Принцип работы
Чем занимается проц?
Чтобы понять, как работает ЦПУ, нужно кратко уяснить, что он делает.
- Используя данные с жесткого диска или из сети, выполняет программу и выдает конечный результат в виде файла или картинки, отображаемой на мониторе;
- В процессе этого обеспечивается взаимодействие с устройствами ПК посредством операционной системы и определенных инструкций (драйверов).
Но как работает эта схема?
Давайте вернемся к истории создания вычислительных машин, первыми из которых были, конечно, счеты. По сути, они выполняли функции ячеек памяти, помогающие человеку выполнять арифметические операции.
Потом появились механические устройства, выполняющие сложение и вычитание.
В XVII веке известный математик Лейбниц не только создал арифмометр, способный еще делить и умножать, но и открыл преимущества двоичной системы вычислений, что в последующем упростило работу создателям первых компьютеров.
Джордж Буль в XIX веке предложил систему логических операций И, ИЛИ, НЕ и их производные элементы (алгебру логики).
Не мене важное событие произошло в 1937 году, кода Клод Шеннон, исследуя цифровые цепи, смог создать вычислитель двоичных систем на основе электронных реле. Все эти идеи объединил немецкий изобретатель Конрад Цузе
Все эти идеи объединил немецкий изобретатель Конрад Цузе.
Он в 1941 году создал устройство Z3, по праву считающееся прообразом современных компьютеров. В нем телефонные реле были объединены в модули, которые с помощью логических операций выполняли действия и математические вычисления с двоичными данными.
Спустя три года Цузе усовершенствовал свое детище, но главное, он предложил первый язык программирования «Планкалкюль».
Физическая оболочка процессора
Хотя большая часть этой статьи была посвящена сложным механизмам архитектуры процессора, следует помнить, что все это должно быть создано и работать как реальный, физический объект.
Тактовый сигнал используется для синхронизации всех элементов процессора. Современные процессоры обычно работают на частотах от 3,0 ГГц до 5,0 ГГц, и за последнее десятилетие этот показатель практически не изменился. При каждом цикле миллиарды транзисторов внутри микросхемы включаются и выключаются.
Тактовые циклы имеют решающее значение для обеспечения безупречной работы каждого этапа вычислительного конвейера. От этих инструкций зависит количество инструкций, которые процессор может обработать за каждую секунду. Частота может быть увеличена путем разгона, что делает чип быстрее, но это, в свою очередь, увеличивает энергопотребление и тепловыделение.
Фото: Михаил Дзедзич
Тепловыделение — самый большой враг процессоров. Когда цифровая электроника нагревается, крошечные транзисторы могут сломаться. Это, в свою очередь, может повредить чип, если тепло не отводится. Чтобы предотвратить это, каждый процессор оснащен теплорассеивателями. Сам чип может занимать до 20% площади поверхности процессора, поскольку большая площадь поверхности позволяет более равномерно распределять тепло на радиатор. Кроме того, увеличивается количество ножек (выводов) процессора, доступных для связи с другими компонентами компьютера.
Современные процессоры могут иметь более тысячи входных и выходных контактов на задней панели чипа. В портативном чипе их может быть всего несколько сотен, поскольку большинство элементов обработки уже находятся внутри чипа. Независимо от конструкции, примерно половина из них предназначена для распределения питания, а остальные — для передачи данных от оперативной памяти, чипсета, памяти, устройств PCIe и т.д. Высокопроизводительные процессоры, потребляющие сто и более ампер при полной нагрузке, требуют сотни метров для равномерного распределения питания. Обычно они позолочены для улучшения проводимости. Следует отметить, что разные производители по-разному устанавливают штоки на свои многочисленные изделия.
