Pemproses atau CPU - semua maklumat yang anda perlu ketahui

Setiap peminat komputer dan permainan perlu mengetahui perkakasan dalaman PC mereka, terutamanya pemproses. Elemen utama pasukan kami, tanpa kami tidak dapat berbuat apa-apa, dalam artikel ini kami memberitahu anda semua konsep yang paling penting mengenai pemproses, supaya anda mempunyai idea umum mengenai penggunaannya, bahagian, model, sejarah dan konsep penting.

Indeks kandungan

Apakah pemproses?

Pemproses atau CPU (Unit Pemprosesan Pusat) adalah komponen elektronik dalam bentuk cip silikon yang ada di dalam komputer, dipasang secara khusus pada motherboard melalui soket atau soket.

Pemproses adalah elemen yang bertanggungjawab menjalankan semua pengiraan aritmetik logik yang dijana oleh program dan sistem operasi yang ditempatkan di dalam cakera keras atau penyimpanan pusat. CPU mengambil arahan dari memori RAM untuk memprosesnya dan kemudian menghantar respons kembali ke memori RAM, dengan itu mewujudkan aliran kerja yang pengguna dapat berinteraksi.

Mikropemproses berasaskan semikonduktor pertama adalah Intel 4004, pada tahun 1971 yang boleh berfungsi dengan 4 bit pada satu masa (rentetan 4 sifar dan yang satu) untuk menambah dan tolak. CPU ini jauh dari 64 bit yang boleh diproses pemproses semasa. Tetapi sebelum ini, kami hanya mempunyai bilik besar yang penuh dengan tiub vakum yang berfungsi sebagai transistor, seperti ENIAC.

Bagaimana proses pemproses berfungsi

Seni bina pemproses

Unsur yang sangat penting yang perlu kita ketahui tentang pemproses adalah seni bina dan proses pembuatannya. Mereka adalah konsep yang lebih berorientasikan kepada bagaimana mereka dihasilkan secara fizikal, tetapi mereka menetapkan garis panduan untuk pasaran dan ia adalah satu lagi elemen pemasaran.

Senibina pemproses pada dasarnya adalah struktur dalaman yang mempunyai elemen ini. Kami tidak bercakap tentang bentuk dan saiz, tetapi bagaimana unit-unit logik dan fizikal yang berbeza yang membentuk pemproses terletak, kami bercakap mengenai ALU, daftar, Unit Kawalan, dan sebagainya. Dalam erti kata lain, terdapat dua jenis seni bina: CISC dan RISC, dua cara kerja berdasarkan seni bina Von Neuman, orang yang mencipta mikropemproses digital pada tahun 1945.

Walaupun benar bahawa seni bina tidak hanya bermakna ini, kerana pengeluar agak mengambil konsep dengan kepentingan komersial, untuk menentukan generasi yang berbeza dari pemproses mereka. Tetapi satu perkara yang perlu diingat, ialah semua pemproses desktop semasa didasarkan pada seni bina CISC atau x86. Apa yang berlaku adalah pengeluar membuat pengubahsuaian kecil kepada seni bina ini yang menggabungkan unsur-unsur seperti teras, pengawal memori, bas dalaman, memori cache dari tahap yang berbeza, dan sebagainya. Inilah cara kita mendengar denominasi seperti Coffee Lake, Skylake, Zen, Zen 2, dll. Kita akan lihat apa ini.

Proses pembuatan

Sebaliknya, kita mempunyai apa yang disebut proses pembuatan, yang pada dasarnya adalah saiz transistor yang membentuk pemproses. Dari injap vakum komputer pertama ke transistor FinFET hari ini yang dibuat oleh TSMC dan Foundries Global hanya beberapa nanometer, evolusi telah berubah pikiran.

Pemproses terdiri daripada transistor, unit terkecil yang terdapat di dalamnya. Transistor adalah elemen yang membolehkan atau tidak membenarkan arus lulus, 0 (bukan semasa), 1 (semasa). Salah satu daripada ini sedang mengukur 14nm atau 7nm (1nm = 0.00000001m). Transistor mewujudkan pintu masuk logik, dan pintu masuk logik menghasilkan litar bersepadu yang mampu melaksanakan fungsi yang berbeza.

Pengeluar pemproses desktop terkemuka

Ini adalah elemen asas untuk memahami bagaimana pemproses telah dibangunkan sepanjang sejarah sehingga hari ini. Kami akan melalui yang paling penting dan kita tidak boleh melupakan pengeluar, iaitu Intel dan AMD, pemimpin yang tidak dipertikaikan dari komputer peribadi hari ini.

Sudah tentu ada pengeluar lain seperti IBM, yang paling penting dari semua untuk menjadi praktikal pencipta pemproses dan penanda aras dalam teknologi. Lain-lain seperti Qualcomm telah mengukir niche di pasaran dengan praktik memonopoli pembuatan pemproses untuk Smartphone. Ia tidak lama lagi boleh bergerak ke komputer peribadi, jadi bersiaplah Intel dan AMD kerana pemproses mereka hanya indah.

Evolusi pemproses Intel

Jadi, mari kita tinjau sejarah sejarah utama Intel Corporation, gergasi biru, syarikat terbesar yang selalu menjadi peneraju dalam jualan pemproses dan komponen lain untuk PC.

• Intel 4004 Intel 8008, 8080 dan 8086 Intel 286, 386, dan 486 Intel Pentium Masa multi-teras: Pentium D dan Core 2 Quad Era Core iX

Dipasarkan pada tahun 1971, ia adalah mikropemproses pertama yang dibina pada cip tunggal dan untuk kegunaan bukan industri. Pemproses ini dipasang pada pakej 16 pin CERDIP (lipas dari semua kehidupan). Ia dibina dengan 2, 300 10, 000nm transistor dan mempunyai lebar bas 4-bit.

