İşlemci parçalarının dağılmış olması ne anlama geliyor? Bilgisayar işlemcisi nasıl çalışır? Çalışma prensibi

İşlemci, herhangi bir bilgi işlem cihazının ana parçasıdır. Ancak birçok kullanıcı, bir bilgisayardaki işlemcinin ne olduğu ve hangi işlevi yerine getirdiği konusunda çok az bilgiye sahiptir. Modern dünyada bu önemli bir bilgi olmasına rağmen, hangisini bilerek birçok ciddi yanılsamadan kaçınabilirsiniz. Bilgisayarınıza güç sağlayan çip hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız doğru yere geldiniz. Bu makalede, bir işlemcinin ne işe yaradığını ve tüm cihazın performansını nasıl etkilediğini öğreneceksiniz.

merkezi işlem birimi nedir

Bu durumda, merkezi işlemciden bahsediyoruz. Sonuçta, bilgisayarda başkaları da var, örneğin bir video işlemcisi.

Merkezi işlem birimi, bir elektronik birim veya bir entegre devre olan bir bilgisayarın ana parçasıdır. Makine talimatlarını veya program kodunu yürütür ve bir cihazın donanımının bel kemiğidir.

Basitçe söylemek gerekirse, bilgisayarın kalbi ve beynidir. Diğer her şeyin çalışması onun sayesindedir, veri akışlarını işler ve genel sistemin tüm parçalarının çalışmasını kontrol eder.

Fiziksel olarak, işlemci küçük, ince, kare bir tahtadır. Küçük boyutludur ve üzeri metal bir kapakla kapatılmıştır.

Çipin alt kısmında, yonga setinin sistemin geri kalanıyla iletişim kurduğu kontaklar bulunur. Bilgisayarınızın sistem biriminin kapağını açtığınızda, bir soğutma sistemi ile kapatılmadığı sürece işlemciyi kolayca bulabilirsiniz.

CPU uygun komutu verene kadar, bilgisayar iki sayı eklemek gibi en basit işlemi bile gerçekleştiremez. PC'nizde ne yapmak istiyorsanız, herhangi bir eylem işlemciye erişmeyi içerir. Bu yüzden bilgisayarın çok önemli bir parçasıdır.

Modern merkezi işlemciler, yalnızca ana görevleriyle başa çıkmakla kalmaz, aynı zamanda video kartını kısmen değiştirebilir. Yeni çipler, video denetleyici işlevleri için ayrı bir alana sahiptir.

Bu video denetleyici, bir video kartından gerekli olan tüm temel gerekli işlemleri gerçekleştirir. Bu durumda RAM, video belleği olarak kullanılır. Ancak, güçlü bir modern işlemcinin bir video kartını tamamen değiştirebileceği konusunda yanılmayın.

Orta sınıf video kartları bile işlemcilerin video denetleyicisini çok geride bırakıyor. Bu nedenle, video kartı olmayan bir bilgisayar seçeneği, yalnızca grafiklerle ilgili karmaşık görevlerin gerçekleştirilmesini içermeyen ofis cihazları için uygundur.

Bu gibi durumlarda, gerçekten tasarruf etmek için bir fırsat var. Sonuçta, sadece iyi bir video denetleyiciye sahip bir işlemci yonga setine sahip olabilirsiniz ve bir video kartına para harcamazsınız.

işlemci nasıl çalışır

İşlemcinin ne olduğunu anladık. Ama nasıl çalışıyor? Bu uzun ve karmaşık bir süreçtir, ancak anlarsanız her şey oldukça kolaydır. Merkezi işlemcinin çalışma prensibi aşamalar halinde düşünülebilir.

İlk olarak, program gerekli tüm bilgileri ve işlemcinin kontrol ünitesi tarafından yürütülmesi gereken bir dizi komutu aldığı RAM'e yüklenir. Daha sonra tüm bu veriler, işlemcinin CACHE'si olarak adlandırılan ara belleğe gider.

Bilgiler, iki türe ayrılabilen arabellekten çıkar: talimatlar ve değerler. Hem bunlar hem de bunlar kayıtlara girer. Kayıtlar, yonga setinde yerleşik olarak bulunan bellek konumlarıdır. Ayrıca aldıkları bilgi türüne bağlı olarak iki şekilde gelirler: komut kayıtları ve veri kayıtları.

CPU'yu oluşturan parçalardan biri aritmetik mantık birimidir. Aritmetik ve mantıksal hesaplamalar kullanarak bilgi dönüşümlerinin gerçekleştirilmesiyle ilgilenir.

Kayıtlardan gelen veriler burada devreye girer. Bundan sonra, aritmetik mantık birimi gelen verileri okur ve elde edilen sayıları işlemek için gerekli komutları yürütür.

Burada yine bir bölünme bizi bekliyor. Nihai sonuçlar bitmiş ve bitmemiş olarak ayrılır. Kayıtlara geri dönerler ve bitenler ara belleğe gider.

İşlemci önbelleği iki ana seviyeden oluşur: üst ve alt. En son komutlar ve veriler üst önbelleğe gönderilir ve kullanılmayanlar en alta gider.

Yani, üçüncü seviyedeki tüm bilgiler ikinciye taşınır, bu da sırayla verilerin birincisine gider. Ve tam tersine gereksiz veriler alt seviyeye gönderilir.

Hesaplama döngüsü sona erdikten sonra sonuçları tekrar bilgisayarın RAM'ine kaydedilir. Bu, CPU önbelleğinin temizlenmesi ve yeni işlemler için kullanılabilir olması için yapılır.

Ancak bazen ara belleğin tamamen dolu olduğu ve yeni işlemler için yer olmadığı durumlar vardır. Bu durumda, o anda kullanılmayan veriler RAM'e veya işlemci belleğinin alt düzeyine gider.

İşlemci türleri

CPU'nun nasıl çalıştığını anladıktan sonra, farklı türlerini karşılaştırmanın zamanı geldi. Birçok işlemci türü vardır. Hem zayıf tek çekirdekli modeller hem de çok çekirdekli güçlü cihazlar var. Ofis işleri için özel olarak tasarlanmış olanlar ve en modern oyunlar için gerekli olanlar var.

Şu anda iki ana işlemci üreticisi var - AMD ve Intel. En alakalı ve talep edilen cipsleri üreten onlardır. Bu iki şirketin yongaları arasındaki farkın çekirdek sayısında veya genel performansta değil, mimaride olduğunu anlamalısınız.

Yani bu iki şirketin ürünleri farklı prensipler üzerine inşa edilmiştir. Ve her yaratıcının, rakipten farklı bir yapıya sahip, kendine özgü bir işlemci türü vardır.

Her iki seçeneğin de kendi güçlü ve zayıf yönleri olduğuna dikkat edilmelidir. Örneğin, Intel aşağıdaki özelliklerde farklılık gösterir: artılar :

• Daha az enerji tüketimi;
• Çoğu donanım geliştiricisi, özellikle Intel işlemcilerle etkileşime odaklanır;
• Oyunlarda performans daha yüksektir;
• Intel, bilgisayarın RAM'iyle etkileşim kurmak daha kolaydır;
• Sadece bir programla yapılan işlemler Intel'de daha hızlıdır.

Aynı zamanda kendi eksiler :

• Tipik olarak, Intel yonga setleri AMD muadillerinden daha pahalıdır;
• Birkaç ağır programla çalışırken performans düşer;
• Grafik çekirdekleri rakibin çekirdeklerinden daha zayıf.

AMD aşağıdaki özelliklerde farklılık gösterir: avantajlar:

• Para için çok daha iyi bir değer;
• Tüm sistemin güvenilir şekilde çalışmasını sağlama yeteneğine sahip;
• İşlemciyi overclock etme, gücünü %10-20 oranında artırma fırsatı var;
• Daha güçlü tümleşik grafik çekirdekleri.

Bununla birlikte, AMD aşağıdaki parametrelerde daha düşüktür:

• RAM ile etkileşim daha kötüdür;
• İşlemciye daha fazla güç harcanır;
• Tampon belleğin ikinci ve üçüncü seviyeleri üzerindeki çalışma sıklığı daha düşüktür;
• Oyunlarda performans daha düşük.

Artıları ve eksileri öne çıkarken şirketler daha iyi işlemciler üretmeye devam ediyor. Sadece sizin için hangisinin tercih edildiğini seçmeniz gerekiyor. Sonuçta, bir firmanın diğerinden daha iyi olduğunu kesin olarak söylemek mümkün değildir.