Что такое частота процессора
Для сравнения любых технических устройств и для того, чтобы дать представление об их возможностях используются определенные характеристики, имеющие численное выражение. Для процессоров основной из них является тактовая частота. Причем это понятие имеет кардинальные отличия, когда речь идет об одноядерном и многоядерном вариантах. Итак, что такое тактовая частота процессора, если он способен выполнять только один поток команд? Оказывается, что этот параметр показывает, сколько вычислений в единицу времени может произвести конкретное одноядерное устройство. Соответственно, чем больше тактовая частота, тем больше процессор может выполнить операций в единицу времени. Чаще всего она составляет 1,0-4 ГГц и определяется умножением внешней частоты на определенную постоянную величину. Совсем другое дело, если нужно выяснить, что такое тактовая частота процессора. В таком случае некоторые горе-специалисты рекомендуют вычислять данный параметр для всего устройства, умножая данные для одноядерного варианта на количество составляющих. Однако это в корне неправильно, так как тактовая частота всего устройства от числа ядер не меняется, и положительный эффект касается только производительности процессора. В довершение следует отметить, что при выборе процессора частота не должна являться решающим фактором, а нужно рассматривать величины всех его характеристик в целом.
Системная шина
Тот, кто уже узнал, что такое процессор компьютера, наверняка, заинтересуется и тем, посредством чего он осуществляет управление остальными компонентами ПК. Очевидно, что такая задача под силу только сложной системе. Она называется процессорной шиной и представляет собой совокупность сигнальных линий, объединенных по назначению. Каждая из них имеет определенный протокол передачи данных и электрическую характеристику. К самой процессорной, или, как ее еще называют, системной шине подключается только CPU, а все другие устройства — через контроллеры материнской платы. В то же время существуют варианты, когда память подключается непосредственно в процессор, благодаря чему обеспечивается его большая эффективность. Тут уместно задать вопрос о том, что такое разрядность процессора, так как, например, выражение “разрядности процессора х 64” означает, что данное устройство снабжено 64-разрядной шиной данных, и такое количество бит оно обрабатывает за единичный такт.
Команды и иерархия памяти
Начнём с вопроса «зачем»
Кажется, ноутбуку всего 3 года и он никогда не подводил, выполняя любые задания (поиграть в новый шутер, посмотреть новинки видеопроката, перекодировать видео).
Но теперь не справляется и с половиной потребностей. Что же придется делать — менять свой лэптоп? Но можно попробовать «оживить» своего электронного друга, разогнав процессор. Производительность немного возрастет. Если делать все правильно, то результаты порадуют. Кроме увеличения тактовой частоты, начинает быстрее работать память, а в итоге скорость работы приложений немного возрастает.
Но разогнать процессор ноутбука это половина дела. За все в этой жизни надо платить:
- Производительность увеличится, но одновременно увеличится и энергопотребление. А это означает, что время работы от батарей будет неизбежно уменьшаться.
- Кроме этого, теперь ноутбук будет греться гораздо больше. Придется подумать о системе охлаждения или, как минимум, не перекрывать специальные прорези снизу и сбоку.
- Срок жизни ЦП, скорее всего, уменьшится.
Команды, которые слышит процессор
Что же заставляет процессор корректно и эффективно работать с кодами, написанными порой на разных языках программирования. Языки то может и разные, но все они состоят из простых операций, предусматривающих:
- математические и логические операции с данными;
- их перемещение;
- сравнение;
- действие при выполнении условия;
- переадресацию.
Все эти функции прописаны для CPU в виде набора определенных инструкций.
Некоторые из них так же специально усовершенствованы для решения конкретных задач.
Поскольку компьютер работает не с реальными объектами, а с их математическими моделями, то процессор с помощью имеющихся в нем модулей легко справляется с обработкой цифровой информации и выдает требуемый результат.
Быстродействие процессора, как я уже сказал, зависит от тактовой частоты.
Например, не самый мощный четырех ядерный AMD Ryzen 5 2400G при 3.6GHz будет способен выполнить более 14 миллиардов операций в секунду. Поверьте, этого вполне достаточно для решения большинства компьютерных задач.
Пожалуй, дальше углубляться в работу процессора не стоит, ведь это уже епархия крутых айтишников. Но если есть такое желание, то я уверен, что полученные сегодня знания станут вам отличным подспорьем в боле серьёзном изучении ЦПУ.
Процессор (центральное процессорное устройство — ЦПУ «CPU»)
Центральный процессор – это главная часть аппаратного обеспечения компьютера или «мозг компьютера». Чаще говорят — микропроцессор или просто процессор.
Именно процессор отвечает за выполнение программного кода (инструкции) для выполнения арифметических, логических и системных операций ввода/вывода.
