requiere el uso de dicho componente? Cabe señalar de inmediato que la incorporación de un núcleo de gráficos no es obligatoria y no está presente en todos los procesadores. Este dispositivo es necesario para realizar las funciones principales de la CPU en forma de resolución de problemas computacionales, así como soporte gráfico.
PARA TU INFORMACIÓN:
a veces puede encontrar la abreviatura IGP, que significa Integrated Graphics Processor o procesador de gráficos integrado. Esto significa que esta PC en particular utiliza una solución similar y es posible que no haya una tarjeta gráfica discreta disponible.
Las razones por las que los fabricantes utilizan tecnologías para combinar dos funciones en un solo núcleo son:
- consumo de energía reducido ya que los dispositivos más pequeños requieren menos costos de energía y enfriamiento;
- compacidad;
- reducción de costo.
El uso de gráficos integrados o integrados se ve con mayor frecuencia en computadoras portátiles o PC de bajo costo diseñadas para trabajo de oficina, donde no hay requisitos gráficos excesivos.
El núcleo de gráficos es un coprocesador de gráficos colocado en la CPU
Conceptos básicos de un procesador en informática
¿Qué son los hilos en un procesador?
Un hilo de ejecución en una CPU es la unidad de procesamiento más pequeña asignada por el kernel que se requiere para separar el código y el contexto de un proceso en ejecución. Puede haber varios procesos al mismo tiempo que utilizan recursos de la CPU al mismo tiempo. Hay un desarrollo original de Intel, que comenzó a usarse en modelos que comienzan con el procesador núcleo Intel i3, que se llama HyperThreading. Esta es una tecnología para dividir un núcleo físico en dos lógicos. Por lo tanto, el sistema operativo crea poder de cómputo adicional y aumenta los subprocesos. Resulta que solo el indicador de la cantidad de núcleos no será determinante, ya que en algunos casos los equipos con 4 núcleos pierden rendimiento frente a los que tienen solo 2.
El número de subprocesos se puede ver a través del administrador de tareas
¿Cuál es la tecnología de proceso en el procesador?
La tecnología de procesos en informática se refiere al tamaño de los transistores utilizados en el núcleo de la computadora. El proceso de fabricación de la CPU ocurre según el método de fotolitografía, cuando los transistores se graban en un cristal cubierto con una película dieléctrica bajo la acción de la luz. El equipo óptico utilizado tiene un indicador como la resolución. Esto será proceso tecnológico. Cuanto más alto es, más gran cantidad Los transistores pueden caber en un solo chip.
Reducir el tamaño del cristal contribuye a:
- reducción de la generación de calor y consumo de energía;
- rendimiento, porque al ahorrar tamaño físico el cristal se puede colocar en él un mayor número de elementos de trabajo.
La unidad de proceso es el nanómetro (10-9). La mayoría de los procesadores modernos se fabrican utilizando la tecnología de proceso de 22 nm.
PARA TU INFORMACIÓN:
un ejemplo es el procesador Intel Core i7 que, con un tamaño de matriz de 160 mm, contiene 1400 millones de elementos de trabajo.
El proceso técnico es un aumento en la cantidad de elementos de trabajo del procesador manteniendo su tamaño.
¿Qué es la virtualización de CPU?
La base del método es dividir la CPU en partes de invitado y monitor. Si se requiere cambiar del sistema operativo anfitrión al sistema operativo invitado, el procesador realiza automáticamente esta operación, manteniendo visibles solo los valores de registro que se requieren para una operación estable. Dado que el sistema operativo huésped interactúa directamente con el procesador, el trabajo máquina virtual será mucho más rápido.
Habilitar la virtualización es posible en Configuración del BIOS. La mayoría de las placas base y los procesadores de AMD no admiten la tecnología de creación de una máquina virtual mediante métodos de hardware. Aquí los métodos de software vienen en ayuda del usuario.
La virtualización está activada en BIOS
¿Qué son los registros del procesador?
El registro del procesador es un conjunto especial de circuitos electricos, que se refieren a la memoria ultrarrápida requerida por la CPU para almacenar los resultados de las operaciones intermedias. Cada procesador contiene una gran cantidad de registros, la mayoría de los cuales no están disponibles para el programador y están reservados para la ejecución de las funciones principales del kernel. Hay registros generales y especiales. El primer grupo está disponible para la circulación, el segundo lo utiliza el propio procesador. Dado que la velocidad de interacción con los registros de la CPU es mayor que el acceso en la RAM, los programadores los utilizan activamente para escribir productos de software.
Registros del procesador
Principales características técnicas del procesador.
¿Qué es la velocidad del reloj de la CPU?
Muchos usuarios han escuchado algo como la velocidad del reloj, pero no todos entienden completamente qué es. En términos simples, esta es la cantidad de operaciones que la CPU puede realizar en 1 segundo. La regla se aplica aquí: cuanto mayor sea la frecuencia del reloj, más productiva será la computadora.
La unidad de frecuencia del reloj es Hertz, que en términos físicos es una visualización del número de oscilaciones durante un período de tiempo determinado. La formación de oscilaciones de reloj se produce debido a la acción de un cristal de cuarzo, que se encuentra en el resonador del reloj. Después de aplicar voltaje, se producen oscilaciones. corriente eléctrica. Se transmiten al generador, que los convierte en pulsos que se envían a los buses de datos. La velocidad de reloj del procesador no es la única característica de la evaluación de la velocidad de la PC. También debe tener en cuenta la cantidad de núcleos y la cantidad de memoria intermedia.
Puede ver la frecuencia del reloj en el BIOS o usando un software especial
¿Qué es la velocidad del procesador?
Cada usuario del sistema operativo Windows, al instalar nuevos programas, se enfrentó a elegir una versión para el bitness del sistema. ¿Qué es la profundidad de bits de la CPU? En términos simples, este es un indicador, también llamado palabra de máquina, que muestra cuántos bits de información procesa la CPU en un ciclo de reloj. En los procesadores modernos, este indicador puede ser un múltiplo de 32 o 64.
PARA TU INFORMACIÓN:
por usuario ordinario la profundidad de bits determinará la cantidad máxima de RAM que admite el procesador. Para 32 bits es de 4 GB y para 64 bits el límite superior ya es de 16 TB.
La profundidad de bits puede ser de 32 y 64 bits
¿Qué es la aceleración de la CPU?
El estrangulamiento, o throttling, es un mecanismo de protección que se utiliza para evitar que la CPU se sobrecaliente o provoque fallas en el hardware durante el funcionamiento. La función está activa por defecto y se activa cuando la temperatura sube a un nivel crítico, que se establece para cada modelo específico fabricante de CPU. La protección se lleva a cabo reduciendo el rendimiento del kernel. Cuando la temperatura vuelva a la normalidad, la función se apagará automáticamente. Es posible cambiar a la fuerza la configuración de aceleración a través del BIOS. Es utilizado activamente por overclockers de CPU o overclockers, pero para usuario sencillo tales cambios están plagados de daños a la PC.
