Процесор или ЦПУ - све информације које требате знати

Сваки љубитељ рачунара и игара мора да познаје интерни хардвер свог рачунара, посебно процесор. Централни елемент нашег тима, без њега не бисмо могли ништа учинити, у овом чланку ћемо вам рећи све најважније концепте о процесору, тако да имате опћениту представу о његовој употреби, деловима, моделима, историји и важним концептима.

Садржај индекс

Шта је процесор

Процесор или ЦПУ (централна процесна јединица) је електронска компонента у облику силиконског чипа који се налази унутар рачунара, посебно инсталираног на матичној плочи преко утичнице или утичнице.

Процесор је елемент задужен за обављање свих логичких аритметичких израчунавања које генеришу програми и оперативни систем смештен на чврстом диску или централној меморији. ЦПУ узима упутства из РАМ меморије да их обрађује, а затим шаље одговор назад у РАМ меморију, стварајући тако радни ток са којим корисник може да комуницира.

Први микропроцесор на бази полупроводничког транзистора био је Интел 4004, 1971. који је могао радити са 4 бита одједном (низови од 4 нула и један) за додавање и одузимање. Овај ЦПУ је далеко од 64 бита са којим тренутни процесори могу да се баве. Али јесте да смо пре тога имали само огромне просторије пуне вакуумских цеви које су служиле као транзистори, као што је ЕНИАЦ.

Како ради процесор

Архитектура процесора

Врло важан елемент који морамо знати о процесору је његова архитектура и његов производни процес. Они су концепти више оријентисани на то како се физички производе, али они постављају смернице за тржиште и то је још један елемент маркетинга.

Архитектура процесора у основи је унутрашња структура коју овај елемент има. Не говоримо о облику и величини, већ о томе како се налазе различите логичке и физичке јединице које чине процесор, говоримо о АЛУ, регистрима, управљачкој јединици итд. У том смислу, тренутно постоје две врсте архитектуре: ЦИСЦ и РИСЦ, два начина рада заснована на архитектури Вон Неуман-а, особе која је 1945. изумила дигитални микропроцесор.

Иако је тачно да архитектура то не значи само, будући да произвођачи тренутно користе концепт са комерцијалним интересом, да би дефинисали различите генерације својих процесора. Али морамо имати на уму да су сви тренутни десктоп процесори базирани на ЦИСЦ или к86 архитектури. Оно што се догађа је да произвођачи праве мале модификације ове архитектуре, укључујући елементе као што су више језгара, контролери меморије, унутрашњи сабирници, кеш меморија различитих нивоа итд. Овако чујемо називе попут Цоффее Лаке, Скилаке, Зен, Зен 2, итд. Видећемо шта је ово.

Процес производње

С друге стране, имамо оно што се назива процесом производње, а то је у основи величина транзистора који чине процесор. Од вакуумских вентила првих рачунара до данашњих ФинФЕТ транзистора које су направили ТСМЦ и Глобал Фоундриес од свега неколико нанометара, еволуција је била неумољива.

Процесор се састоји од транзистора, најмањих јединица које се налазе унутра. Транзистор је елемент који дозвољава или не дозвољава пролазак струје, 0 (не-струја), 1 (струја). Једна од ових тренутно мери 14 нм или 7 нм (1 нм = 0, 00000001м). Транзистори стварају логичке капије, а логичке капије стварају интегрисана кола способна да обављају различите функције.

Водећи произвођачи десктоп рачунара

Ово су основни елементи за разумевање како су процесори развијени кроз историју до данас. Проћи ћемо кроз најважније и не смијемо заборавити произвођаче, који су Интел и АМД, неприкосновени лидери данашњих личних рачунара.

Наравно, постоје и други произвођачи попут ИБМ-а, који су најважнији од свега што су практично творци процесора и референтне вредности у технологији. Други попут Куалцомма уградили су нишу на тржишту практично монополизујући производњу процесора за Смартпхоне. Ускоро би могао прећи на личне рачунаре, зато се спремите Интел и АМД јер су њихови процесори прекрасни.

Еволуција Интелових процесора

Дакле, размотримо главне историјске прекретнице Интел Цорпоратион, плавог гиганта, највеће компаније која је одувек била водећа у продаји процесора и других компоненти за ПЦ.

• Интел 4004, Интел 808, 8080 и 8086 Интел 286, 386 и 486 Интел Пентиум Вишејезгрена ера: Пентиум Д и Цоре 2 Куад Ера Цоре иКс-а

Објављен 1971. године, био је први микропроцесор изграђен на једном чипу и за неиндустријску употребу. Овај процесор је монтиран на пакету од 16 пинова ЦЕРДИП (жохар читавог живота). Изграђен је са 2.300 10.000 нм транзистора и имао је 4-битну ширину сабирнице.