4004 itu hanya permulaan perjalanan Intel dalam komputer peribadi, yang pada masa itu dimonopoli oleh IBM. Ia kemudiannya antara 1972 dan 1978 apabila Intel membuat perubahan falsafah dalam syarikat itu untuk mendedikasikan dirinya sepenuhnya kepada pembinaan pemproses komputer.

Selepas 4004 datang 8008, pemproses masih mempunyai enkapsulasi 18-pin DIP yang menaikkan kekerapannya kepada 0.5 MHz dan juga kiraan transistor kepada 3, 500. Selepas ini, Intel 8080 menaikkan lebar bas kepada 8 bit dan frekuensi tidak kurang daripada 2 MHz di bawah enkapsulasi DIP 40-pin. Ia dianggap sebagai pemproses yang benar-benar berguna yang mampu memproses grafik pada mesin seperti Altair 8800m atau IMSAI 8080.

8086 adalah mikropemproses penanda aras untuk menjadi yang pertama mengamalkan seni bina x86 dan set arahan yang berkuat kuasa sehingga kini. CPU 16-bit, sepuluh kali ganda lebih kuat daripada 4004.

Ia adalah pada model-model ini bahawa pengeluar mula menggunakan soket PGA dengan cip persegi. Dan penemuannya terletak pada kemampuan untuk menjalankan program arahan. 386 adalah pemproses multitasking pertama dalam sejarah, dengan bas 32-bit, yang pasti lebih banyak untuk anda.

Kami datang ke Intel 486 yang dikeluarkan pada tahun 1989, yang juga sangat penting untuk menjadi pemproses yang melaksanakan unit titik terapung dan ingatan cache. Apa maksudnya? Nah sekarang komputer telah berkembang dari barisan arahan untuk digunakan melalui antara muka grafik.

Akhir sekali kita sampai ke era Pentium, di mana kita mempunyai beberapa generasi sehingga Pentium 4 sebagai versi untuk komputer desktop, dan Pentium M untuk komputer mudah alih. Katakanlah ia adalah 80586, tetapi Intel menukar namanya untuk mendapatkan lesen paten dan pengeluar lain seperti AMD untuk menghentikan menyalin pemprosesnya.

Pemproses ini menurunkan 1000 nm buat pertama kalinya dalam proses pembuatannya. Mereka merentangkan tahun-tahun antara 1993 dan 2002, dengan Itanium 2 sebagai pemproses yang dibina untuk pelayan dan menggunakan bas 64-bit untuk kali pertama. Pentium ini telah berorientasi murni desktop, dan dapat digunakan dalam pembuatan multimedia tanpa masalah, dengan Windows 98, ME dan XP yang legenda.

Pentium 4 telah menggunakan satu set arahan yang ditujukan sepenuhnya kepada multimedia seperti MMX, SSE, SSE2 dan SSE3, dalam seni bina mikro yang dipanggil NetBurst. Begitu juga, ia adalah salah satu daripada pemproses pertama untuk mencapai kekerapan kerja yang lebih besar daripada 1 GHz, khusus 1.5 GHz, itulah sebabnya prestasi tinggi dan heatsink besar membuat penampilan walaupun pada model tersuai.

Dan kemudian kita datang ke era pemproses pelbagai-teras. Sekarang kita tidak boleh hanya melaksanakan satu arahan dalam setiap kitaran jam, tetapi dua daripadanya pada masa yang sama. Pentium D pada dasarnya terdiri daripada cip dengan dua Pentium 4 yang diletakkan dalam pakej yang sama. Dengan cara ini, konsep FSB (Bas Front Side) juga dicipta semula, yang berfungsi untuk CPU untuk berkomunikasi dengan chipset atau jambatan utara, kini juga digunakan untuk berkomunikasi kedua-dua teras.

Selepas kedua-dua, teras 4 tiba pada tahun 2006 di bawah soket LGA 775, lebih banyak semasa dan kita masih dapat melihat masih ada di beberapa komputer. Kesemua mereka telah mengadopsi arsitektur x86 64-bit untuk empat teras mereka dengan proses pembuatan bermula pada 65 nm dan kemudian 45 nm.

Kemudian kita datang ke zaman kita, di mana gergasi itu menggunakan tatanama baru untuk pemproses multicore dan multithreadednya. Selepas Core 2 Duo dan Core 2 Quad, seni bina Nehalem baru telah diterima pakai pada tahun 2008, di mana CPU dibahagikan kepada i3 (prestasi rendah), i5 (midrange) dan i7 (pemproses prestasi tinggi).

Dari sini dan seterusnya, teras dan memori cache menggunakan BSB (Back-Side Bus) atau bas belakang untuk berkomunikasi, dan juga pengawal memori DDR3 diperkenalkan di dalam cip itu sendiri. Bas sisi depan juga berevolusi ke standard PCI Express yang mampu menyediakan aliran data bidirectional di antara periferal dan kad pengembangan dan CPU.

Generasi Intel Core 2 mengguna pakai nama Sandy Bridge pada tahun 2011 dengan proses pengilangan 32nm dan kiraan 2, 4 dan sehingga 6 teras. Pemproses ini menyokong teknologi multithreading HyperThreading dan rangsangan frekuensi dinamik Turbo Boost bergantung kepada pelbagai pemproses di pasaran. Semua pemproses ini telah mengintegrasikan grafik dan sokongan 1600 MHz DDR3 RAM.

Tidak lama selepas itu, pada tahun 2012 generasi ketiga yang dipanggil Ivy Bridge dibentangkan, mengurangkan saiz transistor kepada 22 nm. Bukan sahaja mereka berkurangan, tetapi mereka menjadi 3D atau Tri-Gate yang menurunkan penggunaan sehingga 50% berbanding dengan yang sebelumnya, memberikan prestasi yang sama. CPU ini menawarkan sokongan untuk PCI Express 3.0 dan dipasang pada soket LGA 1155 untuk rangkaian desktop dan 2011 untuk rangkaian Workstation.