Temel özellikleri

Bu nedenle, bir işlemcinin temel özelliklerinden birinin geliştiricisi olduğunu zaten anladık. Ancak satın alırken daha da dikkat etmeniz gereken bir takım parametreler var.

Markadan çok uzaklaşmayalım ve chiplerin farklı serileri olduğunu belirtelim. Her üretici, farklı görevler için oluşturulmuş farklı fiyat kategorilerinde kendi hatlarını üretir. Bir diğer ilgili parametre ise CPU mimarisidir. Aslında, bunlar çipin tüm çalışmasının bağlı olduğu iç organlarıdır.

En belirgin değil, ancak çok önemli parametre sokettir. Gerçek şu ki, işlemcinin kendisindeki soket, anakarttaki ilgili soketle eşleşmelidir.

Aksi takdirde, herhangi bir bilgisayarın bu iki temel bileşenini birleştiremezsiniz. Bu nedenle, bir sistem birimini monte ederken, ya bir anakart satın almanız ve bunun için bir yonga seti aramanız ya da tam tersi.

Şimdi işlemcinin hangi özelliklerinin performansını etkilediğini bulmanın zamanı geldi. Şüphesiz, asıl olan saat hızıdır. Bu, belirli bir zaman biriminde gerçekleştirilebilecek işlem miktarıdır.

Bu gösterge megahertz cinsinden ölçülür. Peki çipin saat hızı neyi etkiliyor? Belli bir süredeki işlem sayısını gösterdiği için cihazın hızının buna bağlı olduğunu tahmin etmek zor değil.

Diğer bir önemli gösterge ise tampon bellek miktarıdır. Daha önce de belirtildiği gibi, üst ve alt. Ayrıca işlemci performansını da etkiler.

Bir CPU bir veya daha fazla çekirdeğe sahip olabilir. Çok çekirdekli modeller daha pahalıdır. Peki çekirdek sayısı neyi etkiler? Bu özellik cihazın gücünü belirler. Ne kadar çok çekirdek, o kadar güçlü cihaz.

Çıktı

Merkezi işlemci, bilgisayarın çalışmasında yalnızca en önemlilerden birini değil, aynı zamanda ana rolü oynar. Tüm cihazın performansı, buna ve genellikle onu kullanmanın mümkün olduğu görevlere bağlı olacaktır.

Ancak bu, ortalama bilgisayarınız için en güçlü işlemciyi satın almanız gerektiği anlamına gelmez. İhtiyaçlarınız için mükemmel modeli bulun.

- Bu, tüm bilgisayarın hızının büyük ölçüde bağlı olduğu ana bilgi işlem bileşenidir. Bu nedenle, genellikle, bir bilgisayar yapılandırması seçerken, önce işlemciyi ve ardından diğer her şeyi seçin.

Basit görevler için

Bilgisayar belgeler ve İnternet ile çalışmak için kullanılacaksa, frekansta sadece biraz farklı olan entegre video çekirdekli Pentium G5400 / 5500/5600 (2 çekirdek / 4 iş parçacığı) olan ucuz bir işlemci size uyacaktır.

Video düzenleme için

Video düzenleme için, iyi bir ekran kartıyla birlikte oyunlarla da iyi başa çıkacak modern bir çok iş parçacıklı AMD Ryzen 5/7 işlemci (6-8 çekirdek / 12-16 iş parçacığı) almak daha iyidir.
AMD Ryzen 5 2600 işlemci

Ortalama bir oyun bilgisayarı için

Tamamen orta sınıf bir oyun bilgisayarı için Core i3-8100 / 8300 almak daha iyidir, dürüst 4 çekirdeğe sahiptirler ve orta sınıf ekran kartlarına sahip oyunlarda iyi performans gösterirler (GTX 1050/1060/1070).
Intel Core i3 8100 işlemci

Güçlü bir oyun bilgisayarı için

Güçlü bir oyun bilgisayarı için 6 çekirdekli Core i5-8400 / 8500/8600 ve üst düzey video kartı i7-8700 (6 çekirdek / 12 iş parçacığı) olan bir PC için daha iyidir. Bu işlemciler oyunlarda en iyi sonuçları gösterir ve güçlü video kartlarından (GTX 1080/2080) tam olarak yararlanabilir.
Intel Core i5 8400 işlemci

Her durumda, daha fazla çekirdek ve işlemci frekansı ne kadar yüksek olursa o kadar iyidir. Finansal yeteneklerinize odaklanın.

2. İşlemci nasıl çalışır?

Merkezi işlem birimi, silikon kristalli bir baskılı devre kartı ve çeşitli elektronik bileşenlerden oluşur. Kristal, hasarı önleyen ve ısı yayıcı görevi gören özel bir metal kapak ile kaplanmıştır.

Kartın diğer tarafında işlemciyi ana karta bağlayan bacaklar (veya pedler) bulunur.

3. İşlemci üreticileri

Bilgisayar işlemcileri, iki büyük şirket tarafından - Intel ve AMD - dünyadaki çeşitli yüksek teknoloji fabrikalarında üretilmektedir. Bu nedenle, işlemci, üreticisinden bağımsız olarak, bir bilgisayarın en güvenilir bileşenidir.

Intel, günümüz işlemcilerinde bulunan teknolojide liderdir. AMD, kendi deneyimlerinden bir şeyler ekleyerek ve daha demokratik bir fiyatlandırma politikası izleyerek deneyimlerini kısmen benimsiyor.

4. Intel ve AMD işlemciler arasındaki fark nedir

Intel ve AMD işlemciler temel olarak mimaride (elektronik devre) farklılık gösterir. Bazıları bazı görevlerde daha iyi, bazıları ise diğerlerinde.

Intel Core işlemciler genellikle çekirdek başına daha yüksek performansa sahiptir, bu da çoğu modern oyunda AMD Ryzen işlemcilerden daha iyi performans göstermelerini ve güçlü oyun bilgisayarları oluşturmak için daha uygun olmalarını sağlar.

AMD Ryzen işlemciler, sırayla, video düzenleme gibi çok iş parçacıklı görevlerde kazanır, prensipte, oyunlarda Intel Core'dan çok daha düşük değildir ve hem profesyonel görevler hem de oyunlar için kullanılan evrensel bir bilgisayar için mükemmeldir.

Adalet adına, 8 fiziksel çekirdeğe sahip eski ucuz AMD FX-8xxx serisi işlemcilerin video düzenleme konusunda iyi bir iş çıkardığını ve bu amaçlar için bir bütçe seçeneği olarak kullanılabileceğini belirtmek gerekir. Ancak oyunlar için daha az uygundurlar ve eski AM3 + soketli anakartlara kurulurlar; bu, bilgisayarınızı iyileştirmek veya onarmak için gelecekte bileşenlerin değiştirilmesini sorunlu hale getirecektir. Bu nedenle, daha modern bir AMD Ryzen işlemci ve uyumlu bir AM4 soketli anakart almak daha iyidir.

Bütçeniz sınırlıysa, ancak gelecekte güçlü bir PC'ye sahip olmak istiyorsanız, önce ucuz bir model satın alabilir ve 2-3 yıl sonra işlemciyi daha güçlü bir modelle değiştirebilirsiniz.

5. İşlemci soketi

Soket, işlemciyi ana karta bağlamak için bir konektördür. İşlemci soketleri, ya işlemci ayaklarının sayısıyla ya da üreticinin takdirine bağlı olarak alfasayısal gösterimle işaretlenir.

İşlemci soketleri sürekli olarak değişiyor ve yıldan yıla yeni değişiklikler ortaya çıkıyor. Genel tavsiye, en yeni sokete sahip bir işlemci satın almaktır. Bu, önümüzdeki birkaç yıl içinde hem işlemcinin hem de anakartın değiştirilebilmesini sağlayacaktır.

Intel işlemci yuvaları

• Kesinlikle eski: 478, 775, 1155, 1156, 1150, 2011
• Eski: 1151, 2011-3
• Modern: 1151-v2, 2066

AMD işlemci soketleri

• Eski: AM1, AM2, AM3, FM1, FM2
• Eski: AM3 +, FM2 +
• Modern: AM4, TR4

İşlemci ve anakart aynı yuvalara sahip olmalıdır, aksi takdirde işlemci kurulmayacaktır. Günümüzde en alakalı işlemciler aşağıdaki soketlere sahiptir.