Модел 4004 био је само почетак Интеловог пута у личним рачунарима, који је у то време ИБМ монополизовао. Тада је између 1972 и 1978, Интел променио филозофију у компанији, да би се у потпуности посветио изградњи процесора за рачунаре.

Након 4004 долази 8008, процесор још увек са 18-пинским ДИП капсулацијом који је подигао његову фреквенцију на 0, 5 МХз, а транзистор такође броји 3.500. Након тога, Интел 8080 је подигао ширину сабирнице на 8 бита и фреквенцију не мању од 2 МХз под 40-пинским ДИП капсулацијом. Сматра се првим заиста корисним процесором који може обрађивати графику на машинама као што су Алтаир 8800м или ИМСАИ 8080.

8086 је референтни микропроцесор који је први прихватио к86 архитектуру и сет инструкција, који су били на снази до данас. 16-битни ЦПУ, десет пута снажнији од 4004.

Управо на овим моделима произвођач је почео да користи ПГА утичницу са квадратним чипом. А његов пробој лежи у могућности покретања програма командне линије. 386 је први мултитаскинг процесор у историји, са 32-битним магистралом, који вам сигурно звучи много више.

Долазимо до Интел 486 изданог 1989. године, који је такође врло важан због процесора који је имплементирао јединицу са помичним зарезом и кеш меморију. Шта ово значи? Па, сада су рачунари еволуирали из командне линије како би се користили преко графичког интерфејса.

Напокон долазимо до ере Пентијума, где имамо неколико генерација до Пентијума 4 као верзије за десктоп рачунаре, а Пентиум М за преносне рачунаре. Рецимо да је то било 80586, али Интел је променио име да би могао да лиценцира свој патент и да би остали произвођачи попут АМД престали са копирањем својих процесора.

Ови процесори су први пут у процесу производње спустили 1000 нм. Прошле су године између 1993. и 2002., Итаниум 2 као процесор изграђен за сервере и први пут је користио 64-битну магистралу. Ови Пентиуми су већ били искључиво оријентисани на десктоп и могли су се без проблема користити у мултимедијалном приказивању, са легендарним Виндовс 98, МЕ и КСП.

Пентиум 4 је већ користио скуп упутстава која су у потпуности усмерена на мултимедију попут ММКС, ССЕ, ССЕ2 и ССЕ3, у својој микро-архитектури која се зове НетБурст. Исто тако, био је један од првих процесора који је достигао радну фреквенцију већу од 1 ГХз, тачније 1, 5 ГХз, због чега су се високи перформанси и велики хладњаци појавили чак и на прилагођеним моделима.

А онда долазимо до ере вишејезгарних процесора. Сада нисмо могли да извршавамо само једну инструкцију у сваком сату циклуса, већ и две истовремено. Пентијум Д се у основи састоји од чипа са два Пентијум 4 смештена у истом паковању. На овај начин, поново је изумљен концепт ФСБ (Фронт-Сиде Бус), који је служио ЦПУ-у за комуникацију са чипсетом или северним мостом, а сада се користи и за комуникацију са оба језгра.

Након два, четири језгра су стигла 2006. године под ЛГА 775 утичницу, много је актуелнија и коју чак можемо видети и на неким рачунарима. Сви су већ усвојили 64-битну к86 архитектуру за своја четири језгра са производним процесом који започиње у 65 нм, а затим у 45 нм.

Затим долазимо до наших дана, где је гигант усвојио нову номенклатуру за своје вишеједрне и вишеслојне процесоре. Након Цоре 2 Дуо и Цоре 2 Куад, нова Нехалем архитектура је усвојена 2008. године, где су ЦПУ-и подељени на и3 (ниске перформансе), и5 (средњи опсег) и и7 (процесори високих перформанси).

Од овог тренутка, језгре и кеш меморија користили су БСБ (Бацк-Сиде Бус) или задњу магистралу за комуникацију, а такође је уведен и ДДР3 контролер меморије унутар самог чипа. Предња бочна сабирница такође је еволуирала према ПЦИ Екпресс стандарду који је у стању да пружи двосмерни проток података између периферних уређаја и картица за проширење и ЦПУ-а.

Интел Цоре 2. генерација је 2011. године усвојила назив Санди Бридге са 32нм производним процесом и бројем од 2, 4 и до 6 језгара. Ови процесори подржавају ХиперТхреадинг мултитхреадинг технологије и Турбо Боост динамичко појачање фреквенције у зависности од опсега процесора на тржишту. Сви ови процесори имају интегрисану графику и подржавају 1600 МХз ДДР3 РАМ-а.

Убрзо након тога, 2012. године, представљена је трећа генерација звана Иви Бридге, смањујући величину транзистора на 22 нм. Не само да су се смањили, већ су постали 3Д или Три-Гате који су смањили потрошњу и до 50% у односу на претходне, дајући исте перформансе. Овај ЦПУ нуди подршку за ПЦИ Екпресс 3.0 и уграђен је у ЛГА 1155 утичнице за радну површину и 2011 за радну станицу.

