Suorittimen tyypit ja nopeudet

Suoritin hallitsee melkein kaikkia tietokoneen toimintoja. Suorittimen tehtävänä on lähettää ja vastaanottaa tietoja ja saada tietokone toimimaan hyvin. Sitä varten sinun on annettava sille komennot. Advanced Micro Devices (AMD) ja Intel ovat johtavia prosessorien valmistajia, jotka valmistavat sekä tietokoneita että kannettavia tietokoneita ja mobiililaitteita. Erityyppiset prosessorit suorittavat erilaisia ​​toimintoja eri nopeuksilla, riippuen käytetyn järjestelmän tyypistä.

Jokaisella prosessorityypillä on erilainen toiminnallisuus, vaikka erityyppien välillä on samankaltaisuuksia. Oletko valmis oppimaan lisää prosessoreista? Aloitetaan!

Sisällysluettelo

Suorittimen tyypit ja nopeudet

Mikroprosessori on henkilökohtaisen tietokoneen komponentti, joka suorittaa tietojen varsinaisen käsittelyn. Se on keskusprosessoriyksikkö (CPU), joka sopii mikrosirulle ja jolla on erittäin monimutkainen kytkentäpiiri, joka suorittaa yksinkertaiset ohjeet nopeasti.

Mikroprosessorin integroitu piiripaketti sisältää piisirun, joka sisältää miljoonia transistoreita ja muita tästä materiaalista valmistettuja komponentteja. Koska sirun transistorit ovat hyvin pieniä, jopa pieni määrä korkeajännitevirtaa (kuten staattista sähköä) voisi tuhota sirun.

Tästä syystä kaikkia laajamittaisia ​​integroituja piirejä on käsiteltävä tavalla, joka minimoi staattisen sähköiskun mahdollisuuden.

Kun niin paljon piirejä on varastoitu niin pienelle alueelle, mikrosirut tuottavat paljon lämpöä ja vaativat jäähdytysjärjestelmiä sirun ylikuumenemisen estämiseksi. Tietokoneiden emolevyissä CPU-siru on peitetty suurella, ohuella metallisella jäähdytyselementillä, jotta jäähdytyspuhaltimien ilmavirta kuljettaa lämmön.

Yleisesti ottaen voidaan sanoa, että mikroprosessori on pieneen piisiruun integroitu CPU, joka koostuu tuhansista pienistä komponenteista, kuten diodeista, transistoreista ja vastuksista, jotka toimivat yhdessä.

Suorittimen tyypit

Sekä Intel että AMD valmistavat prosessoreita useille järjestelmille. Intel valmistaa Core-, Pentium-, Atom- ja Celeron-prosessoriperheitä pöytätietokoneille, kun taas toiselta puolelta löytyy muun muassa AMD Athlon-, Sempron- ja Ryzen-prosessoreita.

Jokaisella Intelin tai AMD: n valmistamalla prosessorilla on erityiset toiminnot ja se toimittaa erityisiä järjestelmiä, kuten tietokoneita tai työasemia toimistossa. Jokainen prosessori mukautuu tiettyyn tietokoneeseen, olipa se koottu, rakennettu tyhjästä tai päivitetty.

Tietokoneissa yleisimmin käytetty suoritin on Intel. Koska IBM valitsi Intel 8088 -sirun alkuperäiselle IBM PC: lle, useimmat PC-kloonit ovat käyttäneet mitä tahansa Intel-sarjan suorittimia.

Applen Macintosh-sarjan tietokoneissa käytettiin alun perin Motorola 68000 -sarjan mikroprosessoreita. Mutta Motorola-prosessorit käyttävät eri ohjeita kuin Intel-suorittimet, joten PC-ohjelmistojen käyttäminen Macissa ei ole helppoa ja päinvastoin (mutta datatiedostojen siirtäminen ei ole ongelma.)

Erityyppiset mikroprosessorit selitetään alla.

8085 mikroprosessori

Kuva Wikipedian kautta

Intel suunnitteli 8085-mikroprosessorin vuonna 1977 NMOS-tekniikan avulla.

Tämän mikroprosessorin konfiguraatiot ovat 8-bittinen dataväylä, 16-bittinen osoiteväylä, joka voi osoittaa jopa 64 kb: n, 16-bittinen laskuri ja pinoosoitin (SP). Kuuden bittiset rekisterit on järjestetty pariin BC, DE ja HL. 8085-mikroprosessori vaatii 5 voltin virtalähteen.

