Апаратне забезпечення

3. Центральний процесор

Центральний процесор (ЦП)  є найбільш важливим елементом системи комп'ютера. ЦП поставляються в різних форм-факторах, кожен з них вимагає специфічного гнізда або роз'єму на системній платі. У число найбільш популярних виробників ЦП входять Intel і AMD.

Роз'єм або гніздо ЦП − це місце підключення процесора до системної плати. Більшість роз'ємів і процесорів, що використовуються в даний час, створені на основі архітектури корпусу з матрицею штиркових контактів (PGA) і матрицею ламелей (LGA). В архітектурі PGA штирі в нижній частині процесора встановлюються в роз'єм, як правило, з нульовим зусиллям вставки. Термін «нульове зусилля вставки» означає силу, яка необхідна для установки ЦП у роз'єм або гніздо системної плати. В архітектурі LGA штирі знаходяться в роз'ємі, а не на процесорі. 

ЦП виконує програму, яка є послідовністю збережених команд. Кожна модель процесора має набір команд, які він виконує. ЦП виконує програму, обробляючи кожний фрагмент даних відповідно до вказівок програми і набору команд. У той час як ЦП виконує один крок програми, інші команди і дані зберігаються поруч, в особливій пам'яті, званої кешем. З набором команд пов'язані дві основні архітектури ЦП:
- Комп'ютер із скороченим набором команд (RISC) - в архітектурі використовується відносно невеликий набір команд. Мікросхеми RISC спроектовані таким чином, щоб дуже швидко виконувати ці команди.
- Комп'ютер зі складним набором команд (CISC) - в архітектурі використовується широкий набір команд, завдяки чому кожна операція вимагає меншої кількості тактів.

Окремі ЦП виробництва Intel використовують гіперпоточність для підвищення продуктивності своєї роботи. При гіперпоточності кілька фрагментів коду (потоків) виконуються в ЦП одночасно. Для операційної системи один гіперпоточний ЦП під час оброблення декількох потоків функціонує як два ЦП.

Окремі процесори виробництва AMD для збільшення своєї продуктивності використовують гіпертранспортну шину. Гіпертранспортна шина − це високошвидкісне підключення між ЦП і північним мостом з низьким рівнем затримок.

Потужність ЦП вимірюється з погляду швидкості та обсягу даних, який він може обробити. Швидкість ЦП вимірюється в циклах на секунду, наприклад, мільйонах циклів на секунду, званих мегагерцами (МГц), або мільярдах циклів на секунду, званих гигагерцами (ГГц). Обсяг даних, який ЦП може обробити за одиницю часу, залежить від ширини зовнішньої шини. Її також називають шиною ЦП або шиною даних процесора. Збільшивши ширину шини ЦП, можна підвищити продуктивність його роботи. Ширина зовнішньої шини вимірюється в бітах. Біт (розряд) − найменша одиниця вимірювання даних у комп'ютері, вона відповідає бінарному формату, в якому обробляються дані. У сучасних процесорах використовуються 32-розрядні або 64-розрядні зовнішні шини.

Перевищення тактової частоти (розгін) процесора − прийом, використовуваний для того, щоб процесор працював швидше, ніж зазначено в його специфікації. Не рекомендується використовувати розгін для підвищення продуктивності комп'ютера, оскільки це може привести до пошкодження ЦП. Пропуск тактів ЦП є прямою протилежністю розгону. Пропуск тактів ЦП − це прийом, використовуваний у тих випадках, коли процесор працює на швидкості, меншій специфікованої, для економії електроенергії або зниження нагріву. Пропуск тактів широко використовується на ноутбуках та інших мобільних пристроях.