Thực đơn
trang chủMạng xã hội

Bộ xử lý là gì và nó hoạt động như thế nào Sự khác biệt giữa CPU và GPU. Bộ nhớ đệm trong bộ xử lý hiện tại có hình kim tự tháp

CPU(Bộ phận xử lý trung tâm; đơn vị xử lý trung tâm; Bộ phận điện tử Trung tâm) - CPU, con chip chính trong máy tính, “bộ não” của nó. Chứa tệp thanh ghi, đơn vị điều khiển, đơn vị quản lý bộ nhớ (MMU), đơn vị logic số học (ALU) và các khối khác.

CPU chạy càng nhanh thì toàn bộ PC chạy càng nhanh. CPU bao gồm các ô đặc biệt gọi là thanh ghi; chúng chứa các lệnh mà bộ xử lý thực thi cũng như dữ liệu mà các lệnh đó hoạt động. Các đặc điểm chính của bộ xử lý trung tâm là tốc độ và dung lượng. Tốc độ đề cập đến số chu kỳ được bộ xử lý thực hiện mỗi giây. Thông số nàyđược đo bằng megahertz (MHz), 1 MHz = 1.000.000 chu kỳ mỗi giây. Độ sâu bit là một tham số quan trọng đối với các thiết bị máy tính như thanh ghi bên trong, bus dữ liệu đầu vào/đầu ra và bus địa chỉ bộ nhớ.

Hiện nay có khá nhiều loại bộ xử lý và chúng không ngừng được cải tiến. Dưới đây là các loại CPU chính như vậy.

bộ xử lý CISC

Tính toán tập lệnh phức tạp - tính toán với tập hợp phức tạp lệnh Kiến trúc bộ xử lý dựa trên một tập lệnh phức tạp. Đại diện tiêu biểu của CISC là họ bộ vi xử lý Intel x86 (mặc dù trong nhiều năm các bộ xử lý này chỉ là CISC trong hệ thống bên ngoài lệnh).

bộ xử lý RISC

Tính toán tập lệnh rút gọn (công nghệ) - tính toán với tập lệnh rút gọn. Kiến trúc bộ xử lý dựa trên tập lệnh rút gọn. Đặc trưng bởi sự hiện diện của các lệnh có độ dài cố định, số lượng lớn thanh ghi, hoạt động đăng ký để đăng ký và không có địa chỉ gián tiếp. Khái niệm RISC được phát triển bởi John Cocke của IBM Research và tên được đặt ra bởi David Patterson. Việc triển khai phổ biến nhất của kiến ​​trúc này được thể hiện bằng các bộ xử lý dòng PowerPC, bao gồm G3, G4 và G5. Một triển khai khá nổi tiếng của kiến ​​trúc này là các bộ xử lý dòng MIPS và Alpha.

Bộ xử lý MISC

Tính toán tập lệnh tối thiểu - tính toán với đặt tối thiểu lệnh Phát triển hơn nữaý tưởng từ nhóm của Chuck Moore, người tin rằng nguyên tắc đơn giản, nguyên tắc ban đầu của bộ xử lý RISC, đã nhanh chóng bị lu mờ. Trong sức nóng của cuộc đấu tranh giành hiệu suất tối đa, RISC đã bắt kịp và vượt qua nhiều bộ xử lý CISC về độ phức tạp. Kiến trúc MISC dựa trên mô hình tính toán ngăn xếp với số lượng giới hạnđội (khoảng 20–30 đội).

Bộ xử lý đa lõi

Chứa một số lõi xử lý trong một gói (trên một hoặc nhiều chip). Các bộ xử lý được thiết kế để chạy một bản sao của hệ điều hành trên nhiều lõi là một triển khai tích hợp cao của hệ thống Đa bộ xử lý. TRÊN khoảnh khắc này bộ xử lý có hai lõi được sử dụng rộng rãi, đặc biệt Lõi Intel 2 Duo trên lõi Conroe và Athlon64X2 dựa trên vi kiến ​​trúc K8.

Chiếc đầu tiên được phát hành vào tháng 11 năm 2006 bộ vi xử lý lõi tứ Intel Core 2 Quad dựa trên lõi Kentsfield, là sự kết hợp của hai tinh thể Conroe trong một gói. Bộ xử lý lõi kép bao gồm các khái niệm như sự hiện diện của lõi logic và lõi vật lý: ví dụ: bộ xử lý Intel Core Duo lõi kép bao gồm một lõi vật lý, lần lượt được chia thành hai lõi logic. Bộ xử lý Intel Core 2 Duo bao gồm hai lõi vật lý, điều này ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ của nó.

Vào ngày 10 tháng 9 năm 2007, bộ xử lý bốn nhân gốc (ở dạng một chip) dành cho máy chủ AMD Quad-Core Opteron đã được phát hành để bán, có tên mã là AMD Opteron Barc elona trong quá trình phát triển. Vào ngày 19 tháng 11 năm 2007, bộ xử lý lõi tứ dành cho gia đình đã được phát hành. máy tính AMD Hiện tượng lõi tứ. Các bộ xử lý này triển khai vi kiến ​​trúc K8L (K10) mới. Vào ngày 27 tháng 9 năm 2006, Intel đã trình diễn nguyên mẫu bộ xử lý 80 lõi. Người ta cho rằng sản xuất hàng loạt bộ xử lý tương tựĐiều này sẽ có thể thực hiện được không sớm hơn quá trình chuyển đổi sang công nghệ xử lý 32 nanomet, dự kiến ​​sẽ diễn ra vào năm 2010. Hiện nay, các bộ xử lý được chế tạo bằng quy trình 28 và 22 nanomet là phổ biến.

