Processortyper och hastigheter

Mikroprocessorn är komponenten i den persondator som utför den faktiska behandlingen av data. Det är en central processorenhet (CPU) som passar in i en mikrochip och har en mycket komplex kopplingskrets som utför enkla instruktioner mycket snabbt.

Mikroprocessorns integrerade kretspaket innehåller ett kiselchip som innehåller miljoner transistorer och andra komponenter tillverkade av detta material. Eftersom chipets transistorer är mycket små, kan till och med en liten mängd högspänningsström (som statisk elektricitet) förstöra ett chip.

Av denna anledning måste alla storskaliga integrerade kretsar hanteras på ett sätt som minimerar risken för statisk elektrisk chock.

Med så många kretsar som lagras i ett så litet område producerar mikrochiperna mycket värme och kräver kylsystem för att förhindra att chipet överhettas. På datorns moderkort täcks CPU-chipet av ett stort, finnat metall kylfläns för att låta luftflödet från kylfläktarna ta bort värmen.

I allmänhet kan vi säga att en mikroprocessor är en CPU integrerad i ett litet kiselchip som består av tusentals små komponenter som dioder, transistorer och motstånd, som fungerar tillsammans.

Processortyper

Både Intel och AMD tillverkar processorer för en mängd olika system. Intel tillverkar processorerna Core, Pentium, Atom och Celeron för stationära datorer, medan vi på andra sidan hittar AMD Athlon, Sempron och Ryzen-processorer.

Varje processor som tillverkas av Intel eller AMD har specifika funktioner och levererar specifika system, t.ex. datorer eller arbetsstationer på ett kontor. Varje processor anpassar sig till en specifik dator, vare sig den är monterad, byggd från grunden eller uppdaterad.

Den CPU som oftast används i datorer tillverkas av Intel. Sedan IBM valde Intel 8088-chipet för den ursprungliga IBM-datorn har de flesta PC-kloner använt någon av Intel-seriens CPU: er.

Apples Macintosh-datorserie använde ursprungligen Motorola 68000-serien av mikroprocessorer. Men Motorola-CPU: er använder en annan uppsättning instruktioner än Intel-processorer, så det är inte lätt att köra PC-programvara på en Mac och vice versa (men att överföra datafiler är inga problem.)

Olika typer av mikroprocessorer förklaras nedan.

8085 mikroprocessor

Bild via Wikipedia

8085 mikroprocessorn designades av Intel 1977 med hjälp av NMOS-teknik.

Konfigurationerna av denna mikroprocessor är 8-bitars databussen, 16-bitars adressbussen, som kan adressera upp till 64 kb, 16-bitars räknare och stapelpekare (SP). Sexbitsregistrerna är arrangerade i paret BC, DE och HL. Mikroprocessorn 8085 kräver en 5 volt strömförsörjning.

8086 mikroprocessor

Bild via wikipedia

Denna mikroprocessor designades också av Intel. Det är en 16-bitars processor med 20 adressbusslinjer och 16 datalinjer med 1 MB lagring. Mikroprocessorn 8086 består av en kraftfull uppsättning instruktioner, vilket gör att funktioner som multiplikation och delning enkelt kan utföras.

Mikroprocessorn 8086 har två driftsätt, som är det maximala läget och det minsta driftsläget. Det maximala driftsläget används för systemet som har flera processorer. Minsta driftsläge används för systemet som har en enda processor. Egenskaperna hos denna mikroprocessor förklaras nedan.

Funktioner i 8086-mikroprocessorn

De viktigaste egenskaperna hos mikroprocessorn är följande:

För att förbättra denna mikroprocessors prestanda finns det två processer i rör som är i fasen att få och utföra instruktioner. Hämtningscykeln kan överföra data i 6 byte av instruktioner och lagras i en rad. Utföringssteget är ansvarigt för att starta instruktioner. 8086-mikroprocessorn består av 2900 transistorer och har 256 vektoriserade avbrott.

Klockhastighet i en mikroprocessor

Klockhastigheten mäts i cykelnheter per sekund, som kallas Hertz (Hz). Datorkort och CPU: er fungerar med hastigheter på miljoner och miljarder hertz, megahertz (MHz) och gigahertz (GHz).

Intel- och AMD-processorer använder olika interna konstruktioner, så att till exempel jämföra en 2, 4 GHz AMD-processor med en 3, 0 GHz AMD-processor indikerar att 3, 0 GHz AMD-processorn kör snabbare; Men att jämföra två 2, 4 GHz-processorer tillverkade av AMD och Intel visar inte vilken som fungerar snabbare.