Этот термин используется в компьютерной индустрии, с начала 1960 годов. Форма, дизайн и реализация процессоров сильно изменились начиная с самых ранних примеров, но их фундаментальная работа остаётся такой же.
Стандартизация и миниатюризация процессоров привели к глубокому проникновению основанных на них цифровых устройств в повседневную жизнь человека. Современные процессоры можно найти не только в таких высокотехнологичных устройствах, как компьютеры, но и в автомобилях, калькуляторах, мобильных телефонах и даже в детских игрушках.
Чаще всего они представлены микроконтроллерами, где помимо вычислительного устройства на кристалле расположены дополнительные компоненты (память программ и данных, интерфейсы, порты ввода/вывода, таймеры и др.).
Современные процессоры, как правило, меньше, чем 4х4 сантиметра, с сотнями контактов.
Упрощенно можно сказать, что типичными компонентами процессора являются арифметическо — логический блок (ALU), который выполняет арифметические и логические операции, и блок управления (CU), который извлекает инструкции из памяти, декодирует и выполняет их, призывая к работе ALU, когда это необходимо.
Производительность или скорость процессора зависит от тактовой частоты (как правило, обозначают в МГц) и количества выполненных инструкций за такт (IPC), которые в совокупности являются количеством выполненных инструкций в секунду (IPS).
Чем выше скорость работы процессора, тем выше быстродействие компьютера. Процессор имеет специальные ячейки, которые называются регистрами. Именно в регистрах помещаются команды, которые выполняются процессором, а также данные, которыми оперируют команды. Работа процессора состоит в выборе из памяти, в определённой последовательности, команд и данных, и их выполнение. На этом и базируется выполнение программ.
Распределение памяти также сильно влияет на производительность процессора.
Производительность компьютеров повышается за счёт использования многоядерных процессоров, который, по сути, это объединение двух или более отдельных процессоров (называется сердечники) в одну интегральную схему. В идеале, двухъядерный процессор будет почти вдвое мощнее одноядерных процессоров.
На практике, однако, производительность гораздо меньше, всего около 50%, из-за несовершенства программного обеспечения и алгоритмов реализации взаимодействия между аппаратным и программным обеспечением.
Что такое процессор и для чего он нужен
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru.
При выборе нового компьютера мы обращаем внимание на несколько характеристик: модель материнской платы, объем оперативной и внутренней памяти, размер видеокарты, наличие дополнительных функций. Не обойдем вниманием и самый важный компонент любого компьютера (что это такое?) — процессор
Не обойдем вниманием и самый важный компонент любого компьютера (что это такое?) — процессор
И хотя большинство пользователей стараются выбрать чип нового поколения с максимальным количеством ядер, не все имеют представление о том, что именно необходимо и какие функции выполняет компонент.
Я постараюсь восполнить этот пробел в знаниях и объяснить простым языком, что такое процессор в компьютере и почему он так важен.
Очистите жесткий диск, чтобы освободить место.
Процессор
Сердце компьютера — это его центральное вычислительное устройство — процессор (CPU). Именно процессор является исполнителем команд, которые мы даем компьютеру.
Современные процессоры различаются тактовой частотой и числом ядер.
Тактовая частота — число примитивных операций (или тактов), которое процессор выполняет за секунду. Например, процессор с частотой 3 мегагерца может выполнять три миллиона операций в секунду. Примитивных, потому что для выполнения некоторых операций (умножения, например) требуется несколько тактов.
Внутри современных процессоров на самом деле часто помещается несколько вычислительных устройств, которые работают параллельно — ядер. Например, шестиядерный процессор может выполнять шесть действий одновременно.
Но, кстати говоря, добавление дополнительных ядер не всегда ускоряет компьютер, все зависит от решаемой задачи. Представь, что ты чистишь картошку: если позвать на помощь еще 10 друзей, скорее всего вместе вы управитесь гораздо быстрее. А вот если ты пишешь сочинение по русскому языку, поручить разные части разным людям будет уже сложнее…
Иначе говоря, некоторые задачи можно распараллелить, а некоторые нет.