Intel 1150- hala satıştalar, ancak önümüzdeki birkaç yıl içinde kullanım dışı kalacaklar ve işlemci veya anakartın değiştirilmesi daha sorunlu hale gelecek. En ucuzdan oldukça güçlü olanlara kadar geniş bir model yelpazesine sahiptirler.

Intel 1151- çok daha pahalı olmayan, ancak çok daha umut verici olan modern işlemciler. En ucuzdan oldukça güçlü olanlara kadar geniş bir model yelpazesine sahiptirler.

Intel 1151-v2- soket 1151'in ikinci versiyonu, 8. ve 9. neslin en modern işlemcilerini desteklemede öncekinden farklıdır.

Intel 2011-3- profesyonel bilgisayarlar için güçlü 6/8/10 çekirdekli işlemciler.

Intel 2066- profesyonel bilgisayarlar için en güçlü ve en pahalı 12/16/18 çekirdek işlemciler.

AMD FM2 +- ofis görevleri ve en temel oyunlar için entegre grafiklere sahip işlemciler. Diziliş hem bütçe hem de orta sınıf işlemcileri içerir.

AMD AM3 +- eski sürümleri video düzenleme için kullanılabilen eski 4/6/8 çekirdekli işlemciler (FX).

AMD AM4- profesyonel görevler ve oyunlar için modern çok kanallı işlemciler.

AMD TR4- profesyonel bilgisayarlar için en güçlü ve en pahalı 8/12/16 çekirdekli işlemciler.

Eski soketlerde bir bilgisayar satın almayı düşünmek pratik değildir. Genel olarak, en modern oldukları ve herhangi bir bütçe için yeterince güçlü bir bilgisayar kurmanıza izin verdiği için 1151 ve AM4 soketlerinde işlemci seçimini sınırlamanızı tavsiye ederim.

6. İşlemcilerin ana özellikleri

Üreticiden bağımsız olarak tüm işlemciler, çekirdek, iş parçacığı, frekans, önbellek, desteklenen RAM frekansı, yerleşik video çekirdeği ve diğer bazı parametrelerde farklılık gösterir.

6.1. Çekirdek sayısı

Çekirdek sayısı işlemci performansı üzerinde en büyük etkiye sahiptir. Bir ofis veya multimedya bilgisayarı en az 2 çekirdekli bir işlemci gerektirir. Bilgisayarın modern oyunlar için kullanılması gerekiyorsa, en az 4 çekirdekli bir işlemciye ihtiyacı var. 6-8 çekirdekli işlemci, video düzenleme ve ağır profesyonel uygulamalar için uygundur. En güçlü işlemciler 10-18 çekirdeğe sahip olabilir, ancak bunlar çok pahalıdır ve karmaşık profesyonel görevler için tasarlanmıştır.

6.2. iş parçacığı sayısı

Hyper-treading teknolojisi, her işlemci çekirdeğinin 2 veri akışını işlemesine izin vererek performansı önemli ölçüde artırır. Çok iş parçacıklı işlemciler Intel Core i7, i9, bazı Core i3 ve Pentium (G4560, G46xx) ve çoğu AMD Ryzen'dir.

2 çekirdekli ve Hyper-treading destekli bir işlemci, performans olarak 4 çekirdeğe yakındır ve 4 çekirdekli ve Hyper-treading - 8 çekirdeğe sahiptir. Örneğin, bir Core i3-6100 (2 çekirdek / 4 iş parçacığı), Hyper-treading'siz 2 çekirdekli bir Pentium'dan iki kat daha güçlüdür, ancak yine de dürüst bir 4 çekirdekli Core i5'ten biraz daha zayıftır. Ancak Core i5 işlemciler Hyper-treading'i desteklemezler, bu nedenle Core i7 işlemcilerinden (4 çekirdek / 8 iş parçacığı) önemli ölçüde daha düşüktürler.

Ryzen 5 ve 7 işlemciler sırasıyla 4/6/8 çekirdeğe ve 8/12/16 iş parçacığına sahip, bu da onları video düzenleme gibi görevlerde kral yapıyor. Yeni Ryzen Threadripper işlemci ailesinde 16 adede kadar çekirdek ve 32 iş parçacığına sahip işlemciler bulunur. Ancak Ryzen 3 serisinden çok iş parçacıklı olmayan daha düşük işlemciler var.

Modern oyunlar da çoklu iş parçacığı kullanmayı öğrendi, bu nedenle güçlü bir oyun bilgisayarı için Core i7 (8-12 iş parçacığı için) veya Ryzen (8-12 iş parçacığı için) almanız önerilir. Yeni 6 çekirdekli Core-i5 işlemciler fiyat/performans oranı açısından da iyi bir seçim.

6.3. CPU frekansı

İşlemci performansı, tüm işlemci çekirdeklerinin çalıştığı frekansa da büyük ölçüde bağlıdır.

Basit bir bilgisayarın İnternet'e girmesi ve İnternet'e erişmesi için, prensip olarak, yaklaşık 2 GHz frekansına sahip bir işlemci yeterlidir. Ancak, yaklaşık olarak aynı maliyete sahip, yaklaşık 3 GHz frekansa sahip birçok işlemci var, bu nedenle burada tasarruf etmeniz önerilmez.

Orta sınıf bir multimedya veya oyun bilgisayarı, 3.5 GHz civarında bir işlemci kullanmalıdır.

Güçlü bir oyun veya profesyonel bilgisayar, 4 GHz'e yakın bir işlemci gerektirir.

Her durumda, işlemci frekansı ne kadar yüksek olursa, o kadar iyidir ve ardından finansal olanaklara bakın.

6.4. Turbo Boost ve Turbo Çekirdek

Modern işlemciler, özelliklerde basitçe işlemci frekansı olarak belirtilen bir temel frekans kavramına sahiptir. Yukarıda bu frekanstan bahsetmiştik.

Intel Core i5, i7, i9 işlemciler de Turbo Boost'ta maksimum frekans konseptine sahip. Performansı artırmak için yüksek yük altında işlemci çekirdeklerinin frekansını otomatik olarak artıran bir teknolojidir. Bir program veya oyun ne kadar az çekirdek kullanırsa, frekansları o kadar artar.

Örneğin, bir Core i5-2500 işlemcinin temel frekansı 3,3 GHz ve maksimum Turbo Boost frekansı 3,7 GHz'dir. Yük altında, kullanılan çekirdek sayısına bağlı olarak frekans aşağıdaki değerlere yükselecektir:

• 4 aktif çekirdek - 3.4 GHz
• 3 aktif çekirdek - 3,5 GHz
• 2 aktif çekirdek - 3.6 GHz
• 1 aktif çekirdek - 3,7 GHz

AMD A, FX ve Ryzen serisi işlemciler, Turbo Core adı verilen benzer bir otomatik işlemci hız aşırtma teknolojisine sahiptir. Örneğin, FX-8150 işlemcinin temel frekansı 3,6 GHz ve maksimum Turbo Çekirdek frekansı 4,2 GHz'dir.

Turbo Boost ve Turbo Core teknolojilerinin çalışması için işlemcinin yeterli güce sahip olması ve aşırı ısınmaması gerekir. Aksi takdirde işlemci çekirdek frekansını yükseltmeyecektir. Bu, güç kaynağının, anakartın ve soğutucunun yeterince güçlü olması gerektiği anlamına gelir. Ayrıca, bu teknolojilerin çalışmasına, anakartın BIOS ayarları ve Windows'taki güç kaynağı ayarları tarafından müdahale edilmemelidir.

Modern programlar ve oyunlar tüm işlemci çekirdeklerini kullanır ve Turbo Boost ve Turbo Core teknolojilerinden elde edilen performans kazancı az olacaktır. Bu nedenle, bir işlemci seçerken, temel frekansa odaklanmak daha iyidir.

6.5. Ön bellek

Önbellek, işlemcinin hesaplamaları daha hızlı yapması için ihtiyaç duyduğu dahili belleği ifade eder. Önbellek boyutu da işlemci performansını etkiler, ancak çekirdek sayısı ve işlemci frekansından çok daha az ölçüde. Farklı programlarda bu etki %5-15 aralığında değişebilmektedir. Ancak büyük önbelleğe sahip işlemciler çok daha pahalıdır (1,5-2 kat). Bu nedenle, böyle bir satın alma her zaman ekonomik olarak mümkün değildir.

