Processortyper og -hastigheder

Mikroprocessoren er den komponent i den personlige computer, der udfører den aktuelle behandling af dataene. Det er en central behandlingsenhed (CPU), der passer i en mikrochip, og som har et meget komplekst skiftekredsløb, der udfører enkle instruktioner meget hurtigt.

Mikroprocessorens integrerede kredsløbspakke indeholder en siliciumchip, der indeholder millioner af transistorer og andre komponenter fremstillet af dette materiale. Fordi chipens transistorer er meget små, kan selv en lille mængde højspændingsstrøm (såsom statisk elektricitet) ødelægge en chip.

Af denne grund skal alle store integrerede kredsløb håndteres på en måde, der minimerer muligheden for statisk elektrisk stød.

Med så mange kredsløb, der er gemt i et så lille område, producerer mikrochipene meget varme og kræver kølesystemer for at forhindre, at chippen overophedes. På computerens bundkort er CPU-chippen dækket af en stor, finnet metal-køleplade for at give luftstrøm fra køleventilatorerne mulighed for at fjerne varmen.

Generelt kan vi sige, at en mikroprocessor er en CPU integreret i en lille siliciumchip, der består af tusinder af små komponenter såsom dioder, transistorer og modstande, der fungerer sammen.

Processortyper

Både Intel og AMD fremstiller processorer til en række forskellige systemer. Intel fremstiller Core-, Pentium-, Atom- og Celeron-processorfamilierne til stationære computere, mens vi på den anden side finder AMD Athlon, Sempron og Ryzen-processorer.

Hver processor fremstillet af Intel eller AMD har specifikke funktioner og leverer specifikke systemer, såsom pc'er eller arbejdsstationer på et kontor. Hver processor tilpasser sig en bestemt computer, hvad enten den er samlet, bygget fra bunden eller opdateret.

CPU'en, der oftest bruges på pc'er, er lavet af Intel. Siden IBM valgte Intel 8088-chip til den originale IBM-pc, har de fleste pc-kloner brugt en af Intel-seriens CPU'er.

Apples Macintosh-serie af computere brugte oprindeligt Motorola 68000-serien af mikroprocessorer. Men Motorola CPU'er bruger et andet sæt instruktioner end Intel CPU'er, så det er ikke let at køre pc-software på en Mac og vice versa (men overførsel af datafiler er ikke noget problem.)

Forskellige typer mikroprocessorer er forklaret nedenfor.

8085 mikroprocessor

Billede via Wikipedia

8085-mikroprocessoren blev designet af Intel i 1977 ved hjælp af NMOS-teknologi.

Konfigurationer af denne mikroprocessor er 8-bit databussen, 16-bit adressebussen, der kan adressere op til 64 kb, 16-bit tæller og stakviseren (SP). De seks bit-registre er arrangeret i parret BC, DE og HL. 8085 mikroprocessoren kræver en 5 volt strømforsyning.

8086 mikroprocessor

Billede via wikipedia

Denne mikroprocessor blev også designet af Intel. Det er en 16-bit processor med 20 adressebuslinjer og 16 datalinjer med 1 MB lagring. 8086-mikroprocessoren består af et kraftfuldt sæt instruktioner, der gør det let at udføre operationer som multiplikation og opdeling.

8086-mikroprocessoren har to driftsformer, som er den maksimale tilstand og den minimale driftstilstand. Den maksimale driftstilstand bruges til systemet, der har flere processorer. Den minimale driftstilstand bruges til systemet, der har en enkelt processor. Egenskaberne ved denne mikroprocessor er forklaret nedenfor.

Funktioner i 8086-mikroprocessoren

De vigtigste egenskaber ved mikroprocessoren er følgende:

For at forbedre ydelsen af denne mikroprocessor er der to processer i rør, som er i fasen med at få og udføre instruktioner. Hentecyklussen kan overføre dataene i 6 byte af instruktioner og gemmes på en linje. Udførelsestrinnet er ansvarlig for at starte instruktioner 8086-mikroprocessoren består af 2900 transistorer og har 256 vektoriserede afbrydelser.

Urhastighed i en mikroprocessor

Urhastigheden måles i cyklenheder per sekund, der kaldes Hertz (Hz). Computerkort og CPU'er fungerer med en hastighed på millioner og milliarder af hertz, megahertz (MHz) og gigahertz (GHz).

Intel- og AMD-processorer bruger forskellige interne design, så sammenligning af for eksempel en 2, 4 GHz AMD-processor med en 3, 0 GHz AMD-processor indikerer, at 3, 0 GHz AMD-processoren kører hurtigere; Men at sammenligne to 2, 4 GHz-processorer lavet af AMD og Intel peger ikke på, hvilken der fungerer hurtigere.

