Co to jest procesor? Z czego się składa i za co odpowiada?
Spis treści:
Osoby nie mające wiele wspólnego z komputerami, mogą zadać już pierwsze pytanie: “CPU? Przecież mówimy o procesorze”, jednak nie ma tu pomyłki. Otóż procesor znany jest pod tą skrótową nazwą od słów Central Processing Unit, czyli w tłumaczeniu na polski: centralna jednostka obliczeniowa. W tym artykule pochylimy się nad najważniejszymi kwestiami, jakie są związane z CPU, zaczynając od podstawowych pytań. natomiast jeżeli wiesz już wszystko o procesorach, ale zastanawiasz się co kupić, sprawdź poradnik jaki procesor wybrać, który będzie wsparciem przed zakupem.
Najlepsze procesory do wszelkiego rodzaju zadań:
Co to jest procesor?
Procesory mogą przyjmować różne formy, ale w przypadku komputerów osobistych (podobnie jak i laptopów) ich natura jest ustandaryzowana. Fakt, laptopowe procesory bywają umiejscowione niekiedy w innym miejscu na płycie głównej, ale już w przypadku desktopów jest to górna część płyty głównej. Jeżeli więc miałeś okazję zajrzeć w trzewia komputera, który ma zdemontowany układ chłodzenia, nie do przeoczenia jest widok chipu w szarym kolorze, który ma rozmiary zbliżone do kwadratu lub prostokąta.
To właśnie procesor, który był umieszczony w sockecie, czyli swoim gnieździe – jedynym miejscu na płycie głównej, dostosowanym do umożliwienia mu pracy. To właśnie procesor jest odpowiedzialny za wykonywanie wszystkich instrukcji i poleceń, które sprawiają, że twój komputer działa. Pytanie „co to procesor” jest jednak dopiero wierzchołkiem góry lodowej – czym dokładnie zajmuje się CPU i dlaczego jest tak ważny? Przyjrzyjmy się, co sprawia, że ten komponent jest tak istotny dla twojego urządzenia.
Do czego służy procesor?
Procesory Intel czy procesory AMD – nie będziemy roztrząsać tu tego, który góruje w poszczególnych zadaniach (ale jeżeli chcesz się dowiedzieć więcej na temat sytuacji na rynku CPU, sprawdź nasz artykuł AMD czy Intel). Zamiast tego, określimy ich rolę we współczesnych komputerach, gdyż ta, dla urządzeń obu tych producentów, jest wspólna.
W przypadku procesora bardzo często przewija się temat określenia go mianem „mózgu”, ale co to w ogóle oznacza? Otóż to właśnie procesor wykonuje większość „myślenia”, czyli wszelkich obliczeń i podejmowania decyzji, dzięki czemu komputer działa. Tak jak twój mózg przetwarza informacje, aby podejmować decyzje, tak CPU przetwarza instrukcje, aby komputer robił to, czego od niego oczekujesz – bez CPU komputer byłby jedynie pudełkiem części, które nie byłby ze sobą nawet skoordynowane. Niezależnie od tego, czy grasz w grę, piszesz szkolne zadanie, czy oglądasz film, CPU nieustannie zajmuje się przetwarzaniem wszystkich instrukcji, aby osiągnąć rezultat: wykonane zadanie.
Procesor odpowiada za takie zadania jak:
- wykonywanie obliczeń matematycznych (np. dodawanie lub mnożenie liczb),
- uruchamianie aplikacji i gier,
- współdziałanie klawiatury, myszy i ekranu,
- przechowywanie i pobieranie informacji podczas wykonywania zadań.
Jak działa procesor?
