Skip to content

Keskusyksikkö (CPU)

30 de huhtikuu de 2021

keskusyksikkö (CPU) on tietokonekomponentti, joka on vastuussa suurimman osan muiden laitteiden ja ohjelmistojen komentojen tulkinnasta ja suorittamisesta.

Lifewire / Wenja Tang
Kaikenlaiset laitteet käyttävät prosessoria, mukaan lukien pöytätietokoneet, kannettavat tietokoneet ja taulutietokoneet, älypuhelimet ja jopa taulutelevisio. Intel ja AMD ovat kaksi suosituinta työasemien, kannettavien tietokoneiden ja palvelinten prosessorivalmistajaa, kun taas Apple, NVIDIA ja Qualcomm ovat suuria älypuhelinten ja tablettien suorittimien valmistajia. Saatat nähdä monia eri nimiä, joita käytetään suorittimen kuvaamiseen, mukaan lukien prosessori, tietokoneen prosessori, mikroprosessori, keskusyksikkö ja ”tietokoneen aivot”. Tietokonenäytöt tai kiintolevyt ovat joskus hyvin väärin kutsutaan CPU: ksi, mutta kyseisillä laitteistoilla on täysin erilaisia ​​tarkoituksia, eivätkä ne ole millään tavalla samaa kuin CPU.

Miltä CPU näyttää ja missä se sijaitsee

Moderni CPU on yleensä pieni ja neliömäinen, ja sen alaosassa on monia lyhyitä, pyöristettyjä, metallisia liittimiä. Joissakin vanhemmissa suorittimissa on nastat metallisten liittimien sijaan. Suoritin kiinnittyy suoraan emolevyn suorittimen ”liitäntään” (tai joskus ”paikkaan”). Suoritin asetetaan pistokkeeseen tappi alaspäin, ja pieni vipu auttaa prosessorin kiinnittämisessä. Jopa lyhyen ajan jälkeen modernit suorittimet voivat lämmetä hyvin. Tämän lämmön hajauttamiseksi on melkein aina tarpeen kiinnittää jäähdytyselementti ja tuuletin suoraan suorittimen päälle. Tyypillisesti nämä toimitetaan CPU-ostoksen mukana. Saatavana on myös muita kehittyneempiä jäähdytysvaihtoehtoja, mukaan lukien vesijäähdytyssarjat ja vaiheenvaihtoyksiköt. Kaikkien suorittimien pohjassa ei ole nastoja, mutta niissä nastat ovat helposti taivutettavissa. Ole varovainen käsitellessäsi, varsinkin kun asennat niitä emolevyyn.

Suorittimen kellonopeus

Prosessorin kellotaajuus on käskyjen määrä, jonka se voi käsitellä missä tahansa sekunnissa, mitattuna gigahertseinä (GHz). Esimerkiksi suorittimen kellotaajuus on 1 Hz, jos se pystyy käsittelemään yhden käskyn sekunnissa. Ekstrapoloimalla tämä todellisempaan esimerkkiin: CPU, jonka kellotaajuus on 3,0 GHz, voi käsitellä 3 miljardia käskyä sekunnissa.

CPU-ytimet

Jotkut laitteet käyttävät yhden ytimen prosessoria, kun taas toiset saattavat olla kaksiytimisiä (tai neliytimisiä jne.). Kahden rinnakkaisen prosessoriyksikön käyttäminen tarkoittaa, että CPU pystyy samanaikaisesti hallitsemaan kaksi kertaa ohjeet sekunnissa, mikä parantaa huomattavasti suorituskykyä. Jotkut suorittimet voivat virtualisoida kaksi ydintä jokaista käytettävissä olevaa fyysistä ydintä varten, tekniikkaa kutsutaan Hyper-Threadingiksi. Virtualisointi tarkoittaa, että CPU, jossa on vain neljä ydintä, voi toimia ikään kuin sillä olisi kahdeksan, ja ylimääräisiä virtuaalisia CPU-ytimiä kutsutaan erillisiksi langat. Fyysinen ytimet kuitenkin toimivat paremmin kuin virtuaalinen yhdet. Suoritin sallii, jotkut sovellukset voivat käyttää mitä kutsutaan monisäikeinen. Jos ketju ymmärretään yhtenä osana tietokoneprosessia, useiden säikeiden käyttö yhdessä prosessorin ytimessä tarkoittaa sitä, että useampia ohjeita voidaan ymmärtää ja käsitellä kerralla. Jotkut ohjelmistot voivat hyödyntää tätä ominaisuutta useammalla kuin yhdellä suorittimen ytimellä, mikä tarkoittaa sitä jopa lisää ohjeet voidaan käsitellä samanaikaisesti.