Không còn nghi ngờ gì nữa, bộ xử lý là thành phần chính của bất kỳ máy tính nào. Chính miếng silicon nhỏ, có kích thước vài chục mm này, thực hiện tất cả những điều đó. nhiệm vụ phức tạp, mà bạn đặt trước máy tính của bạn. Đây là nơi hệ điều hành chạy cũng như tất cả các chương trình. Nhưng mọi chuyện diễn ra như thế nào? Chúng tôi sẽ cố gắng xem xét câu hỏi này trong bài viết của chúng tôi ngày hôm nay.

Bộ xử lý quản lý dữ liệu trên máy tính của bạn và thực hiện hàng triệu lệnh mỗi giây. Và khi nói đến bộ xử lý văn bản, ý tôi là chính xác ý nghĩa thực sự của nó - một con chip nhỏ làm bằng silicon thực sự thực hiện tất cả các hoạt động trên máy tính. Trước khi chuyển sang cách hoạt động của bộ xử lý, trước tiên chúng ta phải xem xét chi tiết nó là gì và nó bao gồm những gì.

Đầu tiên chúng ta hãy xem bộ xử lý là gì. CPU hay bộ xử lý trung tâm (centralprocessing unit) – là một con chip có một số lượng lớn bóng bán dẫn được làm trên một tinh thể silicon. Bộ xử lý đầu tiên trên thế giới được Intel phát triển vào năm 1971. Tất cả bắt đầu với Intel 4004. Nó chỉ có thể thực hiện các hoạt động tính toán và chỉ có thể xử lý 4 byte dữ liệu. Mẫu tiếp theo ra mắt vào năm 1974 - Intel 8080 và đã có thể xử lý 8 bit thông tin. Tiếp theo là 80286, 80386, 80486. Chính từ những bộ xử lý này mà tên của kiến ​​​​trúc đã ra đời.

Tần số đồng hồ Bộ xử lý 8088 có tốc độ 5 MHz và số lượng thao tác mỗi giây chỉ là 330.000, ít hơn nhiều so với các bộ xử lý hiện đại. Thiết bị hiện đại có tần số lên tới 10 GHz và vài triệu phép tính mỗi giây.

Chúng tôi sẽ không xem xét bóng bán dẫn; chúng tôi sẽ chuyển sang cấp độ cao hơn. Mỗi bộ xử lý bao gồm các thành phần sau:

  • Cốt lõi- tất cả các hoạt động xử lý thông tin và toán học được thực hiện ở đây;
  • Bộ giải mã lệnh- thành phần này thuộc về kernel, nó chuyển đổi lệnh chương trình thành một tập hợp các tín hiệu mà các bóng bán dẫn lõi sẽ thực hiện;
  • Bộ nhớ đệm- vùng đất trí nhớ cực nhanh, một khối lượng nhỏ lưu trữ dữ liệu đọc từ RAM;
  • Đăng ký- cái này rất tế bào nhanh bộ nhớ trong đó dữ liệu hiện đang được xử lý được lưu trữ. Chỉ có một số ít trong số chúng và chúng có kích thước giới hạn - 8, 16 hoặc 32 bit; dung lượng bit của bộ xử lý phụ thuộc vào điều này;
  • Bộ đồng xử lý- một lõi riêng biệt chỉ được tối ưu hóa để thực hiện một số hoạt động nhất định, ví dụ: xử lý video hoặc mã hóa dữ liệu;
  • Xe buýt địa chỉ- để liên lạc với mọi người kết nối với bo mạch chủ thiết bị có thể rộng 8, 16 hoặc 32 bit;
  • Bus dữ liệu- để giao tiếp với RAM. Sử dụng nó, bộ xử lý có thể ghi dữ liệu vào bộ nhớ hoặc đọc dữ liệu từ đó. Bus bộ nhớ có thể là 8, 16 hoặc 32 bit, đây là lượng dữ liệu có thể được truyền cùng một lúc;
  • Xe buýt đồng bộ hóa- cho phép bạn kiểm soát tần số bộ xử lý và chu kỳ hoạt động;
  • Khởi động lại xe buýt- để thiết lập lại trạng thái bộ xử lý;

Thành phần chính có thể được coi là thiết bị tính toán lõi hoặc số học, cũng như các thanh ghi bộ xử lý. Mọi thứ khác giúp hai thành phần này hoạt động. Chúng ta hãy xem các thanh ghi là gì và mục đích của chúng là gì.

  • Thanh ghi A, B, C- được thiết kế để lưu trữ dữ liệu trong quá trình xử lý, vâng, chỉ có ba trong số đó, nhưng điều này là khá đủ;
  • EIP- chứa địa chỉ của lệnh chương trình tiếp theo trong bộ nhớ truy cập tạm thời;
  • ESP- địa chỉ dữ liệu trong RAM;
  • Z- chứa kết quả hoạt động cuối cùng so sánh;

Tất nhiên, đây không phải là tất cả các thanh ghi bộ nhớ, nhưng đây là những thanh ghi quan trọng nhất và được bộ xử lý sử dụng nhiều nhất trong quá trình thực thi chương trình. Chà, bây giờ bạn đã biết bộ xử lý bao gồm những gì, bạn có thể xem nó hoạt động như thế nào.