4 önbellek seviyesi vardır:

L1 önbelleği küçüktür ve genellikle bir işlemci seçerken gözden kaçar.

2. seviye önbellek en önemlisidir. Düşük kaliteli işlemcilerde, çekirdek başına 256 kilobayt (KB) L2 önbelleğe sahip olmak normaldir. Orta sınıf bilgisayarlar için tasarlanan işlemcilerde çekirdek başına 512 KB L2 önbellek bulunur. Yüksek performanslı profesyonel ve oyun bilgisayarları için işlemciler, çekirdek başına en az 1 megabayt (MB) L2 önbelleğe sahip olmalıdır.

Tüm işlemcilerde L3 önbellek bulunmaz. Ofis görevleri için en zayıf işlemciler, 3. düzeyde 2 MB'a kadar önbelleğe sahip olabilir veya hiç sahip değildir. Modern ev multimedya bilgisayarları için işlemciler 3-4 MB L3 önbelleğe sahip olmalıdır. Profesyonel ve oyun bilgisayarları için güçlü işlemciler 6-8 MB L3 önbelleğe sahip olmalıdır.

Yalnızca bazı işlemcilerde L4 önbellek bulunur ve varsa, bu iyidir, ancak prensipte gerekli değildir.

İşlemcide seviye 3 veya 4 önbellek varsa, seviye 2 önbelleğin boyutu göz ardı edilebilir.

6.6. Desteklenen RAM türü ve frekansı

Farklı işlemciler, farklı RAM türlerini ve frekanslarını destekleyebilir. Gelecekte bir RAM seçerken bu dikkate alınmalıdır.

Eski işlemciler, maksimum 1333, 1600 veya 1866 MHz frekanslı DDR3 RAM'i destekleyebilir.

Modern işlemciler, maksimum 2133, 2400, 2666 MHz veya daha fazla frekansa sahip DDR4 belleği ve genellikle uyumluluk için, normal DDR3'ten 1,5 ila 1,35 V arasında azaltılmış bir voltajda farklı olan DDR3L belleği destekler. Bu tür işlemciler normal DDR3 ile çalışabilir bellek, varsa zaten oradadır, ancak işlemci üreticileri, DDR4 için tasarlanmış bellek denetleyicilerinin 1,2 V'luk daha da düşük bir voltajla artan bozulması nedeniyle bunu önermezler. Ek olarak, DDR3 yuvalarına sahip eski bir anakart da gereklidir. eski hafıza için. Bu nedenle en iyi seçenek eski DDR3 belleği satıp yeni DDR4'e yükseltmektir.

Bugün, en uygun fiyat / performans oranı, tüm modern işlemciler tarafından desteklenen 2400 MHz frekanslı DDR4 bellektir. Bazen biraz daha fazlası için 2666 MHz frekanslı bellek satın alabilirsiniz. 3000 MHz bellek çok daha pahalıya mal olacak. Ek olarak, işlemciler yüksek frekanslı bellekle her zaman kararlı çalışmaz.

Ayrıca, anakart tarafından desteklenen maksimum bellek frekansının ne olduğunu da düşünmeniz gerekir. Ancak bellek frekansının genel performans üzerinde nispeten küçük bir etkisi vardır ve peşine düşmemelidir.

Genellikle, bilgisayar bileşenlerini anlamaya başlayan kullanıcılar, işlemcinin resmi olarak desteklediğinden (2666-3600 MHz) çok daha yüksek frekansa sahip bellek modüllerinin kullanılabilirliği hakkında bir soruları vardır. Belleğin bu frekansta çalışabilmesi için anakartın XMP (Extreme Memory Profile) teknolojisini desteklemesi gerekir. XMP, belleğin daha yüksek bir frekansta çalışmasını sağlamak için veri yolu frekansını otomatik olarak yükseltir.

6.7. Entegre video çekirdeği

İşlemci, bir ofis veya multimedya bilgisayarı (video izlemek, temel oyunlar) için ayrı bir ekran kartı satın almaktan tasarruf etmenizi sağlayan yerleşik bir video çekirdeğine sahip olabilir. Ancak bir oyun bilgisayarı ve video düzenleme için ayrı (ayrık) bir ekran kartına ihtiyaç vardır.

İşlemci ne kadar pahalı olursa, entegre video çekirdeği o kadar güçlü olur. Intel işlemciler arasında en güçlü gömülü videoya sahip Core i7, onu i5, i3, Pentium G ve Celeron G izliyor.

Soket FM2 + üzerindeki AMD A Serisi İşlemciler, Intel işlemcilerden daha güçlü bir entegre video çekirdeğine sahiptir. En güçlüsü A10, ardından A8, A6 ve A4 geliyor.

Soket AM3 + FX işlemcilerde yerleşik bir video çekirdeği yoktur ve ayrı bir orta sınıf grafik kartına sahip ucuz oyun bilgisayarları için temel olarak kullanılmıştır.

Ayrıca, AMD Athlon ve Phenom işlemcilerin çoğunda yerleşik bir video çekirdeği yoktur ve bu çekirdek çok eski bir AM1 soketinde bulunur.

Ryzen G işlemciler, A8, A10 serisinden önceki nesil işlemciden iki kat daha güçlü olan entegre bir Vega video çekirdeğine sahiptir.

Ayrık bir ekran kartı almayacaksanız ama yine de zaman zaman iddiasız oyunlar oynamak istiyorsanız tercihinizi Ryzen G işlemcilere vermekte fayda var ama entegre grafiklerin zorlu modern oyunları çekmesini beklemeyin. . Yapabileceği maksimum değer, HD çözünürlükte (1280 × 720), bazı durumlarda Full HD (1920 × 1080) düşük ila orta grafik ayarlarında çevrimiçi oyunlar ve bazı iyi optimize edilmiş oyunlardır. İhtiyacınız olan işlemcinin Youtube'daki testlerine bakın ve size uygun olup olmadığına bakın.

7. İşlemcilerin diğer özellikleri

Ayrıca işlemciler, üretim süreci, güç tüketimi ve ısı dağılımı gibi parametrelerle karakterize edilir.

7.1. Üretim süreci

Teknik süreç, işlemcilerin üretildiği teknolojidir. Ekipman ve üretim teknolojisi ne kadar modern olursa, teknik süreç o kadar ince olur. Güç tüketimi ve ısı dağılımı büyük ölçüde işlemcinin yapıldığı teknik sürece bağlıdır. İşlem teknolojisi ne kadar ince olursa, işlemci o kadar ekonomik ve soğuk olur.

Modern işlemciler, 10 ila 45 nanometre (nm) proseste üretilir. Değer ne kadar düşükse o kadar iyidir. Ancak her şeyden önce, aşağıda tartışılacak olan işlemcinin güç tüketimi ve ilgili ısı dağılımı tarafından yönlendirilin.

7.2. CPU güç tüketimi

İşlemcinin çekirdek sayısı ve frekansı arttıkça, güç tüketimi de artar. Ayrıca, enerji tüketimi büyük ölçüde üretim sürecine bağlıdır. Teknik süreç ne kadar ince olursa, enerji tüketimi o kadar düşük olur. Dikkate alınması gereken en önemli şey, güçlü bir işlemcinin zayıf bir anakart üzerine kurulamayacağı ve daha güçlü bir güç kaynağına ihtiyaç duyacağıdır.

Modern işlemciler 25 ila 220 watt tüketir. Bu parametre ambalajlarında veya üreticinin web sitesinde okunabilir. Anakartın parametreleri, ne tür işlemci güç tüketimi için tasarlandığını da gösterir.

7.3. İşlemcinin ısı dağılımı

İşlemcinin ısı dağılımı, maksimum güç tüketimine eşit olarak kabul edilir. Ayrıca watt olarak ölçülür ve Termal Tasarım Gücü (TDP) olarak adlandırılır. Modern işlemciler 25-220 watt aralığında bir TDP'ye sahiptir. Daha düşük TDP'li bir işlemci seçmeye çalışın. Optimum TDP aralığı 45-95 W'dir.

8. İşlemcilerin özellikleri nasıl bulunur?

İşlemcinin çekirdek sayısı, frekans ve önbellek gibi tüm temel özellikleri genellikle satıcıların fiyat listelerinde belirtilir.

