Процессор

Появление процессора ознаменовало новый этап в развитии вычислительной техники – появление компьютеров 4-го поколения. Представляет он из себя кристалл кремния, на который нанесены проводники и транзисторы. Кристалл кремния обладает большим сопротивлением, поэтому токи, возникающие в этих проводниках, мало воздействуют на соседние проводники.

Любое арифметическое действие – это не что иное, как результат работы электронной схемы. То есть все то, что мы видим на экране монитора, результат двоичной арифметики, реализованной в процессоре.

В процессоре выделяют:

· Ядро процессора – в нем происходит обработка всех поступающих данных;

· Математический сопроцессор – блок для математических вычислений;

· Шина данных – магистраль для обмена данными;

· Кэш-память – буферная память для мгновенного хранения данных.

У процессора имеются следующие характеристики:

· Тактовая частота – количество элементарных операций, которое выполняет процессор в единицу времени (обычно за 1 с.). Тактовая частота, как и частота вообще, измеряется в герцах. Вплоть до 2006 года действовал т.н. закон Гордона Мура, согласно которому каждые полтора года тактовая частота процессора должна возрасти вдвое. Но возникла такая ситуация, когда тактовую частоту уже физически нельзя увеличить.

· Разрядность процессора – длина машинного слова, то есть количество сигналов, обрабатываемая процессором за один такт. Таким образом, процессор за один такт принять и обработать целиком одну команду.

Начиная с 2006 года, все процессоры являются 64-х разрядными. Лидерами на рынке процессоров являются 2 фирмы: Intel и AMD. Эти две фирмы постоянно конкурируют между собой, поэтому нельзя сказать однозначно, какой из процессоров лучше. Говорят, что процессоры AMD работают быстрее, но они быстрее греются, поэтому процессоры Intel считаются более надежными. Фирмам постоянно приходится вносить инновации, чтобы привлекать интерес к своей продукции. Именно поэтому в 2003 году фирма AMD выпустила 64-х разрядный процессор Athlon-64, хотя в то время он не давал никакого прироста в производительности, потому что все операционные системы были еще 32-разрядными. 32-разрядное ПО не поставляет процессору 64-разрядное машинное слово, поэтому из всех преимуществ данного процессора остается только более высокая цифра. Ситуация изменилась только после появления операционных систем Windows XP-64bit и Windows Vista.

· Количество ядер – на сегодняшний день является самым главным показателем. Характеризует количество ядер, выращенных на одном кристалле кремния.

· Размер кэш - памяти. Как уже было сказано раннее, скорость работы процессора выше скорости работы материнской платы (частота процессора равна частоте шины, умноженной на некоторый коэффициент). Поэтому целесообразно сначала накопить данные в специальной памяти, а затем их «слить» в один поток на обработку процессору. Кэш-память современных процессоров имеет 2 уровня. Кэш-память первого уровня достигает размеров до 128 кб и предназначена для хранения операндов (переменных) при мгновенных вычислениях. Например, при команде