Principalele caracteristici ale CPU - studopediya

Capacitatea CPU este determinată de următoarele caracteristici principale:

· Gradul de integrare sau a tehnologiei de producție legate în mod direct;

· Capacitatea interioară și exterioară a datelor prelucrate;

· Frecvența de ceas a procesorului;

· Volumul fiecărui tip de cache;

· Sprijinit de frecvență de autobuz de sistem;

· Tipuri de RAM;

· Arhitecturi și tehnologii utilizate;

· Tensiunea de alimentare și consumul de energie;

Gradul de integrare a tuturor circuitelor, inclusiv CPU, arată cât de multe tranzistori poate încăpea în ea (așa cum se arată în secțiunea 1.3.3.1, pentru procesoarele Intel, această caracteristică a schimbat de la zeci de mii la sute de milioane de tranzistori). Tehnici de producție pentru același procesor a variat de la 3 microni (3 * 10 -6 metri) în Intel 4004 la 45 nanometri (45 x 10 -9 metri), cele mai noi modele de procesoare Intel.

Una dintre caracteristicile de bază ale procesorului este numărul de biți-Thoroe poate procesa simultan - lungimea cuvântul intern. procesoare Pentium au o lungime cuvânt intern este de 32, iar procesoarele Itanium și procesor Sun UltraSPARC și lățimea internă Power PC este 64. bit procesor extern este determinată de lungimea cuvântului de magistrala de sistem 64 și este în familia Pentium de procesoare, și procesoare Itanium - 128.

Cele mai importante caracteristici ale procesorului sunt ceas și frecvența de ceas dependente de procesor, de asemenea, numit ciclul de ceas sau ciclu mașină. În timpul ciclului mașinii se efectuează una sau mai multe micro-procesor operațiuni. Ciclul mai scurt mașină, performanța procesorului superior, exprimată prin numărul de instrucțiuni executate (operațiuni) pe unitatea de timp. Amploarea ciclurilor motorului tipic 10-100 nanosecunde, precum și frecvența de ceas pentru procesoare pe 64 de biți a depășit 1,4 GHz, iar pentru 32 de biți - 3 GHz.

performanța procesorului, așa cum sa menționat deja, nu depinde numai de frecvența de ceas, dar, de asemenea, numărul de instrucțiuni executate pe ciclu de ceas. performanța procesorului este de obicei definit în MIPS (milioane de instrucțiuni pe secundă - milioane de operații pe secundă). Cu toate acestea, pentru a măsura această caracteristică separat pentru procesorul este foarte dificil, de aceea este de obicei măsurată prin performanța întregului calculator. Există o mulțime de programe de testare (valori de referință), pentru a verifica performanța computerului, de obicei, să verifice performanța grupurilor individuale de comenzi (de exemplu, SPECint și testul SPECfp pentru a verifica performanțele computerului pentru echipele de a lucra cu numere întregi sau numere reale cu virgulă) sau pentru anumite clase de probleme (de exemplu, SPECweb de testare pentru programele de lucru cu Internet). Atunci când alegeți un procesor în ceea ce privește performanța, ar trebui să țină cont de faptul că producătorii de plumb, de regulă, rezultatele acestor teste, în care procesorul lor a prezentat cele mai bune rezultate, dar computerul poate, în primul rând, să fie efectuate nu aceleași clase de probleme pentru care aceste rezultate obținut, și, în al doilea rând, asupra performanței computerului decât CPU poate avea o influență semnificativă și a altor dispozitive (în special RAM) și utilizat de către sistemul de operare.

Un impact semnificativ asupra performanței procesorului are un număr de nivele ierarhice de cache și memoria cache a fiecărui nivel.

Astfel, volumul de cache cele mai noi modele de procesoare Intel: L1 - (8-16 Kbytes pentru instrucțiuni și date), L2 - 1-12 MB, L3 - 2-16 MB (există unele modele de procesoare).

Sprijinit de frecvență bus de sistem (unele procesoare suporta frecvențe multiple) determină rata de transfer de date între procesor și alte dispozitive (în principal RAM). utilizate în mod curent de frecvență - 1066-1600 MHz.

Cu magistrala de sistem se conectează procesorul la un (RAM) memorie internă. Tipuri de memorie utilizate în cele mai noi modele de procesoare Intel sunt SDRAM DDR 2 și 3 DDR SDRAM (a se vedea. Secțiunea următoare).

Se folosește o caracteristică esențială a setului de instrucțiuni procesorului. Modelele mai vechi de procesoare Intel suporta un set de IA-32 de echipe, și noi procesoare pe 32 de biți - comenzi Intel 64. procesoare Itanium susține un set de IA-64 instrucțiuni.

Pentru fiecare procesor este definit ca un set de ele arhitecturi și tehnologii sprijinite. Modelele mai vechi de procesoare Intel Pentium susține arhitectura NetBurst și (unele) tehnologie HTT și modele noi - arhitectura Intel 64. procesoarele multi-core pe 32 de biți sprijini Intel Core și tehnologie multi-core și procesoare Itanium sprijini IA-64 arhitectura și tehnologie Multi-Core (core). Toate procesoarele puternice Intel proiectate pentru servere care suporta tehnologia de virtualizare Intel. arhitectura Intel Atom acceptă numai familia Atom de procesoare.

Tensiunea de alimentare și consumul de energie sunt esențiale pentru modele de procesoare pentru laptop-uri, deoarece acestea determina timpul de viață a bateriei calculatorului (-baterie). Astfel, diverse modele din familia Intel Atom funcționează la o tensiune de alimentare de la 0,75 până la 1,6 volți, iar consumul de energie este în intervalul 0,65-2,5 Watt. Pentru Pentium M tensiune de modele de alimentare se află în intervalul 1-1.4 Volt, iar consumul de energie - în intervalul de 4-24,5 wați.

de multe ori nu este specificat în tensiunea de alimentare calculatoare desktop caracteristici de putere și consumul de energie nu sunt caracteristici ca esențiale. Cu toate acestea, valorile mai mici ale acestor caracteristici, căldurile inferioare procesorul și mai puțină energie este necesară pentru răcire. De exemplu, modelele de tehnologii Intel Core au tensiunea de alimentare de la 1 până la 1,3 volți, iar consumul de energie este în intervalul 5,5-35 wați. model cu o Itanium de alimentare cu energie de joasă tensiune (1,5 volți) consumă 62 wați.

Pentru a reduce consumul de energie în timpul inactivității sale procesorul este utilizat un așa-numit modul „sleep“ la o tensiune de alimentare redusă.

Începând cu procesoare Intel80486, datorită consumului crescut de putere CPU, pentru ei a devenit sistem de răcire necesar, sub forma unui ventilator prevăzut cu plăci speciale cu nervuri pentru a îmbunătăți disiparea căldurii. Procesorul este livrat fără ventilator (în acest caz, ventilatorul este vândut separat), și împreună cu ventilatorul - așa-numita „cutie» opțiune (cutie) de livrare. Cele mai recente modele de procesoare au un sistem de monitorizare a temperaturii si reglarea acestuia.

Unitatea centrală de procesare este conectată la magistrala de sistem și circuitul de alimentare al plăcii de bază.

De obicei, procesorul este introdus în priză placa de baza cu ajutorul conectorului multi-pini (vezi. Fig. 1.3.14). Deci, conectați Pentium 4, Itanium, AMD si VIA. De exemplu, utilizate pentru a conecta Pentium socket 478 pini (Socket 478), cu o pârghie specială de strângere, oferind o fixare rigidă a procesorului în soclu și soclu 611 pini folosit pentru conectarea Itanium.