Что такое процессор
Центральный процессор, или как его называют в мире информатики – CPU – это основная составляющая любого компьютера, это его сердце и мозг. Именно процессор выполняет все команды, указанные пользователем, обрабатывает всю информацию и управляет иными приборами компьютера.
Сегодня основными производителями процессоров являются компании Intel и Advanced Micro Devices (AMD), которые длительное время существуют на рынке информационных технологий и проявили себя только с лучшей стороны. Естественно, существуют и иные производители, но до уровня этих компаний-гигантов им еще очень далеко. Интересно, что Intel и AMD ведут постоянную борьбу за первенство в произведении процессоров, поочередно завоевывая первые позиции при выпуске новых моделей. Как ни странно, именно эта борьба дает толчок постоянному качественному развитию этой области информационных технологий.
Характеристики процессора
Внеочередное исполнение
Разгон ЦП
Прежде чем начать описывать весь процесс, хотим уточнить, что существует несколько вариаций BIOS, у которых внешний вид, название разделов и их месторасположение могут отличаться. Так или иначе, они более или менее похожи один на одного. Поэтому, если у Вас не совпадают те пункты, о которых мы говорим, то попробуйте найти что-то похожее у себя. В итоге, с какой бы версией БИОС Вы не работали, Вы всё равно будете изменять только два параметра, которые имеются во всех версиях и имеют одинаковое название. Здесь мы описывать разгон будем на примере AMI BIOS.
Настройка БИОС для разгона процессора осуществляется следующим образом:
Нужно войти в БИОС. Это можно сделать при запуске ПК, постоянно нажимая определенную клавишу или их комбинацию. Обычно, это кнопка «Del», «F2» или «F8» (у ноутбуков это могут быть комбинации этих клавиш с одновременно зажатой кнопкой Fn), но у разных разработчиков эти кнопки могут отличаться.
Выберите вкладку «Advanced».
Параметр «Ai Overlock Tuner» переключите на значение «Manual»
Это откроет для Вас доступ к ранее скрытым настройкам центрального процессора.
Обратите своё внимание на два появившихся параметра:
«CPU Ratio Rating» — множитель
«FSP Frequency» — частота шины
Если пропустили информацию о том, что это такое, то вернитесь в начало темы, где мы это максимально доступно объясняли. Увеличивая значения эти полей, Вы будете ускорять работу процессора.
На вопрос «Какой из этих двух параметров лучше всего увеличить?» есть предельно простой ответ. Во-первых, у совсем старых процессорах множитель может быть полностью заблокирован для изменений. В таком случае, вариант у Вас лишь один.
Если множитель разблокирован, то рекомендуется изменять именно его, ведь так будет безопасней для системы. Ускорение частоты шины повлияет и на другие компоненты и их скорость работы, вследствие чего что-то может попросту сгореть.
Если Вы что-то уже изменили, хотите вернуть всё назад, но не знаете как – просто сбросьте настройки БИОС на заводские.
Когда будете выполнять настройку BIOS для разгона, то делайте это очень аккуратно: регулируя тот же множитель, постепенно добавляйте его значение на единицу вверх, после чего сохраняйте изменения и перезапускайте ПК. После этого проведите стресс-тест и делайте вывод, нужно ли увеличивать еще (то же самое и с частотой).
Процессор это в информатике определение
Одним из важнейших устройств компьютера является центральный процессор (CPU — англ, central processing unit, что переводится как «центральное вычислительное устройство»). Именно от типа процессора и его характеристик в первую очередь зависит производительность компьютерной системы в целом.
Центральный процессор — это устройство компьютера, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над данными, а также координации работы всех устройств компьютера.
Современные центральные процессоры для персональных компьютеров выполняются в виде отдельных микросхем и называются микропроцессорами. В дальнейшем будем считать понятия «микропроцессор» и «процессор» равнозначными.
Схема состава микропроцессора показана на рисунке 1.
Основным элементом микропроцессора является ядро, от которого зависит большинство характеристик самого процессора. Ядро представляет собой часть микропроцессора, содержащую его основные функциональные блоки и осуществляющую выполнение одного потока команд.
