Основные характеристики микропроцессора

 

l фирма-производитель;

lпоколение;

lколичество ядер;

lтактовая частота;

lсистема команд;

lдлина разрядной сетки;

lКЭШ-память…

Тактовая частота

Для соблюдения очередности действий в ПК используются синхронизирующие импульсы, которые называются тактовыми, а устройство, формирующее такие импульсы - тактовым генератором. За время каждого такта МП выполняет одну элементарную операцию, для выполнения команды требуется несколько тактов. Поэтому, чем выше тактовая частота, тем быстрее, при прочих равных условиях, МП выполняет операции, а, следовательно, и команды в целом. Каждый МП имеет максимальную расчетную тактовую частоту, измеряется в ГГц.

Система команд определяется множеством элементарных операций (команд), которые может выполнять компьютер.

Команды обеспечивают:

· выполнение арифметических и логических операций;

· пересылку данных;

· строчную обработку данных;

· передачу управления;

· управление микропроцессором и т.д.

Длина разрядной сетки (разрядность) или ширина данных. Разрядностью называют максимальное количество разрядов двоичного кода, которые могут обрабатываться одновременно (ее называют еще длиной слова). Чем больше, тем производительнее компьютер при прочих равных условиях. Например 64-битность будет влияет на производительность, если ее будет поддерживать как операционная система (например Windows XP 64-бит), так и соответствующие приложения.

Ещё одна характеристика процессора - это FSB - частота системной шины на материнской плате, то есть скорость передачи данных к/от процессора (сотни МГц)

Кэш-память - это устройство памяти, имеющее по сравнению с оперативной памятью (ОЗУ) относительно небольшой объем (обычно кило- или мегабайты) и предназначено для хранения наиболее часто используемых данных. Кэш-память располагается как бы между центральным процессором и оперативной памятью, поэтому компьютер, сначала обращается к ней и лишь затем, если нужные данные там отсутствуют, происходит обращение к ОЗУ. Кеш - это сверхбыстрая оперативная память, встроенная в процессор, которую он использует для хранения промежуточных расчётов, это промежуточный буфер с быстрым доступом. В связи с тем, что время доступа к "КЭШу" значительно меньше, чем к обычной памяти, а наиболее необходимые микропроцессору данные записываются именно в ней, среднее время поиска данных уменьшается, а значит, повышается быстродействие компьютера. Сейчас кэш-память конструктивно выполнена внутри микросхемы процессора и является его характеристикой, а раньше называлось сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ) и являлась частью оперативной памяти, но более "быстрой". Встроенной кэш-памятью («временной») сейчас оснащаются различные устройства: принтеры, накопители информации…

Количество ядер. Многоядерный процессор — центральный процессор, содержащий два и более вычислительных ядра на одном процессорном кристалле или в одном корпусе. В приложениях, оптимизированных под многопоточность, наблюдается прирост производительности на многоядерном процессоре. Однако, если приложение не оптимизировано, то оно не будет получать практически никакой выгоды от дополнительных ядер, а может даже выполняться медленнее, чем на процессоре с меньшим количеством ядер, но большей тактовой частотой. Это в основном старые приложения, либо приложения, которым многопоточность не нужна или невозможна.

Поколение (модель) процессора – отличия скоростью работы, архитектурой, исполнением… Так, при одинаковых тактовых частотах процессоры нового поколения будут работать быстрее, в связи с новыми системами команд-инструкций, оптимизирующих обработку некоторых видов информации…

Модификация. В каждом поколении имеются модификации, отли­чающиеся друг от друга назначением и ценой. Например, в се­мействе Pentium 4 можно выделить 3 модификации — старший, Xeon, работает на мощных серверах серьезных учреждений, средний - собственно Pentium 4, трудится на производительных настольных компьютерах, а Celeron служит для базовых моделей на до­машних компьютерах. Схожая ситуация — и в конкурирующем с Intel семействе процессоров AMD. Для дорогих настольных компьютеров и графических станций фирма предлагает процессоры Athlon, а для недо­рогих домашних ПК предназначен другой процессор — Duron.

Память

В зависимости от времени и характера доступа к информации и сроков ее хранения память ПЭВМ подразделяется на следующие виды:

1) - основную (внутреннюю) память, включающую:

a) постоянную память, или ROM (Read-only Memory);

b) оперативную память, или RAM (Random Access Memory);

2) - внешнюю память, включающую:

a) сменную;

b) несменную.

Основная память (ПЗУ+ОЗУ) - выполнена на интегральных микросхемах, размещенных на материнской плате.

Постоянная память ( или ПЗУ - постоянное запоминающее устройство) представляет собой специальную микросхему. Данные в ПЗУ вносятся специальным образом или “прожигаются”. Основное назначение этой памяти - поддержка процедур начальной загрузки при включении питания, хранятся различные настройки, в т.ч., даты и времени. ПЗУ компьютера выполняет различные тесты и проверки; загружает в оперативную память данные из системной области диска. В ПЗУ хранится BIOS (Basic Input/Output System) - Базовая Система Ввода-Вывода. Объем ПЗУ небольшой (сотни килобайт).

Оперативная память (оперативное запоминающее устройство - ОЗУ) предназначена для кратковременного хранения и оперативного изменения программ и данных, используемых во время работы. Это основная память, с которой работает пользователь. Она доступна как для чтения, так и для записи в течение сеанса работы. Однако, с выключением компьютера, информация в этой памяти разрушается. Поэтому программы и данные после окончания сеанса работы следует переписывать на внешнюю память. Часть оперативной памяти во время работы ПЭВМ занята системными программами, в частности модулями операционной системы, буферами устройств компьютера, другая часть доступна для пользовательских программ. Оперативная память имеет высокое быстродействие, но ограниченный объем (емкостью от 512 Мбайт и более, и может наращиваться). Все байты оперативной памяти пронумерованы. Чем больше быстродействие, тем выше производительность ПК. Увеличение объема оперативной памяти позволяет ускорить работу приложений. Помимо объема важной характеристикой памяти является частота ее работы (в Гц) или скорость обмена данными (MБ/с), которая зависит и от типа модуля памяти (DDR, DDRII, DDRIII… - отличаются и чипсетом (интерфейсным разъемом))

Рис. 1.5 – Оперативная память

Внешняя память служит для долговременного хранения программ, исходных данных и результатов. Имеет большой объем, но малое быстродействие.

Внешняя память подразделяется на:

а) не сменную память - на жестких магнитных дисках.

б) сменную

· на жестких магнитных дисках;

· на оптических дисках;

· на флэш-дисках (флэш-память)…

Устройства, реализующие функцию внешней памяти, называются накопителями информации. Накопители информации выполняются в виде законченных функциональных блоков, часто являются принадлежностью системного блока, но относятся к устройствам стандартной периферии поэтому, более подробно поговорим о них при рассмотрении периферийных устройств.