B performanța procesorului și memoria internă a calculatorului (viteza, rata de biți, volum

procesor B 3.Harakteristiki și memoria internă a calculatorului (viteza, rata de biți, cantitatea de memorie)

Dezvoltarea extrem de rapidă a tehnologiei informatice conduce la faptul că, în timp ce în utilizare există un număr suficient de mare de calculatoare cu diferite caracteristici. Prin urmare, este foarte util să știm care sunt principalele caracteristici ale nodurilor de calculator, ceea ce fac și cum să le alege. Se va discuta parametrii celor mai importante dispozitive din calculator, cum ar fi un procesor și memorie internă.

In plus, procesoare moderne, de exemplu, Pentium, au o structură internă foarte complexă și poate efectua instrucțiuni mașină în paralel. Cu alte cuvinte, procesorul poate executa simultan mai multe instrucțiuni diferite, ceea ce înseamnă că timpul de finalizare comanda depinde nu numai de ea însăși, ci și din operațiunile „vecine“! Astfel, numărul de operațiuni efectuate pe secundă încetează să mai fie constantă și să-l selectați ca performanța procesorului nu este foarte convenabil.

Acesta este motivul pentru care în prezent este utilizat pe scară largă o altă viteză caracteristică a procesorului - frecvența de ceas. Să luăm în considerare această valoare mai mult. Orice operație procesor (instrucțiune mașină) este format din acțiuni elementare individuale - cicluri. Pentru organizarea ciclurilor de execuție secvențiale necesare după fiecare parte, computerul are un generator de impulsuri speciale, fiecare dintre care inițiază următorul ciclu de instrucțiuni mașină (care este determinată de dispozitivul de procesor logic și operația fiind realizată). Evident, mai frecvent următorul impuls de la generator, operația va fi efectuată mai rapid, constând dintr-un număr fix de cicluri. Din aceasta rezultă că frecvența ceasului este determinată de numărul de impulsuri pe secundă și se măsoară în MHz - adică milioane de impulsuri în 1 secundă. Desigur, frecvența de ceas nu poate fi arbitrar de mare, pentru că la un moment dat, procesorul poate pur și simplu „nu are timp pentru a“ efectua un ciclu următor, înainte de următorul impuls. Cu toate acestea, inginerii fac tot posibilul pentru a crește valoarea caracteristicilor procesorului, iar în momentul în care frecvența de ceas de procesoare mai moderne depășește deja 1000 MHz, și anume, 1 GHz (1 GHz).

Ar trebui să fie clar că o frecvență de ceas comparație poate determina în mod fiabil care dintre cele două procesoare într-un numai mai rapid atunci când ambele procesoare sunt aranjate în mod similar. Dacă încercăm să comparăm procesoarele produse de diferiți producători, și să lucreze pe principii diferite, este posibil pentru a obține complet concluzii greșite. De fapt, în cazul în care unul dintre instrucțiunea de procesor este executat pentru 2 cicluri, și într-un alt - pentru 3, atunci când exact aceeași frecvență de prima va rula pe jumătate la fel de repede! De asemenea, nu uitați că performanța sistemului informatic modern este determinată nu numai de viteza unui singur procesor, dar, de asemenea, viteza de restul nodurilor de calculator, și chiar modalități de organizare a sistemului în ansamblu: este clar că un procesor excesiv de rapid va fi forțat să mers în gol permanent, de așteptare, de exemplu, memoria de lucru încet; Sau un alt exemplu - de multe ori pur și simplu creșterea cantității de memorie RAM oferă un efect mult mai mare decât înlocuirea procesorului mai rapid.

Ne întoarcem acum la o descriere a principalelor caracteristici de memorie de calculator.

O altă caracteristică importantă este timpul de acces la memorie sau viteza memoriei. Acest parametru este determinat de executarea operațiunilor de scriere sau citire a datelor; depinde de principiul de funcționare al tehnicilor de fabricație și elemente de stocare.

Lăsând la o parte o serie de alte caracteristici tehnologice ale dispozitivelor de stocare moderne nu poate, cu toate acestea, trec prin cipuri de memorie statice și dinamice ale dispozitivului. celula de memorie static - un circuit special semiconductor (inginerii numesc sa de declanșare) având două stări stabile. Una dintre ele este luat ca un zero logic, și un altul - pentru unul. aceste condiții sunt într-adevăr atât de robuste încât, în absența unor influențe externe (și, desigur, tensiunea de alimentare conectat!) pot fi stocate pe termen nelimitat. Celulele de memorie dinamice, în contrast, nu au această proprietate. Astfel de celule sunt de fapt un condensator format prin elementele cipuri semiconductoare. Cu o oarecare simplificare se poate spune că unitatea logică corespunde unui condensator încărcat și zero, - descărcate. O caracteristică esențială a celulelor dinamice de memorie este prezența descărcării treptate spontane a condensatorului prin circuitul extern, ceea ce duce la pierderea de informații. Pentru a evita acest lucru, condensatori sunt dinamice de memorie trebuie să fie reîncărcată periodic (acest proces se numește regenerare RAM). Ambele tipuri de cipuri de memorie concura cu succes cu ele, deoarece nici unul dintre ei este perfect. Pe de o parte, memoria statică este mult mai ușor de utilizat, deoarece Ea nu are nevoie de regenerare, și este aproape de viteza de chips-uri procesor. Pe de altă parte, are o cantitate mai mică de informații și o valoare mare (de fapt, producția de condensator este mult mai simplă decât circuitul de declanșare necesită pe placheta de siliciu mult mai puțin spațiu), se incalzeste mai puternic în timpul funcționării. În practică, în selectarea moment de chips-uri pentru a construi memoria RAM este întotdeauna rezolvată în favoarea heap. Cu toate acestea, memorie statică de mare viteză într-un PC modern este, de asemenea, trebuie să aibă: se numește cache.

În calculatoare moderne, cache-ul este de obicei construit pe un sistem de două niveluri. Cache-ul primar care este integrat direct în procesor, iar secundar este de obicei instalat pe placa de sistem. În ceea ce privește memoria RAM, crește cache sporește eficiența sistemului informatic.