Современные процессоры могут иметь более одного ядра, т.е. могут быть многоядерными. Многоядерные процессоры способны выполнять одновременно несколько потоков команд. Основная причина перехода к многоядерным процессорам была вызвана тем, что повышение производительности микропроцессоров путем дальнейшего наращивания тактовой частоты достигло физического предела в связи с очень высоким уровнем тепловыделения и энергопотребления. Производительность многоядерного процессора увеличивается за счет распараллеливания обработки данных между несколькими ядрами. Визуальное представление процессора показано на рисунке 2.
Ядро процессора помещается в корпус (пластмассовый или керамический) и соединяется проводками с металлическими ножками (выводами), с помощью которых процессор присоединяется к системной плате компьютера. Количество выводов и их расположение определяют тип процессорного интерфейса (разъема). Каждая системная плата ориентирована на один определенный тип разъема
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет все математические и логические операции.
Управляющее устройство (УУ) обеспечивает выполнение процессором последовательности команд программы.
Набор регистров — ячейки памяти внутри процессора, используемые для размещения команд программы и обрабатываемых данных.
Кэш-память (кэш) — сверхбыстрая память, хранящая содержимое наиболее часто используемых ячеек оперативной памяти, а также части программы, к которым процессор обратится с наибольшей долей вероятности. Процессор в первую очередь пытается найти нужные данные именно в кэш-памяти, а если их там не оказывается, обращается к более медленной оперативной памяти. Кэш-память делится на два или три уровня, которые обозначаются LI, L2 и L3 (чаще всего уровней два).
Сопроцессор — элемент процессора, выполняющий действия над числами с плавающей запятой.
Характеристики микропроцессора Тактовая частота. Для каждой выполняемой процессором команды требуется строго определенное количество единиц времени (тактов). Тактовые импульсы формируются генератором тактовой частоты, установленным на системной плате. Чем чаще они генерируются, тем больше команд процессор выполняет за единицу времени, т. е. тем выше его быстродействие. Тактовая частота обычно выражается в мегагерцах. 1 МГц равен 1 миллиону тактов в секунду. Первые модели процессоров Intel ( i 8008 x ) работали с тактовыми частотами, меньшими 5 МГц. Сегодня тактовая частота последних процессоров превышает 3 ГГц (1 ГГц = 1000 МГц). Внутренняя архитектура процессора, как и тактовая частота, также влияет на работу процессора, поэтому два CPU с одинаковой тактовой частотой не обязательно будут тратить одинаковое время на выполнение одной команды. Если, например, микропроцессору Intel 80286 требовалось 20 тактов, чтобы выполнить команду умножения двух чисел, то Intel 80486 или старше мог выполнить это же действие за один такт. Некоторые процессоры способны выполнять более одной команды за 1 такт. Их называют суперскалярными. Различают внутреннюю и внешнюю тактовую частоту. Внешняя тактовая частота — это частота, с которой процессор обменивается данными с оперативной памятью компьютера. Как уже было сказано выше, она формируется генератором тактовых импульсов (кварцевым резонатором).
Внутренняя тактовая частота — это частота, с которой происходит работа внутри процессора. Именно это значение указывается в прайс-листах фирм, продающих процессоры.
Windows тоже увеличивает производительность
Разгон процессора в ноутбуке немного затруднен, но возможен. Производители мобильных устройств, конечно, подумали о защите и заранее позаботились о том, чтобы обеспечить лучшее быстродействие на максимальной частоте, когда необходимо ускорить работу. При простое процессора частота автоматически падает. Но повысить производительность без вреда для лэптопа можно системными средствами, изменив режим электропитания.
Для этого в операционной системе Виндовс есть программное средство — «Электропитание». Найти его можно, перейдя в Панель управления. На рисунке ниже представлено окно, которое появится в Windows 7 или 8.1.
Необходимо перейти в раздел «Электропитание» и выбрать пункт «Высокая производительность».
Вот так можно «разогнать» процессор ноутбука без риска что-то сломать. Прирост производительности будет сразу заметен.
Рабочий цикл центрального процессора
Все рабочие операции внутри процессора организованы в повторяющийся цикл: получить инструкцию из памяти, прочитать и понять команду, выполнить ее. Этот бесконечный цикл раз за разом повторяется, пока включен ваш компьютер. За его контроль отвечает специальный счетчик, который физически встроен в микросхему — этот элемент, как дирижер, отсчитывает такты, позволяя процессору четко выполнять нужную работу.