Bộ xử lý máy tính hoạt động như thế nào?

Lõi tính toán của CPU chỉ có thể thực hiện các phép toán, so sánh và di chuyển dữ liệu giữa các ô và RAM, nhưng cũng đủ để bạn chơi game, xem phim, duyệt web, v.v.

Trên thực tế, bất kỳ chương trình nào cũng bao gồm các lệnh sau: di chuyển, cộng, nhân, chia, sai phân và chuyển sang lệnh nếu đáp ứng điều kiện so sánh. Tất nhiên, đây không phải là tất cả các lệnh; có những lệnh khác kết hợp những lệnh đã được liệt kê hoặc đơn giản hóa việc sử dụng chúng.

Tất cả các chuyển động dữ liệu được thực hiện bằng lệnh di chuyển (mov), lệnh này di chuyển dữ liệu giữa các ô thanh ghi, giữa các thanh ghi và RAM, giữa bộ nhớ và ổ cứng. Vì các phép tính toán học có hướng dẫn đặc biệt. Và lệnh nhảy là cần thiết để đáp ứng các điều kiện, ví dụ: kiểm tra giá trị của thanh ghi A và nếu nó khác 0 thì chuyển sang lệnh trên đến đúng địa chỉ. Bạn cũng có thể tạo vòng lặp bằng cách sử dụng lệnh nhảy.

Tất cả đều rất tốt, nhưng làm thế nào để tất cả các thành phần này tương tác với nhau? Và làm thế nào để bóng bán dẫn hiểu được hướng dẫn? Hoạt động của toàn bộ bộ xử lý được điều khiển bởi bộ giải mã lệnh. Nó làm cho mỗi thành phần thực hiện những gì nó phải làm. Hãy xem điều gì xảy ra khi chúng ta cần thực thi một chương trình.

Ở giai đoạn đầu tiên, bộ giải mã tải địa chỉ của lệnh đầu tiên của chương trình vào bộ nhớ vào thanh ghi của lệnh EIP tiếp theo, để làm điều này, nó kích hoạt kênh đọc và mở bóng bán dẫn chốt để đưa dữ liệu vào thanh ghi EIP.

Trong chu kỳ xung nhịp thứ hai, bộ giải mã lệnh chuyển đổi lệnh thành một tập hợp tín hiệu cho các bóng bán dẫn của lõi máy tính, thực thi lệnh và ghi kết quả vào một trong các thanh ghi, ví dụ: C.

Ở chu kỳ thứ ba, bộ giải mã tăng địa chỉ lệnh tiếp theo bởi một, để nó trỏ đến các hướng dẫn sau trong tâm trí. Tiếp theo, bộ giải mã tiến hành tải lệnh tiếp theo và cứ như vậy cho đến khi kết thúc chương trình.

Mỗi lệnh đã được mã hóa bởi một chuỗi bóng bán dẫn và được chuyển đổi thành tín hiệu, nó gây ra những thay đổi vật lý trong bộ xử lý, chẳng hạn như thay đổi vị trí của chốt cho phép ghi dữ liệu vào ô nhớ, v.v. Để thực hiện các lệnh khác nhau, bạn cần số lượng khác nhau Ví dụ: chu kỳ xung nhịp, một lệnh có thể yêu cầu 5 chu kỳ xung nhịp và một lệnh khác phức tạp hơn, lên tới 20. Nhưng tất cả điều này vẫn phụ thuộc vào số lượng bóng bán dẫn trong chính bộ xử lý.

Chà, tất cả đều rõ ràng, nhưng tất cả những điều này sẽ chỉ hoạt động nếu một chương trình đang chạy và nếu có một vài chương trình trong số đó và tất cả cùng một lúc. Chúng ta có thể giả định rằng bộ xử lý có nhiều lõi và sau đó mỗi lõi thực thi chương trình riêng biệt. Nhưng không, trên thực tế không có hạn chế nào như vậy.

Chỉ có một chương trình có thể được thực hiện tại một thời điểm. Tất cả thời gian CPU được chia sẻ giữa mọi người chạy chương trình, mỗi chương trình thực thi trong vài chu kỳ xung nhịp, sau đó bộ xử lý được chuyển sang chương trình khác và tất cả nội dung của các thanh ghi được lưu trữ trong RAM. Khi điều khiển quay trở lại chương trình này, các giá trị đã lưu trước đó sẽ được tải vào các thanh ghi.

kết luận

Đó là tất cả, trong bài viết này chúng ta đã xem xét cách thức hoạt động của bộ xử lý máy tính, bộ xử lý là gì và nó bao gồm những gì. Nó có thể hơi phức tạp một chút, nhưng chúng tôi đã làm nó đơn giản hơn. Tôi hy vọng bây giờ bạn đã hiểu rõ hơn về cách hoạt động của thiết bị rất phức tạp này.