Generasi ke-4 dan ke-5 dipanggil Haswell dan Broadwell masing-masing, dan mereka tidak betul-betul revolusi dari generasi sebelumnya sama ada. The Haswells berkongsi proses pembuatan dengan jambatan Ivy dan DDR3 RAM. Ya, sokongan Thunderbolt diperkenalkan, dan reka bentuk cache baru dibuat . Pemproses dengan sehingga 8 teras juga diperkenalkan. Socket 1150 terus digunakan, dan 2011, walaupun CPU ini tidak serasi dengan generasi terdahulu. Mengenai Broadwells, mereka adalah pemproses pertama yang jatuh pada 14 nm, dan dalam kes ini mereka serasi dengan soket LGA 1150 Haswell.

Kami sampai ke peringkat akhir dengan generasi ke-6 dan ke-7 Intel, yang dinamakan Skylake dan Kaby Lake dengan proses pembuatan 14nm, dan menggunakan soket LGA 1151 yang serasi untuk kedua-dua generasi. Dalam kedua-dua sokongan seni bina ini telah ditawarkan untuk DDR4, bas DMI 3.0 dan Thunderbol 3.0. Begitu juga, grafik bersepadu telah meningkat di tahap yang serasi dengan resolusi DirectX 12 dan OpenGL 4.6 dan 4K @ 60 Hz. Sementara itu, Kaby Lake tiba pada tahun 2017 dengan peningkatan frekuensi jam pemproses, dan sokongan untuk USB 3.1 Gen2 dan HDCP 2.2.

Evolusi pemproses AMD

Satu lagi pengeluar yang kita perlu tahu adalah AMD (Advanced Micro Devices), saingan abadi Intel dan yang hampir selalu tertinggal di belakang yang pertama sehingga Ryzen 3000 telah tiba hari ini. Kita akan lihat nanti, jadi mari kita semak sejarah pemproses AMD sedikit.

• AMD 9080 dan AMD 386 AMD K5, K6 dan K7 AMD K8 dan Athlon 64 X2 AMD Phenom AMD Llano dan Bulldozer AMD Ryzen tiba

Perjalanan AMD pada dasarnya bermula dengan pemproses ini, yang tidak lebih dari satu salinan Intel 8080. Malah, pengeluar menandatangani kontrak dengan Intel supaya dapat mengeluarkan pemproses dengan seni bina x86 yang dimiliki oleh Intel. Lompat seterusnya adalah AMD 29K yang menawarkan pemacu grafik dan kenangan EPROM untuk ciptaan mereka. Tetapi tidak lama lagi, AMD memutuskan untuk bersaing secara langsung dengan Intel dengan menawarkan pemproses serasi antara mereka untuk komputer peribadi dan pelayan.

Tetapi sudah tentu perjanjian ini mencipta "salinan" pemproses Intel, mula menjadi masalah segera setelah AMD menjadi persaingan yang nyata dari Intel. Selepas beberapa pertikaian undang-undang, yang dimenangi oleh AMD, kontrak itu dipecahkan dengan Intel 386, dan kami sudah mengetahui sebab mengapa Intel telah dinamakan semula Pentium, dengan itu mendaftarkan paten tersebut.

Dari sini, AMD tidak mempunyai pilihan selain untuk membuat prosesor sepenuhnya secara bebas dan bahawa mereka bukan sahaja salinan. Perkara yang lucu adalah bahawa pemproses pertama mandiri AMD ialah Am386 yang jelasnya bergelut dengan Intel 80386.

Sekarang ya, AMD mula mencari cara sendiri dalam perang teknologi ini dengan pemproses yang dibuat oleh dirinya sendiri dari awal. Malah, ia adalah dengan K7 apabila keserasian antara kedua-dua pengeluar hilang dan akibatnya AMD mencipta papan sendiri dan soketnya sendiri, yang dikenali sebagai Socket A. Di dalamnya, AMD Athlon dan Athlon XP yang baru dipasang pada tahun 2003.

AMD adalah pengeluar pertama untuk melaksanakan pelanjutan 64-bit ke pemproses desktop, ya, sebelum Intel. Lihatlah destinasi, yang kini akan menjadi Intel untuk mengadopsi atau menyalin pelanjutan x64 kepada AMD untuk pemprosesnya.

Tetapi ini tidak berhenti di sini, kerana AMD juga dapat memasarkan pemproses dwi-teras sebelum Intel pada tahun 2005. Gergasi biru tentu saja menjawabnya dengan Core 2 Duo yang telah kita lihat sebelumnya, dan dari sini kepimpinan AMD berakhir.

AMD ketinggalan disebabkan oleh lonjakan dramatik dalam prestasi pemproses Intel multi-core, dan cuba mengatasinya dengan mendesain semula seni bina K8. Sebenarnya, Phenom II yang dikeluarkan pada tahun 2010 mempunyai sehingga enam teras, tetapi ia tidak akan cukup untuk Intel yang dilancarkan sama ada. CPU ini mempunyai transistor 45 nm dan pada mulanya dipasang pada soket AM2 +, dan kemudian pada soket AM3 untuk menawarkan keserasian dengan memori DDR3.

AMD membeli ATI, syarikat yang kini menjadi lawan langsung kepada Nvidia untuk kad grafik 3D. Malah, pengilang memanfaatkan kelebihan teknologi ini untuk melaksanakan pemproses dengan GPU bersepadu lebih berkuasa daripada Intel dengan Westmere. AMD Llano adalah pemproses ini, berdasarkan seni bina K8L Phenom sebelumnya dan sudah tentu dengan batasan yang sama.