Belirli bir işlemcinin tüm parametreleri, üreticilerin (Intel ve AMD) resmi web sitelerinde belirtilebilir:

Model numarasına veya seri numarasına göre, sitede herhangi bir işlemcinin tüm özelliklerini bulmak çok kolaydır:

Veya bir Google veya Yandex arama motoruna model numaranızı girin (örneğin, "Ryzen 7 1800X").

9. İşlemci modelleri

İşlemci modelleri yıllık olarak değişir, bu yüzden burada hepsini vermeyeceğim, ancak yalnızca daha az sıklıkta değişen ve kolayca gezinebileceğiniz bir dizi (satır) işlemci vereceğim.

Daha üretken oldukları ve yeni teknolojileri desteklediği için daha modern serilerin işlemcilerini satın almanızı öneririm. İşlemci frekansı ne kadar yüksek olursa, seri adından sonraki model numarası da o kadar yüksek olur.

9.1. Intel işlemci hatları

Daha eski seriler:

• Celeron - ofis görevleri için (2 çekirdek)
• Pentium - giriş sınıfı multimedya ve oyun bilgisayarları için (2 çekirdek)

Modern seri:

• Celeron G - ofis işleri için (2 çekirdek)
• Pentium G - giriş sınıfı multimedya ve oyun bilgisayarları için (2 çekirdekli)
• Core i3 - giriş sınıfı multimedya ve oyun bilgisayarları için (2-4 çekirdek)
• Core i5 - orta sınıf oyun bilgisayarları için (4-6 çekirdek)
• Core i7 - güçlü oyun ve profesyonel bilgisayarlar için (4-10 çekirdek)
• Core i9 - ultra güçlü profesyonel bilgisayarlar için (12-18 çekirdek)

Tüm Core i7, i9, bazı Core i3 ve Pentium işlemciler, performansı önemli ölçüde artıran Hyper-threading teknolojisini destekler.

9.2. AMD işlemci hatları

Daha eski seriler:

• Sempron - ofis görevleri için (2 çekirdek)
• Athlon - giriş seviyesi multimedya ve oyun bilgisayarları (2 çekirdekli)
• Phenom - orta sınıf multimedya ve oyun bilgisayarları için (2-4 çekirdek)

Eski seri:

• A4, A6 - ofis görevleri için (2 çekirdek)
• A8, A10 - ofis görevleri ve basit oyunlar için (4 çekirdekli)
• FX - video düzenleme ve çok ağır olmayan oyunlar için (4-8 çekirdek)

Modern seri:

• Ryzen 3 - Giriş Seviyesi Multimedya ve Oyun Bilgisayarları (4 Çekirdek)
• Ryzen 5 - video düzenleme ve orta seviye oyun bilgisayarları için (4-6 çekirdekli)
• Ryzen 7 - Güçlü Oyun ve Profesyonel Bilgisayarlar İçin (4-8 Çekirdek)
• Ryzen Threadripper - Güçlü Profesyonel Bilgisayarlar İçin (8-16 Çekirdek)

Ryzen 5, 7 ve Threadripper işlemciler çok iş parçacıklıdır ve yüksek çekirdek sayılarıyla video düzenleme için mükemmel bir seçimdir. Ek olarak, işaretin sonunda daha yüksek frekansa sahip “X” bulunan modeller vardır.

9.3. Bölümleri yeniden başlatma

Ayrıca bazen üreticilerin eski serileri yeni soketlerle yeniden başlattığı da belirtilmelidir. Örneğin, Intel artık entegre grafiklere sahip Celeron G ve Pentium G'ye sahipken, AMD, Athlon II ve Phenom II işlemci hatlarını güncelledi. Bu işlemciler, performans açısından daha modern emsallerinden biraz daha düşüktür, ancak önemli ölçüde fiyat kazanır.

9.4. Çekirdek ve işlemci üretimi

Soketlerin değişmesiyle birlikte, işlemcilerin nesli de genellikle değişir. Örneğin, 1150 soketinde 4. nesil Core i7-4xxx işlemciler, 2011-3 - 5. nesil Core i7-5xxx soketinde vardı. Soket 1151'e geçişle birlikte 6. nesil Core i7-6xxx işlemciler ortaya çıktı.

Ayrıca, işlemci neslinin soketi değiştirmeden değiştiği de olur. Örneğin 1151 soketinde 7. nesil Core i7-7xxx işlemciler çıktı.

Nesil değişimi, çekirdek olarak da adlandırılan işlemcinin elektronik mimarisindeki gelişmelerden kaynaklanmaktadır. Örneğin, Core i7-6xxx işlemciler, Skylake kod adlı bir çekirdek üzerine inşa edilmiştir ve bunların yerini almaya gelen Core i7-7xxx, Kaby Lake çekirdeğine dayanmaktadır.

Çekirdekler, oldukça önemli olanlardan tamamen kozmetik olanlara kadar çeşitli farklılıklara sahip olabilir. Örneğin, Kaby Lake, güncellenmiş entegre grafiklerinde ve K indeksi olmayan işlemcilerin veri yolundaki hız aşırtma engellemesinde önceki Skylake'den farklıdır.

Benzer şekilde, AMD işlemcilerinin çekirdeklerinde ve nesillerinde bir değişiklik var. Örneğin, FX-9xxx işlemciler, FX-8xxx işlemcilerin yerini almıştır. Ana farkları, önemli ölçüde artan frekans ve sonuç olarak ısı salınımıdır. Ancak soket değişmedi ama eski AM3+ kaldı.

AMD FX işlemcileri, sonuncusu Zambezi ve Vishera olan birçok çekirdeğe sahipti, ancak bunların yerini AM4 soketinde Ryzen (Zen çekirdeği) ve TR4 soketinde Ryzen (Threadripper çekirdeği) aldı.

10. İşlemciyi overclock etme

Etiketin sonunda "K" olan Intel Core işlemciler daha yüksek bir temel frekansa ve kilidi açılmış bir çarpana sahiptir. Daha iyi performans için kolayca hız aşırtma yapılabilir (hız aşırtılabilir), ancak daha pahalı bir Z serisi anakart gereklidir.

Tüm AMD FX ve Ryzen işlemciler, çarpan değiştirilerek hız aşırtma yapılabilir, ancak hız aşırtma potansiyelleri daha mütevazıdır. Hız aşırtma Ryzen işlemciler, B350, X370 yonga setlerine dayalı anakartlar tarafından desteklenir.

Genel olarak, hız aşırtma yeteneği işlemciyi daha umut verici kılıyor, çünkü gelecekte hafif bir performans eksikliği ile onu değiştirmek mümkün olmayacak, sadece hız aşırtma yapacak.

11. Paketleme ve soğutucu

İşaretin sonunda "KUTU" yazan işlemciler, yüksek kaliteli bir kutuda paketlenmiştir ve bir soğutucu ile satılabilir.

Ancak, bazı daha pahalı kutulu işlemcilerin soğutucusu olmayabilir.

İşaretin sonunda “Tepsi” veya “OEM” yazıyorsa, işlemcinin küçük bir plastik tepsi içinde paketlendiği ve kitte soğutucu olmadığı anlamına gelir.

Pentium gibi giriş sınıfı işlemcileri bir soğutucu ile satın almak daha kolay ve daha ucuzdur. Ancak orta sınıf veya üst düzey bir işlemci, genellikle soğutucu olmadan satın almak ve bunun için uygun bir soğutucuyu ayrı olarak seçmek daha karlı. Maliyet açısından aşağı yukarı aynı olacak ama soğutma ve gürültü seviyesi açısından çok daha iyi olacak.

12. Çevrimiçi mağazada filtreler ayarlama

1. Satıcının web sitesindeki "İşlemciler" bölümüne gidin.
2. Bir üretici seçin (Intel veya AMD).
3. Soketi (1151, AM4) seçin.
4. Bir işlemci hattı seçin (Pentium, i3, i5, i7, Ryzen).
5. Numuneyi fiyata göre sıralayın.
6. Daha ucuz olanlardan başlayarak işlemcilere göz atın.
7. Fiyatına göre size uygun olabilecek en yüksek sayıda iş parçacığına ve frekansa sahip bir işlemci satın alın.

Bu şekilde, gereksinimlerinizi karşılayan en iyi fiyat/performans işlemcisini mümkün olan en düşük maliyetle elde edersiniz.