Cuando se exceden las temperaturas permitidas de la CPU, el sistema de protección, o throttling, se enciende automáticamente
Temperatura de la CPU y la tarjeta de video
Durante el funcionamiento del núcleo y otros elementos de la CPU se genera una gran cantidad de calor, por lo que las computadoras modernas utilizan potentes sistemas de refrigeración tanto para el procesador central como para los componentes principales de la placa base. Los programas exigentes que utilizan activamente la potencia de la CPU y la tarjeta de video (generalmente estos son juegos) cargan el procesador, lo que conduce a un rápido aumento de la temperatura. En este caso, la limitación está habilitada. Muchos fabricantes de tarjetas de video afirman que sus productos pueden funcionar normalmente incluso a 100°C. En realidad, la temperatura límite será la indicada en la documentación técnica.
PARA TU INFORMACIÓN:
las tarjetas de video y los procesadores potentes funcionan a velocidades de reloj más altas, lo que conduce a una mayor disipación de calor. Por lo tanto, requieren una refrigeración mejorada.
autocontrol régimen de temperatura Puede usar un software de monitoreo especial (AIDA64, GPU Temp, Speccy). Si hay una desaceleración durante el trabajo o el juego, es probable que la temperatura haya subido a un nivel crítico y la protección haya funcionado automáticamente.
Puede monitorear de forma independiente la temperatura de la CPU y la tarjeta de video usando un software especial
¿Qué es turbo boost en un procesador?
Turbo Boost es una tecnología patentada de Intel que se utiliza en las primeras tres generaciones de procesadores Intel Core i5 e i7. se aplica para aceleracion de hardware Trabajo de la CPU durante un tiempo determinado. Usando la tecnología, el procedimiento de overclocking se lleva a cabo teniendo en cuenta todos los parámetros importantes: intensidad de corriente, temperatura, voltaje, estado del sistema operativo, por lo que es completamente seguro para la computadora. El aumento de la velocidad del procesador es temporal y dependerá del tipo de carga de trabajo, la cantidad de núcleos y la configuración de la plataforma. Además, cabe señalar que la tecnología solo es compatible sistemas operativos Windows 7 y 8.
La tecnología patentada de Intel le permite lograr una mejora temporal en el rendimiento de la computadora
tipos de procesadores
En total, se acostumbra distinguir 5 tipos principales de procesadores en una computadora:
- Buffer. Este es un coprocesador que se requiere para el procesamiento previo de la información entre los periféricos y la CPU.
- preprocesador. En esencia, este es un procesador similar al anterior, cuyo propósito es el procesamiento intermedio de datos.
- CISC. Una CPU fabricada por Intel, que se diferencia de la habitual en un mayor conjunto de instrucciones.
- RISC. Una versión alternativa de CISC que tiene un número reducido de comandos. La mayoría de los principales fabricantes de procesadores trabajan en una combinación de dos variedades (CISC y RISC), lo que aumentará la potencia y la velocidad del núcleo.
- clones. Estos son procesadores producidos por fabricantes medianos bajo licencia o completamente pirateados.
Los modelos y fabricantes más populares.
El mercado de los microprocesadores está dividido por dos grandes fabricantes, Intel y AMD, que han estado luchando sin descanso a lo largo de su existencia. Cada empresa ofrece sus propias soluciones listas para usar. La elección de un modelo concreto es una decisión subjetiva del usuario final, ya que cada fabricante ofrece una amplia gama de modelos, que tiene tanto opciones de presupuesto y las mejores CPU para juegos.
Los modelos Intel Core i3, i5 e i7 han ganado la mayor popularidad en la línea de procesadores de Intel. Dependiendo de la modificación, se pueden usar tanto en PC para juegos como en máquinas de oficina. AMD tiene uno de los mejores procesadores de la serie Ryzen, demostrando un buen rendimiento. La serie Athlon todavía se encuentra, pero ya está archivada. Para un usuario poco exigente, los procesadores de la serie A de AMD son adecuados.
AMD e Intel son los dos más grandes compañías para la producción de procesadores
¿Qué es el scalping de CPU?
El scalping del procesador es el proceso de quitar la cubierta para reemplazar la pasta térmica. Este procedimiento es uno de partes constituyentes overclocking o puede ser necesario para reducir la carga en el hardware de la CPU.
El procedimiento en sí es:
- quitando la cubierta;
- quitar pasta térmica vieja;
- limpiar el cristal;
- aplicar una nueva capa de pasta térmica;
- cerrando la tapa.
Al realizar el procedimiento, se debe tener en cuenta el hecho de que un movimiento incorrecto puede provocar una falla del procesador. Por lo tanto, es mejor confiar este evento a profesionales. Si finalmente se toma la decisión de arrancar el cuero cabelludo en casa, se puede recomendar comprar un dispositivo especial en forma de abrazadera de CPU, que facilitará la extracción de la cubierta sin dañar el cristal.
Cómo overclockear un procesador
El overclocking, o el overclocking de la CPU, puede valer la pena si tiene hardware obsoleto y no tiene los fondos para comprar una piedra nueva. Por lo general, el procedimiento le permite obtener un aumento de rendimiento del 10 al 20%. Hay dos métodos para el overclocking: aumentando la frecuencia del FSB o aumentando el multiplicador del procesador. computadoras modernas, regla general, vienen con un multiplicador bloqueado, por lo que la forma más accesible es cambiar la frecuencia del bus del sistema.
El overclocking del procesador se realiza aumentando la frecuencia del bus o el multiplicador del procesador
Consejos básicos de overclocking:
- No se recomienda tocar el poder del núcleo en ausencia de experiencia.
- El aumento del indicador de frecuencia debe realizarse en etapas, aumentando a la vez en no más de 100 MHz.
- Controle la temperatura, ya que la disipación de calor aumenta a medida que aumenta la frecuencia.
- Al decidir aumentar la potencia del núcleo, el paso es de 0,05 V, mientras que el límite máximo no debe exceder los 0,3 V, de lo contrario, es probable que la CPU falle.
- Después de cada aumento, se requiere probar la estabilidad del trabajo. A la primera falla, se debe detener la aceleración.
PARA TU INFORMACIÓN:
si se observa un funcionamiento estable al alcanzar la frecuencia máxima, pero se observa un calentamiento excesivo, en este caso, es necesario estudiar completamente el funcionamiento del sistema de enfriamiento de la PC.
