Читать книгу Модернизация компьютера - Андрей Кочетов - Страница 6

Центральный процессор (CPU – Central Processing Unit) – электронное устройство, которое программно управляет всей системой. Это одна из самых больших микросхем компьютера, его легко увидеть на системной плате. Он располагается на Slot-е определенной фирмы производителя.

В современных компьютерах не один процессор их несколько. Современные компьютеры являются мультипроцессорными устройствами. Требования к повышению быстродействия, качеству изображения и звука, скорости передачи данных привели к тому, что все составляющие компьютерной системы управляются процессорами (контроллерами), которым переданы функции по управлению конкретными устройствами. Выбор центрального процессора – это выбор возможностей компьютера. Производительность компьютера напрямую зависит от быстродействия центрального процессора. А быстродействие CPU определяется многими параметрами, но основными принято считать:

1. Тактовая частота – частота, отображающая количество колебаний электрического тока в секунду, обеспечивающая работоспособность процессора, измеряется в мега и гигагерцах (МГц и ГГц). Время, за которое происходит одно полное колебание, получило название такт. Чем выше тактовая частота, тем большее количество команд за единицу времени способен выполнить процессор. Тактовая частота процессора указывается рядом с его наименованием: Pentium IV, 2,8 ГГц; Athlon 1000; Celeron 633.

2. Частота системной шины – она определяет скорость передачи данных. Шина – физическая магистраль для передачи сигналов между устройствами. Чем больше разрядность шины, тем больше данных передается по ней за единицу времени. Частота системной шины прямо связана с частотой самого процессора через коэффициент умножения. Например, частота процессора 2,4 ГГц – это частота системной шины в 400 МГц, умноженная на коэффициент 6 (частота системной шины, умноженная процессором на заложенную в нем величину, в данном случае 6). Дорогие процессоры Intel работают на частотах системной шины 400, 533 МГц. А если быть более точным, то частота самой системной шины в этих случаях соответствуют 200 и 266 МГц соответственно. Ведь процессоры увеличивают ее, получая информацию от системной платы в несколько потоков. В некоторых процессорах можно «разогнать» частоту системной шины, из сотни процессоров на это способны лишь некоторые. В случае удачи резко повышается производительность компьютера. Так поднятие частоты системной шины для процессора Celeron 1.6 ГГц со 100 до 133 МГц, в этом случае повышается не только скорость обмена данными по системной шине, но и повышает скорость работы самого процессора, примерно до 2 ГГц. Но это если получится «разогнать» процессор, да и то с солидным охлаждением. В большинстве случаев это заканчивается плачевно, в лучшем случае процессор откажется работать, в худшем – выйдет из строя.

3. Кэш-память – встроенная память, предназначенная для временного хранения часто используемых данных и кодов. Процессор внутри себя почти ничего не хранит. У него немного ячеек (регистров), в которых данные обрабатываются. Поэтому и была разработана технология кэширования данных. Кэш – это небольшой набор ячеек памяти, играющий роль буфера. Если что-то считывается из общей памяти или записывается в нее, копия данных заносится в кэш-память. Это сделано для того, чтобы не извлекать необходимые данные издалека, а взять их из кэш-памяти. Кэш-память устанавливается пирамидой:

• Кэш-память первого уровня – самая быстрая по скорости, но самая малая по объему. Встраивается в кристалл процессора и работает на его тактовой частоте (на частоте ядра). Размер кэш-памяти первого уровня определяет количество информации, которую процессор может использовать, не обращаясь к кэш-памяти второго уровня и системной памяти. Ее размер измеряется всего – лишь десятками Кбайт, но она играет очень важную роль в быстродействии.

• Кэш-память второго уровня может быть интегрирована с кристаллом процессора, в этом случае она работает с частотой ядра процессора, но может располагаться и в отдельной микросхеме рядом с процессором, и будет кратна частоте процессора (половине ядра или две трети ядра). Если кэш-память интегрирована с кристаллом процессора, то ее быстродействие практически будет равно быстродействию кэш-памяти первого уровня. Размер кэш-памяти второго уровня определяет количество информации, которую процессор может использовать, не обращаясь к системной памяти. Поиск необходимой информации компьютер осуществляет сначала в кэш-памяти первого уровня, затем в кэш-памяти второго уровня и затем в системной памяти. Процессоры одной модели и с одной рабочей частотой могут различаться объемом кэш-памяти, в этом случае к маркировке добавляется определенная буква.