13. Bağlantılar

Intel Core i7 8700 işlemci
Intel Core i5 8600K işlemci
Intel Pentium G4600 işlemci

İşlemci, şüphesiz herhangi bir bilgisayarın ana bileşenidir. Bilgisayarınızın önüne koyduğunuz tüm karmaşık görevleri gerçekleştiren, birkaç on milimetre boyutundaki bu küçük silikon parçasıdır. Burası tüm programların yanı sıra işletim sisteminin çalıştığı yerdir. Ama hepsi nasıl çalışıyor? Bugünkü yazımızda bu soruyu analiz etmeye çalışacağız.

İşlemci, bilgisayarınızdaki verileri yönetir ve saniyede milyonlarca talimat yürütür. Ve kelime işlemcisi derken, tam olarak ne anlama geldiğini kastediyorum - aslında bir bilgisayarda tüm işlemleri gerçekleştiren küçük bir silikon çip. İşlemcinin nasıl çalıştığını düşünmeye başlamadan önce, ne olduğunu ve nelerden oluştuğunu ayrıntılı olarak düşünmelisiniz.

Öncelikle işlemcinin ne olduğuna bakalım. CPU veya merkezi işlem birimi (merkezi işlem birimi) - bir silikon kristali üzerinde yapılmış çok sayıda transistöre sahip bir mikro devredir. Dünyanın ilk işlemcisi 1971'de Intel Corporation tarafından geliştirildi. Her şey Intel 4004 modeliyle başladı, sadece hesaplama işlemlerini gerçekleştirebiliyor ve sadece 4 bayt veri işleyebiliyordu. Bir sonraki model 1974'te çıktı - Intel 8080 ve zaten 8 bit bilgiyi işleyebiliyordu. Sonra 80286, 80386, 80486 vardı. Mimarinin adı da bu işlemcilerden geldi.

8088, 5 MHz saat hızına ve bugünün işlemcilerinden çok daha düşük, saniyede yalnızca 330.000 işlem sayısına sahipti. Modern cihazlar, 10 GHz'e kadar bir frekansa ve saniyede birkaç milyon işleme sahiptir.

Transistörleri dikkate almayacağız, hadi daha yüksek bir seviyeye geçelim. Her işlemci aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

• Çekirdek- tüm bilgi işleme ve matematiksel işlemler burada gerçekleştirilir, birkaç çekirdek olabilir;
• Komut kod çözücü- bu bileşen çekirdeğe aittir, yazılım komutlarını çekirdek transistörler tarafından yürütülecek bir dizi sinyale dönüştürür;
• önbellek- RAM'den okunan verileri depolayan küçük bir hacim olan ultra hızlı bellek alanı;
• Kayıtlar- bunlar, halihazırda işlenen verilerin depolandığı çok hızlı bellek hücreleridir. Bunlardan sadece birkaçı vardır ve sınırlı bir boyutları vardır - 8, 16 veya 32 bit ve işlemcinin bit kapasitesi buna bağlıdır;
• yardımcı işlemci- video işleme veya veri şifreleme gibi yalnızca belirli işlemleri gerçekleştirmek için optimize edilmiş ayrı bir çekirdek;
• Adres veri yolu- anakarta bağlı tüm cihazlarla iletişim için 8, 16 veya 32 bit genişliğinde olabilir;
• veri yolu- RAM ile iletişim için. Bununla işlemci belleğe veri yazabilir veya oradan okuyabilir. Bellek veri yolu 8, 16 ve 32 bit olabilir, bu bir seferde aktarılabilen veri miktarıdır;
• Senkronizasyon veriyolu- işlemci frekansını ve saat döngülerini kontrol etmenizi sağlar;
• Otobüsü yeniden başlat- işlemci durumunu sıfırlamak için;

Ana bileşen, işlemcinin kayıtlarının yanı sıra çekirdek veya bilgi işlem aritmetik birimi olarak kabul edilebilir. Diğer her şey bu iki bileşenin çalışmasına yardımcı olur. Şimdi registerlerin ne olduğuna ve amaçlarının ne olduğuna bir göz atalım.

• A, B, C Kayıtları- işleme sırasında veri depolamak için tasarlandı, evet, sadece üç tane var, ancak bu oldukça yeterli;
• EIP- RAM'deki bir sonraki program talimatının adresini içerir;
• ESP- RAM'deki veri adresi;
• Z- son karşılaştırma işleminin sonucunu içerir;

Tabii ki, bunların hepsi bellek kayıtları değildir, ancak bunlar en önemlileridir ve program yürütme sırasında işlemci tarafından en çok kullanılırlar. Artık işlemcinin nelerden oluştuğunu bildiğinize göre, nasıl çalıştığını düşünebilirsiniz.

Bilgisayar işlemcisi nasıl çalışır?

İşlemcinin hesaplamalı çekirdeği yalnızca matematik işlemlerini, karşılaştırma işlemlerini ve hücreler ve RAM arasında veri hareketini gerçekleştirebilir, ancak bu, oyun oynamanız, film izlemeniz ve web'de gezinmeniz ve çok daha fazlası için yeterlidir.

Aslında, herhangi bir program şu komutlardan oluşur: taşıma, toplama, çarpma, bölme, fark etme ve karşılaştırma koşulu karşılanıyorsa bir komuta git. Tabii ki, bunların hepsi komutlar değil, daha önce listelenenleri birleştiren veya kullanımlarını basitleştiren başkaları da var.

Tüm veri hareketleri bir taşıma talimatı (mov) kullanılarak gerçekleştirilir, bu talimat verileri kayıt konumları arasında, kayıtlar ve RAM arasında, bellek ve sabit disk arasında taşır. Aritmetik işlemler için özel talimatlar vardır. Ve koşulları yerine getirmek için atlama talimatlarına ihtiyaç vardır, örneğin, A kaydının değerini kontrol edin ve sıfıra eşit değilse, istenen adresteki talimata gidin. Ayrıca atlama talimatlarını kullanarak döngüler oluşturabilirsiniz.

Bunların hepsi çok iyi, ancak tüm bu bileşenler birbirleriyle nasıl etkileşime giriyor? Ve transistörler talimatları nasıl anlar? Tüm işlemci bir talimat kod çözücü tarafından kontrol edilir. Her bileşenin yapması gerekeni yapmasını sağlar. Bir programın yürütülmesi gerektiğinde ne olduğuna bir göz atalım.

İlk aşamada, kod çözücü bellekteki ilk program talimatının adresini bir sonraki EIP talimatının kaydına yükler, bunun için okuma kanalını etkinleştirir ve verileri EIP kaydına koymak için mandallı transistörü açar.

İkinci saat döngüsünde, talimat kod çözücü komutu, onu yürüten ve sonucu kayıtlardan birine, örneğin C'ye yazan bilgi işlem çekirdeğinin transistörleri için bir dizi sinyale dönüştürür.

Üçüncü döngüde, kod çözücü bir sonraki talimatın adresini birer birer artırır, böylece bellekteki bir sonraki talimatı işaret eder. Ayrıca, kod çözücü bir sonraki komutu yüklemeye devam eder ve programın sonuna kadar böyle devam eder.

Her komut zaten bir dizi transistörle kodlanmıştır ve sinyallere dönüştürülür, işlemcide fiziksel değişikliklere neden olur, örneğin, verilerin bir bellek konumuna yazılmasına izin veren mandalın konumunda bir değişiklik vb. . Farklı komutların yürütülmesi, farklı sayıda saat döngüsü gerektirir, örneğin, bir komut 5 saat döngüsü alabilir ve diğeri için daha karmaşık olanı 20'ye kadar çıkabilir. Ancak hepsi yine de işlemcinin kendisindeki transistörlerin sayısına bağlıdır. .

Bununla her şey açık, ancak tüm bunlar yalnızca bir program çalışıyorsa ve aynı anda birkaçı varsa ve hepsi varsa işe yarayacaktır. İşlemcinin birkaç çekirdeğe sahip olduğu ve ardından her bir çekirdekte ayrı programlar yürütüldüğü varsayılabilir. Ama hayır, aslında böyle bir kısıtlama yok.

Aynı anda sadece bir program çalışabilir. Tüm işlemci zamanı, çalışan tüm programlar arasında bölünür, her program birkaç saat döngüsü için yürütülür, ardından işlemci başka bir programa aktarılır ve kayıtların tüm içeriği RAM'de saklanır. Kontrol bu programa döndüğünde daha önce kaydedilen değerler registerlara yüklenir.

sonuçlar

Hepsi bu, bu yazıda bir bilgisayar işlemcisinin nasıl çalıştığını, işlemcinin ne olduğunu ve nelerden oluştuğunu inceledik. Biraz zor olabilir, ancak her şeye daha basit baktık. Umarım artık bu çok karmaşık cihazın nasıl çalıştığı konusunda daha netsinizdir.