För att fungera delar processorn upp en uppgift i flera steg. Vanligtvis kör Intel-processorer fler steg och gör därför mer arbete och tar längre tid än AMD-processorer för att slutföra uppgifter.

De digitala chips på ett moderkort hålls synkroniserade med varandra genom klocksignalen (en sekvens av pulser) på moderkortet.

Du kan tänka på det som en "hjärtslag" för datorn. Ju snabbare klockan klickar, desto snabbare kommer datorn att köra; men klockan kan inte springa snabbare än chipsens hastighet, eftersom de i detta fall kommer att misslyckas.

När chipstekniken har förbättrats har hastigheten med vilken chips kan köras accelererat. CPU körs snabbare än resten av moderkortet (som synkroniseras med en bråkdel av CPU-hastigheten).

Öka hastigheten

Men när du söker efter en processor på marknaden finns det en lista över saker att tänka på. Traditionellt sett är det enda de flesta konsumenterna ser på Gigahertz- kraften.

Många av dessa människor vet förmodligen inte ens vad det betyder (det är antalet klockcykler som en processor slutför på en sekund, i miljarder), men det är en enkel sak att jämföra.

De senaste åren har medfört en ytterligare funktion: boosthastigheten. De flesta grafik- och behandlingsenheter har nu en klockhastighet och en "boost-hastighet". Intel kallar denna Turbo Boost; AMD kallar det Boost Clock.

Denna nya mikroprocessorteknologi förbättrar automatiskt prestandan och ökar hastigheten på kärnorna och ger därmed bättre effektivitet.

Mikroprocessorklassificering

I princip accepteras 5 klassificeringar av mikroprocessorer:

CISC

Beställningar kan utföras i samband med andra aktiviteter på låg nivå. Den utför huvudsakligen uppgiften att ladda upp, ladda ner och återställa data till och från minneskortet. Förutom detta gör det också komplexa matematiska beräkningar inom ett enda kommando.

Denna processor är utformad för att minimera antalet instruktioner per program och ignorera antalet cykler per instruktioner. Kompilatorn används för att översätta ett högnivåspråk till monteringsnivå, eftersom kodens längd är relativt kort och ytterligare RAM används för att lagra instruktionerna.

CISC-processorarkitektur

Det är utformat för att sänka kostnaden för minne, eftersom mer lagring krävs i stora program, vilket resulterar i en högre minneskostnad. För att överskrida detta antal instruktioner per program kan du minska antalet instruktioner genom att integrera operationerna i en enda instruktion.

CISC-processorfunktioner

Denna processor består av olika adresseringslägen:

Det har ett stort antal instruktioner Det tar flera cykler för att utföra en instruktion Instruktions kodningslogiken är komplex Flera adresseringslägen när en instruktion krävs

RISC

RISC är en förkortad dator med reducerad instruktionsuppsättning och är utformad för att reducera körningstiden genom att förenkla datorns instruktionsuppsättning.

Dessa typer av chips tillverkas baserat på den funktion där mikroprocessorn kan utföra små uppgifter inom ett visst kommando. På detta sätt kan du utföra fler kommandon med snabbare hastighet.

I mikroprocessorn kräver varje uppsättning instruktioner endast en klockcykel för att implementera resultatet i en enhetlig körtid. Därför minskar det effektiviteten för fler kodlinjer, så det kräver ytterligare RAM för att lagra instruktionerna. Kompilatorn används för att konvertera språkinstruktionen på hög nivå till ett datorspråk.

RISC-processorarkitektur

Denna typ av processor används för den mycket optimerade instruktionsuppsättningen, och RISC-processorapplikationer är för bärbara enheter på grund av deras energieffektivitet. Egenskaperna hos denna processor förklaras nedan.

RISC-processorfunktioner

Några av de viktigaste och viktiga funktionerna i RISC-processorn är följande:

Det finns enkla instruktioner i RISC-processorn Består av antalet register och färre transistorer Läs- och lagringsinstruktioner används för att komma åt minnesplatsen. Denna processor har en cykeltid

superskalär

Detta är en processor som kopierar hårdvaran till mikroprocessorn för att utföra flera uppgifter samtidigt. De kan användas för aritmetik och som multiplikatorer. De har flera styrenheter och utför därför mer än ett kommando, och ger ständigt många instruktioner till överflödiga operativsystem i processorn.

ASIC

Det används för specifika syften snarare än för allmänna ändamål. I början använde ASICs dörrmatristeknologi. Moderna ASIC: er har ofta 32-bitars processorer, Flash, RAM-block, ROM, EEPROM, liksom andra typer av moduler.