Để kết thúc video về lịch sử của bộ xử lý:

Hầu như mọi người đều biết rằng trong một chiếc máy tính, thành phần chính trong số tất cả các thành phần “cứng” là bộ xử lý trung tâm. Nhưng số người hiểu cách thức hoạt động của bộ xử lý là rất hạn chế. Hầu hết người dùng không có ý tưởng về điều này. Và ngay cả khi hệ thống đột nhiên bắt đầu chậm lại, nhiều người cho rằng chính bộ xử lý hoạt động không tốt và không coi trọng các yếu tố khác. Để hiểu đầy đủ tình hình, chúng ta hãy xem xét một số khía cạnh của CPU.

Đơn vị xử lý trung tâm là gì?

Bộ xử lý bao gồm những gì?

Nếu chúng ta nói về cách hoạt động của bộ xử lý Intel hoặc đối thủ cạnh tranh AMD, bạn cần xem những con chip này được thiết kế như thế nào. Bộ vi xử lý đầu tiên (nhân tiện, là của Intel, model 4040) xuất hiện vào năm 1971. Nó chỉ có thể thực hiện các phép tính cộng và trừ đơn giản nhất với việc chỉ xử lý 4 bit thông tin, tức là nó có kiến ​​trúc 4 bit.

Các bộ xử lý hiện đại, giống như bộ xử lý đầu tiên, dựa trên bóng bán dẫn và nhanh hơn nhiều. Chúng được tạo ra bằng phương pháp quang khắc từ một số lượng nhất định các tấm silicon riêng lẻ tạo thành một tinh thể duy nhất mà các bóng bán dẫn được in vào đó. Mạch được tạo ra trên một máy gia tốc đặc biệt sử dụng các ion boron được tăng tốc. Trong cấu trúc bên trong của bộ xử lý, các thành phần chính là lõi, bus và các phần chức năng được gọi là bản sửa đổi.

Các đặc điểm chính

Giống như bất kỳ thiết bị nào khác, bộ xử lý có đặc điểm thông số nhất định, không thể bỏ qua khi trả lời câu hỏi bộ xử lý hoạt động như thế nào. Trước hết điều này:

  • Số lượng lõi;
  • số của chủ đề;
  • kích thước bộ đệm (bộ nhớ trong);
  • tần số đồng hồ;
  • tốc độ lốp.

Bây giờ, hãy tập trung vào tần số đồng hồ. Không phải ngẫu nhiên mà bộ xử lý được gọi là trái tim của máy tính. Giống như trái tim, nó hoạt động ở chế độ đập với số nhịp nhất định mỗi giây. Tần số xung nhịp được đo bằng MHz hoặc GHz. Nó càng cao thì thiết bị có thể thực hiện càng nhiều thao tác.

Bạn có thể tìm hiểu tần số hoạt động của bộ xử lý từ các đặc điểm được khai báo của nó hoặc xem thông tin trong Nhưng trong khi xử lý lệnh, tần số có thể thay đổi và trong quá trình ép xung (ép xung), tần số có thể tăng đến giới hạn cực độ. Như vậy, giá trị khai báo chỉ là chỉ số trung bình.

Số lõi là một chỉ báo xác định số lượng trung tâm xử lý của bộ xử lý (không nên nhầm lẫn với luồng - số lõi và luồng có thể không trùng nhau). Nhờ sự phân bổ này, có thể chuyển hướng hoạt động sang các lõi khác, từ đó tăng hiệu suất tổng thể.

Cách thức hoạt động của bộ xử lý: xử lý lệnh

Bây giờ một chút về cấu trúc lệnh thực thi. Nếu bạn xem cách hoạt động của bộ xử lý, bạn cần hiểu rõ ràng rằng bất kỳ lệnh nào cũng có hai thành phần - một thành phần hoạt động và một thành phần toán hạng.

Phần vận hành cho biết những gì cần được thực hiện vào lúc này hệ thống máy tính, toán hạng xác định bộ xử lý sẽ hoạt động trên cái gì. Ngoài ra, lõi bộ xử lý có thể chứa hai trung tâm tính toán (thùng chứa, luồng), chia việc thực thi lệnh thành nhiều giai đoạn:

  • sản xuất;
  • giải mã;
  • thực hiện lệnh;
  • truy cập bộ nhớ của chính bộ xử lý
  • lưu kết quả.

Ngày nay, bộ nhớ đệm riêng biệt được sử dụng dưới hình thức sử dụng hai cấp độ bộ nhớ đệm, giúp tránh bị chặn bởi hai hoặc nhiều lệnh truy cập vào một trong các khối bộ nhớ.

Dựa trên loại xử lý lệnh, bộ xử lý được chia thành tuyến tính (thực thi các lệnh theo thứ tự chúng được viết), tuần hoàn và phân nhánh (thực thi các lệnh sau khi xử lý các điều kiện nhánh).

Hoạt động thực hiện

Trong số các chức năng chính được gán cho bộ xử lý, xét về các lệnh hoặc hướng dẫn được thực thi, có ba tác vụ chính được phân biệt:

  • các phép toán dựa trên thiết bị số học-logic;
  • di chuyển dữ liệu (thông tin) từ loại bộ nhớ này sang loại bộ nhớ khác;
  • đưa ra quyết định về việc thực hiện một lệnh và trên cơ sở đó, chọn chuyển sang thực hiện các nhóm lệnh khác.