8086 mikroprosessori

Kuva wikipedian kautta

Tämän mikroprosessorin on myös suunnitellut Intel. Se on 16-bittinen prosessori, jossa on 20 osoiteväylälinjaa ja 16 datalinjaa, joissa on 1 Mt tallennustilaa. 8086-mikroprosessori koostuu tehokkaasta käskyjoukosta, joka mahdollistaa kertolaskujen ja jakamisen kaltaisten toimintojen suorittamisen helposti.

8086-mikroprosessorissa on kaksi toimintatapaa, jotka ovat maksimitila ja minimitila. Suurinta käyttötapaa käytetään järjestelmässä, jossa on useita suorittimia. Pienintä käyttötapaa käytetään järjestelmässä, jossa on yksi prosessori. Tämän mikroprosessorin ominaisuudet selitetään alla.

8086-mikroprosessorin ominaisuudet

Mikroprosessorin tärkeimmät ominaisuudet ovat seuraavat:

• Tämän mikroprosessorin suorituskyvyn parantamiseksi putkissa on kaksi prosessia, jotka ovat käskyjen saamisen ja suorittamisen vaiheessa. Noutosykli voi siirtää tiedot 6 tavun ohjeina ja tallentaa yhdelle riville. Suoritusvaihe on vastuussa 8086-mikroprosessori koostuu 2900 transistorista ja siinä on 256 vektorisoitua keskeytystä.

Kellonopeus mikroprosessorissa

Kellonopeus mitataan sykliyksiköinä sekunnissa, jota kutsutaan hertsiä (Hz). Tietokonetaulut ja keskusyksiköt toimivat miljoonien ja miljardien hertsien, megahertsien (MHz) ja gigahertsien (GHz) nopeudella.

Intel- ja AMD-prosessorit käyttävät erilaisia ​​sisäisiä malleja, joten vertaamalla esimerkiksi 2, 4 GHz: n AMD-prosessoria 3, 0 GHz: n AMD-prosessoriin, 3, 0 GHz: n AMD-prosessori toimii nopeammin; Mutta vertailemalla kahta 2, 4 GHz: n AMD: n ja Intelin suoritinta ei voida määrittää, kumpi toimii nopeammin.

Toimiakseen prosessori jakaa tehtävän useisiin vaiheisiin. Intel-prosessorit suorittavat yleensä enemmän vaiheita ja tekevät siksi enemmän työtä ja vievät kauemmin kuin AMD-prosessorit tehtävien suorittamiseen.

Emolevyn digitaaliset sirut pidetään synkronoituneina emolevyn kellosignaalin (pulssisekvenssin) kanssa.

Voit ajatella sitä tietokoneen "syke". Mitä nopeammin kello tikkee, sitä nopeammin tietokone toimii; mutta kello ei voi toimia nopeammin kuin sirujen nopeus, koska tässä tapauksessa ne epäonnistuvat.

Sirutekniikan parantuessa sirujen ajonopeus on kiihtynyt. Suoritin suorittaa nopeammin kuin muu emolevy (joka synkronoituu murto-osalla suorittimen nopeudesta).

Lisää nopeutta

Kun etsit prosessoria markkinoilta, on kuitenkin luettelo huomioitavista asioista. Perinteisesti suurin osa kuluttajien näkemästä on sen täysi Gigahertsiteho.

Monet näistä ihmisistä eivät luultavasti edes tiedä, mitä se tarkoittaa (se kellosyklien lukumäärä, jonka prosessori suorittaa sekunneissa, miljardeissa), mutta vertailla on helppoa.

Viime vuosina on saatu aikaan lisäominaisuus: lisäysnopeus. Useimmilla grafiikka- ja prosessoriyksiköillä on nyt kellonopeus ja "lisäysnopeus". Intel kutsuu tätä Turbo Boostiksi; AMD kutsuu sitä Boost Clock -laitteeksi.

Tämä uusi mikroprosessoritekniikka parantaa automaattisesti suorituskykyä, lisäämällä ytimien nopeutta ja siten parempaa tehokkuutta.

Mikroprosessoriluokitus

Pohjimmiltaan 5 mikroprosessorin luokitusta hyväksytään:

CISC

Tilaukset voidaan toteuttaa yhdessä muiden matalan tason toimintojen kanssa. Se suorittaa pääasiassa datan lähettämisen, lataamisen ja palauttamisen muistikortille ja muistikortilta. Muu kuin se, se myös suorittaa monimutkaisia matemaattisia laskelmia yhdessä komennossa.

Tämä prosessori on suunniteltu minimoimaan ohjeiden määrä ohjelmaa kohden ja jättämään huomioimatta jaksojen määrä ohjeita kohti. Kääntäjää käytetään kääntämään korkean tason kieli kokoontumistasolle, koska koodin pituus on suhteellisen lyhyt ja ohjeiden tallentamiseen käytetään ylimääräistä RAM-muistia.

