Централна процесорска јединица (ЦПУ)

Тхе централна процесорска јединица (ЦПУ) је рачунарска компонента која је одговорна за тумачење и извршавање већине команди са другог рачунара хардвера и софтвер.

Све врсте уређаја користе ЦПУ, укључујући десктоп, лаптоп и таблет рачунаре, паметне телефоне, чак и ваш телевизор са равним екраном.

Интел и АМД су два најпопуларнија произвођача процесора за стоне рачунаре, лаптопове и сервере, док Аппле, НВИДИА, и Куалцомм су велики произвођачи процесора за паметне телефоне и таблете.

Можда ћете видети много различитих имена која се користе за описивање ЦПУ-а, укључујући процесор, рачунарски процесор, микропроцесор, централни процесор и „мозак рачунара“.

Рачунарски монитори или Хард дискови су понекад врло нетачно који се називају ЦПУ, али ти делови хардвера служе потпуно различитим сврхама и ни на који начин нису иста ствар као ЦПУ.

Како ЦПУ изгледа и где се налази

Модерни ЦПУ је обично мали и квадратни, са много кратких, заобљених металних конектора на доњој страни. Неки старији процесори имају пинове уместо металних конектора.

ЦПУ спаја се директно на ЦПУ "соцкет" (или понекад "слот") на матицна плоца. ЦПУ је уметнут у утичницу са иглом окренутом надоле, а мала полуга помаже да се осигура процесор.

Након кратког рада, модерни процесори могу да се јако загреју. Да бисте распршили ову топлоту, скоро увек је неопходно да се хладњак и вентилатор причврсте директно на ЦПУ. Обично се испоручују у пакету са куповином процесора.

Доступне су и друге напредније опције хлађења, укључујући комплете за водено хлађење и јединице за промену фазе.

Брзина процесорског такта

Брзина такта процесора је број инструкција које може да обради у било којој секунди, мерено у гигахерцима (ГХз).

На пример, ЦПУ има брзину такта од 1 Хз ако може да обради једну инструкцију сваке секунде. Екстраполирајући ово на пример из стварног света: ЦПУ са тактом од 3,0 ГХз може да обради 3 милијарде инструкција сваке секунде.

ЦПУ Цорес

Неки уређаји користе процесор са једним језгром, док други могу имати двојезгарни (или четворојезгарни, итд.) процесор. Покретање две процесорске јединице које раде упоредо значи да ЦПУ може истовремено да управља дупло више инструкција сваке секунде, драстично побољшавајући перформансе.

Неки ЦПУ-и могу виртуелизовати два језгра за свако физичко језгро које је доступно, техника позната као Хипер-Тхреадинг. Виртуелизовање значи да ЦПУ са само четири језгра може да функционише као да има осам, са додатним виртуелним ЦПУ језграма који се називају одвојеним нити. Физички језгра, међутим, раде боље од виртуелни оне.

Ако ЦПУ дозвољава, неке апликације могу да користе тзв мултитхреадинг. Ако се нит схвати као један део рачунарског процеса, онда коришћење више нити у једном ЦПУ језгру значи да се више инструкција може разумети и обрадити одједном. Неки софтвер може искористити ову функцију на више од једног језгра ЦПУ-а, што значи да чак више инструкције се могу обрадити истовремено.

Пример: Интел Цоре и3 вс. и5 вс. и7

За конкретнији пример како су неки ЦПУ бржи од других, погледајмо како је Интел развио своје процесоре.

Баш као што бисте вероватно посумњали по њиховом имену, Интел Цоре и7 чипови раде боље од и5 чипови, који раде боље од и3 чипова. Зашто неко ради боље или лошије од других је мало сложеније, али је ипак прилично лако разумети.

Интел Цоре и3 процесори су процесори са два језгра, док су и5 и и7 чипови четворојезгарни.

Турбо Боост је карактеристика у и5 и и7 чиповима која омогућава процесору да повећа брзину такта изнад своје основне брзине, на пример са 3,0 ГХз на 3,5 ГХз, кад год је то потребно. Интел Цоре и3 чипови немају ову могућност. Модели процесора који се завршавају на "К" могу бити оверцлоцкед, што значи да се ова додатна брзина такта може форсирати и користити све време; Сазнајте више о зашто бисте оверклоковали рачунар.

Хипер-Тхреадинг омогућава обраду две нити по сваком језгру ЦПУ-а. То значи да и3 процесори са Хипер-Тхреадинг подржавају само четири истовремене нити (пошто су процесори са два језгра). Интел Цоре и5 процесори не подржавају Хипер-Тхреадинг, што значи да и они могу да раде са четири нити истовремено. и7 процесори, међутим, подржавају ову технологију и стога (као четворојезгарни) могу да обрађују 8 нити истовремено.

Због ограничења снаге својствених уређајима који немају непрекидно напајање (производи на батерије попут паметних телефона, таблета итд.), њихови процесори – без обзира да ли су и3, и5 или и7 – разликују се од десктоп процесора по томе што морају да пронађу равнотежу између перформанси и снаге потрошња.

Више информација о процесорима

Ни брзина такта, ни само број језгара ЦПУ-а, нису једини фактор који одређује да ли је један ЦПУ „бољи“ од другог. Често највише зависи од врсте софтвера који се покреће на рачунару — другим речима, од апликација које ће користити ЦПУ.

Један ЦПУ може имати ниску брзину такта, али је четворојезгарни процесор, док други има високу брзину такта, али је само процесор са два језгра. Одлука који ће ЦПУ надмашити други, опет, у потпуности зависи од тога за шта се ЦПУ користи.

На пример, ЦПУ захтева програм за уређивање видеа који најбоље функционише са неколико језгара ЦПУ-а ће боље функционисати на вишејезгарном процесору са ниским тактовима него на једнојезгреном ЦПУ-у са високим брзинама такта. Не могу сви софтвер, игре и тако даље чак ни да искористе предности више од само једног или два језгра, чинећи све доступније ЦПУ језгре прилично бескорисним.

Још једна компонента ЦПУ-а је цацхе. Кеш меморија ЦПУ-а је као привремено место за чување често коришћених података. Уместо да се јавим РАМ меморија за ове ставке, ЦПУ одређује које податке ћете наставити да користите, претпоставља се да ћете то желети задржати користећи га и складишти га у кеш меморију. Кеш меморија је бржа од употребе РАМ-а јер је физички део процесора; више кеша значи више простора за чување таквих информација.

Да ли ваш рачунар може да ради а 32-битни или 64-битни оперативни систем зависи од величине јединица података које ЦПУ може да обради. Више меморије се може приступити одједном иу већим деловима са 64-битним процесором него са 32-битним, због чега оперативни системи и апликације које су Специфичан за 64 бита не може да ради на 32-битном процесору.

Можете видети детаље о процесору рачунара, заједно са другим информацијама о хардверу, код већине бесплатни системски информациони алати.

Поред стандардних процесора доступних у комерцијалним рачунарима, развијају се квантни процесори квантне компјутере користећи науку која стоји иза квантне механике.

Свака матична плоча подржава само одређени распон типова процесора, тако да увек проверите код произвођача матичне плоче пре куповине.