Centrální procesorová jednotka počítače má řadu technická charakteristika, který určit nejvíce hlavní charakteristika jakéhokoli procesoru - jeho výkon a význam každého z nich je užitečné znát. Proč? Aby se v budoucnu dobře orientoval v recenzích a testování, stejně jako ve značení CPU.V tomto článku se pokusím odhalit základní Specifikace procesor v prezentaci srozumitelné pro začátečníky.
Hlavní technické vlastnosti centrální procesor:
- Frekvence hodin;
- Bitová hloubka;
- Vyrovnávací paměť;
- Počet jader;
- Frekvence a bitová hloubka systémová sběrnice;
Pojďme se na tyto vlastnosti podívat blíže
Frekvence hodin
Frekvence hodin -indikátor rychlosti, s jakou jsou příkazy vykonávány centrálním procesorem.
Takt je časový úsek potřebný k provedení elementární operace.
V nedávné minulosti byla taktovací frekvence centrálního procesoru ztotožňována přímo s jeho výkonem, to znamená, že čím vyšší je takt CPU, tím je produktivnější. V praxi máme situaci, kdyprocesory s různými frekvencemi mají stejný výkon, protože dokážou v jednom hodinovém cyklu provést různý počet instrukcí (v závislosti na konstrukci jádra, šířce pásma sběrnice, vyrovnávací paměti).
Takt procesoru je úměrný frekvenci systémové sběrnice ( viz. níže).
Bitová hloubka
Kapacita procesoru je hodnota, která určuje množství informací, které je centrální procesor schopen zpracovat v jednom hodinovém cyklu.
Pokud je například procesor 16bitový, znamená to, že je schopen zpracovat 16 bitů informací v jednom hodinovém cyklu.
Myslím, že každý chápe, že čím vyšší bitová hloubka procesoru, tím větší objemy informací dokáže zpracovat.
Obvykle platí, že čím vyšší je kapacita procesoru, tím vyšší je jeho výkon.
V současné době se používají 32bitové a 64bitové procesory. Velikost procesoru neznamená, že je povinen vykonávat příkazy se stejnou bitovou velikostí.
Vyrovnávací paměť
Nejprve si odpovězme na otázku, co je cache paměť?
Cache paměť je vysokorychlostní počítačová paměť určená k dočasnému ukládání informací (kódu spustitelných programů a dat), které potřebuje centrální procesor.
Jaká data jsou uložena v mezipaměti?
Nejčastěji používané.
Jaký je účel mezipaměti?
Jde o ten výkon paměť s náhodným přístupem, ve srovnání s výkonem CPU je mnohem nižší. Ukazuje se, že procesor čeká na příchod dat z RAM – což snižuje výkon procesoru, a tedy i výkon celého systému. Mezipaměť snižuje latenci procesoru ukládáním dat a kódu spustitelných programů, ke kterým procesor přistupoval nejčastěji (rozdíl mezi vyrovnávací pamětí a počítačovou RAM je v tom, že rychlost vyrovnávací paměti je desítkykrát vyšší).
Mezipaměť, stejně jako běžná paměť, má kapacitu. Čím vyšší je kapacita vyrovnávací paměti, tím větší objemy dat dokáže pracovat.
Existují tři úrovně mezipaměti: mezipaměť První (L1), druhý (L2) a Třetí (L3). Nejčastěji v moderní počítače Platí první dvě úrovně.
Podívejme se blíže na všechny tři úrovně mezipaměti.
První cacheúroveň je nejrychlejší a nejdražší paměť.
Mezipaměť úrovně 1 je umístěna na stejném čipu jako procesor a pracuje na frekvenci CPU (proto nejrychlejší výkon) a používá přímo jádro procesoru.
Kapacita mezipaměti první úrovně je malá (kvůli její vysoké ceně) a měří se v kilobajtech (obvykle ne více než 128 KB).
L2 cache je vysokorychlostní paměť, která plní stejné funkce jako L1 cache. Rozdíl mezi L1 a L2 je v tom, že L2 má nižší rychlost, ale větší kapacitu (od 128 KB do 12 MB), což je velmi užitečné pro provádění úloh náročných na zdroje.
L3 cache umístěný na základní desce. L3 je výrazně pomalejší než L1 a L2, ale rychlejší než RAM. Je zřejmé, že objem L3 je větší než objem L1 a L2. Mezipaměť úrovně 3 se nachází ve velmi výkonných počítačích.