CISC-prosessoriarkkitehtuuri

Se on suunniteltu alentamaan muistin kustannuksia, koska isoissa ohjelmissa tarvitaan enemmän tallennustilaa, mikä johtaa korkeampiin muistikustannuksiin. Jos haluat ylittää tämän ohjeiden lukumäärän ohjelmaa kohti, voit vähentää ohjeiden määrää integroimalla toiminnot yhdeksi käskyksi.

CISC-prosessorin ominaisuudet

Tämä prosessori koostuu erilaisista osoitusmuodoista:

• Siinä on suuri määrä käskyjä Käskyn suorittaminen vie useita jaksoja. Ohjeen koodauslogiikka on monimutkainen, useita osoitustiloja, kun käskyä vaaditaan

RISC

RISC on lyhenne sanoista Reduced Instruction Set Computer, ja se on suunniteltu vähentämään suoritusaikaa yksinkertaistamalla tietokoneen ohjeita.

Tämäntyyppiset sirut valmistetaan sen toiminnan perusteella, jossa mikroprosessori voi suorittaa pieniä tehtäviä tietyn komennon sisällä. Tällöin suorita enemmän komentoja nopeammin.

Mikroprosessorissa jokainen käskyjoukko vaatii vain yhden kellosyklin tuloksen toteuttamiseksi yhdenmukaisella käyttöajalla. Siksi se vähentää useiden koodirivien tehokkuutta, joten se vaatii lisämuistia ohjeiden tallentamiseksi. Kääntäjää käytetään muuntamaan korkean tason kieliohjeet tietokonekieleksi.

RISC-prosessoriarkkitehtuuri

Tämän tyyppistä prosessoria käytetään erittäin optimoidussa käskyjoukossa, ja RISC-prosessorisovellukset ovat kannettaville laitteille niiden energiatehokkuuden vuoksi. Tämän prosessorin ominaisuudet selitetään alla.

RISC-prosessorin ominaisuudet

Jotkut RISC-prosessorin tärkeimmistä ja tärkeimmistä ominaisuuksista ovat seuraavat:

• RISC-prosessorissa on yksinkertaisia ​​ohjeita. Sisältää rekisterien lukumäärän ja vähemmän transistoreita. Muistin sijaintiin pääsemiseksi käytä lataus- ja tallennusohjeita. Tällä prosessorilla on jakson ajoaika

superscalar

Tämä on prosessori, joka kopioi laitteiston mikroprosessoriin suorittamaan useita tehtäviä kerralla. Niitä voidaan käyttää laskutoimituksissa ja kertoimina. Heillä on useita käyttöyksiköitä, ja siksi ne suorittavat useamman kuin yhden komennon, ja antavat jatkuvasti useita ohjeita prosessorin tarpeettomille käyttöyksiköille.

ASIC

Sitä käytetään erityistarkoituksiin eikä yleisiin tarkoituksiin. Aluksi ASIC: t käyttivät ovimatriisitekniikkaa. Nykyaikaisissa ASIC: issa on usein 32-bittiset prosessorit, Flash, RAM-lohkot, ROM, EEPROM ja muun tyyppiset moduulit.

DSP (digitaalinen signaaliprosessori)

Niitä käytetään videoiden koodaamiseen ja dekoodaamiseen tai digitaalivideoiden muuntamiseen analogiseksi ja analogiseksi digitaaliseksi. He tarvitsevat mikroprosessorin, joka on erinomainen matemaattisissa laskelmissa. Tämän prosessorin siruja käytetään sonareissa, tutissa, kotiteatterin äänilaitteissa, matkapuhelimissa ja televisioissa.

Suosittelemme lukemaan Kuinka valita prosessori nopeasti ja helposti

Tätä prosessoria varten tarvittavat komponentit ovat ohjelmoitu muisti, datamuisti, tulo / lähtö ja tietokonemoottori. Tämä prosessori on suunniteltu käsittelemään analogista signaalia digitaalisesti. Tämä prosessi suoritetaan säännöllisin väliajoin ja muuntaa jännitteen digitaaliseen muotoon.

Tämän prosessorin sovelluksia ovat äänen ja musiikin tuottaminen, videosignaalien käsittely sekä 2D- ja 3D-grafiikan kiihdytys. Esimerkki tästä prosessorista on TMS320C40.

Erikoisprosessorit

Erikoisprosessorit on suunniteltu joillekin erikoisprosessoreille, ja joitain niistä selitetään alla.

rinnakkaissuorittimen

Se pystyy käsittelemään käytännön toimintoa monta kertaa nopeammin kuin normaalit mikroprosessorit. Esimerkki kopioprosessorista on matemaattinen kopioprosessori, ja jotkut niistä ovat 8087, jota käytetään 8086: n kanssa; 80287, jota käytetään yhdessä 80286: n kanssa; ja 80387, jota käytetään 80386: n kanssa.

