Десктопные процессоры, основные характеристики, производители

1.

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР
Десктопные процессоры, основные характеристики, производители

2.

Центральн
ый
процессор
это-
• Электронный
блок либо интегральная схема,
исполняющая машинные
инструкции (код программ), главная
часть аппаратного
обеспечения компьютера или програ
ммируемого логического
контроллера. Иногда этот компонент
называют просто процессором.

3.

Сначала был
кремний
Точнее, диоксид кремния, который в больших
количествах содержится в обычном песке. Атомная
структура SiO2 дает возможность изготавливать
микросхемы любой конфигурации. Из рыхлой горной
породы получают технический, а затем электронный
кремний с чистотой 99,9999999%.
На следующем этапе электронный кремний расплавляют,
помещают в него затравочный кристалл в форме
карандаша, вокруг которого вырастет кристаллическое
твердое тело — буля. Диаметр такого слитка составляет
300 мм, высота — около 2 м, а вес — до 100 кг.
В процессе роста затравочный кристалл вращается и
медленно поднимается, увлекая за собой монокристалл.
После достижения нужных размеров булю тестируют на
соответствие параметрам чистоты, далее устанавливают
на алмазную резку. Ее разрезают на тончайшие
пластины толщиной 1 мм. Поверхность каждой пластины
полируют до зеркального блеска. Теперь кремниевая
заготовка готова для отправки на завод по изготовлению
чипов.

4.

Основные этапы производства
процессоров
• Печать транзисторов — микросхемы печатают посредством фотолитографии на
специальных машинах. Цель технологии — сформировать на кремниевой подложке
изображение, чтобы получить заданную топологию микросхемы. На пластину наносят
тончайший слой светочувствительного полимера — фоторезиста. Далее осуществляют
облучение через оптическую систему, проявление и обработку поверхности. Процесс
напоминает печать черно-белых фотографий, когда на пленку светят лампой, подложив снизу
фотобумагу. Машина повторяет операцию несколько десятков раз. Между слоями находится
диэлектрик, выполняющий роль изолятора. В результате образуются миллиарды
транзисторов, которые пока еще не соединены между собой.
• Соединение дискретных переключателей выполняют в определенном порядке, который
зависит от архитектуры процессора. Производители держат ее в секрете. На данном этапе
наносят токопроводящий слой, ставят фильтр и закрепляют транзисторы.
• Тестирование и нарезка пластины. Каждую микросхему проверяют на брак, затраты
электроэнергии и нагревание. После этого пластины разрезают на 100–150 отдельных чипов,
которые оснащают крышкой для защиты кристалла от механических повреждений и отвода
тепла. Самые удачные микропроцессоры устанавливают в дорогие серверные продукты.
Если ЦП имеет небольшие недочеты, его не бракуют, а отдают в массовую продажу.

5.

• Производительность центрального процессора
зависит от показателей разрядности, частоты и
особенностей архитектуры процессора. От этой
интегральной величины зависит работа ЭВМ в
целом, а значит, при выборе придется обратить
внимание на все характеристики процессора.
Процессор должен обладать достаточной
производительностью для решения определенных
задач.
Основные
характеристики
процессора
• Тактовая частота процессора
• Тактовая частота указывает скорость работы
процессора в герцах (ГГц) – количество рабочих
операций в секунду. Тактовая частота процессора
подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Да,
эта характеристика процессора значительно
влияет на скорость работы вашего ПК, но
производительность зависит не только он неё.
• Внутренняя тактовая частота обозначает темп, с
которым процессор обрабатывает внутренние
команды. Чем выше показатель – тем быстрее
внешняя тактовая частота.
• Внешняя тактовая частота определяет, с какой
скоростью процессор обращается к оперативной
памяти.

6.