Именно отсюда взялось понятие тактовой частоты, которое обозначает, сколько раз за одну секунду этот дирижер взмахнет своей палочкой. Первый взмах — процессор получает инструкцию. Второй взмах — читает и понимает команду. Третий взмах — выполняет ее. Если в вашем компьютере или смартфоне стоит процессор с тактовой частотой в 2 Гигагерца (смешная цифра по нынешним временам), каждую секунду в нем происходит два миллиарда взмахов. Такая фантастическая скорость операций позволяет современным компьютерам показывать сверхчеткое видео с чистейшим звуком, отрисовывать трехмерные пространства в играх и выполнять множество других операций, для которых мы и покупаем компьютеры.
Несмотря на всю широту возможностей, набор инструкций, с которыми работает процессор, довольно небольшой. Он может прочитать или записать данные в указанную ячейку памяти, провести с ними какие-то операции, запомнить полученный результат, сравнить его с каким-то числом и предпринять то или иное действие в зависимости от того, что окажется больше. Вся магия происходит потому, что эти операции можно проводить бесконечно и очень быстро, выполняя условия алгоритмов, которые пишут программисты.
Хакаем ноутбук! Слабонервным — отвернуться…
Теперь поэтапно и с фото.
1. Откройте крышку, чтобы получить доступ к слотам оперативной памяти и Wi-Fi. Под ним два болта, которые фиксируют клавиатуру, откручиваем их;
2. Сдвиньте 4 защелки на клавиатуре и поднимите ее. Нет необходимости отсоединять кабель клавиатуры, просто переверните его и поместите на тачпад;
3. Открутите 4 болта крепления радиатора процессора и 2 болта крепления кулера. Вытаскиваем кулер, аккуратно снимаем радиатор;
4 поверните защелку ручки в положение «ОТКРЫТО», обычно открытие сопровождается глухим щелчком. Снимаем процессор вертикально вверх, не наклоняя (он должен подниматься без усилий, если не идет — значит, сокет не открыт, нужно аккуратно затянуть защелку);
5 делаем перемычку из тонкого провода длиной 4-5 мм, из многожильного установочного провода (на форумах рекомендуют d = 0,1 мм), и вставляем, как показано на фото;
6 аккуратно установите процессор на место, ключи на отростке и разъеме должны смотреть в одном направлении, поверните защелку разъема назад;
Снимаем старую термопасту с процессора и радиатора. Если между ними была алюминиевая прокладка, смело снимайте ее. Нанесите на процессор новый слой термопасты и установите радиатор и кулер. Остальные операции выполняются в обратном порядке.
Как процессор обрабатывает данные
Приведенное краткое описание работы процессора компьютера иллюстрирует, что обработка данных процессором представляет из себя последовательность очень «мелких» шагов:
- считывание данных из оперативной памяти в регистры процессора,
- обработка этих данных и
- обратная запись данных из регистров процессора в ячейки оперативной памяти.
Но компенсацией за это является высочайшая скорость вычислений, сотни тысяч и миллионы таких «маленьких» операций ежесекундно. И соответственно, обеспечивается высокая скорость обработки информации, которая делает компьютер незаменимым помощником для работы, учебы, отдыха, развлечений.
Подготовка к увеличению производительности процессора
В любом ПК, а особенно в ноуте, увеличение исключительно производительности ЦП не даёт ощутимого прироста производительности всей системы в целом. Поэтому, прежде чем начать увеличивать производительность процессора, необходимо провести кое-какую предварительную подготовку, состоящую из программной и аппаратной части.
Оптимизация на программном уровне включает в себя следующие мероприятия:
- Отключение или удаление всех неиспользуемых или ненужных программ (например, всякие программы по сбору и отправке информации о работе ПК производителю, различные твикеры, которые никогда не используются, всякие программы-промоушены и т.д.)
- Удаление редко используемых программ из автозагрузки.
- Очистка жесткого диска ноута с его последующей оптимизацией.
- Отключение неиспользуемых или редко используемых служб.
- Настройка антивируса на минимальную активность.
