Skip to main content

Central Processing Unit (CPU)

The Central Processing Unit (CPU): Crash Course Computer Science #7 (Kan 2024)

The Central Processing Unit (CPU): Crash Course Computer Science #7 (Kan 2024)
Anonim

Den centrale behandlingsenhed (CPU) er den computerkomponent, der er ansvarlig for at tolke og udføre de fleste kommandoer fra computerens anden hardware og software.

Alle slags enheder bruger en CPU, herunder desktop-, bærbare og tabletcomputere, smartphones … selv dit fladskærms-tv.

Intel og AMD er de to mest populære CPU-producenter til desktops, laptops og servere, mens Apple, NVIDIA og Qualcomm er store smartphone- og tablet-CPU-beslutningstagere.

Du kan muligvis se mange forskellige navne, der bruges til at beskrive CPU'en, herunder processor, computerprocessor, mikroprocessor, central processor og "hjernen i computeren".

Computer skærme eller harddiske er nogle gange meget forkert benævnt CPU'en, men disse hardwarestykker tjener helt forskellige formål og er på ingen måde det samme som CPU'en.

Hvad en CPU ligner og hvor den er placeret

En moderne CPU er normalt lille og firkantet, med mange korte, afrundede, metalliske stik på undersiden. Nogle ældre CPU'er har stifter i stedet for metalliske stik.

CPU'en er knyttet direkte til en CPU-stikkontakt (eller nogle gange en "slot") på bundkortet. CPU'en sættes i stikket nedad, og en lille håndtag hjælper med at sikre processoren.

Efter at have kørt endnu kort tid kan moderne CPU'er blive meget varme. For at hjælpe med at udslette denne varme er det næsten altid nødvendigt at fastgøre en kølelegeme og en ventilator direkte oven på CPU'en. Typisk kommer disse sammen med en CPU-køb.

Der findes også andre mere avancerede kølemuligheder, herunder vandkølelsessæt og faseændringsenheder.

Som nævnt ovenfor har ikke alle CPU'er stifter på deres nederste sider, men i de der gør, er stifterne let bøjede. Vær forsigtig, når du håndterer, især når du installerer på bundkortet.

CPU Clock Speed

Klienthastigheden for en processor er antallet af instruktioner, den kan behandle i et givet sekund målt i gigahertz (GHz).

For eksempel har en CPU en clockhastighed på 1 Hz, hvis den kan behandle et stykke instruktion hvert sekund. Ekstrapolerer dette til et mere virkeligt eksempel: En CPU med en clockhastighed på 3,0 GHz kan behandle 3 mia. Instruktioner hvert sekund.

CPU-kerner

Nogle enheder har en single-core processor, mens andre kan have en dual-core (eller quad-core, etc.) processor. Som det allerede er tydeligt, har to processorenheder, der arbejder ved siden af ​​hinanden, at CPU'en samtidig kan klare to gange instruktionerne hvert sekund, hvilket forbedrer ydeevnen drastisk.

Nogle CPU'er kan virtualisere to kerner for hver eneste fysisk kerne, der er tilgængelig, kendt som Hyper-Threading. virtualisere betyder, at en CPU med kun fire kerner kan fungere som om den har otte, med de ekstra virtuelle CPU-kerner, der betegnes som separate tråde . Fysisk kerner, dog udføre bedre end virtuel dem.

CPU tillader, kan nogle applikationer bruge det, der kaldes multithreading . Hvis en tråd forstås som et enkelt stykke computerproces, kan flere instruktioner forstås og behandles på en gang ved at bruge flere tråde i en enkelt CPU-kerne. Nogle software kan udnytte denne funktion på mere end én CPU-kerne, hvilket betyder at endnu flere instruktioner kan behandles samtidigt.

Eksempel: Intel Core i3 vs i5 vs i7

For et mere specifikt eksempel på hvordan nogle CPU'er er hurtigere end andre, lad os se på, hvordan Intel har udviklet sine processorer.