• Разрядность процессора
Разрядность
процессора
и Размерность
технологического
процесса
• Разрядность представляет собой
предельное количество разрядов
двоичного числа, над которым
единовременно может производиться
машинная операция передачи информации.
Чем больше разрядность, тем выше
производительность процессора. Сейчас
большинство процессоров имеют разрядность
в 64 бита и поддерживают от 4 гигабайт
ОЗУ. Это одна из основных характеристик
процессора, но далеко не единственная, при
выборе нужно руководствоваться не только ей.
• Размерность технологического процесса
• Определяет размеры транзистора (толщину
и длину затвора). Частота работы кристалла
определяется частотой переключений
транзисторов (из закрытого состояния в
открытое). Если меньше размер, значит
меньше площадь, а значит и выделение тепла.
Размерность технологического процесса
измеряется в нанометрах, чем меньше этот
показатель, тем лучше.

7.

Сокет или
разъем
• Гнездовой или щелевой разъем,
предназначен для интеграции
чипа ЦП в схему материнской
платы. Каждый разъем допускает
установку только определенного
типа процессоров, сверьте сокет
выбранного процессора с вашей
материнской платой, она должна
ему соответствовать.
• Тип гнездового разъема:
• PGA (Pin Grid Array) – корпус
квадратной или прямоугольной
формы, штырьковые контакты.
• BGA (Ball Grid Array) – шарики
припоя.
• LGA (Land Grid Array) –
контактные площадки.

8.

Кэш-память
процессора
• Кэш-память процессора является одной из
ключевых характеристик, на которую стоит
обратить внимание при выборе. Кэш-память
– массив сверхскоростной энергозависимой
ОЗУ. Является буфером, в котором хранятся
данные, с которыми процессор
взаимодействует чаще или
взаимодействовал в процессе последних
операций. Благодаря этому уменьшается
количество обращений процессора к
основной памяти. Этот вид памяти делится
на три уровня: L1, L2, L3. Каждый из уровней
отличается по размеру памяти и скорости, и
задачи ускорения у них отличаются. L1 —
самый маленький и быстрый, L3 — самый
большой и медленный. Чем больше объем
кэш-памяти, тем лучше. К каждому уровню
процессор обращается поочередно (от
меньшего к большему), пока не обнаружит в
одном из них нужную информацию. Если
ничего не найдено, обращается к
оперативной памяти.

9.

Чем выше энергопотребление процессора, тем выше его тепловыделение. Нужно
позаботиться о достаточном охлаждении.
Энергопотребление и
тепловыделение
И Рабочая
температура
процессора
TDP (Thermal Design Power) – параметр, указывающий на то количество тепла, которое
способна отвести охлаждающая система от определенного процессора при наибольшей
нагрузке. Значение представлено в ваттах при максимальной температуре корпуса
процессора.
ACP (Average CPU Power) – средняя мощность процессора, показывающая
энергопотребление процессора при конкретных задачах.
Значение параметра ACP на практике всегда ниже TDP.
Наивысший показатель температуры поверхности процессора, при котором возможна
нормальная работа (54-100 °С). Этот показатель зависит от нагрузки на процессор и от
качества отвода тепла. При превышении предела компьютер либо перезагрузится, либо
просто отключится. Это очень важная характеристика процессора, которая напрямую
влияет на выбор типа охлаждения.

10.

Множитель и системная шина
• Эти параметры необходимы скорее тем, кто со временем планирует разогнать свой камень.
Front Side Bus – частота системной шины материнской платы. Тактовая частота процессора
является произведением частоты FSB на множитель процессора. У большинства процессоров
заблокирован разгон по множителю, поэтому приходится разгонять по шине. Стоит
ознакомиться с этой характеристикой процессора более детально, если вы через какой-то
промежуток времени захотите увеличить производительность программным способом, без
апгрейда железа.

11.

Встроенное
графическое
ядро
Процессор может быть оснащен графическим ядром,
отвечающим за вывод изображения на ваш монитор. В
последние годы, встроенные видеокарты такого рода хорошо
оптимизированы и без проблем тянут основной пакет
программ и большинство игр на средних или минимальных
настройках. Для работы в офисных приложениях и серфинга
в интернете, просмотра Full HD видео и игры на средних
настройках такой видеокарты вполне достаточно, и это Intel.
Что касается процессоров от компании AMD, их встроенные
графические процессоры более производительные, что
делает процессоры от AMD приоритетнее для любителей
игровых приложений, желающих сэкономить на покупке
дискретной видеокарты.