DSP (digital signalprocessor)

De används för att koda och avkoda videor eller för att konvertera digitala videor till analoga och analoga till digitala. De behöver en mikroprocessor som är utmärkt vid matematiska beräkningar. Chipsen i denna processor används i sonar, radar, hemmabioljudutrustning, mobiltelefoner och tv-apparater.

Vi rekommenderar att du läser hur du väljer en processor snabbt och enkelt

De komponenter som krävs för denna processor är ett programmerat minne, dataminne, ingång / utgång och en datormotor. Denna processor är utformad för att behandla den analoga signalen digitalt. Denna process utförs med jämna mellanrum och omvandlar spänningen till digital form.

Tillämpningarna för denna processor är produktion av ljud och musik, bearbetning av videosignaler och acceleration av 2D- och 3D-grafik. Exemplet med denna processor är TMS320C40.

Specialprocessorer

Specialprocessorer är utformade för vissa specialprocessorer och några av dem förklaras nedan.

hjälpprocessor

Den kan hantera den praktiska funktionen många gånger snabbare än vanliga mikroprocessorer. Exemplet med coprocessorn är den matematiska coprocessorn, och några av dem är 8087, som används med 8086; 80287, som används med 80286; och 80387, som används med 80386.

Ingångs- / utgångsprocessor

Denna processor har sitt eget lokala minne. Den används för att styra I / O-enheter med CPU: s deltagande. Exempel på ingångs- / utgångsprocessor är DMA-kontroll, tangentbord- och muskontroll, grafisk visningskontroll och SCSI-portkontroll.

transputer

Denna processor har också ett eget lokalt minne och har också länkar för att ansluta en sändare till en annan för kommunikation mellan processorer.

Transputern används för det enda processorsystemet eller kan anslutas till externa länkar för att minska byggkostnaderna och öka prestandan. Några exempel på denna processor är flytande punktprocessorer som T800, T805 och T9000.

Är hastigheten viktig?

Varje faktor är viktig och hastigheten skulle inte göra mindre. Men vi kan inte jämföra hastigheten (GHz eller MHz) mellan olika arkitekturer. Det är ett misstag att jämföra en Pentium 4 på 2, 8 GHz med en Pentium de senaste åren på samma frekvens. Det evolutionära språnget i IPC (instruktioner per cykel) är avgrund.

Det mest korrekta är att klassificera varje processor efter sin kategori. Vi kan också hitta fall som på grund av att du har en "tuff budget" utrustar din dator med en låg slutprocessor och fortsätter att dra med den tills du uppgraderar till en högre en.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Processorer med denna hastighet är idealiska för grundläggande dagliga aktiviteter, till exempel: e-post, webbläsning, kontorssvit och till och med bra prestanda som media / HTPC-centra. När det gäller Pentiums kan Ryzen 3 och APU ge en bra prestanda som spelas i 720p eller 1080 upplösning om det är utrustat med ett anständigt grafikkort.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 Quad Core

Detta hastighetsintervall passar perfekt för webbläsning, arbetar med e-post, kör affärsprogram som patienthanteringssystem och multitasking i allmänhet. Denna kategori fungerar bra för den genomsnittliga kontordatorn eller användare som inte vill spendera mycket pengar på sin Gaming PC men vill uppgradera sin dator i framtiden.

För närvarande har åttonde generationen Intel Core i3 fyra kärnor som ger oss ett plus av prestanda (jämfört med den sjunde generationen) och kan ge oss många glädjeämnen med en 3 eller 6 GB Nvidia GTX 1050 Ti eller GTX 1060. Också intressant är fyrkärnan AMD Ryzen 5 1400 som fungerar mycket bra som en 4 × 4-processor. Medan AMD Ryzen 5 1600 / 1600X är perfekta för spel och streaming, eftersom det inte är särskilt svårt att överklocka dem på 3, 9 eller 4 GHz.

Intel Core i5 / Intel Core i7 och AMD Ryzen 7

Inom mainstream-plattformen finns toppen av sortimentet. Om du behöver en superkraftig dator, perfekt för att spela med högsta krav, arbeta med superkraftiga databaser och multimediaredigering, måste du ha en dator med hög prestanda. Personligen ger 8: e generationen Intel Core i7 och AMD Ryzen 7-serien (med 3, 8 eller 4 GHz överklocka) brutala prestanda för spel och arbete.

Utan tvekan är de ett bra alternativ för en entusiastisk plattform som Intel Core i9 eller AMD Threadripper med mycket högre belopp. Med detta avslutar vi vår artikel om alla detaljer du bör veta om processorer. Bland dem de typer som finns och hastigheterna?