Четврта и пета генерација називају се Хасвелл и Броадвелл, а ни оне нису биле тачно револуција од претходне генерације. Хасвеллс је поделио производни процес са Иви бридге и ДДР3 РАМ-ом. Да, представљена је подршка Тхундерболт- а и направљен је нови дизајн предмеморије. Такође су представљени процесори са до 8 језгара. Соцкет 1150 се и даље користи, па и 2011. године, иако ови ЦПУ-и нису компатибилни са претходном генерацијом. Што се тиче Броадвелл-а, они су били први процесори који су пали на 14 нм, а у овом случају су компатибилни са Хасвелл-овом ЛГА 1150 утичницом.

За крај смо са Интеловом 6. и 7. генерацијом названом Скилаке и Каби Лаке са 14нм производним процесом и усвајањем новог компатибилног ЛГА 1151 утичница за обе генерације. У ове двије архитектуре подршка је већ понуђена за ДДР4, ДМИ 3.0 бус и Тхундербол 3.0. Исто тако, интегрисана графика порасла је нивоом компатибилним са ДирецтКс 12 и ОпенГЛ 4.6 и 4К @ 60 Хз резолуцијом, а Каби Лаке је у међувремену стигао у 2017. са побољшањима такт фреквенција процесора и подршком за УСБ 3.1 Ген2 и ХДЦП 2.2.

Еволуција АМД процесора

Још један од произвођача за које смо дужни да знамо је АМД (Адванцед Мицро Девицес), вечити ривал Интел-а и који је скоро увек заостајао за првим све док данас није стигао Ризен 3000. Али хеј, ово је други Видећемо касније, па ћемо мало прегледати историју АМД процесора.

• АМД 9080 и АМД 386 АМД К5, К6 и К7 АМД К8 и Атхлон 64 Кс2 АМД Пхеном АМД Ллано и Булдожер АМД Ризен

Путовање АМД-а у основи започиње овим процесором, који није ништа више од копије Интелове 8080. У ствари, произвођач је потписао уговор са Интелом о производњи процесора са к86 архитектуром, која је у власништву компаније Интел. Сљедећи скок био је АМД 29К који је за своје креације понудио графичке дискове и ЕПРОМ меморије. Али убрзо након тога, АМД је одлучио директно да се надмеће са Интелом нудећи компатибилне процесоре између себе за личне рачунаре и сервере.

Али, наравно, овај договор о стварању „копија“ Интелових процесора, почео је да представља проблем чим је АМД постао права конкуренција Интелу. Након неколико правних спорова, које је освојио АМД, уговор је раскинут са Интел 386, а већ знамо разлог зашто је Интел преименован у Пентиум, региструјући патент.

Одавде, АМД није имао избора него да креира процесоре потпуно независно и да то нису само копије. Смешна ствар је што је АМД-ов први самостални процесор био Ам386 који се очигледно борио са Интеловим 80386.

Сада да, АМД је почео да проналази свој пут у овом технолошком рату са процесорима које је сам произвео од нуле. У ствари, било је то са К7 када је компатибилност оба произвођача нестала и последично АМД је створио сопствене плоче и сопствену утичницу, под називом Соцкет А. У њу су нови АМД Атхлон и Атхлон КСП инсталирани 2003. године.

АМД је био први произвођач који је 64-битну екстензију имплементирао у десктоп рачунар, да, пре Интела. Погледајте одредиште, које би сада требало да Интел усвоји или копира к64 проширење у АМД за своје процесоре.

Али ово се овде није зауставило, јер је АМД такође могао да пласира на тржиште двојезгарни процесор пре Интела 2005. године. Плави див му је, наравно, одговорио с Цоре 2 Дуоом који смо видјели и прије, а одатле вођство АМД-а завршава.

АМД је заостајао због драматичног скока у перформансама вишејезгарних Интелових процесора и покушао је да му се супротстави редизајнирањем архитектуре К8. У ствари, Пхеном ИИ објављен 2010. године имао је чак 6 језгара, али ни то не би било довољно за неспутани Интел. Овај ЦПУ је имао 45 нм транзисторе и првобитно су монтирани на АМ2 + утичницу, а касније и на АМ3 утичницу како би понудио компатибилност са ДДР3 меморијама.

АМД је купио АТИ, компанију која је до сада била директни ривал Нвидији за 3Д графичке картице. У ствари, произвођач је искористио ову технолошку предност за примену процесора са интегрисаним ГПУ-ом много снажнијим него што је Интел имао са Вестмере-ом. АМД Ллано су били ти процесори, засновани на К8Л архитектури претходног Пхенома и наравно са истим ограничењима.