Počet jader
Moderní technologie výroby procesorů umožňují umístit více než jedno jádro do jednoho pouzdra. Přítomnost několika jader výrazně zvyšuje výkon procesoru, ale to neznamená, že přítomnost n jádra poskytují zvýšený výkon v n jednou. Navíc je problém u vícejádrových procesorů právě v toma dnes existuje relativně málo programů napsaných s ohledem na přítomnost více jader procesoru.
Hlavními charakteristikami sběrnice jsou její kapacita a provozní frekvence. Frekvence sběrnice je hodinová frekvence, při které dochází k výměně dat mezi procesorem a systémovou sběrnicí počítače.
Přirozeně čím vyšší je bitová hloubka a frekvence systémové sběrnice, tím vyšší je výkon procesoru.
Vysoká rychlost přenosu dat sběrnice umožňuje procesoru a počítačovým zařízením rychle přijímat potřebné informace a příkazy.
Pracovní frekvence všech moderních procesorů je několikanásobně vyšší než frekvence systémové sběrnice, takže procesor pracuje tak, jak mu systémová sběrnice dovolí. Hodnota, o kterou frekvence procesoru převyšuje frekvenci systémové sběrnice, se nazývá multiplikátor.
Některé z nejdůležitějších výkonnostních parametrů hardwaru nainstalovaného ve vašem počítači jsou určeny tím, kolikrát za sekundu jsou informace odesílány a přijímány z určitého zařízení (procesor, paměť, diskové jednotky atd.). Tyto parametry se měří v megahertzech a nazývají se „frekvence“. Když mluví o frekvenci mateřské desky, a nikoli procesory a paměťové čipy na něm nainstalované, míní obvykle frekvence datové sběrnice.
Instrukce
K určení frekvence sběrnice na základní desce použijte proprietární software. software- často obsahuje informace a konfigurační nástroje, které vám umožní zjistit kromě jiného nastavení parametr, který potřebujete. Takovou utilitu hledejte na optickém disku v krabici od základní desky. desky. Pokud disk nemáte, pak lze jeho obsah stáhnout ze stránek výrobce. Například pro mateřské desky ASRock Fatal1ty P67 se nazývá F-Stream Tuning a frekvence pneumatiky desky lze vidět na jeho záložce Hardware Monitor, vedle nápisu BCLC/PCI-E Frequency. Na záložce Overclocking to můžete nejen vidět, ale také změnit pomocí posuvníku vedle stejného nápisu.
Nainstalujte jako alternativu k proprietárnímu softwaru univerzální program pro určování parametrů a sledování zařízení nainstalovaného v počítači. Takové aplikace jsou distribuovány společnostmi, které nesouvisejí s výrobou základních desek, a proto jsou určeny pro spolupráci se zařízeními mnoha výrobců. Například může být velmi populární bezplatný nástroj CPU-Z (http://cpuid.com/softwares/cpu-z.html) nebo alespoň populární program, poskytující informace o širším rozsahu příslušenství, AIDA (http://aida64.com). Pokud nainstalujete poslední z nich, pak chcete-li zjistit informace o provozní frekvenci systémové sběrnice, rozbalte v nabídce sekci „Základní deska“, klikněte na řádek s přesně stejným názvem a podívejte se na číslo uvedené naproti nápisu „ Skutečná frekvence“ v části „Vlastnosti sběrnice“ FSB“.
Přejděte na ovládací panel systému BIOS, pokud neexistuje způsob, jak to zjistit frekvence mateřský autobus desky přímo od operační systém. V základním I/O systému také není vždy možné vidět hodnotu tohoto parametru - často zde není uvedena konkrétní hodnota, ale je nastaven parametr Auto. Tuto možnost však můžete vyzkoušet – podívejte se mezi nastaveními na to, které zmiňuje frekvenci FSB nebo frekvenci CPU. Přesný název závisí na použité verzi systému BIOS a pravděpodobně se bude nacházet na kartě Upřesnit.
Instrukce
Chcete-li určit frekvenci sběrnice, kterou musíte použít speciální programy. Jedna z nejhezčích jednoduché pomůcky CPUID CPU-Z je také zcela zdarma. Stáhněte si ji z internetu a nainstalujte do počítače. Spusťte program.
Po spuštění vyberte kartu CPU. V okně, které se objeví, můžete vidět základní informace o vašem procesoru. V levé dolní části okna se nachází sekce Hodiny. V této sekci musíte najít řádek Bus Speed . Hodnota v tomto řádku je provozní frekvence sběrnice.
