Читать книгу Новейший самоучитель работы на персональном компьютере - В. А. Захаров - Страница 6

Процессор – самый главный «орган» любого компьютера. Это устройство, благодаря которому осуществляется основная функция машины, то есть вычисление.

Нередко процессором ошибочно называют системный блок в целом, что подчас приводит к недоразумениям. На самом деле он представляет собой особое устройство, созданное на основе кристалла кремния и оснащенное транзисторами (рис. 3). Системный блок без процессора – бесполезный ящик.

а

б

Рис. 3. Процессор: а – вид сверху; б – вид снизу

Процессор производит вычисления с определенной скоростью. Этот показатель в значительной мере влияет на то, что мы называем скоростью компьютера. Последний параметр достаточно условен, поскольку зависит от многих факторов.

Если персональные настольные компьютеры принято называть IBM-совместимыми, то относительно процессоров действует правило об Intel-совместимости. Это определение используется по той же причине. Фирма Intel, разработавшая свой первый микропроцессор в 1971 году, до сих пор занимает главенствующие позиции на рынке соответствующей продукции (85%). Среди наиболее известных в настоящее время Intel-совместимых процессоров следует назвать AMD. Продукция других фирм популярностью не пользуется.

Первый процессор – Intel 4004 – был создан по заказу некой японской компании и изначально предназначался для калькулятора. После разорения этой фирмы он остался в собственности Intel. Между тем работы над процессором продолжались. В конце концов он был приобретен известной компанией IBM. Этим и объясняется тот факт, что все современные персональные компьютеры выпускаются на базе процессоров Intel.

Конечно, информация о фирме-производителе в какой-то мере позволяет судить о качестве процессора, но главное заключается не в этом. Наиболее значимыми параметрами являются поколение, тактовая частота, архитектура и форм-фактор.

Первые персональные компьютеры IBM PC-XT работали на основе процессоров 8088. За ними последовали 286, 386 и 486. Но все это было очень давно, и сейчас нас не интересует, что именно представляли собой первые процессоры и как они функционировали. Достаточно знать, что на смену им пришло поколение Pentium.

Наука, как известно, не стоит на месте, а потому процессоры постоянно обновляются. Если еще несколько лет назад, предположим, второй пентиум (Pentium-ll) считался верхом технического прогресса, то сегодня большинство представителей этого поколения выброшены на свалку. В компьютерном салоне такой процессор приобрести уже не удастся. Сейчас на первичном рынке представлены Pentium-Ill и Pentium-4, но не исключено, что очень скоро они также устареют и уступят место новым поколениям.

Понятно, что процессор тем лучше, чем он современнее. И все же что именно определяется поколением? В первую очередь это внутреннее устройство, или архитектура. Для пояснения проведем традиционную аналогию. Предположим, вы приобретаете жилплощадь, и вам предстоит сделать выбор между одноэтажным домиком без всяких удобств и огромной четырехкомнатной квартирой. Решение зависит от многих факторов, в первую очередь от ваших материальных возможностей, но совершенно очевидно, что второй вариант лучше. Так же и с процессорами, архитектура которых совершенствуется от поколения к поколению.

Поколение процессора позволяет судить и о его скорости: чем приспособление новее, тем она выше. Этот параметр тоже определяется архитектурой. Так, внутреннее устройство Pentium-4 дает ему возможность выполнять большее количество вычислений в единицу времени, чем это делает Pentium-3.

Еще один важный показатель производительности процессора – это тактовая частота. Она характеризует количество действий, совершаемых им за секунду, и измеряется в мегагерцах. Вообще, производительность процессора зависит от многих факторов, но считается, что чем выше частота, тем быстрее он работает.

Тактовая частота может быть разной. Например, у третьего пентиума она составляет от 700 до 1300 МГц, у четвертого – от 1300 до 3600 МГц.

Однако не нужно стремиться приобретать процессор с максимальной тактовой частотой. Дело в том, что этот показатель, естественно, влияет на стоимость устройства, и притом весьма существенно. Процессор с частотой 2800 МГц стоит на порядок дороже, чем его ближайший «родственник» с частотой 2400 МГц. Между тем в практическом плане это ничего не меняет. Обычный пользователь, покупающий компьютер для работы, не заметит никакой разницы в скорости.

Не столь давно в среде пользователей ПК была популярна такая операция, как «разгон». Этим термином принято обозначать искусственное повышение частоты процессора. С помощью довольно несложных действий можно заставить процессор с частотой, предположим, 1000 МГц работать на частоте 1100 или 1200 МГц. Преимущество в скорости вычисления обычно получается незначительным. Однако при этом процессор намного сильнее нагревается, что нередко приводит к различным сбоям в его работе. Поэтому прибегать к «разгону» не рекомендуется. Намного проще, эффективнее и безопаснее сразу приобрести процессор с необходимой вам частотой.

Следующий показатель, на который нужно обратить внимание при выборе процессора, – это его форм-фактор, то есть собственно форма, или внешний вид. Он также бывает разным. На рынке компьютерной техники можно встретить процессоры одного и того же поколения, но различных форм. Трудно объяснить, почему это происходит. Возможно, производители руководствуются исключительно эстетическими соображениями.