Atas sebab ini, AMD telah mengubah reka bentuk senibina di Bulldozer baru, walaupun hasilnya agak kurang berbanding dengan Intel Core. Mempunyai lebih daripada 4 teras bukan satu manfaat, kerana perisian masa itu masih sangat hijau dalam pengurusan multithreadingnya. Mereka menggunakan proses pembuatan 32nm dengan sumber cache L1 dan L2 yang dikongsi.

Selepas kegagalan AMD dengan seni bina sebelum ini, Jim Keller, pencipta seni bina K8 sekali lagi merevolusikan jenama dengan senibina yang disebut Zen atau Summit Ridge. Transistor turun ke 14nm, sama seperti Intel, dan mereka semakin kuat dan dengan ICP yang lebih tinggi daripada Bulldozer yang lemah.

Sebahagian daripada teknologi yang paling mengenalpasti pemproses baru ini ialah: AMD Precision Boost, yang secara automatik meningkatkan voltan dan kekerapan CPU. Atau teknologi XFR, di mana semua Ryzen overclocked dengan multiplier mereka dibuka. CPU ini mula dipasang pada soket PGA AM4, yang diteruskan hari ini.

Malah, evolusi seni bina Zen ini adalah Zen +, di mana AMD maju Intel dengan melaksanakan transistor 12nm. Pemproses ini meningkatkan prestasi mereka dengan frekuensi yang lebih tinggi pada penggunaan yang lebih rendah. Terima kasih kepada bas Fabric Infinity dalaman, kependaman antara transaksi CPU dan RAM telah meningkat secara dramatik untuk bersaing hampir dengan kepala Intel.

Pemproses Intel dan AMD semasa

Kami kemudian datang ke hari ini untuk memberi tumpuan kepada seni bina yang kedua-dua pengeluar sedang bekerja. Kami tidak mengatakan bahawa ia adalah wajib untuk membeli salah satu daripada ini, tetapi mereka pastinya masa depan dan masa depan mana-mana pengguna yang ingin memasang PC permainan yang dikemas kini.

Intel Coffee Lake dan kemasukan pada 10nm

Intel kini berada di generasi ke - 9 desktop, komputer riba, dan pemproses stesen kerja. Kedua-dua ke - 8 (Coffee Lake) dan generasi ke - 9 (Coffee Refresh) terus dengan 14nm transistor dan soket LGA 1151, walaupun tidak serasi dengan generasi sebelumnya.

Generasi ini pada dasarnya menimbulkan kiraan inti sebanyak 2 untuk setiap keluarga, kini mempunyai i3 4-teras bukannya 2, i5 6 teras, dan i7 8 teras. Kira-kira lorong PCIe 3.0 meningkat kepada 24, menyokong sehingga 6 3.1 pelabuhan dan juga 128GB RAM DDR4. Teknologi HyperThreading hanya didayakan pada pemproses dalam denominasi i9 seperti pemproses 8-teras, 16-thread berkinerja tinggi dan pemproses notebook.

Dalam generasi ini terdapat juga Intel Pentium Gold G5000 berorientasikan kepada stesen multimedia dengan 2 teras dan 4 benang, dan Intel Celeron, yang paling asas dengan dual core dan untuk MiniPC dan multimedia. Semua pemproses generasi ini telah menggabungkan grafik UHD 630 kecuali untuk F-denominasi dalam nomenklatur mereka.

Mengenai generasi ke - 10, terdapat beberapa pengesahan, walaupun diharapkan bahawa CPU Lake Ice baru akan datang dengan spesifikasi mereka untuk komputer riba, dan bukan dengan mereka untuk desktop. Data mengatakan bahawa CPI per teras akan meningkat sehingga 18% berbanding Skylake. Akan ada sejumlah 6 subset baru arahan dan mereka akan serasi dengan AI dan teknik pembelajaran mendalam. GPU bersepadu juga taraf sehingga generasi ke-11 dan mampu menstrasikan kandungan dalam 4K @ 120Hz. Akhirnya kami akan mempunyai sokongan bersepadu dengan Wi-Fi 6 dan memori RAM sehingga 3200 MHz.

AMD Ryzen 3000 dan senibina Zen 3 yang telah dirancang

AMD telah melancarkan 2019 seni bina Zen 2 atau Matisse ini dan bukan hanya Intel maju dalam proses pembuatan, tetapi juga dalam prestasi tulen pemproses desktopnya. Ryzen baru dibina pada transistor 7nm TSMC dan dikira dari 4 teras Ryzen 3 hingga 16 Ryzen 9 9350X teras. Mereka semua melaksanakan teknologi multithreading AMD SMT dan mempunyai pengedaran mereka dikunci. Pembaharuan AGESA 1.0.0.3 ABBA BIOS baru-baru ini telah dibebaskan untuk membetulkan masalah yang harus dicapai oleh prosesor ini untuk mencapai frekuensi stok maksimum mereka.

Inovasi mereka tidak hanya tiba di sini, kerana mereka menyokong piawaian PCI Express 4.0 dan Wi-Fi 6 baru, iaitu CPU sehingga 24 lorong PCIe. Peningkatan purata ICP ke atas Zen + adalah 13% terima kasih kepada kekerapan asas yang lebih tinggi dan penambahbaikan di bas Infinty Fabric. Seni bina ini berdasarkan chiplets atau blok fizikal di mana terdapat 8 teras per unit, bersama-sama dengan modul lain yang selalu disediakan untuk pengawal memori. Dengan cara ini, pengeluar menyahaktifkan atau mengaktifkan beberapa teras untuk membentuk model yang berbeza.

Pada tahun 2020, kemas kini kepada Zen 3 dirancang dalam pemproses Ryzen yang mana pengilang mahu meningkatkan kecekapan dan prestasi AMD Ryzen. Ia telah mendakwa reka bentuk senibina sudah lengkap dan ia hanya kekal untuk memberikan cahaya hijau untuk memulakan proses pengeluaran.

