Όντας ο εγκέφαλος του υπολογιστή, η CPU διαδραματίζει πολύ σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό της απόδοσης του συστήματος. Δυστυχώς, όταν πρόκειται για την επιλογή της καλύτερης CPU, πιθανότατα θα νιώσετε σαν χαμένο πρόβατο. Με διαφορετικές μάρκες, μοντέλα, ταχύτητες και προδιαγραφές για να διαλέξετε, μπορεί πραγματικά να είναι δύσκολο να αποφασίσετε ποια CPU είναι η σωστή για εσάς.

Σε αυτόν τον οδηγό τριών μερών θα σας δώσουμε μια καλή επισκόπηση των "παραγόντων που επηρεάζουν την απόδοση της CPU", των διαφορών μεταξύ της CPU της Intel και της AMD και του τρόπου με τον οποίο πρέπει να επιλέξετε την CPU που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες σας.

Αυτό είναι το πρώτο μέρος του οδηγού CPU.

Τι είναι CPU;

Η CPU (Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας), ή μερικές φορές γνωστή ως επεξεργαστής, είναι ένα από τα πιο σημαντικά συστατικά σε ένα σύστημα υπολογιστή. Όντας ο εγκέφαλος του συστήματος υπολογιστών, έχει ως καθήκον να φροντίζει για τον υπολογισμό όλων των δεδομένων και να βεβαιώνεται ότι θα υποβληθούν σε επεξεργασία όσο το δυνατόν γρηγορότερα.

Η CPU δεν είναι κάτι που μπορείτε να δείτε από το εξωτερικό του υπολογιστή. Στην πραγματικότητα, δεν θα μπορείτε να δείτε την CPU σε έναν πλήρως συναρμολογημένο υπολογιστή. Για να το δείτε, πρέπει να αφαιρέσετε το περίβλημα του υπολογιστή, να αποσυνδέσετε το καλώδιο και να αφαιρέσετε την ψήκτρα (και τον ανεμιστήρα), μόνο τότε μπορείτε να δείτε την επιφάνεια της CPU. Το σχήμα της CPU είναι ένα μικρό τετράγωνο τσιπ με πολλές καρφίτσες από κάτω.

Οι παρακάτω εικόνες δείχνουν την πλάτη και την κορυφή μιας CPU.

Πώς λειτουργεί η CPU

Για να το κρατά απλό, ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί μια CPU μπορεί να απεικονιστεί με τα ακόλουθα 3 βήματα:

  1. Όταν κάνετε κλικ για να εκτελέσετε μια εφαρμογή, η πρώτη οδηγία παραλαμβάνεται πρώτα από τον σκληρό δίσκο (μερικές φορές από τη μνήμη) και αποστέλλεται στη CPU για επεξεργασία.
  2. Όταν η CPU λάβει την εντολή, θα εκτελέσει τη λογική και θα υπολογίσει το αποτέλεσμα.
  3. Μόλις η CPU ολοκληρώσει την επεξεργασία, θα στείλει το αποτέλεσμα στην αντίστοιχη συσκευή για να παραδώσει στον χρήστη.

Ενώ μπορεί να φαίνεται εύκολο, όλα αυτά τα 3 βήματα πρέπει να ολοκληρωθούν σε δευτερόλεπτα δευτερόλεπτα. Η καθυστέρηση σε οποιοδήποτε από αυτά τα βήματα θα προκαλέσει καθυστέρηση στον υπολογιστή.

Παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση της CPU

Είναι εύκολο να σκεφτεί κανείς ότι η ταχύτητα της CPU συνδέεται άμεσα με την απόδοση της CPU. Αυτό ισχύει μόνο σε κάποιο βαθμό. Μια CPU με γρήγορη ταχύτητα δεν θα είναι αποδοτική αν έχει μόνο περιορισμένα δεδομένα για επεξεργασία. Για να επιτευχθεί η μέγιστη απόδοση, το υλικό (ειδικά ο σκληρός δίσκος και η μνήμη) που συνδέονται με τη CPU πρέπει να παρέχει δεδομένα τόσο γρήγορα όσο η ταχύτητα της CPU. Εάν δεν το κάνετε αυτό, θα προκύψει ένας καθυστερημένος υπολογιστής, ανεξάρτητα από το πόσο γρήγορα είναι η CPU .

1. Ταχύτητα ρολογιού CPU

Η συχνότητα λειτουργίας της CPU (γνωστή και ως ταχύτητα ρολογιού ) καθορίζει πόσο γρήγορα μπορεί να επεξεργαστεί οδηγίες.

Η ταχύτητα μετράται σε όρους Hertz και συνήθως βρίσκεται στην περιοχή megaHertz (MHz) ή gigaHertz (GHz). Ένα megaHertz σημαίνει ότι η CPU μπορεί να επεξεργαστεί ένα εκατομμύριο εντολές ανά δευτερόλεπτο, ενώ μια CPU gigahertz έχει την ικανότητα να επεξεργάζεται ένα δισεκατομμύριο εντολές ανά δευτερόλεπτο. Στη σημερινή τεχνολογία, όλες οι CPU τρέχουν στην περιοχή gigahertz και σπάνια βλέπετε την CPU με ταχύτητα στην περιοχή MHz.

Θεωρητικά, μια CPU 500 MHz είναι έξι φορές πιο αργή από μια CPU 3 GHz και μια CPU 3, 6 GHz είναι ταχύτερη από μια CPU 3 GHz ή 3, 4 GHz. Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα μιας CPU, τόσο πιο γρήγορη είναι η ταχύτητα του υπολογιστή.