For at kunne arbejde deler processoren en opgave i flere trin. Typisk kører Intel-processorer flere stadier og udfører derfor mere arbejde og tager længere tid end AMD-processorer for at udføre opgaver.

De digitale chips på et bundkort holdes synkroniseret med hinanden ved hjælp af kloksignalet (en sekvens af pulser) på bundkortet.

Du kan tænke på det som en "hjerteslag" af computeren. Jo hurtigere uret tikker, jo hurtigere kører computeren; men uret kan ikke køre hurtigere end hastigheden på chipsene, da de i dette tilfælde vil mislykkes.

Da chipteknologien er forbedret, er hastigheden, hvormed chips kan køre, accelereret. CPU'en kører hurtigere end resten af bundkortet (som synkroniseres med en brøkdel af CPU-hastigheden).

Øg hastigheden

Når du imidlertid søger på markedet efter en processor, er der en liste over ting, du skal overveje. Traditionelt set er det eneste, de fleste forbrugere ser, dens fulde Gigahertz- magt.

Mange af disse mennesker ved sandsynligvis ikke engang, hvad det betyder (det er antallet af urcyklusser, som en processor afslutter på et sekund, i milliarder), men det er en nem ting at sammenligne.

De sidste par år har bragt en yderligere funktion: boosthastigheden. De fleste grafik- og behandlingsenheder har nu en urhastighed og en "boosthastighed". Intel kalder denne Turbo Boost; AMD kalder det Boost Clock.

Denne nye mikroprocessorteknologi forbedrer automatisk ydelsen og øger kernehastigheden og opnår derved bedre effektivitet.

Mikroprocessorklassificering

Grundlæggende accepteres 5 klassificeringer af mikroprocessorer:

CISC

Ordrer kan udføres i forbindelse med andre aktiviteter på lavt niveau. Det udfører hovedsageligt opgaven med at uploade, downloade og gendanne data til og fra hukommelseskortet. Bortset fra det gør det også komplekse matematiske beregninger inden for en enkelt kommando.

Denne processor er designet til at minimere antallet af instruktioner pr. Program og ignorere antallet af cyklusser pr. Instruktion. Kompilatoren bruges til at oversætte et højt niveau sprog til samlingsniveau sprog, fordi længden på koden er relativt kort, og yderligere RAM bruges til at gemme instruktionerne.

CISC-processorarkitektur

Det er designet til at sænke omkostningerne ved hukommelse, fordi der kræves mere lagerplads i store programmer, hvilket resulterer i en højere hukommelsesomkostninger. Hvis du vil overskride dette antal instruktioner pr. Program, kan du reducere antallet af instruktioner ved at integrere operationerne i en enkelt instruktion.

CISC-processor funktioner

Denne processor består af forskellige adressetilstande:

Det har et stort antal instruktioner Det tager flere cykler at udføre en instruktion Instruktionskodningslogikken er kompleks Flere adressetilstande, når en instruktion er påkrævet

RISC

RISC er en forkortelse med Computer med reduceret instruktionssæt og er designet til at reducere udførelsestiden ved at forenkle computerens instruktionssæt.

Disse typer chips fremstilles baseret på den funktion, hvori mikroprocessoren kan udføre små opgaver inden for en bestemt kommando. På denne måde skal du udføre flere kommandoer med en hurtigere hastighed.

I mikroprocessoren kræver hvert sæt instruktioner kun en urcyklus for at implementere resultatet i en ensartet driftstid. Derfor reducerer det effektiviteten for flere kodelinjer, så det kræver yderligere RAM for at gemme instruktionerne. Kompilatoren bruges til at konvertere sproginstruktionen på højt niveau til et computersprog.

RISC-processorarkitektur

Denne type processor bruges til det meget optimerede instruktionssæt, og RISC-processorapplikationer er til bærbare enheder på grund af deres energieffektivitet. Egenskaberne ved denne processor er forklaret nedenfor.

RISC-processorfunktioner

Nogle af de vigtigste og vigtige funktioner i RISC-processoren er som følger:

I RISC-processoren er der enkle instruktioner Består af antallet af registre og færre transistorer For at få adgang til hukommelsesplacering skal du bruge load & store-instruktionerne Denne processor har en cykluskørselstid

superskalare

Dette er en processor, der kopierer hardware til mikroprocessoren for at udføre flere opgaver på én gang. De kan bruges til aritmetik og som multiplikatorer. De har flere betjeningsenheder og udfører derfor mere end en kommando og udsteder konstant mange instruktioner til overflødige betjeningsenheder i processoren.

ASIC

Det bruges til specifikke formål snarere end til generelle formål. I begyndelsen brugte ASIC'er dørmatrix-teknologi. Moderne ASIC'er har ofte 32-bit-processorer, Flash, RAM-blokke, ROM, EEPROM samt andre typer moduler.