12.

Количество ядер (потоков)
Многоядерность одна из
важнейших характеристик
центрального процессора, но
в последнее время ей
уделяют слишком много
внимания. Да, сейчас уже
нужно постараться, чтобы
найти рабочие одноядерные
процессоры, они себя
благополучно изжили. На
замену одноядерным пришли
процессоры с 2, 4 и 8 ядрами.
Если 2 и 4-ядерные вошли в
обиход очень быстро,
процессоры с 8 ядрами пока
не так востребованы. Для
использования офисных
приложений и серфинга в
интернете достаточно 2 ядер,
4 ядра требуются для САПР и
графических приложений,
которым просто необходимо
работать в несколько потоков.
Что касается 8 ядер, очень
мало программ поддерживают
так много потоков, а значит,
такой процессор для
большинства приложений
просто бесполезен. Обычно,
чем меньше потоков, тем
больше тактовая частота. Из
этого следует, что если
программа, адаптированная
под 4 ядра, а не под 8, на 8ядерном процессе она будет
работать медленнее. Но этот
процессор отличное решение
для тех, кому необходимо
работать сразу в большом
количестве требовательных
программ одновременно.
Равномерно распределив
нагрузку по ядрам процессора
можно наслаждаться
отличной
производительностью во всех
необходимых программ.
В большинстве процессоров
количество физических ядер
соответствует количеству
потоков: 8 ядер – 8 потоков.
Но есть процессоры, где
благодаря Hyper-Threading, к
примеру, 4-ядерный
процессор может
обрабатывать 8 потоков
одновременно.

13.

Производители
центральных
процессоров
• Intel и AMD
• Сейчас ведущими производителями
центральных процессорных устройств
являются Intel и AMD. Компании
предоставляют широкий ассортимент ЦПУ
разных серий, поколений и семейств под
различные требования.

14.

Различие amd
и intel
процессоров
• Главное различие между процессорам
и AMD и Intel заключается в том,
что процессоры AMD отлично
справляются с многозадачностью,
имеют более низкую цену, тогда
как процессоры Intel лучше
справляются с однопоточными
задачами, являются более
высокопроизводительными, а также
энергоэффективными процессорами.

15.

Самые производительные
процессоры на 2022 год
У Intel Самый производительный процессор: Intel Core i9-12900K
Ядер / потоков: 16 (8P+8E) / 24
Тактовая частота: 3,2 / 5,2 ГГц
Сокет: LGA 1700
Архитектура: Alder Lake
TDP: 125 Вт
Intel Core i9-12900K не только стал одним из самых быстрых игровых процессоров на
рынке, но и получил 16 линий PCIe 5.0 и дополнительные четыре линии PCIe 4.0 для
M.2 SSD. Процессор может работать с большим ассортиментом оперативной памяти,
начиная от самой распространенной DDR4-3200 и заканчивая свежей DDR5-4800, а его
высочайшая однопоточная производительность делает этот CPU ультимативным
выбором для игровых ПК
У Amd самый производительный процессор: AMD Ryzen 9 5950X
Ядер / потоков: 16 / 32
Тактовая частота: 3,4 / 4,9 ГГц
Сокет: AM4
Архитектура: Zen 3
TDP: 105 Вт
AMD Ryzen 9 5950X появился на год раньше Intel Core i9-12900K, но актуальность этого
процессора остается как никогда высока. И, если вы предпочитаете платформы AMD,
то он вполне может стать достойной альтернативой i9-12900K. Причем в отличие от
последнего, разработка AMD — это еще более универсальное решение, одинаково
хорошо справляющееся как с тяжелыми рабочими задачами, так и с самыми тяжелыми
играми.
Главные же достоинства модели в ее намного лучшей энергоэффективности и вдвое
более крупном кэше L3, достигающем 64 Мбайт. Есть здесь и поддержка
высокоскоростных твердотельных накопителей PCIe Gen 4.0, а вот поддержку свежей
оперативки DDR5, к сожалению, не добавили.