Из тог разлога АМД је редизајнирао своју архитектуру у новим Буллдозерсима, иако су резултати били прилично лоши у поређењу са Интел Цоре-јем. Имати више од 4 језгре није било од користи, јер је тадашњи софтвер још увек био врло зелен у управљању вишеструким навојем. Користили су 32нм производни процес са заједничким Л1 и Л2 кеш ресурсима.

Након неуспеха компаније АМД са претходном архитектуром, Јим Келлер, творац К8 архитектуре, поново је направио револуцију бренда такозваном Зен или Суммит Ридге архитектуром. Транзистори су се спустили на 14 нм, баш као и Интел, и добили су много снажнији и већи ИЦП од слабих Булдожера.

Неке од најпрепознатљивијих технологија ових нових процесора биле су: АМД Прецисион Боост, који је аутоматски повећао напон и фреквенцију ЦПУ-а. Или КСФР технологијом, при чему су сви Ризен оверцлоцкани својим мултипликатором откључаним. Ови процесори су почели да се монтирају на ПГА АМ4 утичницу, што се наставља и данас.

У ствари, еволуција ове Зен архитектуре била је Зен +, у којој је АМД напредовао Интел имплементирајући 12нм транзисторе. Ови процесори су повећали своје перформансе са већим фреквенцијама и нижом потрошњом. Захваљујући интерној Инфинити Фабриц магистрали, латенција између ЦПУ и РАМ трансакција драматично је побољшана како би се конкуренција готово одвојила од Интела.

Тренутни Интел и АМД процесори

Затим смо дошли до данашњег дана да се фокусирамо на архитектуре на којима раде оба произвођача. Не кажемо да је обавезна куповина једног од ових, али они су сигурно садашњост и скоро будућност сваког корисника који жели да монтира ажурирани рачунар за играње.

Интел Цоффее Лаке и улаз у 10 нм

Интел је тренутно у деветој генерацији процесора за десктоп, лаптоп и радне станице. И 8. (Цоффее Лаке) и 9. генерација (Цоффее Лаке Рефресх) настављају са 14нм транзисторима и ЛГА 1151 утичницом, иако нису компатибилни с претходним генерацијама.

Ова генерација у основи повећава број језгара за 2 за сваку породицу, сада има 4-језгрени и3 уместо 2, 6-језгрени и5 и 8-језгрени и7. Број ПЦИе 3.0 стазе се повећава на 24, подржавајући до 6 3.1 портова и такође 128 ГБ ДДР4 РАМ-а. ХиперТхреадинг технологија је омогућена само на и9 деноминираним процесорима као што су високо-ефикасни 8-језграни, 16-нитни процесори и процесори преносних рачунара.

У овој генерацији постоје и Интел Пентиум Голд Г5000 оријентисани на мултимедијалне станице са 2 језгре и 4 нити и Интел Целерон, најосновнији са двоструким језграма и за МиниПЦ и мултимедију. Сви процесори ове генерације су интегрисали УХД 630 графику, осим Ф-деноминације у својој номенклатури.

Што се тиче десете генерације, мало је потврда, мада се очекује да ће нови Ице Лаке ЦПУ доћи са њиховим спецификацијама за лаптопове, а не са онима за десктоп рачунаре. Подаци кажу да ће се ЦПИ по језгру повећати за до 18% у односу на Скилаке. Биће укупно 6 нових подскупова упутстава и они ће бити компатибилни са АИ и техникама дубоког учења. Интегрисани ГПУ такодје је ниво до 11. генерације и способан је за стриминг садрзаја у 4К @ 120Хз. Напокон ћемо имати интегрисану подршку са Ви-Фи 6 и РАМ меморијом до 3200 МХз.

АМД Ризен 3000 и већ планирану архитектуру Зен 3

АМД је ове 2019. године лансирао архитектуру Зен 2 или Матиссе и нема само напредни Интел у процесу производње, већ и чисто перформансе својих десктоп процесора. Нови Ризен је изграђен на 7нм ТСМЦ транзисторима и броји од 4 Ризен 3 језгре до 16 Ризен 9 9350Кс језгара. Сви имплементирају АМД СМТ мултитхреадинг технологију и њихов мултипликатор је откључан. Недавно је објављено ажурирање АБЕСА БИОС-а АГЕСА 1.0.0.3 за исправљање проблема због којих ови процесори морају да достигну своју максималну фреквенцију залиха.

Њихове иновације не стижу само овде, јер подржавају нови ПЦИ Екпресс 4.0 и Ви-Фи 6 стандард, који су ЦПУ са до 24 ПЦИе траке. Просјечни пораст ИЦП-а у односу на Зен + био је 13% захваљујући већој основној фреквенцији и побољшањима у аутобусу Инфинти Фабриц. Ова се архитектура заснива на чиповима или физичким блоковима у којима је 8 језгара по јединици, заједно са још једним модулом који је увек присутан за меморијски контролер. На овај начин произвођач деактивира или активира одређени број језгара да би формирао своје различите моделе.