Puede simplificar el proceso de overclocking mediante el uso de programas especiales que controlan de forma independiente los principales parámetros afectados por el overclocking.
El procesador es el corazón de su PC. Es aquí donde tiene lugar la administración de todos los procesos de la máquina. La calidad de toda la computadora depende de la eficiencia con la que funcionará este bloque. Esto significa que su confianza y tranquilidad dependen completamente de la elección del relleno de alta calidad de una computadora de hardware.
Si tiene preguntas para nuestros expertos, puede dejarlas a continuación.
Hola queridos lectores. Hoy te mostraremos en qué consiste el procesador por dentro. Muchos usuarios, por supuesto, han tenido experiencia con la instalación de un procesador en una placa base, pero no mucha gente sabe cómo se ve desde adentro. Intentaremos explicarte en un lenguaje bastante simple que sea comprensible, pero al mismo tiempo sin omitir los detalles. Antes de comenzar a hablar sobre los componentes del procesador, puede familiarizarse con el muy curioso prototipo ruso Elbrus aquí.
Muchos usuarios creen que el procesador se ve exactamente como se muestra en la imagen.
Sin embargo, este es el conjunto completo, que consta de partes más pequeñas y vitales. Veamos en qué consiste el procesador por dentro. El procesador incluye:
En la figura anterior, el número 1 muestra una cubierta protectora que brinda protección mecánica contra el polvo y otras partículas pequeñas. La cubierta está hecha de un material que tiene un alto coeficiente de conductividad térmica, lo que le permite absorber el exceso de calor del cristal, lo que garantiza un rango de temperatura normal para el procesador.
El número 2 muestra el "cerebro" del procesador y la computadora en su conjunto: este es un cristal. Es él quien se considera el elemento más "inteligente" del procesador, que realiza todas las tareas que se le asignan. Puede ver que se aplica un microcircuito al cristal en una capa delgada, que proporciona el funcionamiento especificado del procesador. En la mayoría de los casos, los cristales del procesador están hechos de silicio: esto se debe al hecho de que este elemento tiene enlaces moleculares bastante complejos que se utilizan en la formación de corrientes internas, lo que garantiza la creación. procesamiento de subprocesos múltiples información.
El número 3 muestra una plataforma de textolita, a la que se unen todo lo demás: un cristal y una tapa. Esta plataforma también juega el papel de un buen conductor, que proporciona un buen contacto eléctrico con el cristal. Sobre el reverso plataformas para aumentar la conductividad eléctrica hay muchos puntos hechos de metales preciosos (a veces incluso se usa oro).
Así es como se ven los puntos conductores en un procesador Intel.
La forma de los contactos depende del zócalo que se encuentre en la placa base. También sucede que, en lugar de los puntos en la parte posterior de la plataforma, puedes ver pines que realizan el mismo papel. Por regla general, para los procesadores de la familia Intel, los pines se encuentran en la propia placa base. En este caso, los puntos se ubicarán en el sustrato (también conocido como plataforma). Para la familia de procesadores AMD, los pines están ubicados directamente en el sustrato. Tales procesadores se ven así.
Ahora considere el método de fijación de todos los detalles. Para que la cubierta quede firmemente sujeta al sustrato, se "asienta" con un adhesivo-sellador especial, que es resistente a altas temperaturas. Esto permite que la estructura esté en un enlace permanente sin violar su integridad.
Para evitar que el cristal se sobrecaliente, se le aplica una junta especial 1, encima de la cual, a su vez, se aplica pasta térmica 2, lo que garantiza una eliminación eficiente del calor a la cubierta. La cubierta también está "lubricada" desde el interior con pasta térmica.
Veamos ahora cómo se ve un procesador de doble núcleo. El núcleo es un cristal separado funcionalmente independiente, que se instala en paralelo sobre un sustrato. Se parece a esto.
Por lo tanto, 2 núcleos instalados uno al lado del otro aumentan la potencia total del procesador. Sin embargo, si ve 2 troqueles uno al lado del otro, esto no siempre significa que tiene un procesador de doble núcleo. En algunos zócalos, se instalan 2 cristales, uno de los cuales es responsable de la parte aritmético-lógica y el otro del procesamiento de gráficos (una especie de procesador de gráficos incorporado). Esto ayuda en los casos en que tiene una tarjeta de video incorporada, cuya potencia no es suficiente para hacer frente, por ejemplo, a algún juego. En casos tranquilos, la parte del león de los cálculos la asume la parte gráfica del procesador central. Así es como se ve el procesador con el núcleo de gráficos.
Entonces, amigos, descubrimos en qué consiste el procesador. Ahora ha quedado claro que todos los dispositivos que componen el procesador juegan un papel importante e indispensable para un trabajo de alta calidad. No olvide comentar los artículos de nuestro sitio, suscríbase a nuestro boletín y aprenda muchas cosas interesantes. ¡Tu opinión es importante para nosotros!
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¿Cómo es un procesador de computadora?
Hoy en día, cada uno de nosotros tiene su propia computadora personal, pero no siempre pensamos en lo complejo y multifacético que es esto. Cualquiera de los bloques del sistema contiene en su composición una especie de centro para todas las operaciones realizadas y los procesos actuales: este es un microprocesador. En qué consiste este elemento insustituible de cada computadora y por qué es necesario es el tema del artículo de hoy. Probablemente, muchos lectores se sorprenderán por el hecho de que el corazón de cualquier computadora consiste en las piedras más comunes, o mejor dicho, rocas.
Realmente es. Cada microprocesador contiene silicio, y este es el material del que se componen principalmente la arena e incluso las rocas de granito. Es de destacar que el primer microprocesador para una computadora personal se desarrolló hace casi medio siglo. El autor de este proyecto fue Marshian Edward Hoff en 1970, así como un equipo de sus pupilos de investigadores de Intel. Este procesador era bastante débil, ya que trabajaba a una frecuencia de 750 kHz. Si comparamos este microprocesador con los análogos modernos, perderá significativamente en su especificaciones técnicas. El hecho es que los microprocesadores modernos son miles de veces más potentes y antes de cuidar nuevo procesador para su computadora, sería bueno que primero se familiarice con las tareas que generalmente resuelve este elemento central de cualquier PC.
Existe la opinión errónea de que los procesadores modernos pueden pensar de forma independiente y, de hecho, esta opinión es errónea y no tiene una pizca de verdad. Cada procesador moderno se compone de enorme cantidad Los transistores son una especie de interruptores. Le permiten realizar solo una función: omitir más la señal recibida o detenerla. Cuál será la elección depende únicamente del voltaje del pulso de entrada.
¿De qué está hecho un microprocesador?