Аппаратная оптимизация состоит из:
- Настройки плана электропитания, обеспечивающего максимальное быстродействие.
- Увеличения объёма оперативной памяти и оптимизация её режима работы.
- Замена жесткого диска на более быстродействующий (например, SSD).
- Установка на ноут более эффективной системы охлаждения.
Как только эти мероприятия будут завершены, можно приступать к увеличению быстродействия процессора, сводящейся к оптимизации его работы или разгону.
Разгон процессора ноутбука
Разгон процессора ноута может быть выполнен двумя способами:
- обычным, обусловленным заводскими настройками;
- экстремальным, с использованием различных внешних утилит, позволяющих не только менять частоты и коэффициенты множителя процессора, но и повышать напряжение питания на нём.
Стандартными средствами Windows
Функции разгона с использованием такого способа достаточно просты и не всегда обеспечивают максимальную производительность. Однако их применение гарантировано не приводит к возможным поломкам мобильного ПК.
Для того, чтобы средствами Windows максимально увеличить быстродействие процессора, следует зайти в панели управления в раздел «Электропитание» и выбрать профиль, обеспечивающий максимальное быстродействие системы. Других способов увеличения производительности процессора в стандартных средствах операционной системы не предусмотрено.
BIOS
Можно попробовать оптимизировать работу ЦП или осуществить его разгон при помощи программы BIOS ноутбука. Однако, как правило, функционал BIOS мобильных систем существенно ограничен. Обычно, в нём можно только настраивать время и функции безопасности системы. Поэтому для более тонкой оптимизации параметров работы мобильного ПК следует использовать стороннее ПО.
Программный способ с помощью специальных утилит
Существует множество утилит, предназначенных для тонкой настройки аппаратных параметров ПК. Подобное ПО увеличивает производительность ЦП и памяти как на ПК, так и на ноутбуке, что позволяет повысить быстродействие системы в целом.
Примеры подобных программ:
- CPUСontrol. Утилита, оптимизирующая работу ЦП без разгона. Позволяет устанавливать для каждого приложения, или для системы в целом, количество используемых ядер, объём оперативной памяти, приоритет использования ЦП и т.д.
- ClockGen. Утилита, позволяющая менять частоты и напряжения ЦП для осуществления его разгона. Обладает множеством настроек и опций, а также функциями защиты ЦП от перегрева.
- Специализированные программы, поставляемые производителями ноутов (например, Asus Turbo EVO – твикер для тонкой настройки параметров ноута от фирмы Asus). Позволяют менять настройки быстродействия применительно к узкому кругу устройств, однако, они оптимизированы для более корректной работы с ними.
https://youtube.com/watch?v=j2QdrnZg0XI
Ускорители и будущее процессоров
Еще одна важная функция, которая все чаще появляется в процессорах — ускорители для конкретных задач. Эти ускорители представляют собой небольшие схемы, главная цель которых — как можно быстрее выполнить определенную задачу. Этой задачей может быть шифрование, кодирование данных или машинное обучение.
Конечно, процессор может делать все это самостоятельно, но созданный конкретно для этой цели блок будет намного более эффективен. Наглядным показателем мощностей ускорителей будет сравнение встроенного графического процессора с дискретной видеокартой. Разумеется, процессор может выполнять вычисления, необходимые для обработки графики, но наличие отдельного блока обеспечивает намного более высокую производительность. С ростом числа ускорителей фактическое ядро центрального процессора может занимать всего лишь небольшую часть чипа.
На первом рисунке снизу изображено устройство процессора Intel, выпущенного более десяти лет назад, где большая часть занята ядрами и кешем, а на втором показан гораздо более современный чип от AMD. Как мы видим, во втором случае большая часть кристалла отведена не под ядра, а под другие компоненты.
Кристалл процессора Intel первого поколения архитектуры Nehalem
Обратите внимание: ядра и кэш занимают подавляющее часть площади.
Кристалл системы на чипе от AMD. Много места отведено под ускорители и внешние интерфейсы.
Начнём с вопроса «зачем»
Кажется, ноутбуку всего 3 года и он никогда не подводил, выполняя любые задания (поиграть в новый шутер, посмотреть новинки видеопроката, перекодировать видео).
