|
3.4 Устройство персонального компьютера
Компоненты компьютера можно разделить на устройства, которые вы-
полняют определенные функции (рис. 3.14).
Рис. 3.14 – Компоненты компьютера
Персональный компьютер с технической точки зрения можно определить
как единую систему, представляющую собой набор сменных компонентов, со-
73
единенных между собой стандартными интерфейсами. Компонентом здесь вы-
ступает отдельный узел (устройство), выполняющий определенную функцию в
составе системы.
Интерфейсом
называют стандарт присоединения компонентов к системе.
В качестве такового служат разъемы, наборы микросхем, генерирующих стан-
дартные сигналы, стандартный программный код. В компьютерной индустрии
существует набор однотипных компонентов с разными функциональными воз-
можностями, включаемых в систему по единому интерфейсу. Полное описание
набора и характеристик устройств, составляющих данных компьютер, называ-
ется
конфигурацией ПК
.
3.4.1 Центральный процессор
Центральный процессор
(
CPU
, от англ.
Central Processing Unit
) – это ос-
новной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифметические и
логические операции, заданные программой, управляет вычислительным про-
цессом и координирует работу всех устройств компьютера. Можно сказать, что
процессор – «мозг» каждого компьютера.
Физически процессор представляет собой интегральную схему – тонкую
пластинку кристаллического кремния прямоугольной формы площадью всего
несколько квадратных миллиметров, на которой размещены схемы, реализую-
щие все функции процессора. Кристалл-пластинка обычно помещается в
пластмассовый или керамический плоский корпус и соединяется золотыми
проводками с металлическими штырьками, чтобы его можно было присоеди-
нить к системной плате компьютера (рис. 3.15).
Рис. 3.15 – Процессор
Во время работы из-за использования больших тактовых частот процес-
сор сильно нагревается, поэтому необходимо его охлаждать. Для эффективного
охлаждения процессора в комплекте с ним поставляются вентилятор и радиа-
74
тор. Радиатор представляет собой металлическую пластину (из меди или алю-
миния) с лопастями, благодаря которым повышается его площадь и соответ-
ственно теплоотдача. На радиатор крепится вентилятор, увеличивая охлажде-
ние процессора.
На сегодняшний день самыми распространенными производителями про-
цессоров являются фирмы Intel и AMD.
Основные характеристики центрального процессора:
•
количество ядер;
•
тактовая частота;
•
энергопотребление;
•
разрядность обрабатываемых данных;
•
объем кэш.
Остановимся на некоторых характеристиках центрального процессора.
Количество ядер процессора.
Эта характеристика появилась в 2005 году,
когда фирмы Intel и AMD выпустили первые двухядерные процессоры архитек-
туры х86. Хотя нужно отметить, что первый процессор с двумя ядрами был вы-
пущен фирмой IBM (Power4) в 2001 году, но он использовался для серверов.
Увеличение количества ядер позволяет повысить производительность компью-
тера. Осуществляется это за счет того, что выполняемые задачи разбиваются на
несколько потоков. Система отправляет каждый поток на отдельное ядро. Не-
сколько потоков выполняются одновременно, т. е. реализован принцип много-
поточности. Правда, есть одно «но». Программа может не поддерживать режим
многоядерности.
Существуют различные технологии, которые позволяют на двухядерном
процессоре, например, обрабатывать четыре потока одновременно (т. е. опера-
ционная система видит четыре логических ядра вместо двух физических). По-
этому при выборе процессора вместе с количеством ядер нужно обращать вни-
мание на количество обрабатываемых потоков.
Тактовая частота процессора
представляет собой количество вычисле-
ний, которые может совершать в секунду процессор. Она пропорциональна
значению частоты шины и измеряется в Герцах (Гц).
Кэш память
. Сверхбыстрая энергозависимая память. Позволяет процес-
сору быстро получить доступ к данным, которые используются наиболее часто.
Различают до трех уровней кэш-памяти (рис. 3.16). Наиболее быстрый и
наименьшего размера – это кэш первого уровня (L1). Она является буфером
75
между процессором и кэш-памятью второго уровня (L2). Измеряется десятками
килобайт. У каждого ядра своя кэш-память первого и второго уровней.
Кэш-память третьего уровня (L3) самая медленная, но всё равно намного
быстрее, чем оперативная память. В отличие от других уровней является общей
для всего процессора. Объём кэш L3 может достигать десятков Мбайт.
Рис. 3.16 – Распределение кэш-памяти в процессоре Core i7-5960X
Do'stlaringiz bilan baham: |