Si observa cualquier microprocesador con más detalle, no será difícil notar que contiene numerosos registros que son células de procesamiento de información. Para conectar la "piedra" del procesador con el resto de la computadora, se utiliza un bus de alta velocidad. Es a través de él que pequeñas señales electromagnéticas vuelan cada segundo. Esto es exactamente a lo que se reduce el principio de funcionamiento de cualquier microprocesador de una computadora o computadora portátil.
¿Cómo se organiza un microprocesador?
Cualquier microprocesador moderno tiene solo tres componentes básicos:
- Núcleo: es en este segmento donde la información se divide en ceros y unos;
- La memoria caché es una pequeña cantidad de almacenamiento de información dentro del microprocesador;
- El coprocesador es un centro cerebral único de cualquier computadora moderna, donde se llevan a cabo las operaciones más complejas. En el mismo componente del microprocesador, se realiza el trabajo con archivos multimedia.
Uno de los indicadores más importantes de cualquier microprocesador es su frecuencia de reloj. Es este parámetro el que indica cuántos ciclos puede realizar el procesador en un segundo. En cuanto a la potencia del microprocesador, depende en gran medida de todos los parámetros mencionados anteriormente.
Es de destacar que, relativamente recientemente, los microprocesadores se dedicaron al lanzamiento de cohetes y la operación de satélites, cuya potencia era cientos de veces menor que la de sus contrapartes actuales. Hoy en día, el tamaño de un solo transistor es de solo 22 nm y la capa del transistor es de 1 nm. Recuerda que 1 nm es el espesor de 5 átomos. Esperamos que este material le haya sido útil y haya permitido comprender cómo funcionan realmente los microprocesadores de las computadoras modernas. Como puede ver, los científicos han logrado un éxito considerable, como lo demuestra claramente computadoras modernas.
laboratorio-37.com
Características principales del procesador central
El procesador es un dispositivo de muy alta tecnología, se considera legítimamente el "cerebro" de cualquier computadora. En uno de los artículos anteriores, examinamos en detalle el dispositivo de la unidad central de procesamiento (CPU) de una computadora. Pero, como cualquier otro componente, el procesador central tiene muchos parámetros. Y hoy propongo considerar en detalle las características del procesador central.
Proceso tecnológico
Entonces, el proceso. Los procesadores modernos consisten en una gran cantidad de transistores colocados en un pequeño chip de silicio. Cuantos más transistores, más potente es el procesador. Se puede lograr una alta densidad de montaje debido a la estructura multicapa del chip procesador terminado. El proceso es muy similar a la fotolitografía (cuando se revela una película fotográfica, la luz pasa a través del negativo y crea una imagen en papel fotográfico).
Tecnologías modernas le permite crear transistores tan pequeños como 22 nanómetros e incluso más pequeños. A modo de comparación, el grosor de un cabello humano es de unos 50.000 nm. Con el tiempo, el proceso técnico solo disminuirá, lo que permitirá la creación de CPU aún más potentes, esta tendencia se puede ver ahora. Cuanto más pequeña sea la tecnología de proceso, más transistores se pueden colocar en un chip y más potente será el procesador al final, como este.
Arquitectura
La arquitectura define directamente el diseño interno del procesador (disposición del chip). Dentro de la misma arquitectura, los procesadores pueden tener varias caracteristicas: caché (más sobre eso a continuación), proceso de fabricación, etc. Por lo general, se dice que estos procesadores (con la misma arquitectura pero diferentes características) tienen diferentes núcleos. Tradicionalmente, las empresas de CPU dan núcleos varios nombres para facilitar la navegación.
Es de destacar que Intel utiliza nombres geográficos de lugares (montañas, ciudades, ríos) que se encuentran cerca del lugar de producción como denominación de sus desarrollos. Pero para AMD, esto no se notó...
Por ejemplo, la cpu de microarquitectura Intel Core se produjo con diferentes núcleos: Conroe, Merom, Kentsfield, Wolfdale, Yorkfield, etc. El núcleo del microprocesador determina sus 3 características más importantes: frecuencia de reloj, frecuencia de bus FSB y socket (conector). Además, los núcleos en sí se pueden mejorar muchas veces, esto se llama "revisiones" (pasos). En el proceso de tales mejoras, se corrigen fallas o debilidades en el diseño, se reducen la disipación de calor y el consumo de energía.
Núcleos
La cantidad de núcleos de cómputo es otra característica, cuanto mayor sea, mejor, respectivamente. Todas las empresas de fabricación de procesadores existentes han seguido el camino de aumentar la cantidad de núcleos colocados en un solo chip. Hasta la fecha, ya es difícil encontrar modelos con menos de dos núcleos. Multi-core: como una forma de mejorar el rendimiento, se reconoce como la dirección más prometedora en el desarrollo de procesadores.
Sin embargo, es importante entender que la eficiencia (rendimiento) de los núcleos varios modelos La CPU puede variar significativamente. Además, no todas las aplicaciones que existen hoy en día (especialmente las antiguas) están optimizadas para trabajar con múltiples núcleos, y por defecto pueden usar solo uno de ellos. Y dado que muchas CPU multinúcleo tienen una velocidad de reloj más baja por núcleo que los modelos de un solo núcleo, incluso se puede observar una degradación del rendimiento en tales aplicaciones.
Sin embargo, en la mayoría de los casos este problema se soluciona fácilmente instalando programa especial(Control de CPU, por ejemplo), que te permite forzar todos o varios núcleos específicos que eres libre de elegir. Por cierto, tuve un caso así cuando un cierto "Nfs Undercover", al parecer, en 2008 (cuando muchos ya tenían modelos de CPU de doble núcleo), se negó a trabajar con los 4 núcleos de mi intel core 2 quad q8400 y Usé solo uno de ellos, pero este programa arregló todo.
Antes de continuar, me gustaría hablar un poco sobre los principales fabricantes de microprocesadores centrales. Por extraño que parezca, solo hay 2 de ellos: Intel y AMD (al igual que los sticks Twix izquierdo y derecho). Y aunque estos dos gigantes, según diversas estimaciones, poseen alrededor del 92% de todos los procesadores producidos hasta la fecha, las participaciones de estas empresas en el mercado no son para nada iguales, como puede parecer: Intel posee alrededor del 75-80%. El 8% restante de los productos son CPU altamente especializadas, como para dispositivos móviles.
Recientemente, la participación de AMD en el mercado de microprocesadores ha aumentado y continúa creciendo, impulsada por las consolas de juegos. xbox uno y PlayStation 4, donde sus CPU se utilizan con éxito.
