Trudno sobie wyobrazić, jak wyglądałoby nasze życie, gdybyśmy nie mieli komputerów. Ale był czas, kiedy zajmowali obszar całego domu, a specjaliści byli pewni, że będą poszukiwane tylko przez kilka uniwersytetów. Na szczęście dzięki stworzeniu mikroprocesorów, które pozwoliły znacznie zmniejszyć rozmiar komputerów, prawdziwa rewolucja rozpoczęła się we wszystkich sferach ludzkiego życia.
Co więcej, rosło zapotrzebowanie ludzi na coraz mocniejsze komputery wzrost prędkości zegara mikroprocesora, ponieważ jest to najprostszy sposób na zwiększenie ogólnej wydajności. Ale ten sposób ma jeden znaczący minus: mikroprocesor wymaga dla siebie coraz więcej energii, a jednocześnie niezwykle rozgrzewa się i wymaga zwiększonego chłodzenia. W końcu poprowadził inżynierów i projektantów w ślepy zaułek technologiczny..
Dwurdzeniowy procesor
Rozwiązanie okazało się całkowicie nietrywialne: zamiast jednego jądra obliczeniowego postanowiono utworzyć kilka. Naturalnie pierwszym był dwurdzeniowy procesor, wydany na początku zera. Dzięki tej architekturze stało się możliwe dzielenie zadań na kilka wątków i rozwiązywanie ich równolegle, dzięki czemu zostało osiągnięte zwiększona wydajność takich komputerów, a ładunek energii został usunięty przez zmniejszenie częstotliwości taktowania.
Czterordzeniowy procesor
Kolejnym logicznym krokiem było pojawienie się już procesorów cztery rdzenie. Co ciekawe, wraz ze wzrostem liczby rdzeni częstotliwość taktowania nie odgrywała już tak dużej roli, a ilość zużywanej energii znacznie się zmniejszyła.
W klasycznym komputerze jednordzeniowym złudzenie wielozadaniowości osiągnięto za pomocą jednej podstępnej sztuczki: komputer wykonał kilka zadań, ciągle przełączając się z jednego do drugiego. Jest to bardzo podobne do zaniedbanej gospodyni domowej, która musi mieć czas na przygotowanie obiadu, posprzątanie domu i pójście na zakupy - wszystko to w bardzo krótkim czasie. Pędzi więc od jednego do drugiego, nie mając czasu.
Ale jeśli przyjdą jej przyjaciele, wszystko pójdzie o wiele lepiej. Każdy przyjmie jedną rzecz i razem dokończy wszystkie zadania domowe na czas..
Ta analogia pomaga zrozumieć podstawową różnicę między procesorem jednordzeniowym a wielordzeniowym..
Ogólna charakterystyka
Procesor z układem scalonym lub mikroprocesor to serce i mózg komputera. Bez niego każde urządzenie zewnętrzne to tylko kupka zbędnego żelaza i nic więcej.
Jest to półprzewodnikowy kryształ, na którym drukowany jest mikroukład za pomocą specjalnej metody płaskiej technologii. Składa się z kilku wymaganych komponentów:
- Generator zegara - Specjalny mikroukład, który emituje impulsy o określonej częstotliwości. Jest to „rytm”, w którym działa sam procesor i inne jednostki komputerowe. Jest to rodzaj perkusisty na łodzi wiosłowej, pod którego rytmem wioślarze pracują harmonijnie.
- Arytmetyczne urządzenie logiczne, który jest bezpośrednio zaangażowany w przetwarzanie danych. Nie ma znaczenia, z czym komputer jest zajęty - odtwarzanie filmu, uruchamianie dowolnego programu itp. - wszystko to pojawia się dzięki prostym obliczeniom.
- Urządzenie sterujące - reguluje i kontroluje działanie mikroprocesora jako całości, aw szczególności wszystkich jego elementów.
- Rejestry pamięci - komórki pamięci krótkoterminowej, w których przechowywane są pośrednie i końcowe wyniki obliczeń.
- Opony, przez który procesor jest podłączony do innych urządzeń komputerowych.
Gdzie więc powinny znajdować się jądra? Aby odpowiedzieć na to pytanie, używamy analogii. Wyobraź sobie mieszkanie w budynku mieszkalnym, które będzie działać jako procesor. W takim przypadku rdzeniem będzie jeden pokój. Tak więc procesor mieszkania jest zawsze jeden, ale może być kilka rdzeni pokojowych.
Jednak obecnie istnieją technologie, które pozwalają komputerowi tworzyć wirtualne rdzenie, zwiększając w ten sposób wydajność. Zadzwoniła Hyper-Threading (HT) i pozwala stworzyć jeden dodatkowy wirtualny rdzeń dla każdego fizycznego. Oczywiście w parze nigdy nie mogą zbliżyć się do wydajności dwóch fizycznych, ale mimo to znacznie mocniejszej niż jedna.
Porównanie i czym się różnią
Oczywiście istnieje bezpośredni związek między liczbą rdzeni mikroprocesora a jego ceną. Dlatego wybierając typ procesora, powinieneś wyraźnie wyobrazić sobie zadania, do których będzie on używany: surfowanie po Internecie i oglądanie filmów, gier komputerowych itp..
Ważną cechą procesora jest efektywność energetyczna, który zależy od częstotliwości taktowania, liczby rdzeni i zużycia energii elektrycznej. Oczywiście nie będzie to pewna wartość, którą można zmierzyć, ale porównując kilka procent według tych kryteriów, możesz wyrazić opinię na ich temat.
Obszary zastosowania
Obecnie procesory jednordzeniowe nie są już dostępne, ponieważ już dawno zapadły w zapomnienie. Przyszłość należy do mikroprocesorów wielordzeniowych, ale jednocześnie należy podchodzić do ich wyboru trzeźwo i tak praktycznie, jak to możliwe.
Jednak sprytni sprzedawcy nie usiądą i nie kupują mikroprocesorów z maksymalną liczbą rdzeni, obiecując po prostu niesamowity wzrost wydajności. Ale po co kupować potężny samochód sportowy, jeśli jedziesz maksymalnie do najbliższego supermarketu?
Dlatego dwa rdzenie nadają się do codziennej pracy. Doskonale poradzą sobie z większością gier komputerowych, bez względu na to, jak są wymagający, oraz z odtwarzaniem plików wideo. Cóż, praca prostych programów tekstowych i spacer po Internecie nie spowoduje żadnych problemów.Inną sprawą jest to, czy twoja praca będzie związana z bardzo specyficznym oprogramowaniem, które wymaga dużej mocy obliczeniowej. Na przykład jest to edycja wideo lub gry komputerowe niezwykle wymagające pod względem sprzętowym.