Další program, pomocí kterého lze zjistit frekvenci sběrnice, se nazývá AIDA64 Extreme Edition. Na rozdíl od CPUID CPU-Z bude tento program schopen zobrazit aktuální frekvenci sběrnice a přípustné limity pro její zvýšení. Aplikace je placená, ale je k dispozici bezplatné období jednoho měsíce. Stáhněte si program z internetu, nainstalujte jej do počítače a spusťte. AIDA64 Extreme Edition zahájí skenování systému. Po dokončení se dostanete do hlavní nabídky.
V pravém okně hlavní nabídky bude seznam zařízení. Z tohoto seznamu vyberte "Systémová deska". V dalším okně také vyberte „Systémová deska“. Zobrazí se okno s informacemi o konfiguraci základní desky. Informace budou rozděleny do několika sekcí. Najděte sekci „Vlastnosti sběrnice FSB“, v ní je řádek „Reálná frekvence“. Hodnota v tomto řádku bude frekvence sběrnice.
K určení frekvence můžete také použít program AI Booster. Nainstalujte jej, restartujte počítač, poté se program automaticky spustí, protože je zabudován do automatického spouštění. V nabídce aplikace klikněte na ikonu panelu ladění displeje. Tím se otevře další panel. Dále vyberte Ladění. Těsně pod touto položkou vidíte frekvenci sběrnice.
Pro plnou optimalizaci provozu vašeho počítače se doporučuje změnit provozní parametry centrálního procesoru a RAM. Před zahájením tohoto procesu je samozřejmě lepší zkontrolovat stabilitu těchto zařízení.
Budete potřebovat
- - CPU-Z;
- - Ventilátor rychlosti.
Instrukce
Nainstalujte program CPU-Z a spusťte jej. Zjistěte aktuální výkon procesoru. Celková pracovní frekvence CPU se získá vynásobením násobiče frekvencí sběrnice. Pro zajištění maximálního efektu z přetaktování procesoru je nutné zvýšit frekvenci sběrnice.
Restartujte počítač a otevřete Nabídka systému BIOS. Chcete-li to provést, stiskněte při spuštění počítače klávesu Delete. Současným stisknutím tlačítek F1 a Ctrl otevřete nabídku další nastavení. Některé modely základních desek mohou vyžadovat různé kombinace kláves.
Otevřete nabídku odpovědnou za nastavení parametrů RAM a CPU. Zvyšte frekvenci sběrnice CPU. Zvyšte napětí dodávané do procesoru změnou hodnoty položky CPU Voltage. Stisknutím tlačítka F10 uložte nastavení a restartujte počítač.
Použijte obslužný program CPU-Z k posouzení stability procesoru. Otevřete Ovládací panely a vyberte nabídku Systém a zabezpečení. Přejděte na "Administrace". Klikněte na zkratku „Zkontrolovat“. Paměť Windows" Diagnostikujte stav paměti RAM restartováním počítače. Pokud systém nezjistí žádné selhání, přejděte znovu do nabídky BIOS.
FSB - mnoho uživatelů o tom pravděpodobně slyšelo více než jednou počítačový termín. Tento název je dán jedné z nejdůležitějších součástí základní desky – systémové sběrnici.
Jak víte, srdce každého osobní počítač je centrální procesorová jednotka. Ale není to jen procesor, který určuje architekturu PC. Do značné míry také záleží na sadě pomocných čipů (čipsetu) použitých na základní desce. Procesor navíc nemůže fungovat bez interních sběrnic, což je sada signálových vodičů na základní desce. Mezi funkce sběrnic patří přenos informací mezi různá zařízení počítač a centrální procesor. Charakteristiky vnitřních sběrnic, zejména jejich šířka pásma a frekvence, do značné míry určují vlastnosti samotného počítače.
Snad nejdůležitější sběrnicí, na které výkon počítače nejvíce závisí, je sběrnice FSB. Zkratka FSB znamená Front Side Bus, což lze přeložit jako „přední“ pneumatika. Mezi hlavní funkce sběrnice patří přenos dat mezi procesorem a čipovou sadou. Přesněji řečeno, FSB je umístěn mezi procesorem a čipem „northbridge“ základní desky, kde je umístěn řadič RAM.
Komunikace mezi severním můstkem a dalším důležitým čipem v čipové sadě, nazývaným „jižní můstek“ a obsahujícím řadiče I/O zařízení, se v moderních počítačích obvykle provádí pomocí další sběrnice, která se nazývá Direct Media Interface.