Но теперь не справляется и с половиной потребностей. Что же придется делать — менять свой лэптоп? Но можно попробовать «оживить» своего электронного друга, разогнав процессор. Производительность немного возрастет. Если делать все правильно, то результаты порадуют. Кроме увеличения тактовой частоты, начинает быстрее работать память, а в итоге скорость работы приложений немного возрастает.
Но разогнать процессор ноутбука это половина дела. За все в этой жизни надо платить:
- Производительность увеличится, но одновременно увеличится и энергопотребление. А это означает, что время работы от батарей будет неизбежно уменьшаться.
- Кроме этого, теперь ноутбук будет греться гораздо больше. Придется подумать о системе охлаждения или, как минимум, не перекрывать специальные прорези снизу и сбоку.
- Срок жизни ЦП, скорее всего, уменьшится.
Основные характеристики
Итак, мы уже разобрались, что одна из основных характеристик процессора – это его разработчик. Но существует ряд параметров, на которые нужно обратить еще больше внимания при покупке.
Не будем далеко отходить от бренда, и упомянем о том, что существуют разные серии чипов. Каждый производитель выпускает свои линейки в разных ценовых категориях, созданных для различных задач. Еще один смежный параметр – это архитектура ЦП. По сути, это его внутренние органы, от которых зависит вся работа чипа.
Не самый очевидный, но очень важный параметр – это сокет. Дело в том, что на самом процессоре сокет должен совпадать с соответствующим гнездом на материнской плате.
В противном случае, вам не удастся объединить эти два важнейших компонента любого компьютера. Так что, при сборке системного блока, нужно либо купить материнку и искать под нее чипсет, либо наоборот.
Теперь пришло время разобраться, какие характеристики процессора влияют на его производительность. Без сомнения, главная из них – это тактовая частота. Это объем операций, которые могут выполняться в определенную единицу времени.
Измеряется данный показатель в мегагерцах. Так на что влияет тактовая частота чипа? Поскольку она указывает на количество операций за определенное время, не сложно догадаться, что от нее зависит скорость работы устройства.
Еще один немаловажный показатель – это объем буферной памяти. Как уже говорилось ранее, она бывает верхней и нижней. Она также влияет на производительность процессора.
В ЦП может быть одно или несколько ядер. Многоядерные модели стоят дороже. Но на что влияет количество ядер? Эта характеристика определяет мощность устройства. Чем больше ядер, тем мощнее аппарат.
Устройство процессора
Ключевыми компонентами процессора являются арифметико-логическое устройство
(АЛУ), регистры
и устройство управления
. АЛУ выполнят основные математические и логические операции. Все вычисления производятся в двоичной системе счисления. От устройства управления зависит согласованность работы частей самого процессора и его связь с другими (внешними для него) устройствами. В регистрах временно хранятся текущая команда, исходные, промежуточные и конечные данные (результат вычислений АЛУ). Разрядность всех регистров одинакова.
Кэш данных и команд
хранит часто используемые данные и команды. Обращение в кэш происходит намного быстрее, чем в оперативную память, поэтому, чем он больше, тем лучше.
Заключение
В этой статье вы в общих чертах познакомились с назначением центрального CPU, его историей, устройством, узнали про режимы работы процессора и ознакомились с принципами его функционирования
Central Processing Unit – это самое сложное и наиболее важное устройство компьютера.
Можно смело утверждать, что развитие компьютерной техники во многом взаимосвязано с прогрессом в развитии CPU. От мощности микропроцессора и его особенностей его работы зависит производительность всего компьютера, а также возможности его отдельных компонентов
Сегодня практически в каждом доме есть компьютер. Без него трудно представить сегодняшнюю жизнь. Поиск необходимой информации, просмотр новостей и погоды, покупка-продажа товаров, просмотр фильмов и передач – все это возможно сделать, не выходя из дома и не прилагая особых усилий. Всего лишь необходимо включить компьютер и зайти в Интернет.
Но мало кто задумывается о том, из чего состоит компьютер, при помощи чего можно так быстро получать всю необходимую информацию. Одной из основных составляющих компьютера является процессор. Разобравшись, как работает процессор, можно прояснить для себя много нового.