Dado que estamos hablando de núcleos, no sería superfluo mencionar algo como "multihilo". La cantidad de núcleos de procesador y la cantidad de subprocesos no tienen que coincidir. Por ejemplo, el famoso microprocesador intel Core i7 con tecnología "Hyper-Threading" tiene 4 núcleos integrados, pero se ejecuta en 8 subprocesos, lo que le da un rendimiento muy bueno, incluso mejor que el de algunos competidores de 6 núcleos.
El subprocesamiento múltiple, en el caso de la CPU moderna de 4 núcleos, estos son 8 subprocesos, le permite dividir condicionalmente el procesamiento de la aplicación en 2 partes, es decir, ambas partes de la aplicación son ejecutadas por todos los núcleos simultáneamente (en paralelo, si lo desea). ). Esta tecnología le permite aumentar significativamente el rendimiento en algunas aplicaciones específicas que están "afiladas", es decir, optimizadas para esta tecnología.
En el caso de aplicaciones antiguas, o simplemente no optimizadas para subprocesos múltiples, se puede observar el efecto contrario: una disminución en el rendimiento. Por lo tanto, el BIOS de la placa base proporciona una función para deshabilitar el hiperprocesamiento en el procesador cuando lo necesite. Los subprocesos múltiples serán muy útiles al renderizar videos o archivar una gran cantidad de datos.
Frecuencia de la CPU
La frecuencia de reloj del procesador es el número de operaciones (ciclos) por unidad de tiempo, y más concretamente, por segundo. Este parámetro va de la mano con otro nada menos característica importante- la frecuencia del bus FSB, que se discutirá un poco más abajo, y depende directamente de él. Cuanto mayor sea la frecuencia de la CPU, más productiva es, sin embargo, dicha dependencia solo se puede rastrear dentro de una "línea" (o de otra manera, gama de modelos, como, por ejemplo, todas las CPU Intel Core 2 quad), porque además de la frecuencia del reloj, una serie de otros parámetros afectan el rendimiento.
Frecuencia FSB. Este bus es un conjunto de líneas de señal a través de las cuales entran y salen datos del microprocesador. La frecuencia de este bus es proporcional a la frecuencia de reloj del procesador, es decir, cuanto mayor sea la frecuencia del bus, mayor será la frecuencia del procesador al final. Por cierto, algunos overclockers novatos (y no solo) usan esta técnica, es decir, aumentan la frecuencia del bus FSB ("overclocking"), lo que aumenta la frecuencia del reloj del procesador.
Hay varias formas de "overclockear" un procesador de computadora, puede overclockear "por bus", "por multiplicador", "por voltaje", etc. El overclocking "por bus" está plagado del hecho de que algún otro hardware está "acelerado". simultáneamente con la computadora del procesador, incluida la RAM, que puede dejar de funcionar si se excede el umbral de frecuencia operativa máxima de la memoria. Además, si no repara específicamente los conectores PCI en el BIOS, entonces la tarjeta de video, sata (discos duros) y tarjeta LAN.
Cache
Dado que el procesador se comunica muy de cerca con la RAM, a veces puede estar inactivo, esperando datos de él. La memoria caché es un bloque de RAM muy rápido que se encuentra justo en el núcleo del procesador. Actúa como un búfer entre la RAM y el propio procesador, escribiendo y brindándole información instantáneamente. Hay varios "niveles" de dicha memoria: el caché de primer nivel L1, L2 y L3. La memoria caché L1 se considera la más rápida y supera a la RAM convencional en términos de velocidad.
El resultado del uso de la memoria caché es un aumento del rendimiento. Cuanto mayor sea la cantidad de caché en cualquier nivel, mejor. Sin embargo, la memoria caché del primer nivel L1, por regla general, tiene una pequeña cantidad (según los estándares modernos), solo hasta 128 kb. La memoria caché del segundo nivel L2 realiza todas las mismas operaciones que L1, sin embargo, tiene un rendimiento peor, pero un volumen mayor (hasta 16 MB).
En el caso de procesadores multinúcleo, el tamaño de la memoria caché de primer nivel se indica para un solo núcleo. Para la memoria caché de segundo nivel, se indica la cantidad total.
Cuanto mayor sea el tamaño de la memoria caché, más datos se pueden escribir en ella, pero más lentamente los "obtendrá" el procesador desde allí. Por lo tanto, se les ocurrió una división en niveles. Creo que ya adivinaste que el caché L3 tendrá el tamaño más grande de todos y el peor rendimiento. Pero, de hecho, la caché L3 no se encuentra en todos los procesadores, sino solo en las soluciones más potentes y costosas, así como en las versiones de servidor donde realmente se necesita. La mayoría de los procesadores tienen solo dos niveles de caché que, sin embargo, son suficientes.
Disipación de calor
TDP (W): un indicador que caracteriza la disipación de calor (calentamiento) del procesador durante su funcionamiento. Por TPD, puede juzgar indirectamente el consumo de energía de la CPU, pero no debe equipararlos entre sí, como suele ser el caso, porque el consumo de energía del procesador también se mide en "W". Pero el procesador no puede liberar tanta energía en forma de calor como se le trajo, y más aún, regalar más energía, es decir, producirla. Por lo tanto, el TDP siempre será inferior a unos pocos vatios.
En el caso de mi procesador (core quad q8400), el TDP es de 95W y el consumo de energía es de 136W. El valor de TDP está muy influenciado por el proceso de fabricación y la frecuencia del núcleo del procesador (en menor medida). Cuanto mayor sea la tecnología de proceso (nm), más se calentará el procesador. Lo mismo es cierto para la frecuencia. También se necesita TDP para evaluar qué potencia necesita instalar el enfriador en el sistema para proporcionar un enfriamiento eficiente.
Tenga en cuenta que diferentes fabricantes el valor TDP se determina de manera diferente, por lo que la comparación solo es relevante dentro del mismo fabricante de procesador.
Tarjeta de video en el procesador
Además de los varios núcleos habituales, en algunos modelos de procesadores, a veces puede encontrar otro "núcleo" que solo se encarga de mostrar la imagen en el monitor, es decir, una "tarjeta de video" en miniatura ubicada justo dentro de la CPU. Como regla general, todos los procesadores "superiores" y la mayoría de los procesadores del segmento de precio medio están equipados con ellos.
Por supuesto, el rendimiento de tales núcleos de video no se puede comparar con las tarjetas de video completas, pero funcionará bien para navegar por Internet y ver películas. Se suelen suministrar computadoras de oficina varias organizaciones, computadoras portátiles y netbooks, lo que le permite ahorrar en la compra de una tarjeta de video discreta (completa) por separado.