Mereka akan didasarkan pada 7nm lagi, tetapi membenarkan ketumpatan transistor 20% lebih banyak daripada cip sekarang. Pemproses Workstation EPYC akan menjadi yang pertama yang akan diusahakan, dengan pemproses yang boleh mempunyai 64 teras dan 128 benang pemprosesan.

Bahagian yang perlu kita tahu tentang pemproses

Selepas perayaan ini maklumat yang kita tinggalkan sebagai bacaan pilihan dan sebagai asas untuk mengetahui di mana kita berada hari ini, sudah tiba masanya untuk membuat lebih terperinci tentang konsep yang perlu kita ketahui mengenai pemproses.

Pertama, kami akan cuba menerangkan struktur dan elemen CPU yang paling penting kepada pengguna. Ini akan menjadi hari ke hari bagi pengguna yang berminat untuk mengetahui lebih sedikit mengenai perkakasan ini.

Teras daripada pemproses

Nuklei adalah entiti pemprosesan maklumat. Unsur-unsur yang dibentuk oleh unsur-unsur asas seni bina x86, seperti Unit Kawalan (UC), Decoder Instruction (DI), Unit Aritmetik (ALU), Unit Terapung (FPU) dan Instruction Stack (PI).

Setiap satu daripada nuklei ini terdiri daripada komponen dalaman yang sama, dan setiap satu daripada mereka mampu menjalankan operasi dalam setiap kitaran arahan. Langkah kitaran ini dalam kekerapan atau Hertz (Hz), lebih banyak Hz, lebih banyak arahan boleh dilakukan sesaat, dan lebih banyak teras, lebih banyak operasi boleh dilakukan pada masa yang sama.

Hari ini, pengeluar seperti AMD melaksanakan teras ini dalam blok silikon, Chiplets atau CCX dengan cara yang modular. Dengan sistem ini, skalabilitas yang lebih baik dicapai apabila membina pemproses, kerana ia adalah tentang meletakkan chiplets sehingga nombor yang dikehendaki dicapai, dengan 8 teras bagi setiap elemen. Selain itu, adalah mungkin untuk mengaktifkan atau menyahaktifkan setiap teras untuk mencapai kiraan yang dikehendaki. Sementara itu, Intel masih memasukkan semua teras ke dalam silikon tunggal.

Adakah salah untuk mengaktifkan semua teras pemproses? Cadangan dan bagaimana untuk melumpuhkan mereka

Turbo Boost dan Overdrive Boost Ketepatan

Mereka adalah sistem yang menggunakan Intel dan AMD untuk mengawal voltan pemproses mereka secara aktif dan bijak. Ini membolehkan mereka meningkatkan kekerapan kerja apabila, seolah-olah ia adalah overclocking automatik, supaya CPU berfungsi dengan lebih baik apabila berhadapan dengan beban tugas yang besar.

Sistem ini membantu meningkatkan kecekapan dan penggunaan haba pemproses semasa atau dapat mengubah kekerapannya apabila diperlukan.

Benang pemprosesan

Tetapi tentu saja, kita bukan sahaja mempunyai teras, ada juga benang pemprosesan. Biasanya kami akan melihatnya dalam spesifikasi seperti X Cores / X Threads, atau secara langsung XC / X T. Sebagai contoh, Intel Core i9-9900K mempunyai 8C / 16T, manakala i5 9400 mempunyai 6C / 6T.

Thread istilah berasal dari Subprocess, dan bukan sesuatu yang secara fizikal merupakan sebahagian daripada pemproses, bahawa fungsinya adalah semata-mata logik dan dilakukan melalui set arahan pemproses yang dipersoalkan.

Ia boleh ditakrifkan sebagai aliran kawalan data sesuatu program (program terdiri daripada arahan atau proses), yang membolehkan menguruskan tugas-tugas pemproses dengan membahagikannya kepada kepingan-kepingan yang lebih kecil yang dipanggil benang. Ini adalah untuk mengoptimumkan masa menunggu untuk setiap arahan dalam barisan proses.

Mari kita fahami seperti ini: ada tugas yang lebih sukar daripada orang lain, jadi ia akan mengambil masa lebih lama untuk menyelesaikan tugas. Dengan benang, apa yang dilakukan ialah membahagikan tugas ini menjadi sesuatu yang lebih mudah, supaya setiap bahagian diproses oleh teras bebas pertama yang kita temukan. Hasilnya sentiasa menjaga teras teras supaya tidak ada downtime.

Apakah benang pemproses? Perbezaan dengan nukleus

Teknologi multithreading

Mengapa kita melihat dalam beberapa kes bahawa terdapat bilangan teras yang sama kerana ada benang dan yang lain tidak? Nah, ini disebabkan oleh teknologi multithreading yang pengeluar telah melaksanakan dalam pemproses mereka.

Apabila CPU mempunyai dua kali lebih banyak benang sebagai teras, teknologi ini dilaksanakan di dalamnya. Pada dasarnya ia adalah cara melaksanakan konsep yang telah kita lihat sebelum ini, membahagikan nukleus menjadi dua benang atau "nukleus logik" untuk membahagikan tugas. Bahagian ini sentiasa dilakukan dalam dua benang per teras dan tidak lebih lagi, katakan ia adalah had semasa yang mana program dapat berfungsi.

Teknologi Intel dipanggil HyperThreading, manakala AMD dipanggil SMT (Multithreading Serentak). Untuk tujuan praktikal, kedua-dua teknologi berfungsi sama, dan dalam pasukan kami, kami dapat melihatnya sebagai nukleus nyata, contohnya, jika kami membuat foto. Pemproses yang mempunyai kelajuan yang sama lebih cepat jika ia mempunyai 8 teras fizikal daripada jika ia mempunyai 8 logik.

Apa itu HyperThreading? Maklumat lanjut

Adakah cache penting?