У 2020. години планирано је ажурирање на Зен 3 у својим процесорима Ризен којим произвођач жели да побољша ефикасност и перформансе свог АМД Ризен. Тврди се да је дизајн његове архитектуре већ завршен и остаје нам само да даје зелено светло за почетак производног процеса.

Они ће се засновати на 7нм поново, али дозвољавају до 20% већу густоћу транзистора од тренутних чипова. ЕПИЦ линија ВоркСтатион процесора била би прва на којој би радили процесори који би могли имати 64 језгре и 128 нити за обраду.

Делове које бисмо требали знати о процесору

Након ове гозбе информација које остављамо као факултативно читање и као основу да знамо где се данас налазимо, време је да се позабавимо детаљнијим концептима које бисмо требали знати о процесору.

Прво ћемо покушати да објаснимо кориснику најбитнију структуру и елементе ЦПУ-а. Ово ће свакодневно бити корисник који је заинтересован да сазна нешто више о овом хардверу.

Језгра процесора

Језгра су ентитети за обраду информација. Они елементи формирани од основних елемената к86 архитектуре, као што су управљачка јединица (УЦ), декодер за инструкције (ДИ), аритметичка јединица (АЛУ), јединица с плутајућом тачком (ФПУ) и сталак за инструкције (ПИ).

Свако од ових језгара састоји се од потпуно истих унутрашњих компоненти и свака од њих може да изведе операцију у сваком циклусу инструкција. Овај циклус мери у фреквенцији или Хертз (Хз), што је више Хз, више упутстава може бити урађено у секунди, а што више језгара, више операција се може обавити у исто време.

Данас произвођачи попут АМД-а имплементирају ова језгра у силиконске блокове, Цхиплетс или ЦЦКС на модуларни начин. Са овим системом постиже се боља скалабилност приликом прављења процесора, јер се ради о постављању кифле све док се не постигне жељени број, са 8 језгара за сваки елемент. Надаље, могуће је активирати или деактивирати свако језгро ради постизања жељеног броја. У међувремену, Интел још увек пуни све језгре у један силикон.

Да ли је погрешно активирати све процесорске језгре? Препоруке и како их онемогућити

Прекорачење Турбо Боост и Прецисион Боост

Они су системи који користе Интел и АМД за активно и интелигентно управљање напоном својих процесора. Ово им омогућава да повећају учесталост рада када, као да је реч о аутоматском оверклоковању, тако да ЦПУ ради боље када се суочи са великим оптерећењем задатака.

Овај систем помаже да се побољша топлотна ефикасност и потрошња тренутних процесора или да се по потреби промени њихова фреквенција.

Обрада нити

Али наравно, ми имамо не само језгре, постоје и нити за обраду. Обично ћемо их видети у спецификацијама као Кс Цорес / Кс Тхреадс, или директно КСЦ / Кс Т. На пример, Интел Цоре и9-9900К има 8Ц / 16Т, док и5 9400 има 6Ц / 6Т.

Израз Тхреад долази из Субпроцеса и физички није део процесора, већ је његова функционалност чисто логична и врши се помоћу скупа инструкција за процесор.

Може се дефинисати као проток контроле података програма (програм је састављен од упутстава или процеса), који омогућава управљање задацима процесора тако што их дели на мање комаде који се називају нити. Ово је за оптимизацију времена чекања за сваку инструкцију у реду чекања.

Схватимо то овако: постоје задаци тежи него други, па ће кернелу бити потребно мање или више времена да испуни задатак. Са нитима, оно што се ради је да се овај задатак подели на нешто једноставније, тако да сваки комад обрађује прво слободно језгро које нађемо. Резултат тога је стално задржавање језгара да буду заузети.

Које су нити процесора? Разлике са језграма

Мултитхреадинг технологије

Зашто у неким случајевима видимо да има исти број језгри колико постоје нити, а у другима не? Па, то је због мултитхреадинг технологија које су произвођачи имплементирали у своје процесоре.

Када ЦПУ има двоструко више нити од језгара, ова технологија се у њему имплементира. У основи је то начин извршења концепта који смо већ видели, подели језгра у две нити или "логичка језгра" за поделу задатака. Ова подела се увек врши у две нити по језгри и не више, рецимо да је то тренутна граница са којом програми могу да раде.

Интелова технологија назива се ХиперТхреадинг, док се АМД назива СМТ (симултано мултитхреадинг). У практичне сврхе обе технологије раде исто, а у нашем тиму можемо их видети као права језгра, на пример, ако направимо фотографију. Процесор истом брзином је бржи ако има 8 физичких језгара него ако има 8 логичких.

Шта је ХиперТхреадинг? Више детаља

Да ли је кеш важан?

