Важнейшие параметры процессоров

1. Тактовая частота. Это самый главный параметр. Чем выше частота тактов, с которой работает процессор, тем больше команд он может исполнить в еди­ницу времени, тем выше его производительность. Как уже говорилось, все процессы в компьютере занимают определенное количество тактов, и чем выше задаваемая тактовая частота, тем быстрее работает компьютер. Генератор тактовой частоты дает чуть более 1 гигагерца, а в процессоре можно провести внутреннее умножение частоты на коэффициент примерно 3,5 (поскольку он меньше по размерам, чем материнская плата). Получается максимум 3,6 Ггц.

Много это или мало? Население Земли составляет примерно 7 миллиардов человек, можно сказать, 7 гигачеловек. Таким образом, за две секунды современный процессор производит количество операций, превышающее население Земли. Вот откуда происходят многие великолепные возможности современной компьютерной техники!

За 30 лет, прошедших с момента изобретения процессоров их производительность сильно выросла. В 1981 году процессоры х86 могли работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сегодня рабочие частоты про­цессоров достигают 3,6 Ггц. Это рост примерно в 1000 раз.

К сожалению, как уже говорилось, дальнейший рост производительности невозможен: его ограничивает скорость света. Но определенная возможность роста найдена. Сейчас ПК все больше переходят на архитектуры с двумя и более процессорами, с проведением параллельных вычислений. Одну часть работы делает один процессор, другую часть – в то же время другой. Потом результаты объединяются. В результате скорость обработки получается выше, чем на одном процессоре.

2. Разрядность процессора. Показывает, сколько бит данных по параллельной шине он может принять и обра­ботать в своих регистрах за один такт.

Первые процессоры были 16-разрядными. То есть, к ним подходило 16 параллельных коммуникаций, и они могли за один такт обработать 16 бит данных. Затем перешли на 32-разрядную архитектуру. Сейчас же большинство компьютеров выпускаются с 64-разрядной шиной данных. То есть, произошел 4-х кратный рост только за счет повышения разрядности.

3. Кэш-память.

Это сверхоперативная память, недоступная пользователю и находящаяся внутри процессора (слово cache, означает тайник). Основная задача кэш-памяти – умень­шить количество обращений к оперативной памяти, потому что обмен данными внутри процессора происходит в несколько раз быстрее, чем обмен с другими устройствами, в том числе и с оперативной памятью.^[5] Когда процессору нужны данные, он сначала обращается в кэш-память, и если там нужных данных нет, происходит его обращение в оперативную память. Удачное обращение в кэш-память называют «попаданием в кэш».

Нередко кэш-память распределяют по двум и более уровням. Каждый уровень имеет больший объем и расположен дальше от ядра процессора. Кэш-память третьего уровня располагается уже вне процессора, ее объем на порядок больше, чем у кэш первого уровня.