Procesor a sběrnice mají obvykle stejnou základní frekvenci, která se nazývá referenční nebo skutečná. V případě procesoru je jeho konečná frekvence určena součinem referenční frekvence a určitého násobiče. Obecně řečeno, skutečná frekvence FSB je obvykle hlavní frekvence základní desky, která se používá k určení provozních frekvencí všech ostatních zařízení.
Ve většině starých počítačů určovala skutečná frekvence systémové sběrnice také frekvenci RAM, ale nyní může mít paměť často jinou frekvenci – pokud je paměťový řadič umístěn v samotném procesoru. Kromě toho je třeba mít na paměti, že skutečná frekvence sběrnice není ekvivalentní její efektivní frekvenci, která je určena počtem bitů informace přenesené za sekundu.
V současné době je tato sběrnice považována za zastaralou a postupně ji nahrazují novější – QuickPath a HyperTransport. Systémová sběrnice QuickPath je vyvinuta společností Intel a HyperTransport je vyvinut společností AMD.
Přední sběrnice v tradiční architektuře čipové sady
Rychlá cesta
QuickPath Interconnect (QPI) byl vyvinut společností Intel v roce 2008, aby nahradil tradiční FSB. QPI byl původně používán v počítačích založených na procesory Xeon a Itanium. Vývoj QPI měl zpochybnit to, co se již nějakou dobu používalo čipové sady AMD Hypertransportní autobus.
I když se QPI obvykle nazývá sběrnice, její vlastnosti se přesto výrazně liší od vlastností tradiční systémové sběrnice a svým provedením se jedná o drátové připojení typu interconnect. QPI je nedílnou součástí technologie, kterou Intel nazývá architektura QuickPath. Celkem má QPI 20 datových linek a celkový počet vodičů sběrnice QPI je 84. Stejně jako Hypertransport i technologie QuickPath znamená, že řadič paměti je zabudován do samotného centrálního procesoru, takže se používá pouze ke komunikaci s I/O ovladač. Sběrnice QuickPath může pracovat na frekvencích 2,4, 2,93, 3,2, 4,0 nebo 4,8 GHz.
Rozvržení propojení QuickPath
Hypertransport
Autobus Hypertransport je vyvinuté společností AMD. Hypertransport má výkonnostní charakteristiky podobné sběrnici QuickPath, ale byl vytvořen o několik let dříve než sběrnice QuickPath. Sběrnice se vyznačuje originální architekturou a topologií, zcela odlišnou od architektury a topologie FSB. Autobus Hypertransport je založen na komponentech, jako jsou tunely, mosty, články a řetězy. Architektura sběrnice je navržena tak, aby eliminovala úzká hrdla ve schématu připojení mezi jednotlivými zařízeními na základní desce a přenášela informace vysokou rychlostí as malým zpožděním.
Existuje několik verzí Hypertransport, které pracují na různých hodinových frekvencích - od 200 MHz do 3,2 GHz. Maximální propustnost sběrnice pro verzi 3.1 je přes 51 GB/s (v obou směrech). Sběrnice se používá jak k náhradě sběrnice FSB v jednoprocesorových systémech, tak jako hlavní sběrnice ve víceprocesorových počítačích.
Uspořádání hypertransportního autobusu
Přímé mediální rozhraní
Je třeba říci několik slov o takovém typu systémové sběrnice, jako je Direct Media Interface (DMI). DMI je navrženo pro propojení mezi dvěma hlavními čipsety čipů – severním a jižním můstkem. Sběrnice DMI byla poprvé použita v čipových sadách Intel v roce 2004.
Sběrnice DMI má architektonické vlastnosti, které ji kombinují s periferní sběrnicí, jako je PCI Express. Konkrétně DMI používá sériové datové linky a má také samostatné vodiče pro přenos a příjem dat.
Místo DMI (označeno červeně) v architektuře počítače.
Původní implementace DMI poskytovala přenos dat až 10 Gbit/s v každém směru. Moderní verze sběrnice DMI 2.0 může podporovat rychlosti 20 GB/s v obou směrech. Mnoho mobilní verze DMI mají poloviční počet signálových linek ve srovnání se stolními verzemi DMI.
Závěr
Systémová sběrnice je jakousi krevní „tepnou“ každého počítače, zajišťující přenos dat ze „srdce“ základní desky – procesoru – do zbytku mikroobvodů základní desky a především na severní můstek, který řídí činnost paměti RAM. V současné době lze v různých architekturách základních desek najít jak tradiční sběrnici FSB, tak vysoce efektivní sběrnice Hypertransport a QPI s komplexními topologiemi. Charakteristiky, výkon a architektura systémové sběrnice jsou důležitými faktory, které určují potenciální schopnosti počítače.