У ствари, то је други најважнији елемент процесора. Кеш меморија је много бржа меморија од РАМ-а и директно је интегрирана у процесор. Док 3600 МХз ДДР4 РАМ-а може достићи 50.000 МБ / с при очитању, Л3 кеш меморија може достићи 570 ГБ / с, Л2 на 790 ГБ / с и Л1 при 1600 ГБ / с. Потпуно сулуде цифре забележене у неви Ризен 3000.

Ова меморија је типа СРАМ (Статиц РАМ), брза и скупа, док је она која се користи у РАМ-у ДРАМ (Динамиц РАМ), спора и јефтина јер јој је стално потребан сигнал за освежавање. У кеш меморији се похрањују подаци које ће процесор одмах искористити, чиме се елиминише чекање ако узмемо податке из РАМ-а и оптимизира се време обраде. И на АМД и Интел процесорима постоје три нивоа кеш меморије:

• Л1: Она је најближа језгри ЦПУ-а, најмања и најбржа. Са латенцијама мањим од 1 нс, ова меморија је тренутно подељена на два, Л1И (упутства) и Л1Д (подаци). Оба у деветој генерацији Интел Цоре и Ризен 3000, по 32 КБ, сваки језгро има своје. Л2: Следећи је Л2, са латенцијама око 3 нс, такође се додељује независно свакој језгри. Интел ЦПУ-ови имају 256 КБ, док Ризен 512 КБ. Л3: Ово је највећа меморија од ове три, и додељена је у дељеном облику у језграма, обично у групама од 4 језгре.

Северни мост сада унутар ЦПУ-а

Северни мост процесора или матичне плоче има функцију повезивања РАМ меморије са ЦПУ-ом. Тренутно оба произвођача имплементирају овај меморијски контролер или ПЦХ (Платформ Цонроллер Хуб) унутар самог ЦПУ-а, на пример, у посебном силицијуму као што се догађа у ЦПУ-у на бази чифеља.

На овај начин се значајно повећава брзина информација и поједностављују постојећи аутобуси на матичним плочама, остајући само са јужним мостом који се назива чипсет. Овај чипсет намењен је усмеривању података са хард дискова, периферних уређаја и неких ПЦИе слотова. Врхунски десктоп и лаптоп процесори способни су да усмеравају до 128 ГБ Дуал Цханнел РАМ-а при брзини од 3200МХз (4800МХз са ЈЕДЕЦ профилима и КСМП омогућеним). Овај аутобус се дели на два:

• Сабирница података: носи податке и упутства програма. Адреса сабирнице: адресе ћелија у којима се подаци чувају круже кроз њу.

Поред самог меморијског контролера, језгре такође морају да користе другу сабирницу за међусобну комуникацију и са кеш меморијом, која се назива БСБ или Бацк-Сиде Бус. Она коју АМД користи у својој Зен 2 архитектури назива се Инфинити Фабриц, који може да ради на 5100 МХз, док се Интел зове Интел Ринг Бус.

Шта је Л1, Л2 и Л3 кеш и како то функционира?

ИГП или интегрисана графика

Други елемент који наплаћује прилично важан, не толико у процесорима оријентисаним према играма, колико у мање моћним, је интегрисана графика. Већина постојећих процесора данас има одређени број језгара намењених раду искључиво са графиком и текстурама. Или Интел, АМД и други произвођачи попут Куалцомма са својим Адрено за паметни телефон или Реалтек за Смарт ТВ и НАС имају таква језгра. Ми називамо ову врсту процесора АПУ (Убрзана процесорска јединица)

Разлог је једноставан, одвојити овај напоран рад од осталих типичних задатака програма, јер су они много тежи и спорији ако се на АПУ-у не користе магистрале већег капацитета, на пример, 128 бита. Као и нормална језгра, оне се могу мерити у количини и у фреквенцији којом делују. Али имају и другу компоненту као што су јединице за сенчење. И друге мере као што су ТМУ (јединице за текстуру) и РОП (јединице за рендерирање). Сви они ће нам помоћи да препознамо графичку снагу скупа.

ИГП-ови које тренутно користе Интел и АМД су следећи:

• АМД Радеон РКС Вега 11: То је најснажнија и коришћена спецификација за 1. и 2. генерацију процесора Ризен 5 2400 и 3400. То су укупно 11 језгара Равен Ридге-а са ГНЦ 5.0 архитектуром која ради на максимално 1400 МХз.Имају највише 704 схадер јединице, 44 ТМУ-а и 8 РОП-а. АМД Радеон Вега 8: Нижа је спецификација од претходних, са 8 језгара и радом на фреквенцији од 1100 МХз са 512 сенчилиштих јединица, 32 ТМУ-а и 8 РОП-ова. Монтирају их на Ризен 3 2200 и 3200. Интел Ирис Плус 655: ова интегрисана графика имплементирана је у Интел Цоре процесоре 8. генерације У распона (мала потрошња) за лаптопове и способна је да досегну 1150 МХз, са 384 засјењење јединица, 48 ТМУ-а и 6 РОП-ова. Његове перформансе сличне су претходним. Интел УХД Грапхиц 630/620 - Ово је графика уграђена у све радне процесоре 8. и 9. генерације који не носе Ф у свом имену. Графике су ниже од Вега 11 који приказују на 1200 МХз, са 192 сенки, 24 ТМУ и 3 РОП-а.