DSP (digital signalprocessor)

De bruges til at kode og afkode videoer eller til at konvertere digitale videoer til analog og analog til digital. De har brug for en mikroprocessor, der er fremragende ved matematiske beregninger. Chipsene i denne processor bruges i sonarer, radarer, hjemmebiografudstyr, mobiltelefoner og fjernsyn.

Vi anbefaler, at du læser Sådan vælger du en processor hurtigt og nemt

De komponenter, der kræves til denne processor, er en programmeret hukommelse, datahukommelse, input / output og en computermotor. Denne processor er designet til at behandle det analoge signal digitalt. Denne proces udføres med regelmæssige intervaller og konverterer spændingen til digital form.

Anvendelsen af denne processor er produktion af lyd og musik, behandling af videosignaler og acceleration af 2D- og 3D-grafik. Eksemplet på denne processor er TMS320C40.

Specielle processorer

Specielle processorer er designet til nogle specielle processorer, og nogle af dem er forklaret nedenfor.

coprocessor

Den kan håndtere den praktiske funktion mange gange hurtigere end normale mikroprocessorer. Eksemplet på coprocessoren er den matematiske coprocessor, og nogle af dem er 8087, der bruges sammen med 8086; 80287, der bruges med 80286; og 80387, der bruges sammen med 80386.

Input / output processor

Denne processor har sin egen lokale hukommelse. Det bruges til at styre I / O-enheder med deltagelse af CPU'en. Eksempler på input / output processor er DMA kontrol, tastatur og mus kontrol, grafisk display kontrol og SCSI port kontrol.

transputer

Denne processor har også sin egen lokale hukommelse og har også links til at forbinde en transputer til en anden til kommunikation mellem processorer.

Transputeren bruges til det enkelte processorsystem eller kan tilsluttes eksterne links for at reducere konstruktionsomkostninger og øge ydelsen. Nogle eksempler på denne processor er flydepunktprocessorer som T800, T805 og T9000.

Er hastighed vigtig?

Hver faktor er vigtig, og hastigheden ville ikke gøre mindre. Men vi kan ikke sammenligne hastigheden (GHz eller MHz) mellem forskellige arkitekturer. Det er en fejltagelse at sidestille en Pentium 4 med 2, 8 GHz med et Pentium fra de seneste år på samme frekvens. Det evolutionære spring i IPC (instruktioner pr. Cyklus) er abysmal.

Det mest korrekte ville være at klassificere hver processor efter sin kategori. Vi kan også finde tilfælde, der på grund af et "stramt budget" udstyrer din pc med en low-end processor og fortsætter med at trække med den, indtil du opgraderer til en high-end en.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Processorer med denne hastighed er ideelle til basale daglige aktiviteter, for eksempel: e-mail, webbrowsing, kontorpakke og endda stor ydeevne som medie / HTPC-centre. I tilfælde af Pentiums kan Ryzen 3 og APU give en god ydelse, der spiller i 720p eller 1080-opløsning, hvis det er udstyret med et anstændigt grafikkort.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 Quad Core

Denne række hastigheder er perfekt egnet til webbrowsing, arbejde med e-mails, kørt forretningsprogrammer som patientstyringssystemer og multitasking generelt. Denne kategori fungerer godt for den gennemsnitlige kontorcomputer eller brugere, der ikke ønsker at bruge en masse penge på deres Gaming PC, men ønsker at opgradere deres computer i fremtiden.

I øjeblikket har ottende generation Intel Core i3 4 kerner, der giver os et plus af ydelse (sammenlignet med syvende generation) og kan give os en masse glæde med en Nvidia GTX 1050 Ti eller GTX 1060 på 3 eller 6 GB. Også interessant er quad-core AMD Ryzen 5 1400, der fungerer meget godt som en 4 × 4-processor. Mens AMD Ryzen 5 1600 / 1600X er perfekte til spil og streaming, da det ikke er meget vanskeligt at overklokke dem på 3, 9 eller 4 GHz.

Intel Core i5 / Intel Core i7 og AMD Ryzen 7

Inden i mainstream-platformen er toppen af rækkevidden. Hvis du har brug for en super kraftig computer, ideel til at spille med de højeste krav, arbejde med supereffektive databaser og multimedieredigering, skal du have en computer med høj ydeevne. Personligt giver 8. generation af Intel Core i7 og AMD Ryzen 7-serien (med 3, 8 eller 4 GHz overklokke) brutale ydeevne til spil og arbejde.

Uden tvivl er de en fantastisk mulighed for en entusiastisk platform som Intel Core i9 eller AMD Threadripper med et meget højere beløb. Med dette afslutter vi vores artikel om alle de detaljer, du bør vide om processorer. Blandt dem der findes typer og hastigheder?