Tulo- / lähtöprosessori

Tällä prosessorilla on oma paikallinen muisti. Sitä käytetään ohjaamaan I / O-laitteita prosessorin mukana. Esimerkkejä tulo- / lähtöprosessoreista ovat DMA-ohjaus, näppäimistön ja hiiren hallinta, graafisen näytön ohjaus ja SCSI-portin hallinta.

transputer

Tällä prosessorilla on myös oma paikallinen muisti ja siinä on myös linkit yhden siirtäjän yhdistämiseksi toiseen kommunikaattorien välillä.

Transuteriä käytetään yksittäisessä prosessorijärjestelmässä tai se voidaan kytkeä ulkoisiin linkkeihin rakennuskustannusten vähentämiseksi ja suorituskyvyn lisäämiseksi. Joitakin esimerkkejä tästä prosessorista ovat liukulukujen prosessorit, kuten T800, T805 ja T9000.

Onko nopeus tärkeä?

Jokainen tekijä on tärkeä, eikä nopeus ole tarkoitus tehdä vähemmän. Mutta emme voi vertailla nopeutta (GHz tai MHz) eri arkkitehtuurien välillä. On virhe verrata Pentium 4: tä 2, 8 GHz: n kanssa viime vuosien Pentiumiin samalla taajuudella. IPC: n kehitysohje (ohjeet sykliä kohti) on epämääräistä.

Oikein asia olisi luokitella jokainen prosessori luokkaansa. Voimme myös löytää tapauksia, joissa "tiukan budjetin" takia varustat tietokoneesi low-end-prosessorilla ja vedät sitä jatkuvasti, kunnes päivität high-end-prosessoriin.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Tällä nopeudella varustetut prosessorit ovat ihanteellisia päivittäisiin perustoimintoihin, esimerkiksi: sähköposti, selaaminen, toimistopaketti ja jopa erinomainen suorituskyky media- / HTPC-keskuksina. Pentiums -sovelluksissa Ryzen 3 ja APU voivat antaa loistavan suorituskyvyn 720p- tai 1080-resoluutiolla pelaamalla, jos ne on varustettu kunnolla näytönohjaimella.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5-neliydin

Tämä nopeusalue sopii täydellisesti verkkoselailuun, sähköpostien kanssa työskentelemiseen, liiketoimintaohjelmien, kuten potilaan hallintajärjestelmien, ajamiseen ja monitoimintoihin yleensä. Tämä luokka toimii hyvin tavalliselle toimistotietokoneelle tai käyttäjille, jotka eivät halua käyttää paljon rahaa Gaming-tietokoneeseensa, mutta haluavat päivittää tietokoneensa tulevaisuudessa.

Tällä hetkellä kahdeksannen sukupolven Intel Core i3: ssä on 4 ydintä, jotka antavat meille plus suorituskyvyn (verrattuna seitsemänteen sukupolveen) ja voivat antaa meille paljon iloa Nvidia GTX 1050 Ti tai GTX 1060: n ollessa 3 tai 6 Gt. Mielenkiintoinen on myös neliydin AMD Ryzen 5 1400, joka toimii erittäin hyvin 4x4-prosessorina. Vaikka AMD Ryzen 5 1600 / 1600X ovatkin täydellisiä pelaamiseen ja suoratoistoon, koska niiden siirtäminen 3, 9: n tai 4 GHz: n taajuuteen ei ole kovin vaikeaa.

Intel Core i5 / Intel Core i7 ja AMD Ryzen 7

Valtavirran alustalla ovat sarjan huiput. Jos tarvitset erittäin tehokasta tietokonetta, joka sopii parhaiten pelaamiseen korkeimmissa vaatimuksissa, työskentelemään supervoimakkaiden tietokantojen kanssa ja multimedian editointiin, sinulla on oltava korkean suorituskyvyn tietokone. Henkilökohtaisesti 8. sukupolven Intel Core i7- ja AMD Ryzen 7 -sarjat (3, 8 tai 4 GHz: n ylikellolla) antavat brutaalin suorituskyvyn pelaamiseen ja työskentelyyn.

Epäilemättä ne ovat loistava vaihtoehto innostuneelle alustalle, kuten Intel Core i9 tai AMD Threadripper, jolla on paljon suurempi määrä. Tällä lopetamme artikkelimme kaikista yksityiskohdista, jotka sinun pitäisi tietää prosessoreista. Niiden joukossa olemassa olevat tyypit ja nopeudet?