Файл: Центральный процессор цп или центральное процессорное устройство цпу.pdf

Технологии повышения производительности процессора

Процессор

Центра́льный проце́ссор (ЦП или центральное процессорное устройство - ЦПУ; анг - central processing unit, CPU, дословно —
центральное вычислительное устройство)
— исполнитель машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающий за выполнение операций, заданных программами – сердце любого персонального компьютера. Именно он выполняет инструкции всего программного обеспечения, использующегося на компьютере, обрабатывает данные и производит вычислительные операции.
Поэтому обычно выбор компьютерных комплектующих начинается именно с выбора процессора.

является его интегральной характеристикой и характеризует скорость выполнения программ.
Производительность процессора прямо пропорциональна разрядности процессора, его частоте, а также зависит от его архитектуры.

определяется количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает одновременно.
С момента появления первого процессора (за 40 лет) разрядность процессоров увеличилась в 16 раз (с
4 до 64 битов).

равна количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду, и измеряется в мегагерцах (МГц).
С момента появления первого процессора частота процессоров увеличилась в 37 000 раз (с 0,1 МГц до 3700 МГц).
Однако повышение производительности процессоров за счет увеличения частоты имеет свой предел из-за увеличения тепловыделения и необходимости использования все более эффективных охлаждающих вентиляторов.

в настоящее время в основном путем совершенствования архитектуры процессора.
Во-первых, в структуру процессора вводится кэш-
память, которая позволяет ускорить выборку команд и данных и тем самым уменьшить время выполнения одной команды.
Во-вторых, вместо одного ядра процессора используется два ядра или четыре ядра, которые параллельно выполняют вычисления.


Процессор аппаратно реализуется на большой
интегральной схеме (БИС),
которая содержит сотни миллионов микропереключателей и представляет собой маленькую полупроводниковую пластину площадью в несколько квадратных сантиметров, заключенную в плоский корпус с рядами металлических штырьков (контактов)


Поддержка HT Технология Hyper-
Threading
, разработанная компанией
Intel
, позволяет процессору выполнять параллельно два потока команд (или две части программы).
Это значительно повышает эффективность выполнения специфических приложений, связанных с аудио- и видеоредактированием, 3D- моделированием и т.п., а также работы в многозадачном режиме.
Однако в некоторых приложениях использование этой технологии может приводить к обратному эффекту, поэтому при необходимости ее можно отключить.


Поддержка технологии NX Bit. NX
Bit представляет собой технологию, которая может предотвращать исполнение вредоносного кода некоторых видов вирусов. Она поддерживается в операционной системе Windows XP при обязательной установке SP2 и во всех
64- битных операционных системах.


Поддержка технологии SSE2.
Технология SSE2 включает в себя набор команд, разработанных компанией Intel в дополнение к своим предыдущим технологиям SSE и MMX. Эти команды позволяют добиться существенного прироста производительности в приложениях, оптимизированных под
SSE2
. Данную технологию поддерживают практически все современные модели.

Поддержка технологии SSE3. SSE3 - технология, представляющая собой набор из 13 новых команд, призванных улучшить производительность процессора в ряде операций потоковой обработки данных.


Поддержка технологии SSE4. SSE4 - технология, представляющая собой набор из 54 новых команд. Они призваны увеличить производительность процессора в работе с медиаконтентом, в игровых приложениях, задачах трехмерного моделирования.


Поддержка Virtualization Technology.
Virtualization Technology позволяет запускать на одном компьютере несколько операционных систем одновременно. Таким образом, с помощью виртуализации одна компьютерная система может функционировать как несколько виртуальных систем.


На данный момент распространены 6 семейств (линеек) настольных процессоров компании Intel: Celeron, Pentium, Core 2,
Core i3, Core i5 и Core i7. Соответственно в порядке возрастания мощности: Celeron –
самый слабый, урезанная версия Pentium
(отличается в основном размером кэша), далее идут Pentium, Core 2 и самые мощные – Core i5 и Core i7. Число после названия процессора (например, Pentium
E2180
) с недавнего времени перестало обозначать количество гигагерц.


Процессоры этой компании маркируются с помощью так называемых рейтингов производительности (PR, Performance Rating).
Это четырёхзначное число либо со знаком "+" в конце, либо с различными приставками в начале.
Число ни указывает ни на какие физические характеристики процессора (и никогда, кстати, не указывало).

Самыми распространёнными линейками процессоров на сегодняшний день являются
Sempron, Athlon
II и Phenom II. Именно процессоры этих семейств мы и рассмотрим далее.