Esimerkki: Intel Core i3 vs. i5 vs. i7

Tarkemman esimerkin siitä, kuinka jotkut suorittimet ovat nopeampi kuin toiset, katsotaanpa, kuinka Intel on kehittänyt prosessoreitaan. Aivan kuten luultavasti epäilet heidän nimeämistään, Intel Core i7 -piirit toimivat paremmin kuin i5-sirut, jotka toimivat paremmin kuin i3-sirut. Miksi joku toimii paremmin tai huonommin kuin muut, on hieman monimutkaisempi, mutta silti melko helppo ymmärtää. Intel Core i3 -prosessorit ovat kaksiytimisiä prosessoreita, kun taas i5- ja i7-sirut ovat neliytimisiä. Turbo Boost on i5- ja i7-sirujen ominaisuus, jonka avulla prosessori voi nostaa kellonopeuttaan perusnopeudensa jälkeen, kuten 3,0 GHz: stä 3,5 GHz: iin, aina kun sitä tarvitaan. Intel Core i3 -piireillä ei ole tätä ominaisuutta. K-kirjaimella päättyvät prosessorimallit voidaan ylikellottaa, mikä tarkoittaa, että tätä ylimääräistä kellotaajuutta voidaan pakottaa ja käyttää koko ajan; Lue lisää miksi ylikellotit tietokonetta. Hyper-Threading-ominaisuuden avulla kaksi ketjua voidaan käsitellä kutakin CPU-ydintä kohden. Tämä tarkoittaa, että i3-prosessorit, joissa on Hyper-Threading, tukevat vain neljää samanaikaista ketjua (koska ne ovat kaksiytimisiä prosessoreita). Intel Core i5 -prosessorit eivät tue Hyper-Threadingia, mikä tarkoittaa, että myös he voivat työskennellä neljän langan kanssa samanaikaisesti. i7-prosessorit tukevat kuitenkin tätä tekniikkaa, ja siksi (neliydinsä) voivat käsitellä 8 säiettä samanaikaisesti. Laitteille, joilla ei ole jatkuvaa virransyöttöä (akkukäyttöiset tuotteet, kuten älypuhelimet, tabletit jne.), Ovat ominaisia ​​tehorajoitukset, koska niiden prosessorit eroavat työpöydästä riippumatta Keskusyksiköt siinä mielessä, että niiden on löydettävä tasapaino suorituskyvyn ja virrankulutuksen välillä.

Lisätietoja suorittimista

Kellonopeus eikä yksinkertaisesti suorittimen ytimien lukumäärä eivät ole ainoa tekijä, joka määrittää, onko yksi suorittimista ”parempi” kuin toinen. Usein se riippuu eniten tietokoneessa toimivien ohjelmistojen tyypistä – toisin sanoen CPU: ta käyttävistä sovelluksista. Yhdellä suorittimella voi olla matala kellotaajuus, mutta se on neliytiminen prosessori, kun taas toisella on korkea kellotaajuus, mutta se on vain kaksiytiminen prosessori. Päätös siitä, mikä suoritin olisi parempi kuin toinen, riippuu jälleen täysin siitä, mihin prosessoria käytetään. Esimerkiksi prosessoria vaativa videonmuokkausohjelma, joka toimii parhaiten useiden suorittimen ytimien kanssa, toimii paremmin moniytimisessä prosessorissa, jolla on alhainen kellotaajuus kuin yhden ytimen prosessorilla, jolla on suuri kellonopeus. Kaikki ohjelmistot, pelit ja niin edelleen eivät voi edes hyödyntää useampaa kuin yhtä tai kahta ydintä, mikä tekee käytettävissä olevista suorittimen ytimistä melko hyödyttömiä. Toinen suorittimen komponentti on kätkö. Suorittimen välimuisti on kuin väliaikainen säilytyspaikka yleisesti käytetyille tiedoille. Sen sijaan, että tarvitsisit näiden kohteiden hajasaantimuistin, CPU määrittää, mitä tietoja näytät käyttävän, oletetaan, että haluat pitää käyttää sitä ja tallentaa sen välimuistiin. Välimuisti on nopeampi kuin RAM-muistin käyttö, koska se on prosessorin fyysinen osa; enemmän välimuistia tarkoittaa enemmän tilaa tällaisten tietojen säilyttämiseen. Se, pystyykö tietokoneellasi suorittamaan 32- tai 64-bittistä käyttöjärjestelmää, riippuu keskusyksikön käsittelemien datayksiköiden koosta. Enemmän muistia voidaan käyttää kerralla ja suurempina paloina 64-bittisellä prosessorilla kuin 32-bittinen, minkä vuoksi 64-bittisillä käyttöjärjestelmillä ja sovelluksilla ei voi toimia 32-bittisellä prosessorilla. Näet tietokoneen suorittimen yksityiskohdat sekä muut laitteistotiedot useimmilla ilmaisilla järjestelmätietotyökaluilla. Kaupallisissa tietokoneissa saatavilla olevien vakioprosessorien lisäksi kvanttiprosessoreita kehitetään kvanttitietokoneille kvanttimekaniikan taustatieteen avulla. Jokainen emolevy tukee vain tiettyä prosessorityyppejä, joten tarkista aina emolevyn valmistajalta ennen ostoksen tekemistä.