Подножје процесора

Сада прелазимо са компоненти ЦПУ-а да видимо где би требало да га повежемо. Очигледно је да је утичница, велики конектор смештен на матичној плочи и који има стотине пинова који ће успоставити контакт са ЦПУ-ом за пренос снаге и података у обраду.

Као и обично, сваки произвођач има своје утичнице, а могу бити и разних врста:

• ЛГА: Ланд Грид Арраи који има пинове инсталиране директно у утичницу плоче, а ЦПУ има само равне контакте. Омогућује већу густину везе и користи је Интел. Тренутно утичнице су ЛГА 1151 за радне процесоре за десктоп и ЛГА 2066 за ЦПУ оријентисане према радној станици. АМД га такође користи и за своје Тхреадрипперс деноминиране у ТР4. ПГА: Арраи Пин Грид, управо супротно, сада су пинови на самом ЦПУ-у и утичница има рупе. И даље га користи АМД за све своје радне површине Ризен са именом БГА: Балл Грид Арраи, у основи то је утичница у којој је процесор директно лемљен. Користи се у лаптопима нове генерације, како од АМД-а, тако и од Интела.

Хеатсинкс и ИХС

ИХС (Интегратед Хеат Спреадер) је пакет који на врху има процесор. У основи је то квадратна плоча уграђена у алуминијум која се залепи за подлогу или ПЦБ ЦПУ-а, а заузврат ДИЕ или унутрашњи силикон. Његова функција је да преноси топлину са њих на хладњак, а такођер дјелује и као заштитни поклопац. Могу се заварити директно на ДИЕ или лепити термалном пастом.

Процесори су елементи који раде на врло високој фреквенцији, па ће им требати хладњак који хвата топлину и избацује је у околиш уз помоћ једног или два вентилатора. Већина процесора долази са мање или више лоших судопера, иако су најбољи из компаније АМД. У ствари, имамо моделе засноване на перформансама ЦПУ-а:

• Враит Стеалтх: најмањи, иако још већи од Интел-а, за Ризен 3 и 5 без деноминације Кс Интел: нема име, а ради се о малом алуминијумском грејачу са веома бучним вентилатором који долази у скоро свим његовим процесорима, осим и9. Овај хладњак је остао непромењен од Цоре 2 Дуо. Враитх Спире - Средња, са вишим алуминијумским блоком и 85 мм вентилатором. За моделе Ризен 5 и 7 са ознаком Кс. Враит Присм: Супериорни модел, који садржи блок на два нивоа и бакрене топлотне цеви за повећање перформанси. Доноси га Ризен 7 2700Кс и 9 3900Кс и 3950Кс. Враитх Риппер: То је судопер за куле који је за Цоогле Мастер направио Тхреадрипперс.

Хладњак процесора: Шта су они? Савети и препоруке

Поред ових, постоје многи произвођачи који имају своје прилагођене моделе компатибилне са утичницама које смо видели. Слично томе, имамо и течне системе за хлађење који нуде врхунске перформансе за хладњаче на торњу. За врхунске процесоре препоручујемо употребу једног од ових 240 мм (два вентилатора) или 360 мм (три вентилатора) система.

Најважнији концепти ЦПУ-а

Сада да видимо друге концепте који се такође односе на процесор који ће бити важан за корисника. Не ради се о унутрашњој структури, већ о технологијама или процедурама које се у њима спроводе да би се измерило или побољшало њихово деловање.

Како измјерити перформансе: шта је мјерило

Када купујемо нови процесор, увек волимо да видимо колико може далеко и да можемо да га купујемо код других процесора или чак код других корисника. Ови тестови се називају референтним тестовима и они су тестови отпорности на које је процесор подвргнут да би дао одређени резултат на основу својих перформанси.

Постоје програми попут Цинебенцх (рендерирање резултата), вПриме (време за извршавање задатка), програма дизајна Блендер (време приказивања), 3ДМарк (перформансе игара), итд. Који су одговорни за извођење ових тестова тако да их можемо упоређивати са осталих процесора путем листе објављене на мрежи. Скоро сви они дају свој сопствени резултат који се израчунава помоћу фактора које само тај програм има, тако да нисмо могли купити Цинебенцх резултат са 3ДМарк оценом.

Температуре су увек под контролом како би се избегло термичко пригушивање

Постоје и концепти везани за температуре којих сваки корисник треба да буде упознат, посебно ако имају скуп и моћан процесор. На Интернету постоји много програма способних да мере температуру не само ЦПУ-а, већ и многих других компоненти које су обезбеђене сензорима. Препоручује се ХВиНФО.

