Keskprotsessor (CPU)

The keskprotsessor (CPU) on arvutikomponent, mis vastutab enamiku teise arvuti käskude tõlgendamise ja täitmise eest riistvara ja tarkvara.

CPU-d kasutavad kõikvõimalikud seadmed, sealhulgas laua-, sülearvuti- ja tahvelarvutid, nutitelefonid ja isegi teie lameekraanteleviisor.

Intel ja AMD on lauaarvutite, sülearvutite ja serverite kaks populaarseimat protsessoritootjat, samas kui Apple, NVIDIA, ja Qualcomm on suured nutitelefonide ja tahvelarvutite protsessoritootjad.

Protsessori kirjeldamiseks võite näha palju erinevaid nimetusi, sealhulgas protsessor, arvutiprotsessor, mikroprotsessor, keskprotsessor ja "arvuti aju".

Arvutimonitorid või kõvakettad on mõnikord väga valesti nimetatakse CPU-ks, kuid need riistvaraosad teenivad täiesti erinevaid eesmärke ega ole mingil juhul samad, mis protsessor.

Kuidas protsessor välja näeb ja kus see asub

Kaasaegne protsessor on tavaliselt väike ja ruudukujuline ning selle alumisel küljel on palju lühikesi ümaraid metallist pistikuid. Mõnel vanemal protsessoril on metallpistikute asemel tihvtid.

CPU ühendatakse otse protsessori "pesaga" (või mõnikord "pesa"). emaplaat. Protsessor sisestatakse pesasse tihvtpoolt allapoole ja protsessorit aitab kinnitada väike hoob.

Isegi pärast lühikest töötamist võivad kaasaegsed protsessorid väga kuumaks minna. Selle soojuse hajutamiseks on peaaegu alati vaja otse protsessori peale kinnitada jahutusradiaator ja ventilaator. Tavaliselt on need komplektis protsessori ostmisega.

Saadaval on ka muud täiustatud jahutusvalikud, sealhulgas vesijahutuskomplektid ja faasimuutusseadmed.

Protsessori taktsagedus

Protsessori taktsagedus on käskude arv, mida see suudab iga sekundi jooksul töödelda, mõõdetuna gigahertsides (GHz).

Näiteks protsessori taktsagedus on 1 Hz, kui see suudab igas sekundis töödelda ühte käsku. Ekstrapoleerides selle reaalsema näitega: 3,0 GHz taktsagedusega protsessor suudab igas sekundis töödelda 3 miljardit käsku.

CPU tuumad

Mõned seadmed kasutavad ühetuumalist protsessorit, samas kui teistel võib olla kahetuumaline (või neljatuumaline jne) protsessor. Kahe kõrvuti töötava protsessori käivitamine tähendab, et protsessor suudab samaaegselt hallata kaks korda rohkem juhiseid igas sekundis, parandades jõudlust drastiliselt.

Mõned CPU-d saavad virtualiseerida kaks tuuma iga ühe saadaoleva füüsilise tuuma jaoks, seda tehnikat nimetatakse Hüperkeermestamine. Virtualiseerimine tähendab, et ainult nelja tuumaga protsessor võib töötada nii, nagu tal oleks kaheksa, kusjuures täiendavaid virtuaalseid protsessori tuumasid nimetatakse eraldi niidid. Füüsiline südamikud toimivad siiski paremini kui virtuaalne ühed.

Kui protsessor lubab, võivad mõned rakendused kasutada nn mitmelõimeline. Kui lõime mõistetakse arvutiprotsessi ühe osana, siis mitme lõime kasutamine ühes CPU tuumas tähendab, et saab korraga mõista ja töödelda rohkem juhiseid. Mõni tarkvara võib seda funktsiooni ära kasutada rohkem kui ühes CPU tuumas, mis tähendab, et isegi rohkem juhiseid saab töödelda samaaegselt.

Näide: Intel Core i3 vs. i5 vs. i7

Täpsema näite saamiseks selle kohta, kuidas mõned protsessorid on teistest kiiremad, vaatame, kuidas Intel on oma protsessoreid arendanud.

Nii nagu te nende nimede järgi ilmselt kahtlustate, Intel Core i7 kiibid toimivad paremini kui i5 kiibid, mis toimivad paremini kui i3 kiibid. Miks üks toimib teistest paremini või halvemini, on pisut keerulisem, kuid siiski üsna lihtne mõista.