Tương tác với bộ nhớ (ROM và RAM)

Trong quá trình này, các thành phần cần lưu ý là bus và kênh đọc-ghi, được kết nối với các thiết bị lưu trữ. ROM chứa một tập hợp byte không đổi. Đầu tiên, bus địa chỉ yêu cầu một byte cụ thể từ ROM, sau đó chuyển nó sang bus dữ liệu, sau đó kênh đọc thay đổi trạng thái và ROM cung cấp byte được yêu cầu.

Nhưng bộ xử lý không chỉ có thể đọc dữ liệu từ RAM mà còn có thể ghi dữ liệu. Trong trường hợp này, kênh ghi được sử dụng. Nhưng, nếu bạn nhìn vào nó, nhìn chung máy tính hiện đại Về mặt lý thuyết, chúng ta hoàn toàn có thể làm việc mà không cần RAM, vì các bộ vi điều khiển hiện đại có khả năng đặt trực tiếp các byte dữ liệu cần thiết vào bộ nhớ của chính chip xử lý. Nhưng không có cách nào làm được nếu không có ROM.

Trong số những thứ khác, hệ thống bắt đầu từ chế độ kiểm tra phần cứng (lệnh BIOS) và chỉ sau đó quyền điều khiển mới được chuyển sang hệ điều hành đang tải.

Làm cách nào để kiểm tra xem bộ xử lý có hoạt động không?

Bây giờ chúng ta hãy xem xét một số khía cạnh của việc kiểm tra hiệu suất của bộ xử lý. Cần phải hiểu rõ ràng rằng nếu bộ xử lý không hoạt động thì máy tính sẽ không thể khởi động được.

Đó là một vấn đề khác khi bạn cần xem xét chỉ số sử dụng khả năng của bộ xử lý tại một thời điểm nhất định. Điều này có thể được thực hiện từ "Trình quản lý tác vụ" tiêu chuẩn (ngược lại với bất kỳ quy trình nào, nó được chỉ định bao nhiêu phần trăm tải bộ xử lý mà nó cung cấp). Vì độ nét trực quan Tùy chọn này cho phép bạn sử dụng tab hiệu suất, nơi các thay đổi được theo dõi trong thời gian thực. Các tùy chọn nâng cao có thể được nhìn thấy bằng cách sử dụng chương trình đặc biệt ví dụ CPU-Z.

Ngoài ra, bạn có thể sử dụng nhiều lõi xử lý bằng cách sử dụng (msconfig) và Tùy chọn bổ sung lượt tải xuống.

vấn đề có thể xảy ra

Cuối cùng, một vài lời về các vấn đề. Nhiều người dùng thường hỏi, tại sao bộ xử lý hoạt động nhưng màn hình không bật? Tình huống này không liên quan gì đến bộ xử lý trung tâm. Thực tế là khi bạn bật bất kỳ máy tính nào lên, nó đều được kiểm tra lần đầu tiên. bộ điều hợp đồ họa, và chỉ sau đó mọi thứ khác. Có lẽ vấn đề là ở bộ xử lý chip đồ họa(tất cả các bộ tăng tốc video hiện đại đều có bộ xử lý đồ họa riêng).

Nhưng sử dụng ví dụ về hoạt động cơ thể con người Bạn cần hiểu rằng nếu tim ngừng đập thì toàn bộ cơ thể sẽ chết. Tương tự với máy tính. Bộ xử lý không hoạt động - toàn bộ hệ thống máy tính "chết".

Mọi thứ về bộ xử lý, lõi, tần số, v.v.

Bộ xử lý trung tâm (CPU) là bộ phận của máy tính chịu trách nhiệm giải thích và thực thi hầu hết các lệnh của máy tính khác. phần cứng Và thành phần phần mềm máy tính.

Tất cả các thiết bị đều sử dụng bộ xử lý, máy tính để bàn, máy tính xách tay, máy tính bảng, điện thoại thông minh... thậm chí cả TV màn hình phẳng của bạn.

Intel và AMD là hai hãng mạnh nhất nhà sản xuất nổi tiếng bộ xử lý trung tâm cho máy tính để bàn, máy tính xách tay và máy chủ và Apple, NVIDIA và Qualcomm là những công ty lớn nhất sản xuất bộ xử lý cho điện thoại thông minh và máy tính bảng.

Bạn có thể gặp các thuật ngữ khác nhau về bộ xử lý, chẳng hạn như bộ xử lý trung tâm, bộ xử lý máy tính, bộ vi xử lý, bộ xử lý trung tâm và “bộ não của máy tính”.

Màn hình hoặc Đĩa cứng Thỉnh thoảng rất saiđược gọi là bộ xử lý, nhưng các thành phần phần cứng này thực hiện các chức năng hoàn toàn khác với bộ xử lý.

Bộ xử lý trông như thế nào và nó nằm ở đâu?

Bộ xử lý hiện đại thường có kích thước nhỏ và hình vuông, có nhiều đầu nối kim loại ngắn, tròn ở phía dưới. Bộ xử lý cũ hơn sử dụng chân thay vì đầu nối.

Bộ xử lý vừa với một "ổ cắm" bộ xử lý (hoặc đôi khi là "khe cắm") trên bà mẹ Cái bảng Bộ xử lý được cắm vào ổ cắm với đầu nối hướng xuống dưới và được cố định bằng một đòn bẩy nhỏ.