2. Cache

Θυμηθείτε ότι αναφέραμε παραπάνω ότι για να λειτουργήσει η CPU με τη μέγιστη απόδοση της, η μεταφορά δεδομένων από το άλλο υλικό πρέπει να είναι τόσο γρήγορη όσο η ταχύτητά της. Ο σκοπός μιας μνήμης cache είναι να διασφαλιστεί αυτή η ομαλή και γρήγορη μετάβαση της μεταφοράς δεδομένων από το υλικό στον επεξεργαστή.

Για να κατανοήσουμε τη σημασία μιας μνήμης cache, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί όλη η διαδικασία. Ο κύριος όγκος πληροφοριών προέρχεται από το σκληρό δίσκο. Όταν ζητηθεί μια εφαρμογή, η μητρική πλακέτα θα παραλάβει τις απαιτούμενες πληροφορίες από το σκληρό δίσκο και θα την παραδώσει στην CPU για επεξεργασία.

Δεδομένου ότι η ταχύτητα επεξεργασίας του σκληρού δίσκου είναι πολύ πιο αργή από την CPU, η μεταφορά δεδομένων διαρκεί συχνά πολύ. Για να επιταχύνει τα πράγματα, η μνήμη RAM χρησιμοποιείται για την αποθήκευση προσωρινών πληροφοριών από το σκληρό δίσκο. Αντί να κατευθυνθείτε κατευθείαν στο σκληρό δίσκο, η μητρική πλακέτα ελέγχει και ανακτά τα δεδομένα από τη μνήμη RAM. Μόνο όταν η απαιτούμενη πληροφορία δεν βρεθεί στη μνήμη RAM τότε η μητρική πλακέτα θα πάει στο σκληρό δίσκο.

Καθώς η ταχύτητα της CPU αυξάνεται στο σημείο όπου η μνήμη RAM δεν είναι πλέον σε θέση να καλύψει τη διαφορά, η μεταφορά των πληροφοριών γίνεται και πάλι σοβαρό πρόβλημα. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, προστέθηκε στον επεξεργαστή μια προσωρινή μνήμη, η οποία ήταν πραγματικά μια μικρή και εξαιρετικά γρήγορη μνήμη, για να αποθηκεύσει τις άμεσες οδηγίες από τη μνήμη RAM. Δεδομένου ότι η μνήμη cache τρέχει με την ίδια ταχύτητα της CPU, μπορεί να παρέχει γρήγορα πληροφορίες στην CPU το συντομότερο χρονικό διάστημα χωρίς καθυστέρηση.

Υπάρχουν διαφορετικά επίπεδα κρυφής μνήμης. Η προσωρινή μνήμη επιπέδου 1 (L1) είναι η πιο βασική μορφή της κρυφής μνήμης και βρίσκεται σε κάθε επεξεργαστή. Η προσωρινή μνήμη επιπέδου 2 (L2) έχει μεγαλύτερο μέγεθος μνήμης και χρησιμοποιείται για την αποθήκευση πιο άμεσων οδηγιών. Σε γενικές γραμμές, η κρυφή μνήμη L1 αποθηκεύει την προσωρινή μνήμη L2 που με τη σειρά της αποθηκεύει τη μνήμη RAM, η οποία με τη σειρά της αποθηκεύει τα δεδομένα του σκληρού δίσκου. Με την νεότερη τεχνολογία πολλαπλών πυρήνων, υπάρχει ακόμη και μια L3 cache που είναι μεγαλύτερη σε μέγεθος και μοιράζεται στους διάφορους πυρήνες.

Η μνήμη cache L2 / L3 παίζει το μεγαλύτερο μέρος στη βελτίωση της απόδοσης των επεξεργαστών. Όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος της προσωρινής μνήμης, τόσο πιο γρήγορη είναι η μεταφορά δεδομένων και τόσο καλύτερη είναι η απόδοση της CPU. Ωστόσο, η κρυφή μνήμη είναι πολύ δαπανηρή. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν βρίσκετε 1GB κρυφής μνήμης στο σύστημά σας. Το τυπικό μέγεθος κρυφής μνήμης είναι μεταξύ 512KB και 8MB. Ο τελευταίος επεξεργαστής Intel Core i7 Extreme έρχεται με μια μνήμη cache L3 των 12MB, η οποία εξηγεί επίσης την έντονη τιμή του περίπου. $ 1.000.

3. Πολλαπλών πυρήνων

Στο παρελθόν, εάν θέλετε να αποκτήσετε έναν ταχύτερο υπολογιστή, θα πρέπει να αποκτήσετε ταχύτερη CPU. Σήμερα, αυτό είναι μόνο εν μέρει αλήθεια. Ο λόγος είναι ότι η ταχύτητα της CPU δεν μπορεί να αυξηθεί για πάντα. Υπάρχει περιορισμός ως προς το πόσο γρήγορα μπορούν να τρέξουν τα τρανζίστορ. Όταν φτάσει σε ένα οροπέδιο, δεν θα μπορείτε να αυξήσετε την ταχύτητα πια.

Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, οι κατασκευαστές επεξεργαστών υιοθέτησαν μια τεχνολογία πολλαπλών πυρήνων, η οποία κυριολεκτικά σημαίνει την τοποθέτηση πολλαπλών πυρήνων σε ένα τσιπ CPU. Ενώ η αύξηση της ταχύτητας CPU οδήγησε σε ταχύτερο υπολογισμό των δεδομένων, η τοποθέτηση περισσότερων πυρήνων σε ένα τσιπ οδήγησε σε περισσότερη δουλειά ταυτόχρονα.

Τι έπεται?

Αυτό τερματίζει το πρώτο μέρος του οδηγού CPU. Στο δεύτερο μέρος της σειράς, θα καλύψουμε τις " διαφορές μεταξύ μαρκών Intel και AMD " και ποια θα πρέπει να επιλέξετε.

Image credit: steve.grosbois