Procesory X86 (CPU) jsou navrženy pro rozhraní se základními deskami, které mají pevnou frekvenci front side bus (FSB), která může být například u většiny počítačů 133 MHz. Frekvence systémové sběrnice je jedním ze dvou faktorů, které určují pracovní frekvenci centrálního procesoru. Vzhledem k tomuto propojení je technicky možné zvýšit rychlost systémové sběrnice pro zvýšení rychlosti CPU, ale je to riskantní počin a může vést k negativním efektům, jako je selhání základní desky.
FSB a multiplikátor
Centrální procesor má obvykle vestavěný násobič nebo násobič frekvence, který spolu s frekvencí systémové sběrnice ovlivňuje konečnou pracovní frekvenci. Například, moderní procesor Intel Core i7-860 má 21X multiplikátor a je navržen pro práci v základní desky s FSB 133 MHz, což při vzájemném vynásobení dává výslednou frekvenci procesoru 2,8 GHz. Frekvence procesoru, která je obvykle napsána na ochranném kovovém krytu procesoru nebo na jeho obalu, ve skutečnosti není pevnou hodnotou a lze ji změnit zvýšením frekvence systémové sběrnice nebo změnou koeficientu (násobiče).
Přetaktování (přetaktování)
Proces augmentace hodinová frekvence posunutí systémové sběrnice na vyšší hodnoty podporované procesorem se nazývá přetaktování nebo přetaktování. Například zvýšení frekvence systémové sběrnice ze 133 MHz na 150 MHz povede ke zvýšení frekvence procesor Intel Core i7-860 na 3,15 GHz (vynásobte 150 MHz 21 a dostanete toto číslo, které je třeba převést na gigahertz). Přetaktování procesoru umožňuje zvýšit výkon systému, který je potřeba ke spouštění aplikací vyžadujících prostředky procesoru. Přetaktování také pomáhá šetřit peníze - díky němu si můžete koupit nízkofrekvenční procesor s dobrým potenciálem přetaktování, zvýšit frekvenci FSB a dosáhnout z tohoto procesoru výkonové charakteristiky dražších a vysokofrekvenčních procesorů (ze stejné řady) .
Riziko přetaktování
Většina součástí osobního počítače využívá frekvenci systémové sběrnice k tomu, aby fungovala vzájemně synchronně. Nezapomínejte proto, že přetaktováním procesoru a zvýšením této frekvence ji zvyšujete i pro další systémové komponenty včetně cache paměti procesoru. To může vést k tomu, že jejich provozní režimy překročí normální limity a naruší provoz systému jako celku. Vliv přetaktování je obtížné předvídat – může vést k nadměrnému generování tepla a konfliktům v provozu CPU a dalších komponent. Navíc se může stát, že počítač úplně selže, nebo naopak kvůli omezením nastaveným výrobcem počítač prostě nepřetaktujete.
Pokud budete mít štěstí, počítač může normálně fungovat, ale bude mnohem rychlejší. Měli byste si uvědomit, že přetaktování součástí systému automaticky zruší záruku výrobce. Typicky ručně vyrobené počítače sestavené nadšenci nebo malými společnostmi ze speciálně vybraných komponent podléhají přetaktování. Velké společnosti jako Dell a HP chrání své produkty před takovými rizikovými operacemi.
Snížení frekvence
Samostatně stojí za zmínku, že je možný opačný proces - snížení frekvence systémové sběrnice. To má za následek snížený výkon systému a snížení tvorby tepla z jeho součástí. Tento postup se provádí, když nastanou problémy s chlazením systému. Například pokud počítač skončí v agresivním prostředí nebo v uzavřené nevětrané místnosti. Snížení frekvence lze navíc využít pro snížení spotřeby energie v případech, kdy není vyžadován vysoký výkon od procesoru.
Zámek multiplikátoru
Jak jsme již zjistili, změna frekvence systémové sběrnice FSB vede ke změně provozních frekvencí všech komponent systému, ale změna multiplikačního faktoru je bezpečnější, protože ovlivňuje pouze samotný procesor. Mnohem větší šanci na úspěch má tedy přetaktování zvýšením násobiče. Ale k velké lítosti nadšenců do přetaktování má většina procesorů (zejména Intel) uzamčený násobič, který nelze změnit. Pouze některé modely prémiových procesorů mají odemčený násobič a jsou navrženy speciálně pro nadšence do přetaktování.