Głównym zadaniem procesora jest przetwarzanie instrukcji pochodzących z programów. Dzieje się to w cyklu zwanym Fetch-Decode-Execute-Store, czyli pobierz–zdekoduj–wykonaj–zapisz. To właśnie dzięki niemu komputer potrafi wykonywać wszystkie operacje, od uruchamiania aplikacji po obliczenia matematyczne. Jak działa procesor? Według ściśle określonego ciągu, który w szczegółach prezentuje się następująco:
- Fetch (pobranie) – procesor pobiera z pamięci RAM instrukcję, czyli ciąg zer i jedynek, które mówią mu, co ma zrobić.
- Decode (dekodowanie) – instrukcja zostaje zinterpretowana. Procesor, korzystając z jednostki arytmetyczno-logicznej (ALU), ustala, jaką operację trzeba wykonać i na jakich danych.
- Execute (wykonanie) – zdekodowana instrukcja zostaje wykonana, np. dodanie dwóch liczb, przesłanie danych czy porównanie wartości.
- Store (zapis) – wynik operacji jest zapisywany z powrotem w pamięci lub rejestrach, tak aby komputer mógł go później wykorzystać.
Ten cykl powtarza się nieustannie, miliardy razy na sekundę, sprawiając, że komputer działa płynnie i wykonuje wszystkie zadania, których od niego oczekujemy.
Najważniejsze parametry i budowa procesora
Krzemowy mózg, jakim to już mianem określiliśmy procesor, skrywa pod IHS-em (tą szara osłoną do której przywiera stopa chłodzenia) całkiem wiele. Bez poniższych komponentów, jego praca nie byłaby możliwa. Sama budowa procesora jest niezwykle skomplikowana, dlatego nie będziemy zagłębiać się w przesadne szczegóły, ale jeżeli mowa o podstawach, to jego poszczególne sekcje składają się z:
- ALU
- CU
- Rejestrów/Fast cache memory
ALU – Arithmetic Logic Unit
Sekcja procesora, która znana jest jako jednostka arytmetyczno-logiczna. Jej zadaniem jest rozwiązywanie zadań arytmetycznych na podstawie danych, na jakich bazuje. Rozwiązuje więc takie działania, jak dodawanie, odejmowanie, mnożenie, dzielenie oraz logicznymi (takimi jak AND lub OR). Warto tu zaznaczyć, że do wszystkich obliczeń wykorzystuje dodawanie, np. rozwiązuje 2×3 jako 2+2+2=6.
CU – Control Unit
Jest to układ sterowania, który odpowiada za zarządzanie pracą całego procesora. Jej rolą jest wysyłanie rożnego rodzajów sygnałów, jak choćby hold lub reset do konkretnych sekcji. Dzięki temu wszystkie komponenty współpracują ze sobą, aby wykonać konkretne zadania. Przykładowo synchronizuje przesyłanie danych z pamięci podręcznej do ALU.
Rejestry/Fast cache memory
Pełnią funkcję przechowywania tymczasowych wyników obliczeń oraz adresów lokalizacji w pamięci operacyjnej. Starsze procesory korzystały wyłącznie z rejestrów, natomiast nowoczesne mają również szybką pamięć podręczną (cache). Procesor pobiera dane z RAM, lub dysków i podczas wykonywania zadań zapisuje je w rejestrach lub pamięci podręcznej.
Rodzaje procesorów
Procesory podzielić można na wiele rodzajów, choćby na ich przeznaczenie (inny procesor będzie na płycie głównej, inny w karcie graficznej a inny w elektronice użytkowej). Jeszcze innymi przykładami są podziały ze względu na zastosowaną architekturę, która tworzy dany procesor lub środowisko działania. Nie są to jednak rodzaje, jakie chcemy omówić – z uwagi, że mówimy głównie o procesorach desktopowych, podzielimy je na różne rodzaje pod względem liczby rdzeni.
