Технические характеристики. Основными параметрами процессоров являются:

Основными параметрами процессоров являются:

-Степень интеграции

-Внутренняя и внешняя разрядность обрабатываемых данных

-Внутренняя и внешняя тактовая частота

-Максимальный объем адресуемой памяти

-Объем внутренней кэш-памяти

- Напряжение питания ядра

-Форм-фактор

- Рассеиваемая мощность

Рассмотрим более подробно данные характеристики.

- Степень интеграции

Данная характеристика показывает, сколько транзисторов может уместиться на микросхеме процессора. Например, микроархитектура Intel Core, изготовленная по 65-нанометровой технологии Intel, имеющая два независимых ядра с динамическим доступом к общей памяти, имеет 291 миллион транзисторов на кристалле площадью 143 квадратных мм. При 0, 65 нм технологии размер транзистора составляет 0, 65х0, 65 нм и расстояние между соседними транзисторами 0, 65 нм. Длина канала транзистора при этом составляет около 0, 3 нм.

Внутренняя разрядность данных

Это количество бит информации, которое процессор может обрабатывать одновременно. Данная характеристика важна при выполнении простейших арифметических и логических операций. В зависимости от типа процессора внутренняя разрядность данных может составлять 16, 32 или 64 бита.

Внешняя разрядность данных

Это количество бит информации, рассматриваемой как единое целое, которым процессор может обмениваться с другими устройствами (кэш-памятью, оперативной памятью и т.д.) посредством системной шины. Данная величина для современных процессоров составляет 64 бита.

Внутренняя и внешняя тактовая частота

Все процессоры являются синхронными устройствами. Это значит, что любые операции, выполняемые ими синхронизируются по времени тактовым сигналам. В зависимости от сложности операции, выполняемой процессором, она может длиться несколько тактов.

Из-за того, что быстродействие процессора может существенно превышать быстродействие всех остальных компонентов компьютера (памяти, внешних устройств и т.д.), используются разные тактовые частоты:

Внешняя тактовая частота процессора, равная частоте системной шины FSB (Front Side Bus), синхронизирующая операции обмена данными по системной шине между процессором и другими устройствами. Пропускная способность такой шины – это произведение ширины шины (64бит) на эффективную частоту шины.

Внутренняя тактовая частота процессора, используемая для синхронизациии работы самого процессора. Эта частота образуется внутри процессора путем умножения внешней тактовой частоты (реальной) на заданный коэффициент (например, 10, 12, 15, и т.д.).

Во всех современных процессорах широко применяется умножение внешней тактовой частоты для получения большей внутренней тактовой частоты процессора.

Максимальный объем адресуемой памяти

Этот показатель напрямую зависит от количества разрядов n шины адреса и рассчитывается по формуле n.

Внутренняя кэш-память

Представляет собой сверхбыстродействующее ОЗУ небольшой емкости, входящее в состав процессора. Внутренняя кэш-память постоянно обновляется и хранит данные из оперативной памяти компьютера, к которым процессор обращался сравнительно недавно. При повторных запросах процессора на чтение, он получает данные не из относительно медленной оперативной памяти, а из более быстрой внутренней кэш-памяти.

Кэш память первого уровня L1 работает на частоте процессора, латентность доступа обычно равна 2− 4 тактам ядра, разделена на кэш команд (инструкций) и кэш данных (Гарвардская архитектура). Объём обычно невелик — не более 128 Кбайт.

Объём L2 кэша от 128 Кбайт до 1− 12 Мбайт. Работает на частоте процессора, латентность L2 кэша, расположенного на кристалле ядра, составляет от 8 до 20 тактов ядра.

Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может быть очень внушительного размера — более 24 Мбайт. Работает на частоте процессора, латентность L3 кэша, расположенного на кристалле ядра, составляет от 20 до 40 тактов ядра.

Ширина шины кэш составляет 64-256 бит.

Напряжение питания ядра

Проблема – отвод тепла (зависит от внутренней тактовой частоты процессора, степени интеграции и напряжения его питания). Блок питания подает на материнскую плату стандартное напряжение (+12 В), которое преобразуется с помощью стабилизатора напряжения в набор напряжений VRM (Voltage Regulator Module) (3.5 В, 2.8 В, 2.5 В, 2.2 В, 2.0 В и др.), необходимых для питания процессоров различных типов. Сигналы с VoltageID (VID) контактов процессора, подаются на АЦП, выход которого является опорным напряжением для VRM.

Форм-фактор

Под форм-фактором процессора понимаются не только его геометрические размеры, но и количество и расположение контактов, с помощью которых процессор соединяется с системной платой. В зависимости от форм-фактора меняются и способы крепления процессора на плате. Применялись следующие основные способы крепления: пайка, установка в " кроватку", установка в ZIF-разъемы, установка в картридж (Slot1).

Современные процессоры в основном устанавливаются в ZIF socket (от англ. Zero Insertion Force — нулевое усилие вставки) — разновидность процессорного разъёма, снабжённого подвижной планкой, управляемой рычагом и позволяющей устанавливать микросхемы с множеством контактов без существенных усилий. В них можно устанавливать два типа корпусов процессоров: PGA и LGA.

PGA (Pin Grid Array) — корпус с матрицей выводов. Представляет собой квадратный или прямоугольный корпус с расположенными в нижней части штырьковыми контактами.

LGA (Land Grid Array) -- корпус с матрицей контактных площадок, при этом на socket расположены подпружиненные штырьковые контакты.

Цифра после типа корпуса показывает число контактов. Например Intel Core 2 Extreme X6800 BOX 2.93 ГГц/ 4Мб/ 1066МГц LGA775 означает:

Intel – производитель;

Core 2 Extreme X6800 – модель;

BOX – процессор укомплектован охлаждающим кулером, коробкой и имеет гарантию 3 года. (OEM – процессор, это такой же процессор, но без кулера, упаковки и гарантия 1 год).

2.93 ГГц - частота процессора: 266МГц*11;

4Мб - Кэш L2;

1066МГц - внешняя тактовая частота процессора: 266МГц*4;

LGA775 – корпус процессора с 775 контактными площадками.

До недавнего времени Intel производил модели процессоров Pentium и Celeron. Celeron — большое семейство низкобюджетных x86-совместимых процессоров компании Intel. Процессоры Celeron изначально позиционировались как лоу-энд-процессоры и предназначались для расширения доли рынка компании Intel за счёт недорогих компьютеров для дома и офиса. Одной из причин невысокой цены является их более низкая по сравнению со старшими моделями производительность, что достигается двумя основными методами: снижением частоты шины процессора и блокировкой части кеш-памяти второго уровня (L2).

Рассеиваемая мощность

Тепловой пакет TDP процессора - максимальная расчетная потребляемая процессором мощность (тепловой пакет, тепловыделение), единица измерения - Вт. Величина предназначена, прежде всего для производителей материнских плат и систем охлаждения. Прежде всего мощность VRM материнской платы должна быть выше TDP процессора.