Các bộ xử lý hiện đại rất nóng ngay cả khi chúng chạy trong thời gian ngắn. Để tản nhiệt này, bạn hầu như luôn cần đặt tản nhiệt và quạt trực tiếp lên bộ xử lý.

Chúng thường được bao gồm khi mua hàng.

Có những hệ thống làm mát khác hiệu quả hơn, chẳng hạn như bộ làm mát bằng nước hoặc thiết bị hoạt động theo nguyên tắc thay đổi pha.

Như đã đề cập trước đó, không phải tất cả các bộ xử lý đều có đầu nối ở phía dưới, nhưng nếu có thì các chân cắm sẽ rất dễ bị uốn cong. Hãy cẩn thận, đặc biệt là khi cài đặt nó trên bo mạch chủ.

tần số CPU

Tần số bộ xử lý là số lượng lệnh mà nó có thể xử lý mỗi giây và được đo bằng gigahertz (GHz).

Ví dụ: tần số bộ xử lý là 1 Hz nếu nó có thể xử lý một lệnh mỗi giây. Hơn ví dụ thực tế– bộ xử lý 3 GHz có thể xử lý 3 tỷ thao tác mỗi giây.

Lõi bộ xử lý

Một số thiết bị có bộ xử lý lõi đơn, trong khi những thiết bị khác có thể sử dụng bộ xử lý lõi kép (hoặc lõi tứ). Như đã rõ, hai bộ xử lý song song có nghĩa là chúng có thể xử lý số lệnh mỗi giây nhiều gấp đôi, giúp tăng đáng kể hiệu suất của thiết bị.

Một số bộ xử lý có khả năng chia mỗi lõi vật lý thành hai lõi ảo, công nghệ này được gọi là Siêu phân luồng. Ảo hóa tương tự có nghĩa là bộ xử lý chỉ có bốn lõi có thể hoạt động như thể có tám lõi, với mỗi bộ xử lý ảo xử lý một lõi riêng biệt chảy lệnh Tuy nhiên thuộc vật chất bộ vi xử lý có hiệu suất tốt hơn, Làm sao ảo.

Nếu bộ xử lý cho phép, một số ứng dụng có thể sử dụng cái gọi là đa luồng. Khi coi một luồng là một phần riêng biệt của một tiến trình, việc sử dụng nhiều luồng trên một lõi bộ xử lý có nghĩa là sẽ có nhiều lệnh được xử lý đồng thời hơn.

Trong một số sản phẩm phần mềmđã sử dụng lợi thế tương tự trên một số lõi bộ xử lý, có nghĩa là nhiều hơn số lượng lớn lệnh xử lý đồng thời.

Ví dụ: Intel Core i3 so với. i5 so với i7

Càng nhiều Ví dụ cụ thể Vì một số bộ xử lý nhanh hơn những bộ xử lý khác nên chúng ta hãy xem Intel phát triển bộ xử lý của mình như thế nào.

Như bạn đã nghi ngờ từ tên của chúng, bộ xử lý Intel Core i7 nhanh hơn i5, do đó hoạt động được nhanh hơn bộ xử lý i3. Câu hỏi tại sao một số bộ xử lý tốt hơn hay kém hơn những bộ xử lý khác phức tạp hơn một chút nhưng vẫn có lời giải thích khá rõ ràng.

bộ xử lý Intel Core i3 là lõi kép, trong khi i5 và i7 mỗi lõi có bốn lõi.

Tăng tốc Turbo– một tính năng của bộ xử lý i5 và i7 cho phép chúng tăng tần số trên mức danh định, chẳng hạn như từ 3,0 GHz lên 3,5 GHz, khi cần thiết. Bộ xử lý Intel Core i3 không có tính năng này. Bộ xử lý có tên có chữ cái cuối “K” có thể Thúc giục, tức là tăng tần suất của chúng và sử dụng nó mọi lúc.

Công nghệ Siêu phân luồng, như đã đề cập trước đó, cho phép bạn xử lý hai luồng trong mỗi lõi bộ xử lý. Điều này có nghĩa là bộ xử lý i3 với công nghệ Siêu phân luồng chỉ có thể xử lý bốn luồng cùng một lúc (vì chúng có hai lõi). Bộ vi xử lý Intel Core i5 không hỗ trợ công nghệ Siêu phân luồng nên có thể xử lý đồng thời 4 luồng. Tuy nhiên, bộ xử lý i7 hỗ trợ công nghệ này và do đó (vì chúng là lõi tứ) có thể xử lý đồng thời 8 luồng.

Do các hạn chế về nguồn điện áp đặt cho các thiết bị không hoạt động được cắm vĩnh viễn vào ổ cắm trên tường (các thiết bị chạy bằng pin như điện thoại thông minh, máy tính bảng, v.v.), bộ xử lý i3, i5 và i7 khác với bộ xử lý i7. máy tính để bàn bởi vì chúng có hiệu suất và mức tiêu thụ điện năng cân bằng hơn.

Thông tin bổ sung về bộ xử lý

Cả tần số và số lượng lõi đều không phải là đặc điểm duy nhất quyết định rằng bộ xử lý này “tốt hơn” bộ xử lý khác. Nó thường phụ thuộc nhiều hơn vào loại phần mềm làm việc cho máy tính này– nói cách khác, các ứng dụng sử dụng bộ xử lý.

