Все о центральном процессоре компьютера: состав, устройство, предназначение

 Автор:  Иван Полетаев

 Время чтения: 2 минуты

Содержание

	Что такое CPU
	Схема работы процессора
	Главные критерии выбора ЦП
	Причины неисправности и ремонт

При выборе компьютера всегда особое внимание уделяют центральному процессору, который еще называют CPU. Этот компонент даже важнее материнской платы, видеоадаптера и блока питания, поскольку перечисленные компоненты в той или иной мере подбирают под конкретный CPU. Что же представляет собой процессор ПК?

Что такое CPU

Это устройство называют одновременно сердцем и мозгом компьютера, поскольку он обеспечивает взаимодействие всех компонентов системного блока, а также выполняет команды, из набора которых состоит любая программа. Процессор представляет собой интегральную схему, которая получает инструкции из оперативной памяти, выполняет их и возвращает результат снова в ОЗУ. Связка RAM-CPUи каналы передачи данных представляет собой чипсет.

 Процессор – самая сложная микросхема, когда-либо  созданная человечеством.

Говоря простыми словами, процессор необходим для выполнения любых команд, предусмотренных в ОС и приложениях. Без него невозможно выполнение даже такой простой операции, как сложение двух чисел.

Некоторые современные CPU содержат интегрированное графическое ядро. То есть, кроме выполнения различных вычислений, такие микросхемы отвечают и за вывод информации. Разумеется, они не могут конкурировать с мощными дискретными видеоадаптерами по производительности, но вполне подходят для офисных ПК, где не используются программы для работы с детализированными растровыми или сложными векторными изображениями. Эта особенность обуславливает рациональность выбора того или иного процессора (в зависимости от поставленных задач).

Схема работы процессора

Выше уже было сказано, что центральный процессор (ЦП) работает в связке с ОЗУ.

Принцип функционирования микросхемы:

1. Когда на компьютере запущено какое-либо приложение, процессор получает данные порциями, состоящими из информации и перечня команд. Они загружаются из ОЗУ в память процессора (кэш).
   

2. Полученные данные сортируются (два типа: инструкции, информация), поступают на определенные регистры (ячейки памяти CPU).
   

3. Все арифметические и логические преобразования выполняются специальным арифметическо-логическим модулем.
   

4. Полученные результаты загружаются обратно в кэш-память ЦП, при этом последняя состоит из нескольких уровней. Некоторые данные могут потребоваться для последующих циклов вычислений. Они остаются в кэше определенного уровня. Остальные данные передаются по каналу связи на ОЗУ.
   
   

Описанные выше операции выполняются миллионы раз в секунду. Производительность процессора обусловлена его возможностью выполнять огромное число простейших инструкций за очень малые промежутки времени.

Основные виды и производители CPU

На рынке микропроцессоров наибольшей популярностью пользуются товары двух «китов» индустрии: Intel и AMD. Каждая из компаний предлагают процессоры, отличающиеся архитектурой (особенностями строения микросхем).

Преимущества CPU компании Intel:

• Сниженное энергопотребление;
  

• Более высокая производительность в приложениях для работы со сложной графикой;
  

• Улучшенный процесс взаимодействия с ОЗУ;
  

• Более быстрое выполнение операций в определенной программе.
  
  

Устройства этой фирмы не лишены недостатков: высокая стоимость, падение производительности при параллельной работе нескольких приложений, слабые графические ядра (в сравнении с чипами AMD).

Преимущества ЦП AMD:

• Более низкая стоимость, чем товары основного конкурента;
  

• Предусмотренный разгон (повышение производительности);
  

• Оптимальное соотношение цена — качество.
  
  

У процессоров AMD есть серьезные недостатки: недостаточно хорошая реализация процесса взаимодействия с ОЗУ, более низкая частота работы кэш-памяти второго и третьего уровней, уступает по скорости работы в играх прямому конкуренту.

Главные критерии выбора ЦП

Перед покупкой компьютера необходимо четко определить задачи, с которыми он должен справляться. Затем переходят к подбору компонентов, уделяя особое внимание подбору процессора.

При этом используют следующие критерии:

• Производитель. Сегодня основными поставщиками CPU являются указанные выше компании Intel и AMD. С учетом перечисленных достоинств и недостатков устройств каждого бренда, опираясь на требования, предъявляемые к ПК, можно сделать выбор в пользу того или иного.
  

• Серия. Каждый производитель выпускает линейки процессоров, которые могут обновляться и устаревать. Например, у AMD – K10, Bulldozer, Zen и другие, у Intel – Core, Xeon и прочие.
  

• Архитектура. Определяет особенность внутреннего устройства микросхемы. При выборе чипов следует учитывать этот параметр, поскольку, например, процессоры Core i7 может существенно отличаться по производительности в зависимости от использованной архитектуры.
  

• Сокет. Представляет собой гнездо для установки процессора на материнской плате. Необходимо убедиться, что выбранный процессор соответствует имеющейся материнской плате, иначе придется приобрести подходящую.
  

• Тактовая частота. Характеризует число операций, которые может выполнить ЦП за единицу времени. Характеризуется следующими единицами – ГГц. Чем выше частота, тем лучше, но не всегда (обусловлено архитектурой, числом ядер, объемом кэша и прочими особенностями).

• Число ядер. Параметр, характеризующий вычислительную мощность и способность выполнять сразу несколько сложных операций.
  

• Потребление энергии и выделение тепла. Оба параметра измеряют в Вт. Параметры обуславливают выбор системы охлаждения.
  

• Встроенная графика. Особенности описаны выше.
  

Причины неисправности и ремонт

Микросхема процессора содержит огромное число микроэлементов, выход из строя любого из которых может стать причиной ее неработоспособности. Главная причина возможной поломки CPU – перегрев схемы. Несмотря на наличие встроенной защиты (снижение производительности или отключение при превышении предельной допустимой температуры), ЦП может «сгореть» по следующим причинам:

1. Выход из строя кулера;
   

2. Неправильно подобранная система охлаждения;
   

3. Резкие перепады напряжения в сети.
   
   

Симптомы выхода из строя именно CPU носят неоднозначный характер. Существует множество других причин, из-за которых ПК может не включаться. Поэтому, при наличии неисправностей, рекомендуют обратиться в сервисный центр. ЦП не поддается ремонту как в домашних условиях, так и в специализированных сервисах. Единственный вариант устранения проблемы – замена этой микросхемы.