Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU)

ο κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU) είναι το στοιχείο του υπολογιστή που είναι υπεύθυνο για την ερμηνεία και την εκτέλεση των περισσότερων από τις εντολές από τον άλλο υπολογιστή σκεύη, εξαρτήματα και λογισμικό.

Όλα τα είδη συσκευών χρησιμοποιούν CPU, συμπεριλαμβανομένων των επιτραπέζιων υπολογιστών, των φορητών υπολογιστών και των tablet, των smartphone, ακόμη και της τηλεόρασής σας με επίπεδη οθόνη.

Intel και AMD είναι οι δύο πιο δημοφιλείς κατασκευαστές CPU για επιτραπέζιους υπολογιστές, φορητούς υπολογιστές και διακομιστές, ενώ η Apple, NVIDIA, και Qualcomm είναι μεγάλοι κατασκευαστές CPU smartphone και tablet.

Μπορεί να δείτε πολλά διαφορετικά ονόματα που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή της CPU, συμπεριλαμβανομένων των επεξεργαστών, του επεξεργαστή υπολογιστή, του μικροεπεξεργαστή, του κεντρικού επεξεργαστή και του "εγκεφάλου του υπολογιστή".

Οθόνες υπολογιστών ή σκληροι ΔΙΣΚΟΙ είναι μερικές φορές πολύ λάθος αναφέρεται ως CPU, αλλά αυτά τα κομμάτια υλικού εξυπηρετούν εντελώς διαφορετικούς σκοπούς και δεν είναι σε καμία περίπτωση το ίδιο πράγμα με τη CPU.

Πώς είναι μια CPU και πού βρίσκεται

Μια σύγχρονη CPU είναι συνήθως μικρή και τετράγωνη, με πολλούς κοντές, στρογγυλεμένες, μεταλλικές υποδοχές στην κάτω πλευρά της. Ορισμένες παλαιότερες CPU έχουν καρφίτσες αντί για μεταλλικές υποδοχές.

Η CPU συνδέεται απευθείας σε μια "υποδοχή" της CPU (ή μερικές φορές μια "σχισμή") στο μητρική πλακέτα. Η CPU εισάγεται στην υποδοχή με την καρφίτσα προς τα κάτω και ένας μικρός μοχλός βοηθά στη στερέωση του επεξεργαστή.

Μετά την εκτέλεση έστω και για λίγο, οι σύγχρονοι CPU μπορούν να ζεσταθούν πολύ. Για να βοηθήσετε στη διάχυση αυτής της θερμότητας, είναι σχεδόν πάντα απαραίτητο να τοποθετήσετε μια ψύκτρα και έναν ανεμιστήρα απευθείας πάνω από τη CPU. Συνήθως, αυτά συνοδεύονται από αγορά CPU.

Άλλες πιο προηγμένες επιλογές ψύξης είναι επίσης διαθέσιμες, όπως κιτ υδρόψυξης και μονάδες αλλαγής φάσης.

Ταχύτητα ρολογιού CPU

Η ταχύτητα ρολογιού ενός επεξεργαστή είναι ο αριθμός των εντολών που μπορεί να επεξεργαστεί σε κάθε δεδομένο δευτερόλεπτο, μετρημένος σε gigahertz (GHz).

Για παράδειγμα, μια CPU έχει ταχύτητα ρολογιού 1 Hz εάν μπορεί να επεξεργαστεί ένα κομμάτι εντολής κάθε δευτερόλεπτο. Επεκτείνοντας αυτό σε ένα πιο πραγματικό παράδειγμα: μια CPU με ταχύτητα ρολογιού 3,0 GHz μπορεί να επεξεργαστεί 3 δισεκατομμύρια οδηγίες κάθε δευτερόλεπτο.

Πυρήνες CPU

Ορισμένες συσκευές χρησιμοποιούν επεξεργαστή μονού πυρήνα, ενώ άλλες μπορεί να έχουν επεξεργαστή διπλού πυρήνα (ή τετραπύρηνο, κ.λπ.). Η εκτέλεση δύο μονάδων επεξεργαστή που λειτουργούν δίπλα-δίπλα σημαίνει ότι η CPU μπορεί ταυτόχρονα να διαχειρίζεται δύο φορές τις οδηγίες κάθε δευτερόλεπτο, βελτιώνοντας δραστικά την απόδοση.

