Este adevărat că, dacă cheltuiți mii de dolari pentru a cumpăra cel mai scump procesor disponibil pe piață în orice moment, acesta va funcționa mai bine decât alternativele. Cu toate acestea, s-ar putea să aibă performanțe doar cu 5-10% mai bune decât următorul nivel CPU, care este cu câteva sute de dolari mai ieftin. Astfel, este important să cunoașteți factorii care afectează performanța procesorului, astfel încât să puteți lua o decizie mai bună de cumpărare.
Ce este CPU
CPU (Unitatea Centrală de Procesare), uneori cunoscută sub numele de „procesor”, este una dintre cele mai importante componente ale unui sistem de calculatoare. Fiind creierul sistemului informatic, sarcina sa este să se ocupe de toate calculele datelor și să se asigure că acestea sunt procesate în cel mai rapid timp posibil.
CPU nu este ceva ce puteți vedea din exteriorul computerului. De fapt, nu veți putea vedea CPU pe un computer complet asamblat. Pentru a-l vedea, trebuie să scoateți carcasa computerului, să deconectați firul și să scoateți radiatorul (și ventilatorul) și numai atunci puteți vedea suprafața procesorului. Forma procesorului este un cip pătrat mic cu mulți pini de conector dedesubt.
Imaginile de mai jos arată partea din spate și partea de sus a unui procesor.
Cum funcționează CPU
Pentru a-l simplifica, modul în care funcționează un CPU poate fi ilustrat cu următorii trei pași:
- Când faceți clic pentru a executa o aplicație, instrucțiunea brută este preluată mai întâi de pe hard disk (uneori din memorie) și trimisă procesorului pentru procesare.
- Când CPU primește instrucțiunea, va executa logica și va calcula rezultatul.
- Odată ce procesorul termină de procesat, acesta va trimite rezultatul către dispozitivul respectiv pentru a-l transmite utilizatorului.
Deși poate părea ușor, toți cei trei pași trebuie parcurși în câteva secunde. O întârziere în oricare dintre acești pași va avea ca rezultat o întârziere în computer.
Viteza ceasului
Fiecare procesor este echipat cu un ceas intern care îi oferă un „ritm” de lucru. „Viteza de ceas”, cunoscută și sub numele de „Rată de ceas”, se referă la numărul de operații pe care CPU le poate efectua într-o singură secundă.
Acesta este numărul în Hz (Hertz și, prin extensie, megaHertz și gigaHertz văzut ca MHz și GHz) pe care îl vedeți de obicei lângă numele procesorului.
Problema este că, pentru a merge mai repede, trebuie să împingeți mai multă energie electrică printr-un procesor și asta produce căldură. După plafonul superior de 4 GHz, este greu să păstrați un CPU răcit în mod adecvat.
Performanța unui procesor în Hz afectează în principal aplicațiile cu un singur fir. Majoritatea software-urilor moderne, precum popularele browsere Chrome și Firefox, sunt concepute pentru a profita de mai multe nuclee (mai multe despre acest lucru în secțiunea următoare) și fire, mai degrabă decât în funcție de viteza de ceas. De obicei, computerul ar funcționa mai bine pe un procesor cu mai multe nuclee, dar viteze de ceas mai mici decât unul mai rapid, dar cu un singur nucleu.
Număr de nuclee
Deoarece creșterea vitezei reale a devenit din ce în ce mai dificilă, producătorii de CPU au decis să adauge capacități de multitasking adăugând mai multe nuclee la CPU.
Este lipsit de serviciu descrierea procesoarelor cu mai multe nuclee ca echivalentul „plățirii a două sau mai multe procesoare împreună în același pachet”. S-ar putea să arate așa pentru consumatorul obișnuit, dar proiectele lor reale sunt mult mai inteligente decât lipirea a două procesoare una lângă alta.
Coexistând pe aceeași matriță, nucleele individuale ale unui procesor multicore împărtășesc unele resurse, atât pentru a reduce costurile de fabricație, cât și pentru a îmbunătăți performanța. De exemplu, ar putea partaja o bucată de memorie cache, conexiunile la alte elemente de pe o placă de bază etc.
Procesoarele multicore pot fi omogene sau eterogene. Procesoarele omogene conțin două sau mai multe nuclee identice. Procesoarele eterogene conțin nuclee de diferite tipuri. De exemplu, CPU-urile din smartphone-urile moderne includ de obicei un nucleu central care este mai bun la operațiuni generale și mai multe operații mai mici care ajută la fotografiere, AI etc.
Cu producătorii de CPU care își îndreaptă atenția asupra adăugării mai multor nuclee în loc să depășească limita GHz, software-ul modern și sistemele de operare au urmat exemplul. Majoritatea software-urilor moderne profită deja de mai multe nuclee, dar este posibil să găsiți totuși o mulțime de instrumente, aplicații și chiar jocuri, care funcționează mai bine cu o viteză single-core mai mare decât cu multicores. Acest lucru se întâmplă deoarece unele sarcini de lucru pur și simplu nu pot fi paralelizate, împărțite în bucăți mai mici și răspândite pe mai multe nuclee.
Cache și arhitectură
În zilele de 8 biți, memoria RAM a computerului era suficient de rapidă pentru a oferi un procesor cu tot ce avea nevoie. Pe măsură ce CPU-urile au continuat să accelereze, RAM a început să joace catch-up. Atunci a fost introdus cache-ul în mix.
O memorie cache, care este efectiv o memorie mică și extrem de rapidă, este adăugată la CPU pentru a stoca instrucțiuni imediate de pe RAM. Deoarece cache-ul rulează la aceeași viteză ca CPU, acesta poate furniza rapid informații CPU în cel mai scurt timp, fără niciun decalaj.
Există diferite niveluri de cache. Memoria cache de nivel 1 (L1) este cea mai de bază formă de cache și se găsește pe fiecare procesor. Memoria cache de nivel 2 (L2) are o dimensiune de memorie mai mare și este utilizată pentru a stoca instrucțiuni mai imediate. În general, cache-ul L1 cache cache-ul L2, care, la rândul său, cache-ul RAM, care, la rândul său, cache-ul datelor de pe hard disk. Cu noua tehnologie multi-core, există chiar și o memorie cache L3 sau L4, care are dimensiuni mai mari și este partajată între diferitele nuclee.
Este demn de remarcat faptul că acestea pot deveni mai puțin importante în viitor dacă cineva găsește o modalitate de a accelera semnificativ conexiunea dintre CPU și RAM. Menționăm acest lucru pentru că AMD ar putea cumva au reușit să facă asta și este unul dintre motivele pentru care următoarea generație de procesoare de arhitectură Zen este interesantă.
Cele de mai sus sunt factorii care afectează performanța procesorului. Poate doriți să cunoașteți diferențele dintre un procesor Intel și AMD și cum să alegeți un procesor AMD.