Czym są jednak rdzenie? To struktury w procesorze, które są wykonane po to, aby zajmować się wykonywaniem wszelkich operacji obliczeniowych. Rdzeń procesora tworzony jest z większej liczby jednostek wykonawczych, które razem pracują w obrębie jednego rdzenia. Zatem rdzeń jest jak miniaturowy procesor wewnątrz głównego CPU, a większa liczba rdzeni oznacza, że procesor może wykonywać więcej zadań jednocześnie. Czasy, gdy procesor miał jeden rdzeń dawno odeszły do historii – obecnie CPU z rynku konsumenckiego mają przynajmniej dwa rdzenie, ale to dopiero początek. W przypadku rynku konsumenckiego, rodzaje procesorów zarysowują się następująco:
- Procesory jednordzeniowe – najstarszy typ procesora, a także najwolniejszy. Może obsługiwać tylko jedno zadanie naraz, dlatego jest zbyt wolny dla nowoczesnych aplikacji, takich jak gry czy przeglądarki internetowe. Urządzenia tego rodzaju nie są już dostępne w sprzedaży z uwagi na ich archaiczność.
- Procesory dwurdzeniowe – procesor posiadający dwa rdzenie, stanowiący obecnie podstawowy rodzaj CPU w sprzedaży. Jego pracy nie można nazwać przesadnym multitaskingiem, ale sprawdza się w przypadku najbardziej podstawowych zadań. Wśród tego rodzaju jednostek dominują stareńkie procesory Intel Pentium, AMD Athlon czy Intel Celeron, choć znajdziemy też Intel Core i3 z czwartej generacji.
- Procesory czterordzeniowe – znane także jako tzw. quad-core’y, czyli CPU wyposażone w cztery rdzenie. Są uniwersalne i bardzo popularne. Nadają się do codziennego użytku: pracy biurowej, przeglądania sieci, oglądania filmów, a także grania w mniej wymagające gry czy obsługi programów graficznych. Wśród czterordzeniowców dominują głównie procesory Intel Core i3 oraz AMD Ryzen 3.
- Procesory sześciordzeniowe – rekomendacja dla osób korzystających z bardziej wymagających aplikacji, np. edycji wideo, renderingu 3D czy nowoczesnych gier. Zapewniają wyraźnie lepszą wielozadaniowość niż czterordzeniowe. Wśród nich znajdziemy wiele wydajnych jednostek z serii AMD Ryzen 5 oraz Intel Core i5.
- Procesory ośmiordzeniowe – są stosowane w komputerach do gier, profesjonalnych laptopach i platformach dedykowanych wymagającym zadaniom profesjonalnym. Umożliwiają sprawną pracę wielu wymagających aplikacji jednocześnie. Popularne procesory z ośmioma rdzeniami reprezentują takie serie, jak AMD Ryzen 7 i Intel Core i7.
- Zaawansowane procesory wielordzeniowe – to właśnie powyżej 8 rdzeni znajdziemy ultrawydajne jednostki, które reprezentują topowe procesory AMD Ryzen 9 i Intel Core i9. Obecnie 12, 16 czy 18 rdzeni nie jest problemem, ale to zdecydowanie nie są limity – w naszej ofercie znajdziesz nawet procesory, które oferują zawrotne 96 rdzeni! Doskonałym przykładem są profesjonalne CPU z serii Ryzen Threadripper Pro. Są stworzone do bardzo dużych obciążeń, takich jak wirtualizacja, obliczenia naukowe, sztuczna inteligencja, profesjonalny rendering czy obsługa baz danych.
Dlaczego wydajność procesora ma znaczenie?
Wydajność procesora bezpośrednio wpływa na ogólną pracę całego systemu. Mocny CPU umożliwia szybsze uruchamianie aplikacji, płynniejsze przełączanie się między programami oraz lepsze wrażenia podczas grania w gry.
Dodatkowo, wydajny procesor sprawia, że komputer nadąża za najnowszymi aktualizacjami oprogramowania. Nowoczesne aplikacje są coraz bardziej zaawansowane i wymagają większej mocy obliczeniowej. Jeśli procesor jest zbyt słaby, może nie być w stanie obsłużyć tych wymagań, co prowadzi do spowolnień, a nawet zawieszania się systemu.
Komentarze (0)