También existe una conexión de este tipo: por lo general, cuanto más caro es el procesador, más productivo es el núcleo de video instalado en él. En los modelos más potentes (core i7, por ejemplo), la potencia del núcleo de gráficos es tan alta que te permite jugar juegos modernos en configuraciones de gráficos medias, medias-bajas, lo cual es bastante consistente con algunas tarjetas de video económicas en términos de nivel
Con todo esto, en el proceso de construcción de un cuadro, una parte de poder computacional y cierta cantidad de RAM se reserva como memoria de video.
enchufe
Socket cpu es un conector (socket) en la placa base de la computadora, en el que está instalado el procesador. En consecuencia, este "zócalo" debe estar diseñado para instalar un procesador de ciertos tamaños (largo, ancho) con una cierta cantidad de contactos en la parte inferior. Si planea actualizar su computadora (colocar un procesador más potente), asegúrese de verificar qué microprocesadores admite su placa base.
Ya hemos mencionado con más detalle qué es un zócalo de procesador, por lo que no nos detendremos aquí en detalle. En el mismo artículo, se mencionó brevemente que el socket, entre otras cosas, afecta el tipo de RAM (ddr2 o ddr3) que se puede instalar en la placa base. Por ejemplo, el zócalo LGA 775 anteriormente omnipresente solo admitía RAM ddr2. En general, diferentes enchufes corresponden diferentes tipos procesadores
AMD fabrica sockets con un "soporte" largo, en otras palabras, cada nueva generación de sus procesadores no siempre requiere un cambio a un socket diferente. Con Intel, las cosas son exactamente lo contrario: casi todas las nuevas generaciones de procesadores se lanzan para un zócalo completamente diferente, lo que inevitablemente significa cambiar también la placa base.
k
La presencia de esta letra en el nombre del procesador indica la presencia de potencial de overclocking, es decir, dicho procesador ya tiene un multiplicador desbloqueado de fábrica. Esto le permite "overclockear" la CPU sin aumentar la frecuencia del bus FSB, pero solo eligiendo el multiplicador (multiplicador). En la mayoría de las CPU (no K), el multiplicador está bloqueado en el nivel del kernel. En los modelos de la serie K, puede elegir libremente el valor del multiplicador a través de BIOS de la computadora, por lo tanto overclocking SOLAMENTE el procesador, y no todo el resto del hardware.
pc-información-guide.ru
El procesador es el principal dispositivo informático que realiza operaciones lógicas y aritméticas y controla todos los componentes de la computadora. El procesador es una placa de silicio rectangular delgada en miniatura, que alberga una gran cantidad de transistores que implementan todas las funciones realizadas por el procesador. La placa de pedernal es muy frágil y, dado que cualquier daño provocará la falla del procesador, se coloca en una caja de plástico o cerámica.
1. Introducción 2. Núcleo del procesador 2.1. El principio de funcionamiento del núcleo del procesador. 2.2. Formas de mejorar el rendimiento del núcleo del procesador. 2.2.1. Canalización 2.2.2. superescalar 2.2.3. Procesamiento de datos en paralelo 2.2.4. Tecnología de hiperprocesamiento 2.2.5. Tecnología Turbo Boost. 2.2.6. Eficiencia en la ejecución de comandos. 2.3 Formas de reducir el consumo de energía del núcleo del procesador 3. CACHE
1. Introducción.
Un procesador moderno es un dispositivo complejo y de alta tecnología que incluye todos los últimos logros en el campo de la tecnología informática y campos relacionados de la ciencia.
La mayoría de los procesadores modernos consisten en:
uno o más núcleos que ejecutan todas las instrucciones;
varios niveles de memoria caché (generalmente 2 o tres niveles), acelerando la interacción del procesador con la RAM;
controlador de RAM;
controlador de bus del sistema (DMI, QPI, HT, etc.);
Y se caracteriza por los siguientes parámetros:
tipo de microarquitectura;
frecuencia de reloj;
un conjunto de comandos ejecutables;
el número de niveles de caché y su volumen;
tipo y velocidad del bus del sistema;
el tamaño de las palabras procesadas;
la presencia o ausencia de un controlador de memoria integrado;
tipo de RAM compatible;
la cantidad de memoria direccionable;
la presencia o ausencia de un núcleo de gráficos integrado;
el consumo de energía.
Simplificado esquema estructural El procesador multinúcleo moderno se muestra en la Figura 1.
Comencemos la revisión del dispositivo procesador con su parte principal: el núcleo.
2. Núcleo del procesador.
El núcleo del procesador es su parte principal, contiene todos los bloques funcionales y realiza todas las operaciones lógicas y aritméticas.
La Figura 1 muestra un diagrama de bloques del dispositivo central del procesador. Como puede ver en la figura, cada núcleo del procesador consta de varios bloques funcionales:
bloque de búsqueda de instrucciones;
bloques de decodificación de instrucciones;
bloques de muestreo de datos;
bloque de control;
bloques de ejecución de instrucciones;
bloques para guardar resultados;
bloque de trabajo con interrupciones;
un conjunto de registros;
contador de comandos
Bloque de búsqueda de instrucciones lee las instrucciones en la dirección especificada en el contador del programa. Por lo general, lee varias instrucciones por ciclo. El número de instrucciones de lectura está determinado por el número de bloques de decodificación, ya que es necesario cargar los bloques de decodificación tanto como sea posible en cada ciclo de operación. Para que la unidad de búsqueda de instrucciones funcione de manera óptima, el núcleo del procesador tiene un predictor de bifurcación.
predictor de transición intenta determinar qué secuencia de comandos se ejecutará después de realizar el salto. Esto es necesario para cargar la canalización del núcleo del procesador tanto como sea posible después del salto condicional.
Bloques de decodificación, como su nombre lo indica, estos son bloques que se dedican a decodificar instrucciones, es decir. determinar qué debe hacer el procesador y qué datos adicionales se necesitan para ejecutar la instrucción. Esta tarea para la mayoría de los procesadores comerciales modernos construidos sobre la base del concepto CISC es muy difícil. El hecho es que la longitud de las instrucciones y la cantidad de operandos no son fijas, y esto complica enormemente la vida de los desarrolladores de procesadores y hace que el proceso de decodificación no sea una tarea trivial.
A menudo, las instrucciones complejas individuales tienen que ser reemplazadas por un microcódigo, una serie de instrucciones simples que colectivamente realizan la misma acción que una instrucción compleja. El conjunto de microcódigo se muestra en la ROM integrada en el procesador. Además, el microcódigo simplifica el desarrollo del procesador, ya que no es necesario crear bloques de núcleo complejos para ejecutar comandos individuales, y arreglar el microcódigo es mucho más fácil que arreglar un error en el funcionamiento del bloque.
En los procesadores modernos, generalmente hay de 2 a 4 unidades de decodificación de instrucciones, por ejemplo, en los procesadores Intel Core 2, cada núcleo contiene dos unidades de este tipo.