Malah, ia adalah elemen terpenting kedua bagi pemproses. Memori cache lebih banyak memori berbanding RAM dan disepadukan langsung ke dalam pemproses. Walaupun RAM DDR4 3600 MHz boleh mencapai 50, 000 MB / s dalam bacaan, cache L3 boleh mencapai 570 GB / s, L2 pada 790 GB / s dan L1 pada 1600 GB / s. Angka yang gila sepenuhnya direkodkan dalam Ryzen 3000 nevi.

Memori ini adalah jenis SRAM (Static RAM), cepat dan mahal, manakala yang digunakan dalam RAM adalah DRAM (Dynamic RAM), lambat dan murah kerana ia sentiasa memerlukan isyarat refresh. Dalam cache data yang akan digunakan segera oleh pemproses disimpan, dengan itu menghapuskan menunggu jika kita mengambil data dari RAM dan mengoptimumkan masa pemprosesan. Pada kedua pemproses AMD dan Intel, terdapat tiga tahap memori cache:

• L1: Ia adalah yang paling dekat dengan teras CPU, terkecil dan terpantas. Dengan latensi kurang daripada 1 ns, ingatan ini kini dibahagikan kepada dua, L1I (arahan) dan L1D (data). Kedua-duanya dalam generasi ke-9 Intel Core dan Ryzen 3000, mereka adalah 32 KB dalam setiap kes, dan setiap teras mempunyai sendiri. L2: L2 seterusnya, dengan latensi sekitar 3 ns, ia juga diberikan secara berasingan pada setiap teras. Intel CPU mempunyai 256 KB, sementara Ryzen mempunyai 512 KB. L3: Ini adalah memori terbesar ketiga, dan ia diperuntukkan dalam bentuk yang dikongsi dalam teras, biasanya dalam kumpulan 4 teras.

Jambatan utara sekarang di dalam CPU

Jambatan utara pemproses atau papan induk mempunyai fungsi menyambung memori RAM ke CPU. Pada masa ini, kedua-dua pengeluar melaksanakan pengawal memori ini atau PCH (Platform Conroller Hub) dalam CPU itu sendiri, sebagai contoh, dalam silikon berasingan kerana ia berlaku dalam CPU berdasarkan chiplets.

Ini adalah cara untuk meningkatkan kelajuan urus niaga maklumat dan mempermudah bas sedia ada pada papan induk, yang tinggal dengan jambatan selatan yang disebut chipset. Chipset ini didedikasikan untuk mengarahkan data dari cakera keras, perkakasan, dan beberapa slot PCIe. Pemproses desktop dan komputer riba yang berkecenderungan mampu merentasi sehingga 128GB Dual Channel RAM pada kadar 3200MHz asli (4800MHz dengan profil JEDEC dengan XMP enabled). Bas ini terbahagi kepada dua:

• Bas data: ia membawa data dan arahan program. Alamat bus: alamat sel di mana data disimpan beredar melaluinya.

Di samping pengawal memori itu sendiri, teras juga perlu menggunakan bas lain untuk berkomunikasi antara satu sama lain dan dengan memori cache, yang dipanggil BSB atau Bus Kembali-Sisi. Yang AMD menggunakan dalam seni bina Zen 2 disebut Infinity Fabric, yang yang mampu bekerja pada 5100 MHz, manakala Intel dipanggil Intel Ring Bus.

Apakah cache L1, L2 dan L3 dan bagaimana ia berfungsi?

IGP atau grafik bersepadu

Satu lagi unsur yang mengenakan bayaran yang sangat penting, tidak begitu banyak dalam pemproses yang berorientasikan kepada permainan, tetapi dalam yang kurang berkuasa, adalah grafik bersepadu. Kebanyakan pemproses sedia ada hari ini mempunyai beberapa teras yang bertujuan untuk bekerja secara eksklusif dengan grafik dan tekstur. Sama ada Intel, AMD, dan pengeluar lain seperti Qualcomm dengan Adreno mereka untuk Smartphone, atau Realtek untuk Smart TV dan NAS mempunyai teras seperti itu. Kami memanggil jenis pemproses ini APU (Unit Pemprosesan Dipercepat)

Alasannya adalah mudah, untuk memisahkan kerja keras ini dari keseluruhan tugas khas program, kerana mereka lebih berat dan lebih perlahan jika bas kapasiti yang lebih tinggi, sebagai contoh, 128 bit tidak digunakan dalam APU. Seperti nukleus biasa, mereka boleh diukur dalam kuantiti dan dalam kekerapan di mana mereka bekerja. Tetapi mereka juga mempunyai komponen lain seperti unit teduhan. Dan langkah-langkah lain seperti TMU (unit tekstur) dan ROP (unit rendering). Kesemua mereka akan membantu kami mengenal pasti kuasa grafik set.

IGP yang kini digunakan oleh Intel dan AMD adalah seperti berikut:

• AMD Radeon RX Vega 11: Ia adalah spesifikasi yang paling kuat dan digunakan dalam pemproses Ryzen 5 2400 dan 3400 generasi kedua. Mereka terdiri daripada 11 teras Raven Ridge dengan arsitektur GNC 5.0 yang bekerja pada maksimum 1400 MHz. Mereka mempunyai maksimum 704 unit shader, 44 TMU dan 8 ROP. AMD Radeon Vega 8: Ia adalah spesifikasi yang lebih rendah daripada yang sebelumnya, dengan 8 teras dan bekerja pada kekerapan 1100 MHz dengan 512 unit teduhan, 32 TMU dan 8 ROP. Mereka memasangnya pada Ryzen 3 2200 dan 3200. Intel Iris Plus 655: grafik bersepadu ini dilaksanakan pada pemproses Intel Core generasi ke-8 dari pelbagai U (penggunaan rendah) untuk komputer riba, dan mampu mencapai 1150 MHz, dengan 384 unit teduhan, 48 TMU dan 6 ROP. Prestasinya sama dengan yang sebelumnya. Intel UHD Graphic 630/620 - Ini adalah grafik yang dibina untuk semua CPU desktop generasi ke-8 dan ke-9 yang tidak membawa F pada nama mereka. Mereka adalah grafik yang lebih rendah daripada Vega 11 yang memberi pada 1200 MHz, dengan 192 unit shading, 24 TMUs dan 3 ROPs.