Ligesom du sandsynligvis ville have mistanke om deres navngivning, fungerer Intel Core i7-chips bedre end i5 chips, som fungerer bedre end i3 chips. Hvorfor man udfører bedre eller værre end andre er lidt mere kompleks, men stadig temmelig let at forstå.

Intel Core i3-processorer er dual-core processorer, mens i5 og i7 chips er quad-core.

Turbo Boost er en funktion i i5 og i7 chips, der gør det muligt for processoren at øge sin clockhastighed forbi sin bashastighed, som fra 3,0 GHz til 3,5 GHz, når det er nødvendigt. Intel Core i3 chips har ikke denne funktion. Processormodeller, der slutter i "K", kan overklockes, hvilket betyder, at denne ekstra clockhastighed kan tvinges og udnyttes hele tiden.

Hyper-Threading, som tidligere nævnt, gør det muligt at behandle de to tråde pr. CPU-kerne. Det betyder, at i3-processorer med Hyper-Threading understøtter kun fire samtidige tråde (da de er dual-core processorer). Intel Core i5-processorer understøtter ikke Hyper-Threading, hvilket betyder at de også kan arbejde med fire tråde på samme tid. i7-processorer understøtter imidlertid denne teknologi, og derfor (som quad-core) kan man behandle 8 tråde på samme tid.

På grund af de kraftbegrænsninger, der er forbundet med enheder, der ikke har kontinuerlig strømforsyning (batteridrevne produkter som smartphones, tabletter osv.), Er deres processorer - uanset om de er i3, i5 eller i7 - adskiller sig fra skrivebordet CPU'er, idet de skal finde en balance mellem ydelse og strømforbrug.

Flere oplysninger om CPU'er

Hverken clock-hastighed eller simpelthen antallet af CPU-kerner er den eneste faktor, der bestemmer, om en CPU er "bedre" end en anden. Det afhænger ofte mest af den type software, der kører på computeren - med andre ord, de applikationer, der bruger CPU'en.

En CPU kan have en lav clock hastighed, men er en quad-core processor, mens en anden har en høj clock-hastighed, men er kun en dual-core processor. Bestemme hvilken CPU der ville overstige den anden igen afhænger helt af, hvad CPU'en bruges til.

For eksempel vil et CPU-krævende videoredigeringsprogram, der fungerer bedst på flere CPU-kerner, fungere bedre på en multicore-processor med lave clockhastigheder, end det ville være på en enkelt-CPU med høj clockhastighed. Ikke alle software, spil osv. Kan endda udnytte mere end blot en eller to kerner, hvilket gør flere tilgængelige CPU-kerner ret ubrugelige.

En anden komponent i en CPU er cache. CPU-cache er som et midlertidigt holdplads for almindeligt anvendte data. I stedet for at kalde RAM til disse elementer, bestemmer CPU'en hvilke data du synes at bruge, forudsat at du vil holde bruger den og gemmer den i cachen. Cache er hurtigere end at bruge RAM, fordi det er en fysisk del af processoren; mere cache betyder mere plads til at holde sådanne oplysninger.

Uanset om din computer kan køre et 32-bit eller 64-bit operativsystem, afhænger størrelsen af ​​de dataenheder, som CPU'en kan klare. Mere hukommelse kan nås på en gang og i større stykker med en 64-bit processor end en 32-bit, hvorfor operativsystemer og applikationer, der er 64-bit-specifikke, ikke kan køre på en 32-bit processor.

Du kan se computerens CPU-detaljer sammen med andre hardwareoplysninger med de fleste gratis systeminformationsværktøjer.

Hvert bundkort understøtter kun et bestemt udvalg af CPU-typer, så kontroller altid med din bundkortproducent, før du køber. CPU'er er ikke altid perfekte, forresten. Denne artikel udforsker, hvad der kan gå galt med dem.