Повезана са температуром биће и Термално гасовање. То је аутоматски систем заштите да ЦПУ морају да смање напон и снагу који се испоручују када температуре досегну максимално дозвољену вредност. На овај начин снижавамо радну фреквенцију, а такође и температуру, стабилизујући чип да не би изгорео.

Али и сами произвођачи нуде податке о температурама својих процесора, тако да можемо пронаћи неке од ових:

• ТјМак: Овај термин се односи на максималну температуру коју процесор може да издржи у својој матрици, то јест у оквиру својих језгара за обраду. Када се ЦПУ приближи овим температурама, аутоматски ће заобићи горе наведену заштиту што ће снизити напон и снагу ЦПУ-а. Тдие, Тјунцтион или Јунцтион Температура: Ова температура се мери у стварном времену сензорима смештеним у језгри. То никада неће премашити ТјМак, јер ће систем заштите деловати пре. ТЦасе: то је температура која се мери у ИХС-у процесора, то јест у његовој инкапсулацији, која ће се увек разликовати од оне која је означена унутар ЦПУ-овог пакета: то је просечна Тунионска температура свих језгара ЦПУ

Делиддинг

Делид или делидинг је пракса која се спроводи да би се побољшале температуре ЦПУ-а. Састоји се од уклањања ИХС-а из процесора како би се разоткрио инсталирани различити силицијум. А ако га није могуће уклонити јер је заварен, ми ћемо полирати његову површину до максимума. То се ради како би се побољшао пренос топлоте у највећој могућој мери директним стављањем термичке пасте за течне метале на ове ДИЕ и постављањем хладњака на врх.

Шта ми добијамо овим? Па елиминишемо или умањимо на најмању могућу мјеру додатну дебљину коју нам даје ИХС тако да топлота директно прелази у хладњак без прелазних корака. И паста и ИХС су елементи отпорни на топлоту, тако да их уклањањем и стављањем течног метала можемо снизити на 20 ° Ц. У неким случајевима то није лак задатак, јер је ИХС директно заварен на ДИЕ, па нема друге могућности осим да га брусите уместо да га уклоните.

Следећи ниво би био постављање система за хлађење течним азотом, резервисан само за лабораторијске поставке. Иако наравно, наш систем увек можемо створити помоћу мотора фрижидера који садржи хелијум или деривате.

Оверцлоцкинг и ундерволтинг на процесору

Уско повезано са горе наведеним је оверцлоцкинг, техника у којој се напон ЦПУ-а повећава и мултипликатор се модификује да би се повећала његова радна фреквенција. Али не говоримо о фреквенцијама које долазе у спецификацијама као што је турбо режим, већ регистрима који прелазе оне које је утврдио произвођач. Никоме се не губи да то представља ризик за стабилност и интегритет процесора.

Да бисмо оверклонили, прво нам је потребан процесор са откључаним мултипликатором, а затим матична плоча чипова која омогућује ову врсту акције. Сви АМД Ризен подложни су оверклоковању, као и Интел процесори означени са К. Слично томе, чипсети АМД Б450, Кс470 и Кс570 подржавају ову праксу, као и Интел Кс и З серије.

Оверклоковање се такође може обавити повећањем фреквенције основног сата или БЦЛК-а. Главни је сат матичне плоче који контролише практично све компоненте, као што су ЦПУ, РАМ, ПЦИе и Цхипсет. Ако повећамо овај сат, повећаваћемо фреквенцију осталих компоненти које чак и закључавају мултипликатор, мада то носи још више ризика и врло је нестабилна метода.

С друге стране, подблаживање је управо супротно, снижавање напона како би се спречило да процесор врши термичко пригушивање. То је пракса која се користи на лаптопима или графичким картицама са неефикасним системима хлађења.

Најбољи процесори за радне површине, игре и радне станице

У овом чланку не може недостајати референца на наш водич са најбољим процесорима на тржишту. У њу стављамо Интел и АМД моделе за које сматрамо да су најбољи у различитим постојећим опсезима. Не само играње, већ и мултимедијалну опрему, па чак и Воркстатион. Увек га ажурирамо и директним везама за куповину.

Закључак о процесору

Не можете се жалити да овај чланак не учи ништа, јер смо испричали историју два главна произвођача и њихове архитектуре сасвим у потпуности. Поред тога, прегледали смо различите делове ЦПУ-а који су неопходни да би их знали споља и изнутра, заједно са неким важним појмовима и уобичајено коришћеним у заједници.

Позивамо вас да у коментаре ставите и друге важне концепте које смо превидјели и које сматрате важним за овај чланак. Увек се трудимо да побољшамо што је више могуће ове чланке од посебног значаја за заједницу која се покреће.