Первые процессоры представляли собой керамические квадратики небольшого размера с расположенными в нижней части стальными штырьками. По мере совершенствования технологий в их производстве стало использоваться большее количество транзисторов, соответственно, и размеры увеличились. Поэтому новый процессор Pentium-ll был помещен в прямоугольную коробку, получившую название Slotl (позднее появилась модификация Slot2). Однако с течением времени выяснилось, что эта разработка себя не оправдала. Увеличение размера процессора повлекло за собой неудобство в его использовании. Устройство оказалось настолько громоздким, что ему соответствовал не всякий корпус. Кроме того, во время транспортировки компьютера процессор часто выпадал из посадочного гнезда, в котором он должен находиться.

В связи со всем этим постепенно возобновилось производство процессоров прежней формы. В настоящее время только Pentium-ll и Pentium-Ill имеют форм-факторы Slotl и Slot2.

Процессоры нового поколения по внешнему виду практически ничем не отличаются от своих древних предшественников. Это все те же квадратики со штырьками. Единственная разница между ними заключается в размере, который должен соответствовать величине посадочного гнезда. Последнее именуется сокетом (socket), тем же словом обозначается форм-фактор. Размеры указываются в цифрах. Так, процессоры Pentium-4 имеют форм-факторы Socket 423, Socket 478 и Socket 603. Для Intel-совместимых процессоров фирмы AMD разработан особый форм-фактор – Socket 462 (Socket-A).

Таким образом, форм-фактор определяет только внешний вид процессора и не влияет на его функциональные качества. Однако знать о нем необходимо, поскольку вы будете сильно разочарованы, если окажется, что приобретенное устройство не соответствует размерам посадочного гнезда материнской платы.

Еще один показатель процессора – так называемая кеш-память. Она позволяет ему упрощать свою работу. По мере того как процессор производит вычисления, у него копится информация, которая может использоваться впоследствии. Эти данные нужно где-то хранить. Перевод их в оперативную память компьютера – процесс слишком сложный и трудоемкий. Для этого и предусмотрена кеш-память процессора.

Пользователи знают, что память не может быть лишней: чем больше ее объем, тем лучше. Однако кеш-память – не самый важный показатель, на который следует обращать внимание при покупке, поскольку она зависит прежде всего от типа процессора, а не наоборот.

Наибольшим объемом кеш-памяти обладают процессоры Intel Pentium. «А что, есть какие-то другие?» – возможно, спросите вы. Действительно, помимо Intel Pentium и вышеупомянутых AMD (которые значительно менее распространены), на рынке представлены процессоры Celeron. Они также производятся фирмой Intel и по сути не отличаются от Intel Pentium ничем, кроме объема кеш-памяти. Какой из двух типов процессоров выбрать? Это зависит в первую очередь от целей, которые вы ставите перед собой, приобретая компьютер. Если он нужен вам для обычной офисной работы, покупайте Celeron, и не ошибетесь. Вы существенно выиграете в цене (процессоры этого типа стоят вдвое дешевле аналогичных Intel Pentium), а разницы в скорости практически не почувствуете. Для решения более сложных задач (например, обработка графики) предпочтительнее Intel Pentium. За счет большего объема кеш-памяти процессоры данного типа работают намного быстрее, чем их «облегченная» версия – Celeron.

Некоторые пользователи отдают предпочтение процессорам AMD. В настоящее время эта фирма является, пожалуй, единственным серьезным конкурентом Intel. AMD выпускает два типа Intel-совместимых процессоров – Athlon и Duron (они различаются между собой так же, как Intel Pentium и Celeron). Трудно сказать, как они соотносятся по качеству с оригинальной продукцией фирмы Intel. Безусловно, процессоры AMD отличаются менее высокой стоимостью. Что же касается функциональных преимуществ, этот вопрос до сих пор окончательно не выяснен. Тем не менее большинство опытных пользователей рекомендуют приобретать оригинальные процессоры фирмы Intel, поскольку за долгие годы они прекрасно зарекомендовали себя.

Этой же корпорацией был разработан и выпущен первый двухъядерный процессор. Произошло это в 2005 году. Таким образом был сделан первый шаг к переходу к многоядерной вычислительной технике.

Многоядерная архитектура Intel обладает единым процессорным комплексом, содержащим два (или более) вычислительных механизма. Это позволяет поддерживать соответствующее программное обеспечение и параллельно выполнять программные потоки, так как операционная система воспринимает каждое рабочее ядро как отдельный процессор.

Благодаря многоядерным процессорам можно одновременно выполнять множество задач, например работать с беспроводной связью, программами безопасности, текстовыми и графическими редакторами и т. д. Следует заметить, что все запущенные программы будут работать без сбоев и с довольно высокой скоростью.

Многоядерные процессоры позволили значительно повысить возможности вычислительной техники, улучшить ее восприимчивость и увеличить многопоточные пропускные способности. В используемых приложениях можно проводить параллельные вычисления без ущерба для скорости и качества работы компьютера.

В начале разработки данных технологий появились многопроцессорные платформы, затем в 2002 году – технология Hyper-Threading, которая позволяет параллельно выполнять несколько задач и соединять в одноядерном процессоре несколько потоков.

Сотрудничество Intel с ведущими поставщиками программного обеспечения направлено на расширение использования преимуществ и возможностей многоядерных процессоров, а также на применение многопоточного кода. В процессе такого взаимодействия были созданы различные ресурсы, инструменты и источники информации, позволяющие работать с многопоточными системами и оптимизировать потоки в спектре приложений.

Возможности многопроцессорных платформ постоянно растут. В совокупности с применением различных материалов, адаптивных библиотек и инструментов с расширенными функциями это позволяет использовать в будущем не десятки, а сотни и, вероятно, даже тысячи потоков.