Bloques de datos de muestra obtener datos de la memoria caché o RAM necesarios para ejecutar las instrucciones actuales. Normalmente, cada núcleo de procesador contiene varias unidades de obtención de datos. Por ejemplo, los procesadores Intel Core utilizan dos unidades de obtención de datos para cada núcleo.
bloque de control En función de las instrucciones decodificadas, controla el funcionamiento de los bloques de ejecución de instrucciones, distribuye la carga entre ellos y garantiza la ejecución oportuna y correcta de las instrucciones. Este es uno de los bloques más importantes del núcleo del procesador.
Bloques de ejecución de instrucciones incluye varios tipos diferentes de bloques:
ALU - unidad lógica aritmética;
FPU: dispositivo para realizar operaciones de punto flotante;
Bloques para procesar la expansión de conjuntos de instrucciones. Se utilizan instrucciones adicionales para acelerar el procesamiento de flujos de datos, cifrado y descifrado, codificación de video, etc. Para hacer esto, se introducen registros y conjuntos de lógica adicionales en el núcleo del procesador. Por el momento, las extensiones de conjunto de instrucciones más populares son:
MMX (Multimedia Extensions) es un conjunto de instrucciones desarrollado por Intel para acelerar la codificación y decodificación de transmisión de datos de audio y video;
SSE (Streaming SIMD Extensions) es un conjunto de instrucciones desarrolladas por Intel para realizar la misma secuencia de operaciones en un conjunto de datos mientras se paraleliza el proceso computacional. Los conjuntos de instrucciones se mejoran constantemente y, en este momento, hay revisiones: SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4;
ATA (Application Targeted Accelerator) es un conjunto de instrucciones desarrollado por Intel para acelerar el software especializado y reducir el consumo de energía cuando se trabaja con dichos programas. Estas instrucciones se pueden usar, por ejemplo, al calcular sumas de verificación o buscar datos;
3DNow es un conjunto de instrucciones desarrollado por AMD para ampliar las capacidades del conjunto de instrucciones MMX;
AES (Advanced Encryption Standard) es un conjunto de instrucciones desarrollado por Intel para acelerar las aplicaciones que utilizan el cifrado de datos mediante el algoritmo del mismo nombre.
Bloque de guardado de resultados proporciona un registro del resultado de la ejecución de la instrucción en la RAM en la dirección especificada en la instrucción que se está procesando.
Bloque de interrupción. Trabajar con interrupciones es una de las tareas más importantes del procesador, ya que le permite responder a los eventos de manera oportuna, interrumpir el curso del programa y realizar las acciones requeridas por él. Debido a la presencia de interrupciones, el procesador es capaz de operar en pseudo-paralelo, es decir a la llamada multitarea.
El manejo de interrupciones es el siguiente. El procesador antes del inicio de cada ciclo de trabajo verifica la presencia de una solicitud de interrupción. Si hay una interrupción para procesar, el procesador guarda en la pila la dirección de la instrucción que debería haber ejecutado y los datos recibidos desde que se ejecutó la última instrucción, y procede a ejecutar la función de servicio de interrupción.
Una vez que el controlador de interrupciones ha terminado de ejecutarse, los datos almacenados se leen de la pila y el procesador reanuda la ejecución de la tarea restaurada.
Registros- memoria de acceso aleatorio ultrarrápida (el acceso a los registros es varias veces más rápido que el acceso a la memoria caché) de pequeña cantidad (varios cientos de bytes), que forma parte del procesador, para el almacenamiento temporal de los resultados intermedios de la ejecución de instrucciones. Los registros del procesador se dividen en dos tipos: registros de propósito general y registros especiales.
Los registros de propósito general se utilizan cuando se realizan operaciones aritméticas y lógicas, u operaciones específicas de conjuntos de instrucciones adicionales (MMX, SSE, etc.).
Los registros de propósito especial contienen datos del sistema necesarios para el funcionamiento del procesador. Dichos registros incluyen, por ejemplo, registros de control, registros de dirección del sistema, registros de depuración, etc. El acceso a estos registros está estrictamente regulado.
Contador de comandos– registro que contiene la dirección de la instrucción que el procesador comenzará a ejecutar en el próximo ciclo de trabajo.
El procesador es la parte principal de cualquier dispositivo de computadora. Pero muchos usuarios tienen una comprensión muy pobre de qué es un procesador en una computadora y qué función realiza. Aunque en mundo moderno eso información importante, sabiendo cuál se pueden evitar muchos malentendidos graves. Si desea obtener más información sobre el chip que alimenta su computadora, ha venido al lugar correcto. En este artículo, aprenderá para qué sirve un procesador y cómo afecta el rendimiento de todo el dispositivo.
¿Qué es una unidad central de procesamiento?
En este caso, estamos hablando del procesador central. Después de todo, hay otros en la computadora, por ejemplo, un procesador de video.
La unidad central de procesamiento es la parte principal de la computadora, que es la unidad electronica o un circuito integrado. Ejecuta instrucciones de máquina, o código de programa, y es la base hardware dispositivos.
En pocas palabras, es el corazón y el cerebro de la computadora. Es gracias a él que todo lo demás funciona, procesa los flujos de datos y controla el trabajo de todas las partes del sistema general. 
Al mirar el procesador físicamente, es una placa pequeña, delgada y cuadrada. Tiene un tamaño pequeño y está cubierto con una tapa de metal en la parte superior.
La parte inferior del chip está ocupada por contactos a través de los cuales el chipset interactúa con el resto del sistema. Al abrir la cubierta de la unidad del sistema de su computadora, puede encontrar fácilmente el procesador, a menos que esté cubierto por el sistema de enfriamiento.
Hasta que la CPU dé el comando apropiado, la computadora no podrá realizar ni la operación más simple, por ejemplo, sumar dos números. Independientemente de lo que desee hacer en su PC, cualquier acción implica una llamada al procesador. Es por eso que es un componente tan importante de la computadora.
Los procesadores centrales modernos no solo pueden hacer frente a sus tareas principales, sino que también pueden reemplazar parcialmente una tarjeta de video. Los nuevos chips se producen con un lugar separado para realizar las funciones de un controlador de video.
Este controlador de video realiza todas las acciones necesarias básicas que se necesitan desde una tarjeta de video. En este caso, la RAM se utiliza como memoria de video. Pero no se equivoque de que un potente procesador moderno puede reemplazar completamente una tarjeta de video.
Incluso clase media Las tarjetas gráficas dejan muy atrás al controlador de video de los procesadores. Por lo tanto, la opción de una computadora sin tarjeta de video solo es adecuada para dispositivos de oficina que no impliquen realizar tareas complejas relacionadas con los gráficos.