Soket pemproses

Sekarang kita bergerak keluar dari apa komponen komponen CPU untuk melihat di mana kita harus menyambungnya. Sudah tentu ia adalah soket, penyambung besar yang terletak di papan induk dan disediakan dengan ratusan pin yang akan menjalin hubungan dengan CPU untuk memindahkan kuasa dan data untuk diproses.

Seperti biasa, setiap pengeluar mempunyai soketnya sendiri, dan mereka juga boleh terdiri daripada pelbagai jenis:

• LGA: Land Grid Array, yang mempunyai pin terpasang secara langsung di soket papan dan CPU hanya mempunyai hubungan datar. Ia membolehkan ketumpatan sambungan yang lebih tinggi dan digunakan oleh Intel. Soket semasa adalah LGA 1151 untuk CPU desktop dan LGA 2066 untuk CPU berorientasikan Workstation. Ia juga digunakan oleh AMD untuk Threadrippers dalam denominasi TR4. PGA: Arus Grid Pin, sebaliknya, kini pin berada pada CPU itu sendiri dan soket mempunyai lubang. Ia masih digunakan oleh AMD untuk semua desktop Ryzen dengan nama BGA: Ball Grid Array, pada dasarnya ia adalah soket di mana pemproses itu langsung dipateri. Ia digunakan dalam komputer riba generasi baru, baik dari AMD dan Intel.

Heatsink dan IHS

IHS (Spreader Integrated Heat) adalah pakej yang mempunyai pemproses di bahagian atas. Pada dasarnya ia adalah plat segi empat yang dibina dalam aluminium yang terpaku pada substrat atau PCB CPU dan seterusnya kepada DIE atau silikon dalaman. Fungsinya adalah untuk memindahkan haba dari ini ke heatsink, dan juga bertindak sebagai penutup perlindungan. Mereka boleh dikimpal secara langsung ke DIE atau terpaku dengan pes haba.

Pemproses adalah elemen yang bekerja pada frekuensi yang sangat tinggi, jadi mereka memerlukan heatsink yang menangkap haba itu dan membuangnya ke alam sekitar dengan bantuan satu atau dua peminat. Kebanyakan CPU datang dengan sinki stok yang lebih kurang, walaupun yang terbaik adalah dari AMD. Malah, kami mempunyai model berdasarkan prestasi CPU:

• Wrait Stealth: yang paling kecil, walaupun masih lebih besar daripada Intel, untuk Ryzen 3 dan 5 tanpa denominasi X Intel: ia tidak mempunyai nama, dan ia adalah aluminium heatsink kecil dengan kipas yang sangat bising yang datang hampir semua pemprosesnya kecuali i9. Heatsink ini tetap tidak berubah sejak Core 2 Duo. Wraith Spire - Medium, dengan blok aluminium yang lebih tinggi dan kipas 85mm. Untuk Ryzen 5 dan 7 dengan penetapan X. Wrait Prism: Model unggul, yang menggabungkan blok dua peringkat dan paip haba tembaga untuk meningkatkan prestasi. Ia dibawa oleh Ryzen 7 2700X dan 9 3900X dan 3950X. Wraith Ripper: Ia adalah sinki menara yang dibuat oleh Cooler Master untuk Threadrippers.

Heatsink pemproses: Apakah mereka? Petua dan cadangan

Di samping itu, terdapat banyak pengeluar yang mempunyai model tersuai sendiri yang serasi dengan soket yang telah kita lihat. Begitu juga, kami mempunyai sistem penyejukan cecair yang menawarkan prestasi unggul kepada heatsink menara. Untuk pemproses high-end kami mengesyorkan menggunakan salah satu daripada 240mm (dua penggemar) atau 360mm (tiga peminat) sistem.

Konsep yang paling penting dalam CPU

Sekarang mari kita lihat konsep lain yang juga berkaitan dengan pemproses yang akan menjadi penting bagi pengguna. Ia bukan mengenai struktur dalaman, tetapi mengenai teknologi atau prosedur yang dijalankan di dalamnya untuk mengukur atau meningkatkan prestasi mereka.

Bagaimana untuk mengukur prestasi: apakah penanda aras

Apabila kami membeli pemproses baru, kami sentiasa ingin melihat sejauh mana ia boleh pergi dan dapat membelinya dengan pemproses lain atau bahkan dengan pengguna lain. Ujian ini dipanggil tanda aras, dan mereka adalah ujian tekanan yang mana seorang pemproses dikenakan untuk memberi skor tertentu berdasarkan prestasinya.

Terdapat program seperti Cinebench (skor rendering), wPrime (masa untuk melaksanakan tugas), program reka bentuk Blender (masa rendering), 3DMark (prestasi permainan), dan lain-lain yang bertanggungjawab untuk melakukan ujian ini supaya kita dapat membandingkannya dengan pemproses lain melalui senarai yang dipaparkan di rangkaian. Hampir semua daripada mereka yang diberikan adalah skor mereka sendiri yang dikira dengan cara faktor yang hanya program itu, jadi kami tidak dapat membeli skor Cinebench dengan skor 3DMark.

Suhu sentiasa terkawal untuk mengelakkan pendikit haba

Terdapat juga konsep yang berkaitan dengan suhu yang setiap pengguna harus sedar, terutamanya jika mereka mempunyai pemproses yang mahal dan berkuasa. Di internet terdapat banyak program yang mampu mengukur suhu bukan sahaja dari CPU, tetapi banyak komponen lain yang disediakan dengan sensor. Yang sangat disyorkan adalah HWiNFO.