Một bộ xử lý có thể có tần số thấp, nhưng có bốn lõi, trong khi lõi khác có thể có Tân sô cao, nhưng chỉ với hai lõi. Việc quyết định bộ xử lý nào sẽ hoạt động tốt hơn nữa tùy thuộc vào mục đích sử dụng bộ xử lý đó.

Ví dụ: chương trình chỉnh sửa video phụ thuộc vào bộ xử lý sẽ hoạt động tốt hơn trên bộ xử lý đa lõi, xung nhịp thấp so với trên bộ xử lý lõi đơn, xung nhịp cao. Không phải tất cả các ứng dụng, trò chơi và chương trình khác đều tận dụng được lợi thế của việc có nhiều hơn một hoặc hai lõi trên bộ xử lý, khiến cho lõi bổ sung thực tế là vô dụng.

Một thành phần khác của bộ xử lý là bộ đệm. Bộ nhớ đệm của bộ xử lý là vị trí lưu trữ tạm thời cho dữ liệu được sử dụng thường xuyên. Thay vì truy cập bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM) cho dữ liệu này, bộ xử lý sẽ xác định dữ liệu nào sẽ được sử dụng, nghĩa là bạn muốn sử dụng chúng và lưu trữ chúng trong bộ đệm. Tốc độ truy cập bộ đệm nhanh hơn RAM vì đây là bộ phận vật lý của bộ xử lý; Bộ đệm lớn hơn có nghĩa là bộ xử lý có nhiều không gian hơn để lưu trữ dữ liệu đó.

khả dụng 32-bit hoặc 64-bit Hệ điều hành trên máy tính của bạn xác định kích thước khối dữ liệu mà bộ xử lý có thể xử lý. Bộ xử lý 64 bit xử lý nhiều bộ nhớ hơn bộ xử lý 32 bit, đó là lý do tại sao 64-bit hệ điều hành và các ứng dụng không thể chạy trên bộ xử lý 32 bit.

Bạn sẽ có thể xem thông tin chi tiết về bộ xử lý và các thành phần phần cứng khác của máy tính của bạn bằng cách sử dụng những cái này miễn phí ứng dụng thông tin

Mỗi bo mạch chủ chỉ hỗ trợ một phạm vi loại bộ xử lý cụ thể, vì vậy hãy luôn kiểm tra với nhà sản xuất bo mạch chủ của bạn trước khi mua.

20. 02.2017

Blog của Dmitry Vassiyarov.

Bộ xử lý máy tính là gì - chấm vào chữ i

Chúc một ngày tốt lành, độc giả thân mến.

Mọi người đàn ông hiện đại Tôi đã nghe nói về bộ xử lý máy tính, nhưng không phải ai cũng hiểu chúng trông như thế nào và nhằm mục đích gì. Bạn có là một trong số họ không? Vậy thì bạn chắc chắn nên đọc bài viết này. Rốt cuộc, biết bộ xử lý máy tính là gì sẽ giúp bạn trong việc lựa chọn nó. Điều này sẽ xác định tốc độ bạn có thể làm việc với phần mềm này hoặc phần mềm kia.

Trong bài viết này, tôi sẽ không đi sâu vào lịch sử mà sẽ xây dựng dựa trên khái niệm về bộ xử lý hiện đại.

Giải thích thuật ngữ

Bộ xử lý - yếu tố chính một máy tính được thiết kế để xác định khả năng xử lý thông tin của nó

Nói cách khác, đây là con chip điều khiển tất cả các thiết bị trên thiết bị của bạn và thực hiện bất kỳ tác vụ nào của nó. Tốc độ xử lý dữ liệu của nó quyết định sức mạnh và hiệu suất của máy tính.

Nói chung, một máy tính chứa nhiều bộ xử lý (chip) nhỏ, mỗi bộ xử lý chịu trách nhiệm về một phần tử riêng biệt, chẳng hạn như card màn hình, v.v. Tuy nhiên, bộ xử lý chính là bộ phận điều khiển xe buýt hệ thống, RAM và quan trọng nhất - việc thực thi mã đối tượng của chương trình.

Nó được gọi là "Bộ xử lý trung tâm". Từ đồng nghĩa với khái niệm này là viết tắt tiếng anh CPU (Central Point Unit - được dịch là “Điểm tính toán trung tâm”).
Năng suất phụ thuộc vào điều gì?

Các đặc tính quan trọng nhất của bộ xử lý là:

  1. , tính bằng gigahertz (GHz).
    Nó đại diện cho số lượng hoạt động mà máy tính có thể thực hiện trong một giây. Số lượng của họ càng lớn thì nó sẽ hoạt động càng nhanh.