Intel Core i3 protsessorid on kahetuumalised, i5 ja i7 kiibid aga neljatuumalised.

Turbo Boost on i5 ja i7 kiipide funktsioon, mis võimaldab protsessoril tõsta oma taktsagedust üle baaskiiruse, näiteks 3,0 GHz-lt 3,5 GHz-le, kui see on vajalik. Intel Core i3 kiipidel seda võimalust pole. Protsessori mudelid, mis lõpevad "K" võivad olla ülekiirendatud, mis tähendab, et seda täiendavat taktsagedust saab kogu aeg sundida ja kasutada; kohta lisateavet miks sa oma arvutit üle kiirustasid.

Hyper-Threading võimaldab töödelda kahte lõime iga CPU tuuma kohta. See tähendab, et i3 protsessorid koos Hyper-Threadinguga toetavad vaid nelja samaaegset lõime (kuna need on kahetuumalised protsessorid). Intel Core i5 protsessorid ei toeta Hyper-Threadingut, mis tähendab, et ka nemad saavad töötada korraga nelja lõimega. i7 protsessorid aga toetavad seda tehnoloogiat ja seetõttu saavad (olles neljatuumalised) töödelda 8 lõime korraga.

Seadmetele, millel pole pidevat toiteallikat (akutoitel tooted, nagu nutitelefonid, tahvelarvutid jne) omased võimsuspiirangud, nende protsessorid – olenemata sellest, kas need on i3, i5 või i7 – erinevad lauaarvutite protsessoritest selle poolest, et nad peavad leidma tasakaalu jõudluse ja võimsuse vahel tarbimist.

Lisateave protsessorite kohta

Ei taktsagedus ega lihtsalt protsessori tuumade arv ei ole ainus tegur, mis määrab, kas üks protsessor on teisest "parem". Sageli sõltub see kõige rohkem arvutis töötava tarkvara tüübist ehk teisisõnu protsessorit kasutavatest rakendustest.

Ühel protsessoril võib olla madal taktsagedus, kuid see on neljatuumaline protsessor, samal ajal kui teisel on suur taktsagedus, kuid see on ainult kahetuumaline protsessor. Otsustamine, milline protsessor ületaks teist, sõltub jällegi täielikult sellest, milleks protsessorit kasutatakse.

Näiteks protsessori nõudlik videotöötlusprogramm mis töötab kõige paremini mitme CPU-tuumaga, töötab madala taktsagedusega mitmetuumalise protsessori puhul paremini kui ühetuumalise ja suure taktsagedusega protsessoriga. Mitte kõik tarkvarad, mängud ja muu ei saa isegi kasutada rohkem kui ühte või kahte tuuma, muutes kõik saadaolevad protsessori tuumad üsna kasutuks.

Teine protsessori komponent on vahemälu. CPU vahemälu on nagu tavaliselt kasutatavate andmete ajutine hoidmiskoht. Selle asemel, et helistada muutmälu nende üksuste puhul määrab CPU, milliseid andmeid te näib jätkuvalt kasutavat, eeldades, et soovite seda teha hoida kasutades seda ja salvestab selle vahemällu. Vahemälu on kiirem kui RAM-i kasutamine, kuna see on protsessori füüsiline osa; rohkem vahemälu tähendab rohkem ruumi sellise teabe hoidmiseks.

Kas teie arvuti saab töötada a 32-bitine või 64-bitine operatsioonisüsteem sõltub andmeühikute suurusest, mida protsessor suudab töödelda. 64-bitise protsessoriga saab korraga ja suuremate tükkidena juurde pääseda rohkem mälule kui 32-bitise protsessoriga, mistõttu operatsioonisüsteemid ja rakendused, mis on 64-bitine ei saa töötada 32-bitise protsessoriga.

Enamiku puhul näete arvuti protsessori üksikasju ja muud riistvarateavet tasuta süsteemiteabe tööriistad.

Lisaks kaubanduslikes arvutites saadaolevatele standardprotsessoritele töötatakse välja kvantprotsessoreid kvantarvutid kasutades kvantmehaanika taga olevat teadust.

Iga emaplaat toetab ainult teatud CPU-tüüpe, seega konsulteerige enne ostu sooritamist alati emaplaadi tootjaga.