İşlemcilerin yaratılış tarihi hakkındaki videoyu tamamlamak için:

CPU yapısı

Profesyonel olmayan birine bir bilgisayarın merkezi işlemcisinin nasıl çalıştığını açıklamak için, hangi bloklardan oluştuğunu düşünün:

İşlemci kontrol ünitesi;

Komut ve veri kayıtları;

Aritmetik mantık aygıtları (aritmetik ve mantıksal işlemleri gerçekleştirir);

Gerçek sayılarla, yani kayan nokta sayılarıyla veya daha basit olarak kesirlerle (FPU) bir işlem bloğu;

Birinci seviyenin ara belleği (önbellek) (talimatlar ve veriler için ayrı ayrı);

Ara hesaplama sonuçlarını depolamak için ikinci seviyenin ara belleği (önbellek);

Çoğu modern işlemcide ayrıca bir L3 önbellek bulunur;

Sistem veri yolu arayüzü.

işlemci nasıl çalışır

Bir bilgisayarın merkezi işlemcisinin algoritması, aşağıdaki eylemlerin bir dizisi olarak temsil edilebilir.

İşlemci kontrol ünitesi, programın yüklendiği RAM'den belirli değerleri (veri) ve yürütülmesi gereken komutları (talimatlar) alır. Bu veriler işlemcinin önbelleğine yüklenir.

İşlemcinin ara belleğinden (önbellek), talimatlar ve alınan veriler kayıtlara yazılır. Talimatlar, talimat kayıtlarına ve değerler veri kayıtlarına yerleştirilir.

Aritmetik mantık birimi, ilgili işlemci kayıtlarından talimatları ve verileri okur ve bu talimatları alınan numaralar üzerinde yürütür.

Sonuçlar tekrar kayıtlara ve hesaplamalar biterse işlemcinin tampon belleğine yazılır. İşlemcinin çok az kaydı vardır, bu nedenle ara sonuçları çeşitli seviyelerde önbellekte saklamak zorunda kalır.

Hesaplamalar için gerekli yeni veriler ve komutlar üst düzey önbelleğe (üçüncüden ikinciye, ikinciden birinciye) ve kullanılmayan veriler ise alt düzey önbelleğe yüklenir.

Hesaplama döngüsü sona ererse, yeni hesaplamalar için işlemcinin ara belleğinde yer açmak için sonuç bilgisayarın RAM'ine yazılır. Aynı şey, önbellek verilerle dolduğunda da olur: kullanılmayan veriler alt düzey önbelleğe veya RAM'e taşınır.

Bu işlemlerin sırası, işlemcinin operasyonel iş parçacığını oluşturur. İşlemci çalışırken çok ısınıyor. Bunun olmasını önlemek için, dizüstü bilgisayarı evde zamanında temizlemeniz gerekir.

CPU'yu hızlandırmak ve bilgi işlem performansını artırmak için işlemci verimliliğini artırmak için sürekli olarak yeni mimari çözümler geliştirilmektedir. Bunlar arasında işlemlerin boru hattı yürütmesi, izleme, yani programın daha sonraki eylemlerini tahmin etme girişimi, komutların (talimatların) paralel işlenmesi, çok iş parçacıklı ve ayrıca çok çekirdekli vardır.

Çok çekirdekli bir işlemcinin birkaç hesaplama çekirdeği vardır, yani birkaç aritmetik-mantıksal birim, kayan noktalı hesaplama birimi ve kaydının yanı sıra her biri kendi çekirdeğinde birleştirilen birinci düzey bir önbellek. Çekirdekler, ikinci ve üçüncü seviyelerin ortak bir tampon belleğine sahiptir. L3 önbelleğinin görünümü, tam olarak çok çekirdekli ve buna bağlı olarak, ara hesaplama sonuçlarını depolamak için daha büyük miktarda hızlı tampon belleğe duyulan ihtiyaçtan kaynaklandı.

Bir işlemcinin işlem hızını etkileyen ana göstergeler, işlem çekirdeklerinin sayısı, boru hattı uzunluğu, saat frekansı ve önbellektir. Bir bilgisayarın performansını artırmak için genellikle işlemciyi değiştirmek gerekir ve bu, anakartın ve RAM'in değiştirilmesini gerektirir. Servis merkezimizin uzmanları, bilgisayarınızın kendi kendine montaj ve modernizasyonu sürecinden korkuyorsanız, Moskova'daki evinizde bilgisayarınızı yükseltmenize, yapılandırmanıza ve onarmanıza yardımcı olacaktır.

Kişisel bilgisayarların yanı sıra telefonlar, tabletler, dizüstü bilgisayarlar veya diğer ilginç cihazlar gibi diğer cihazlar için mikroişlemci, neredeyse tüm hesaplamaları yapan ve veri işlemeden sorumlu olan ana merkezi cihazdır. Bunu bile söyleyebilirsin - İşlemci bu "beyin" herhangi bir modern bilgisayar veya yüksek teknoloji ürünü bir cihaz. Aynı zamanda modern bilgisayarların en pahalı ürünlerinden biridir.

1. İşlemcinin görünümünün tarihi

Mekanik bir röleye dayalı ilk bilgisayar işlemcileri, geçen yüzyılın ellili yıllarında ortaya çıktı. Bir süre sonra, sonunda transistörlerle değiştirilen elektronik tüplü modeller ortaya çıktı. Bilgisayarların kendileri oldukça hantal ve pahalı cihazlardı.

İşlemcilerin sonraki gelişimi, içlerinde bulunan bileşenleri tek bir mikro devrede sunmaya karar verilmesine kadar kaynadı. Entegre yarı iletken devrelerin ortaya çıkması bu fikrin uygulanmasını mümkün kıldı.

1969'da Busicom, Intel'den kendi tasarımlarında kullanmayı planladıkları on iki mikro devre sipariş etti - bir masaüstü hesap makinesinde. Zaten o zamanlar, Intel geliştiricilerinin birkaç mikro devreyi bir tane ile değiştirme fikri vardı. Fikir, şirketin yönetimi tarafından onaylandı, çünkü böyle bir teknoloji, mikro devrelerin üretim maliyetlerini önemli ölçüde azaltmayı mümkün kılarken, uzmanlar işlemciyi diğer bilgi işlem cihazlarında kullanım için evrensel hale getirme fırsatı buldu.

Bazı sistemler, işlemcinin zaten var olan çalışma frekansını artırmanıza izin verir, bu prosedüre denir "Overclock"... Daha yüksek bir işlemci frekansı ayarlamak, performans göstergelerini artırmanıza olanak tanır.

7. Intel ve AMD üreticilerinin karşılaştırılması

adlı Amerikan şirketi Intel 1968 yılında kurulmuş olup, ana rakibi şirkettir. AMD- bir yıl sonra ortaya çıktı.

AMD'nin Intel'den bir yıl sonra ortaya çıkması, onların rekabeti üzerinde önemli bir etki yarattı. AMD'nin ilk işlemcileri, Intel tarafından piyasaya sürülen işlemcilerin kopyalarıydı, ancak bu gerçek AMD'nin gelişmesini engellemedi. ilk 16 çekirdekli işlemci... Aynı zamanda, 2005 yılında sıradan bir kullanıcıya teklif edildi ilk 2 çekirdekli işlemci adını taşıyan AMD Athlon 64X2.

Intel'in çift çekirdekli Core 2 Duo işlemcileri bir yıl sonra piyasaya çıktı ve AMD işlemciler bugün hala Intel'den çok daha ucuz.

Hangi işlemciyi tercih etmelisiniz? Kullanıcının karmaşık profesyonel yazılımlarla çalışmak için bir bilgisayar kullanması gerekiyorsa, bu durumda Intel işlemcili bir bilgisayar satın almak daha iyidir.

AMD işlemciler, oyun bilgisayarları için ve yüksek performanslı donanım gerektirmeyen durumlarda harika bir seçenektir.

8. İşlemci önbelleği

önbellek- görevleri RAM'e atanan görevlere benzeyen işlemci belleğinden başka bir şey değil. İşlemci, içindeki verileri depolamak için önbelleği kullanır. Bu tür bellekte, en sık kullanılan bilgiler arabelleğe alınır, bu nedenle daha sonraki erişim için harcanan süre önemli ölçüde azalır.