  2. Cho biết ứng dụng nào máy tính có thể hỗ trợ: 32 hoặc 64-bit. Theo nguyên tắc, mọi thứ bộ vi xử lý hiện đại thuộc về lựa chọn thứ hai. Dung lượng RAM cũng phụ thuộc vào thông số này, vì hệ thống 32 bit có tối đa 4 GB và hệ thống 64 bit có hơn 4 GB.
  3. hay nói cách khác là bộ nhớ của bộ xử lý.
    Cũng rất tham số quan trọngảnh hưởng tới tốc độ làm việc. nhằm giảm thời gian truy cập vào bộ nhớ chính (RAM). Về cơ bản, có một số cấp độ bộ đệm - L1, L2, L3. tương ứng hơn kích thước lớn hơn bộ nhớ đệm và cái gì nhiều cấp độ hơn, bộ xử lý thực hiện các hoạt động phức tạp như lưu trữ, kết xuất, v.v. càng nhanh.
  4. Số lượng lõi.
    là một đơn vị tính toán riêng biệt. Nói một cách đại khái, nếu bộ xử lý là lõi kép, điều này có nghĩa là hai bộ xử lý (hai tinh thể) đang hoạt động trong đó dưới một nắp. Nói chung, càng nhiều lõi thì càng tốt (càng nhanh).

Xem bên ngoài và bên trong

Bạn có nghĩ một “cơ quan” quan trọng như vậy cần có vẻ ngoài ấn tượng không? Cái này sai. Bộ xử lý là một tấm nhỏ hình chữ nhật có hình chữ nhật vài mm vuông, trên đó các mạch được áp dụng. Để tránh hư hỏng, nó được đặt trong vỏ kim loại. ĐẾN bo mạch hệ thống tấm được gắn bằng những chân nhỏ màu vàng có ghim kim loại.

Một bộ xử lý máy tính có mặt cắt ngang trông như thế này: một chất nền trên đó tinh thể được làm bằng silicon được lắp đặt (nó chịu trách nhiệm cho tất cả các phép tính), sau đó một giao diện nhiệt được áp dụng cho tinh thể và toàn bộ được bao phủ bởi một lớp nắp, sau đó sẽ tiếp xúc với gót của bộ làm mát.

Bản thân tinh thể ở trạng thái không được hàn có hình dáng gần như sau:

Nó nằm ở đâu trên máy tính?

Bạn đang tự hỏi làm thế nào để tìm ra bộ xử lý nào trên máy tính của tôi? Bạn không cần phải tháo rời nó để tìm thấy dữ liệu bạn cần.

Để thực hiện việc này, chỉ cần nhấp vào nút "Bắt đầu", đi tới "Bảng điều khiển", chọn phần "Hệ thống" và một cửa sổ sẽ xuất hiện trước mặt bạn nơi ghi tên và tần số của bộ xử lý (đây là nếu bạn có Windows trên máy tính của bạn).

Nếu bạn vẫn cần lấy thiết bị thì chúng tôi sẽ tìm ra vị trí của nó.

Bạn có cảm thấy rằng máy tính xách tay của bạn hoặc đơn vị hệ thống Nó có nóng hơn ở một khu vực nhất định không? Bản thân bộ xử lý nằm ở phần đó. Nó được bảo vệ khỏi quá nhiệt bằng bộ làm mát (bộ tản nhiệt có quạt). Nó nằm trên bo mạch chủ, chủ yếu ở trung tâm của cái gọi là “ổ cắm”. Ổ cắm là một loại đầu nối mà chỉ có thể cài đặt một số bộ xử lý phù hợp với nó.

Nếu bạn quyết định tháo rời máy tính để tìm kiếm một vi mạch, bạn cần phải tháo thiết bị làm mát thật cẩn thận và bên dưới nó, bạn sẽ tìm thấy món đồ bạn đang tìm kiếm. Nếu bạn muốn tháo nó ra, hãy cẩn thận tháo các chốt làm mát trên bo mạch chủ giữ đế bộ xử lý.

Sự khác biệt giữa Intel và AMD

Trong một thời gian dài, các nhà sản xuất bộ xử lý chính vẫn Intel và AMD. Mặc dù số lượng các công ty hàng đầu có hạn nhưng hầu hết mọi người đều không có sự lựa chọn. Để hiểu tỷ lệ phần trăm nào phù hợp với trường hợp của bạn, tôi sẽ cho bạn biết về những khác biệt chính giữa chúng.

Những cái đầu tiên thì khác hiệu suất cao, nhưng bạn sẽ phải trả rất nhiều tiền cho việc này nếu muốn bộ xử lý hàng đầu từ Intel.

Loại thứ hai có tốc độ xử lý dữ liệu tương đương và rẻ hơn nhiều, nhưng chúng có một nhược điểm lớn - khả năng sinh nhiệt cao hơn nhiều.

Nhưng điều này không có nghĩa là chúng nhanh chóng hỏng hóc hoặc thực hiện ít chức năng hơn. Chủ yếu là sản phẩm AMD mang đi chơi game và nếu cần tính toán phức tạp chẳng hạn như kết xuất, tạo mô hình 3D, v.v. thì thị trường chọn Intel.

Nhưng như họ nói, “thống kê”, cả hai nhà sản xuất đều tạo ra tinh thể chất lượng cao và sẽ không có gì xảy ra nếu bạn mua một số loại FX từ AMD, chẳng hạn như để chỉnh sửa video. Như họ nói, đó là vấn đề về hương vị.

Tôi nghĩ đã đến lúc kết thúc ở đây, bài viết tất nhiên là ngắn, có lẽ chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về chủ đề này bằng cách nào đó :-). Nhưng tôi nghĩ điểm cơ bản Tôi đã mô tả nó và tôi hy vọng nó rõ ràng.

Trước hẹn sớm gặp lại bạn bè, đăng ký để cập nhật blog.