En tales casos, de hecho existe una oportunidad de ahorrar. Después de todo, solo puede tener un conjunto de chips de procesador con un buen controlador de video y no gastar dinero en una tarjeta de video.
Cómo funciona el procesador
¿Qué es un tipo de procesador descubierto? pero como funciona? Es un proceso largo y complicado, pero una vez que le coges el tranquillo, es bastante fácil. El principio de funcionamiento del procesador central se puede considerar en etapas.
Primero, el programa se carga en la RAM, desde donde extrae toda la información necesaria y un conjunto de comandos que son obligatorios para la ejecución por parte de la unidad de control del procesador. Luego, todos estos datos ingresan a la memoria intermedia, el llamado caché del procesador.
La información sale del búfer, que se divide en dos tipos: instrucciones y valores. Tanto aquellos como aquellas caen en los registros. Los registros son celdas de memoria integradas en el conjunto de chips. También vienen en dos formas, según el tipo de información que reciben: registros de instrucciones y registros de datos.
Uno de los componentes de la CPU es la unidad lógica aritmética. Se ocupa de la realización de transformaciones de información utilizando cálculos aritméticos y lógicos.
Aquí es donde entran los datos de los registros. Después de eso, la unidad aritmético-lógica lee los datos recibidos y ejecuta los comandos necesarios para procesar los números resultantes.
Aquí nuevamente nos enfrentamos a una escisión. Los resultados finales se dividen en terminados e inconclusos. Vuelven a los registros, y los terminados van a la memoria intermedia.
La memoria caché del procesador consta de dos niveles principales: superior e inferior. Los comandos y datos más recientes se envían al caché superior, mientras que los que no están en uso van al caché inferior.
Es decir, toda la información ubicada en el tercer nivel se transfiere al segundo, desde el cual, a su vez, los datos pasan al primero. Y los datos innecesarios, por el contrario, se envían al nivel inferior.
Una vez que finaliza el ciclo de cálculo, sus resultados se escriben nuevamente en la memoria RAM de la computadora. Esto es para garantizar que la memoria caché de la CPU se libere y esté disponible para nuevas operaciones.
Pero a veces hay situaciones en las que la memoria intermedia está completamente llena y no hay espacio para nuevas operaciones. En tal caso, los datos que este momento no se utiliza, vaya a RAM o al nivel inferior de memoria del procesador.
tipos de procesadores
Habiendo tratado el principio de funcionamiento de la CPU, es hora de comparar sus diferentes tipos. Hay muchos tipos de procesador. Hay modelos débiles de un solo núcleo y dispositivos potentes con múltiples núcleos. Los hay que están pensados exclusivamente para el trabajo de oficina, y los hay que son necesarios para los juegos más modernos.
Por el momento, hay dos creadores principales de procesadores: AMD e Intel. Son ellos quienes producen los chips más relevantes y buscados. Debe comprender que la diferencia entre los chips de estas dos empresas no está en la cantidad de núcleos o el rendimiento general, sino en la arquitectura.
Es decir, los productos de estas dos empresas se basan en principios diferentes. Y cada creador tiene la suya. aspecto único procesador, que tiene una estructura diferente a la de un competidor.
Cabe señalar que ambas opciones tienen sus puntos fuertes y débiles. Por ejemplo, Intel se distingue por tal ventajas :
- Menos consumo de energía;
- La mayoría de los creadores de hierro se guían precisamente por la interacción con los procesadores Intel;
- En los juegos, el rendimiento es mayor;
- Intel es más fácil de interactuar con RAM computadora;
- Las operaciones implementadas con un solo programa son más rápidas en Intel.
Al mismo tiempo, también hay menos :
- Normalmente, el costo Conjuntos de chips Intel más cara que la contraparte de AMD;
- Cuando se trabaja con varios programas pesados, el rendimiento cae;
- Los núcleos gráficos son más débiles que los de la competencia.
AMD se distinguen por lo siguiente beneficios:
- Mucho mejor relación calidad-precio;
- Capaz de garantizar un funcionamiento fiable de todo el sistema;
- Existe la posibilidad de overclockear el procesador, aumentando su potencia en un 10-20%;
- Núcleos gráficos integrados más potentes.
Sin embargo, AMD es inferior en los siguientes parámetros:
- La interacción con la RAM es peor;
- El procesador consume más electricidad;
- La frecuencia de trabajo en el segundo y tercer nivel de la memoria intermedia es menor;
- En los juegos, el rendimiento es menor.
Aunque se destacan sus pros y sus contras, las empresas siguen lanzando mejores procesadores. Solo tienes que elegir cuál es mejor para ti. Después de todo, es imposible decir inequívocamente que una empresa es mejor que otra.
Características principales
Entonces, ya nos dimos cuenta de que una de las principales características del procesador es su desarrollador. Pero hay una serie de parámetros a los que debe prestar aún más atención al comprar.
No nos iremos muy lejos de la marca, y mencionaremos que existen diferentes series de chips. Cada fabricante produce sus propias líneas en diferentes categorías de precios, creadas para diferentes tareas. Otro parámetro relacionado es la arquitectura de la CPU. De hecho, estos son sus órganos internos, de los que depende todo el funcionamiento del chip.
No es el más obvio, pero muy parámetro importante es un enchufe. El hecho es que en el propio procesador, el zócalo debe coincidir con el zócalo correspondiente en la placa base.
De lo contrario, no podrás combinar estos dos componentes esenciales de cualquier computadora. Por lo tanto, al ensamblar una unidad de sistema, debe comprar una placa base y buscar un conjunto de chips para ella, o viceversa.
Ahora es el momento de averiguar qué características del procesador afectan su rendimiento. Sin duda, la principal es la frecuencia de reloj. Es la cantidad de operaciones que se pueden realizar en una determinada unidad de tiempo.
Este indicador se mide en megahercios. Entonces, ¿qué afecta la frecuencia de reloj del chip? Dado que indica el número de transacciones por tiempo específico, no es difícil adivinar que la velocidad del dispositivo depende de ello.
Otro indicador importante es la cantidad de memoria intermedia. Como se mencionó anteriormente, es superior e inferior. También afecta el rendimiento del procesador.
Una CPU puede tener uno o más núcleos. Los modelos multinúcleo son más caros. Pero, ¿a qué afecta el número de núcleos? Esta característica determina la potencia del dispositivo. Cuantos más núcleos, más potente es el dispositivo.
Conclusión
El procesador central juega no solo uno de los más importantes, sino que incluso se puede decir que el papel principal en el funcionamiento de una computadora. De él dependerá el rendimiento de todo el dispositivo, así como las tareas para las que generalmente es posible usarlo.
Pero esto no significa que sea necesario comprar el procesador más potente para una computadora promedio. Elija el mejor modelo que satisfaga sus necesidades.