Ορισμένες CPU μπορούν να εικονικοποιήσουν δύο πυρήνες για κάθε φυσικό πυρήνα που είναι διαθέσιμος, μια τεχνική γνωστή ως Υπερ-Νηματοποίηση. Εικονικοποίηση σημαίνει ότι μια CPU με μόνο τέσσερις πυρήνες μπορεί να λειτουργεί σαν να έχει οκτώ, με τους πρόσθετους εικονικούς πυρήνες CPU να αναφέρονται ως ξεχωριστοί κλωστές. Φυσικός Ωστόσο, οι πυρήνες αποδίδουν καλύτερα από εικονικός αυτές.

Εάν το επιτρέπει η CPU, ορισμένες εφαρμογές μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτό που ονομάζεται πολυνηματική. Εάν ένα νήμα κατανοείται ως ένα μεμονωμένο κομμάτι μιας διεργασίας υπολογιστή, τότε η χρήση πολλαπλών νημάτων σε έναν μόνο πυρήνα CPU σημαίνει ότι περισσότερες οδηγίες μπορούν να γίνουν κατανοητές και να υποβληθούν σε επεξεργασία ταυτόχρονα. Κάποιο λογισμικό μπορεί να εκμεταλλευτεί αυτή τη δυνατότητα σε περισσότερους από έναν πυρήνες CPU, πράγμα που σημαίνει ότι ακόμη και περισσότερο οι οδηγίες μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία ταυτόχρονα.

Παράδειγμα: Intel Core i3 vs. i5 vs. i7

Για ένα πιο συγκεκριμένο παράδειγμα του πώς ορισμένες CPU είναι πιο γρήγορες από άλλες, ας δούμε πώς έχει αναπτύξει η Intel τους επεξεργαστές της.

Ακριβώς όπως θα υποψιάζεστε από το όνομά τους, Intel Core i7 τα τσιπ αποδίδουν καλύτερα από τσιπ i5, που αποδίδουν καλύτερα από τα τσιπ i3. Το γιατί κάποιος αποδίδει καλύτερα ή χειρότερα από άλλους είναι λίγο πιο περίπλοκο, αλλά εξακολουθεί να είναι αρκετά εύκολο να κατανοηθεί.

Οι επεξεργαστές Intel Core i3 είναι επεξεργαστές διπλού πυρήνα, ενώ τα τσιπ i5 και i7 είναι τετραπύρηνα.

Ωθηση τούρμπο είναι ένα χαρακτηριστικό στα τσιπ i5 και i7 που επιτρέπει στον επεξεργαστή να αυξάνει την ταχύτητα του ρολογιού του πέρα ​​από τη βασική του ταχύτητα, όπως από 3,0 GHz σε 3,5 GHz, όποτε χρειάζεται. Τα τσιπ Intel Core i3 δεν έχουν αυτή τη δυνατότητα. Τα μοντέλα επεξεργαστών που τελειώνουν σε "K" μπορούν να είναι overclocked, που σημαίνει ότι αυτή η πρόσθετη ταχύτητα ρολογιού μπορεί να επιβληθεί και να χρησιμοποιηθεί συνεχώς. Μάθε περισσότερα για γιατί θα υπερχρονίζατε τον υπολογιστή σας.

Το Hyper-Threading επιτρέπει την επεξεργασία των δύο νημάτων ανά πυρήνα CPU. Αυτό σημαίνει ότι οι επεξεργαστές i3 με Hyper-Threading υποστηρίζουν μόνο τέσσερα ταυτόχρονα νήματα (καθώς είναι επεξεργαστές διπλού πυρήνα). Οι επεξεργαστές Intel Core i5 δεν υποστηρίζουν Hyper-Threading, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν επίσης να λειτουργήσουν με τέσσερα νήματα ταυτόχρονα. Οι επεξεργαστές i7, ωστόσο, υποστηρίζουν αυτήν την τεχνολογία και επομένως (που είναι τετραπύρηνες) μπορούν να επεξεργαστούν 8 νήματα ταυτόχρονα.

Λόγω των περιορισμών ισχύος που είναι εγγενείς σε συσκευές που δεν έχουν συνεχή τροφοδοσία (προϊόντα με μπαταρίες όπως smartphone, tablet, κ.λπ.), οι επεξεργαστές τους - ανεξάρτητα από το αν είναι i3, i5 ή i7 - διαφέρουν από τους επιτραπέζιους επεξεργαστές στο ότι πρέπει να βρουν μια ισορροπία μεταξύ απόδοσης και ισχύος κατανάλωση.