Bugün satılan bilgisayarların işletim belleği 1 GB arasında değişirken, işlemci önbelleği 8 MB'ı geçmiyor. Yukarıdaki verilerden de görebileceğiniz gibi, bu tür belleklerdeki fark oldukça önemlidir. Buna rağmen, belirtilen hacim bile tüm sistemin normal performansını sağlamak için yeterlidir. İki seviyeli önbelleğe sahip işlemciler: L1 ve L2, bugün kullanıcıların büyük ilgisini çekiyor. Birinci seviyenin hafızası, ikinci seviyenin hafızasından daha küçüktür ve talimatların saklanması için gereklidir. Bu durumda, daha büyük olması nedeniyle ikinci seviye doğrudan veri depolama için kullanılır. Birçok işlemci şu anda paylaşılan bir L2 önbelleğine sahiptir.

9. İşlemci işlevleri ve teknolojileri: MMX, SSE, 3DNow !, Hyper Threading

Modern işlemciler, yeteneklerini genişleten karakteristik ek işlevler ve teknolojilerle donatılmıştır:

3DNow !, ММХ, SSE, SSE2, SSE3- büyük veri ve multimedya dosyalarıyla çalışmayı optimize eden teknolojiler;

AMD işlemciler teknoloji içerir NX biti(Yürütme Yok), Intel işlemciler benzer teknolojiye sahipken XD(Devre Dışı Bırakma Bitini Yürüt);

Serin "n" Sessiz(AMD'de), TM1 / TM2, C1E, EIST(Intel'de) elektrik enerjisi tüketimi azaltılır;

teknolojide AMD64 veya EMT64(Intel işlemciler için) 64 bit yönergelere ihtiyaç duyar;

Bazı Intel işlemcilerde birden çok yönerge dizisinin eşzamanlı yürütülmesi, teknolojinin varlığını ima eder NT(Hyper-Threading Teknolojisi).

10. Çok çekirdekli işlemciler

Modern merkezi mikroişlemcilerin merkezi çekirdeklerle donatılmıştır. Çekirdek, yaklaşık bir santimetre kare alana sahip bir silikon kristalidir. Küçük boyutuna rağmen, mikroskobik mantık elemanları, çip mimarisi olarak adlandırılan yüzeyinde bir işlemci devre şemasının uygulanmasını mümkün kıldı.

Çok çekirdekli işlemci bir işlemci yongasının yüzeyinde iki veya daha fazla bilgi işlem çekirdeğinin merkezi mikroişlemcisinde bulunmasından oluşur ve bu da tek bir pakete dahil edilebilir.

Çok çekirdekli bir işlemcinin avantajlarının bir listesi:

Uygulamaların çalışmalarını birkaç çekirdeğe dağıtmak mümkün hale gelir;

Hesaplama açısından yoğun süreçler önemli ölçüde daha hızlı çalışır;

Uygulama yanıt hızı artırıldı;

Elektrik enerjisi tüketimini azaltmak;

Kaynak yoğun multimedya programlarının daha verimli kullanımı;

PC kullanıcıları için daha rahat çalışma.

11. İşlemci üretimi

Mikroişlemci üretimi en az iki önemli aşamayı içerir. İlk aşamada, daha sonra iletken özellikler verilen substratlar üretilir. İkinci aşamada, üretilen alt tabakalar test edilir, ardından işlemci monte edilir ve paketlenir.

Bugün AMD ve Intel gibi önde gelen işlemci üreticileri, olası kristal aralığını en aza indirerek, mümkün olan en büyük pazar segmentlerini kullanarak üretim kurmaya çalışıyor. Bunun mükemmel bir teyidi Intel Core 2 Duo işlemcilerdir. Ürün grubu, farklı kod adlarına sahip üç işlemci içerir: Mobil cihazlar için Merom, masaüstü sürümleri için Conroe, sunucu sürümleri için Woodcrest. Her üç işlemci de aynı teknolojik temeli paylaşır, bu da üreticinin üretimin son aşamasında karar vermesine olanak tanır. Örneğin, pazar daha fazla mobil işlemci gerektiriyorsa, şirket Soket 479 modelini piyasaya sürmeye odaklanacak. Masaüstü modellere olan talep artarsa ​​Intel, Soket 775 için gereken kristalleri paketleyecek. Sunucu işlemcilerine olan talep artarsa, yukarıdaki işlemlerin tümü Soket 771 için uygulanacaktır.

12. İşlemcilerin işaretlenmesi ve kod adları

Büyük işletmelerin fabrikalarında üretilen çeşitli ürünler, resmi görüşmeler ve yazışmalar yapılırken uzun resmi atamalar kullanmaktan oldukça uygun bir çözüm olan kod adlarıyla belirtilir. Bazen çok sayıda kullanıcı şirket içi kod adlarını öğrenir, ancak bunlar günlük hayatta nadiren kullanılır.

İşlemcilerin kod adlarında durum tam tersi çünkü son zamanlarda konuşmalarda kullanılmaya başlandı ve resmi belgelerde işaretleme işlemcileri olarak yer aldı.

Aynı zamanda, örneğin bir PC'nin başarılı bir şekilde modernizasyonu için yalnızca bazı kod adlarını hatırlamanız gerekir, çünkü çoğu zaman, güzel ses ve reklam hırslarına ek olarak, bu tür adlar tüketici için yararlı bilgiler taşımaz.

13. İşlemciler için soketler (soket)

işlemci soketiİngilizceden çevrilmiş anlamına gelir "Bağlayıcı" veya "yuva"... Bu terimi bir bilgisayara uygularsak, o zaman soket, merkezi işlemcinin kurulu olduğu yerdir. Her işlemci modeli kendi konektör versiyonuyla donatılmıştır, bunun nedeni işlemcilerin üretim teknolojilerinin iyileştirilmesi ve bu nedenle mimarilerinin, transistörlerin, soketlerin vb. Modernize edilmesidir.

CPU soketi, CPU kurulum sürecini basitleştirmek için bir yuva veya yuva olarak tasarlanmıştır. Konektörlerin kullanımı, bilgisayarın sonraki onarımı veya yükseltilmesi için işlemcinin değiştirilmesini büyük ölçüde basitleştirir.

14. CPU soğutma

Fan veya aynı zamanda denildiği gibi soğutucu, görevi işlemci için soğutma sağlamak olan bir aygıttır. Farklı soğutucu modelleri vardır, ancak çoğu zaman işlemcinin üzerine kurulurlar.

Soğutucular aktif ve pasiftir. Pasif soğutucu kategorisi, oldukça ucuz olan, minimum elektrik tüketen ve aynı zamanda pratik olarak sessiz olan sıradan radyatörleri içerir. Aktif soğutucu, kendisine bağlı bir fan bulunan bir radyatördür.

Bugün en popüler olanı, üzerine fan takılı metal bir radyatörden oluşan aktif hava soğutucularıdır.

Mekanik bir cihaz olan soğutucunun sürtünme parçalarının makine yağı ile zamanında yağlanması gerekirken, bu amaçlar için bitkisel yağların kullanılması kesinlikle yasaktır.

Cihazı yağlama ihtiyacı, soğutucudan gelen karakteristik ve kademeli olarak artan gürültü ile anlaşılabilir.

15. İşlemcilerdeki arızalar ve hatalar

Bir işlemci arızası durumunda, bilgisayar kendi kendine kapanmaya ve yeniden başlatmaya başlayabilir, işletim sistemi donar ve sabit sürücü görüntülenmez. Bu durumda, yukarıdakilerin tümüne işlemcinin güçlü bir şekilde ısınması eşlik eder. Çoğu zaman, arızalı bir işlemci, işletim sisteminin ve ilgili yazılımın çalışmasında kalıcı hataların nedeni olur.

Hiçbir koşulda, çalışan bir anakartta arızalı bir işlemci kontrol edilmemelidir, çünkü bu tür eylemler anakartın arızalanmasına neden olabilir.

Çoğu zaman, işlemciler, bilgisayarın aşırı ısınması ve yanlış montajı nedeniyle hasar görür, bu da işlemci kontaklarının yanlışlıkla bükülmesine ve kısa devre sonucunda ortaya çıkabilir. Bu durumda sorunun tek çözümü işlemciyi değiştirmektir.