Berkaitan dengan suhu akan menjadi Throttling Thermal. Ia adalah sistem perlindungan automatik yang perlu dikurangkan oleh voltan dan kuasa yang dibekalkan apabila suhu mencapai maksimum yang dibenarkan. Dengan cara ini, kita mengurangkan frekuensi kerja dan juga suhu, menstabilkan cip supaya tidak terbakar.

Tetapi juga pengeluar sendiri menawarkan data mengenai suhu pemproses mereka, jadi kami dapat mencari beberapa perkara berikut:

• TjMax: Istilah ini merujuk kepada suhu maksimum yang boleh diproses oleh pemproses dalam matriksnya, iaitu, dalam teras pemprosesannya. Apabila CPU mendekati suhu ini, ia akan secara automatik memintas perlindungan yang dinyatakan di atas yang akan menurunkan voltan CPU dan kuasa. Tdie, Sempa atau Suhu Suhu: Suhu ini diukur dalam masa nyata oleh sensor yang diletakkan di dalam nukleus. Ia tidak akan pernah melebihi TjMax, kerana sistem perlindungan akan bertindak lebih cepat. TCase: ia adalah suhu yang diukur dalam IHS pemproses, iaitu dalam enkapsulasi, yang akan selalu berbeza daripada yang ditandakan di dalam teras CPU Pakej: ia adalah purata suhu Tunion bagi semua teras cpu

Menghapuskan

Delid atau delelan adalah amalan yang dilakukan untuk meningkatkan suhu CPU. Ia terdiri daripada mengeluarkan IHS dari pemproses untuk mendedahkan silikon yang berbeza dipasang. Dan jika tidak mungkin untuk mengeluarkannya kerana ia dikimpal, kami akan menggilap permukaannya dengan maksimum. Ini dilakukan untuk meningkatkan pemindahan haba sebanyak mungkin dengan meletakkan pes haba termal cecair pada Diesel ini dan meletakkan heatsink di atas.

Apa yang kita dapat dengan melakukan ini? Baiklah kita menghilangkan atau mengambil ekspresi minimum ketebalan ekstra yang diberikan oleh IHS supaya haba mengalir langsung ke heatsink tanpa langkah pertengahan. Kedua-dua pes dan IHS adalah unsur-unsur dengan ketahanan terhadap haba, oleh itu dengan menghapuskannya dan meletakkan logam cair kita dapat menurunkan suhu menjadi 20 ⁰C dengan overclocking. Dalam sesetengah keadaan, ia bukan satu tugas yang mudah, kerana IHS secara langsung dikimpal kepada DIE, jadi tidak ada pilihan lain daripada mengutipnya daripada mengambilnya.

Tahap seterusnya untuk ini adalah untuk meletakkan sistem penyejukan nitrogen cair, hanya disediakan untuk tetapan makmal. Walaupun sudah tentu, kita sentiasa boleh membuat sistem kami dengan motor fridge yang mengandungi helium atau derivatif.

Overclocking dan undervolting pada pemproses

Hubungan rapat dengan di atas adalah overclocking, teknik di mana voltan CPU meningkat dan pengganda diubahsuai untuk meningkatkan kekerapan operasi. Tetapi kita tidak bercakap mengenai frekuensi yang datang dalam spesifikasi seperti mod turbo, tetapi daftar yang melebihi yang ditubuhkan oleh pengilang. Ia tidak hilang pada sesiapa sahaja yang merupakan risiko kepada kestabilan dan integriti pemproses.

Untuk overclock, kita perlu terlebih dahulu menggunakan CPU dengan multiplier yang dikunci, dan kemudian motherboard chipset yang membolehkan tindakan jenis ini. Semua AMD Ryzen terdedah kepada overclocked, seperti juga pemproses Intel-denominated K. Begitu juga, chipset AMD B450, X470 dan X570 menyokong amalan ini, seperti juga siri Intel X dan Z.

Overclocking juga boleh dilakukan dengan meningkatkan kekerapan jam asas atau BCLK. Ia adalah jam utama motherboard yang mengendalikan hampir semua komponen, seperti CPU, RAM, PCIe dan Chipset. Jika kita meningkatkan jam ini, kita meningkatkan kekerapan komponen lain yang juga mempunyai multiplier yang terkunci, walaupun ia membawa lebih banyak risiko dan merupakan cara yang sangat tidak stabil.

Undervolting, sebaliknya, adalah sebaliknya, mengurangkan voltan untuk mengelakkan pemproses daripada melakukan pendikit haba. Ini adalah amalan yang digunakan pada komputer riba atau kad grafik dengan sistem penyejukan yang tidak berkesan.

Pemproses terbaik untuk desktop, permainan dan Workstation

Rujukan kepada panduan kami dengan pemproses terbaik di pasaran tidak boleh hilang dalam artikel ini . Di dalamnya, kami meletakkan model Intel dan AMD yang kami anggap terbaik dalam pelbagai julat yang sedia ada. Bukan sahaja permainan, tetapi juga peralatan multimedia, dan juga Workstation. Kami sentiasa menyimpannya dikemas kini, dan dengan pautan pembelian langsung.

Kesimpulan tentang pemproses

Anda tidak boleh mengadu bahawa artikel ini tidak belajar apa-apa, kerana kami telah mengkaji sejarah dua pengeluar utama dan senibina mereka dengan sepenuhnya. Di samping itu, kami telah mengkaji bahagian-bahagian yang berbeza dari CPU yang penting untuk mengetahui mereka di luar dan di dalam, bersama dengan beberapa konsep penting dan lazimnya digunakan oleh masyarakat.

Kami menjemput anda untuk memasukkan komen-komen lain yang penting yang kami telah terlepas pandang dan bahawa anda melihat penting untuk artikel ini. Kami sentiasa berusaha untuk memperbaiki seberapa banyak artikel-artikel penting yang penting bagi komuniti yang sedang dimulakan.