Περισσότερες πληροφορίες για τις CPU

Ούτε η ταχύτητα ρολογιού, ούτε απλώς ο αριθμός των πυρήνων της CPU, είναι ο μοναδικός παράγοντας που καθορίζει εάν μια CPU είναι «καλύτερη» από μια άλλη. Συχνά εξαρτάται περισσότερο από τον τύπο του λογισμικού που εκτελείται στον υπολογιστή — με άλλα λόγια, από τις εφαρμογές που θα χρησιμοποιούν την CPU.

Μια CPU μπορεί να έχει χαμηλή ταχύτητα ρολογιού αλλά είναι τετραπύρηνος επεξεργαστής, ενώ μια άλλη έχει υψηλή ταχύτητα ρολογιού αλλά είναι μόνο επεξεργαστής διπλού πυρήνα. Το να αποφασίσετε ποια CPU θα υπερτερούσε της άλλης, πάλι, εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το σε τι χρησιμοποιείται η CPU.

Για παράδειγμα, μια CPU-demanding πρόγραμμα επεξεργασίας βίντεο που λειτουργεί καλύτερα με πολλούς πυρήνες CPU θα λειτουργήσει καλύτερα σε έναν πολυπύρηνο επεξεργαστή με χαμηλές ταχύτητες ρολογιού από ό, τι σε έναν μονοπύρηνο CPU με υψηλές ταχύτητες ρολογιού. Δεν μπορούν όλα τα λογισμικά, τα παιχνίδια και ούτω καθεξής να επωφεληθούν από περισσότερους από έναν ή δύο πυρήνες, καθιστώντας οποιονδήποτε άλλο διαθέσιμο πυρήνα CPU αρκετά άχρηστο.

Ένα άλλο στοιχείο μιας CPU είναι κρύπτη. Η κρυφή μνήμη της CPU είναι σαν μια προσωρινή θέση αποθήκευσης για δεδομένα που χρησιμοποιούνται συνήθως. Αντί να καλέσετε μνήμη τυχαίας προσπέλασης για αυτά τα στοιχεία, η CPU καθορίζει ποια δεδομένα φαίνεται να συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε, υποθέτοντας ότι θα θέλετε διατήρηση χρησιμοποιώντας το και το αποθηκεύει στην κρυφή μνήμη. Η προσωρινή μνήμη είναι ταχύτερη από τη χρήση της μνήμης RAM, επειδή είναι ένα φυσικό μέρος του επεξεργαστή. περισσότερη κρυφή μνήμη σημαίνει περισσότερος χώρος για την αποθήκευση τέτοιων πληροφοριών.

Εάν ο υπολογιστής σας μπορεί να εκτελέσει α 32-bit ή 64-bit Το λειτουργικό σύστημα εξαρτάται από το μέγεθος των μονάδων δεδομένων που μπορεί να χειριστεί η CPU. Είναι δυνατή η πρόσβαση σε περισσότερη μνήμη ταυτόχρονα και σε μεγαλύτερα κομμάτια με έναν επεξεργαστή 64 bit από έναν επεξεργαστή 32 bit, γι' αυτό λειτουργικά συστήματα και εφαρμογές που είναι Ειδικά για 64 bit δεν μπορεί να τρέξει σε επεξεργαστή 32 bit.

Μπορείτε να δείτε τις λεπτομέρειες της CPU ενός υπολογιστή, μαζί με άλλες πληροφορίες υλικού, στα περισσότερα δωρεάν εργαλεία πληροφοριών συστήματος.

Πέρα από τους τυπικούς επεξεργαστές που διατίθενται σε εμπορικούς υπολογιστές, αναπτύσσονται κβαντικοί επεξεργαστές για τους οποίους κβαντικούς υπολογιστές χρησιμοποιώντας την επιστήμη πίσω από την κβαντική μηχανική.

Κάθε μητρική πλακέτα υποστηρίζει μόνο ένα συγκεκριμένο εύρος τύπων CPU, γι' αυτό ελέγχετε πάντα με τον κατασκευαστή της μητρικής πλακέτας πριν κάνετε μια αγορά.