Система классификации процессоров

Когда речь заходит о процессорах, большинство подразумевает центральный процессор компьютера. Но в действительности процессор есть в любом электронном устройстве. Он выступает в роли «мозга» и объединяет все элементы в единую ИТ-систему. Так, процессор есть не только у персонального компьютера или ноутбука, но также у сервера, мобильного телефона и любого оборудования, которое работает на основе алгоритма и выполняет определенные функции. Причем, чем выше функционал, тем больше требований к модели процессора.

Простыми словами, процессор обеспечивает взаимодействие пользователя и устройства по принципу двоичной системы – откликается на запрос в формате «да» и «нет» и отправляет конкретные команды другим элементам. Несмотря на общий принцип работы и схожее строение, процессоры различаются на несколько типов. Поэтому при выборе процессора следует первично ориентироваться на его назначение, и уже после – на конкретные технические характеристики. Чтобы подобрать оптимальную модель процессора, лучше обратиться к опытному ИТ-инженеру, который оценит потребности пользователя и предложит соответствующий задачам и ценовой категории процессор.

Особенности процессоров

Функционал процессора напрямую зависит от сложности устройства. Но при этом конструктив всех процессоров идентичен: визуально они представляют собой микрочип, который помещают на материнскую плату устройства. Различают встроенные и съемные модели. Вторые чаще применяют в современных устройствах для удобства модернизации или замены. Чип процессора изготавливают на основе кремниевой пластины, на которую наносят полупроводники. При прохождении электрического тока по конкретным полупроводникам процессор выдает определенные команды в формате двоичного программного кода.

По мере модернизации цифрового оборудования производители процессоров стремятся сократить размеры чипа, и его габариты становятся порядка нанометра. Для сложных устройств, которые предполагают расширенный функционал, необходимо обеспечить достаточное охлаждение устройства. При этом производители указывают показатели тепловыделения и рабочую температуру в спецификации к каждой модели. Центральные процессоры для серверов и персональных компьютеров различаются типом архитектуры – порядком расположения полупроводников, что определяет производительность элемента.

Типы процессоров

Когда пользователю требуется процессор, в большинстве случаев он имеет в виду конкретный тип, поскольку для каждого оборудования необходим соответствующий вид процессора. Однако в некоторых ситуациях процессоры могут быть взаимозаменяемы. Например, серверный процессор можно установить на обычный стационарный компьютер, хотя на практике делать это нецелесообразно. Так, процессоры разделяют на:

• Универсальные – могут быть установлены на любое цифровое оборудование, поскольку их конструкция и технические характеристики рассчитаны для решения различных пользовательских задач;
• Серверные – предназначены для установки в масштабных ИТ-системах, они обеспечивают быстродействие процессов благодаря увеличенной мощности;
• Мобильные – применяют в компактных устройствах, их ключевое преимущество – минимальный размер чипа и сниженное тепловыделение.

Одновременно процессоры разделяют по типу крепления к материнской плате. Несъемные процессоры используют в том случае, когда пользователь не планирует замену или оптимизацию элемента. Съемные процессоры крепятся с помощью специального устройства – сокета.

В отдельную категорию выделяют графические процессоры. Они предназначены для установки на компьютеры или серверы в тех ситуациях, когда пользователю требуется программное обеспечение с высокой графикой.

Технические характеристики

Если с типом процессора обычно не возникает проблем, то подобрать конкретную модель не всегда можно самостоятельно – лучше обратиться за помощью к опытному ИТ-инженеру, который посоветует процессор с оптимальными техническими характеристиками. Так, вне зависимости от вида процессоры характеризуются несколькими ключевыми параметрами:

• Количество ядер – определяет производительность процессора. Формально можно считать, что чем больше ядер, тем лучше процессор. Но на практике такая зависимость актуальна только для серверных процессоров и пользователей, которые планируют использовать сложный софт;
• Тактовая частота – показывает количество решаемых процессором задач за одну секунду – определяет скорость работы ИТ-системы;
• Кэш-память – влияет на продуктивность устройства, поскольку позволяет хранить ряд данных во встроенной памяти процессора;
• Сокет – указывает тип подключения элемента к материнской плате.

При выборе центрального процессора для компьютера или сервера необходимо учитывать и дополнительные технические характеристики: показатель тепловыделения, оптимальную рабочую температуру, возможность увеличения тактовой частоты, архитектуру процессора и другие.

Типы процессоров в зависимости от назначения

Поскольку процессоры используют во всех электронных устройствах, их классифицируют в соответствии с назначением на несколько видов:

• Однопрограммные и многопрограммные – рассчитаны на одновременное решение одной, двух или нескольких задач. При этом чем сложнее устройство, тем большее количество программ необходимо процессору;
• Двухядерные, четырехядерные и многоядерные – разделяют параллельные задачи на несколько ядер, что повышает производительность системы и скорость работы над единичным процессом;
• Конвейерные – разбивают одну задачу на несколько составляющий, каждую из которых решает собственный алгоритм – конвейер;
• Нейропроцессоры – используют алгоритмы искусственного интеллекта;
• Сопроцессоры – применяют для расширения функционала центрального процессора.

В отдельную категорию выделяют микропроцессоры, рассчитанные на выполнение одной несложной команды. Например, сигнальные процессоры, которые используют на метрологическом оборудовании.

Поколение и серия процессора

В большинстве случаев процессор подбирают на основе технических характеристик и уже после смотрят на производителя. Производитель процессора особенно важен в том случае, когда ограничен бюджет на приобретение элемента, или если пользователю требуется заменить вышедший из строя ЦПУ. В этом случае важно обращать внимание на совместимость сокета с материнской платой. Производители публикуют информацию о совместимости на официальных сайтах в формате таблицы.

Наибольшее значение модель процессора имеет для компьютеров и серверов. Здесь следует обращать внимание не только на производителя, но также учитывать поколение и серию процессора. Каждой серии соответствует собственная маркировка. Например, у компании AMD есть линейка процессоров Ryzen, каждая модель в которой промаркирована порядковым номером. Он включает в себя наименование компании, линейки, поколения процессора и его номера. Также на маркировке часто присутствует буквенный суффикс – он обозначает разблокированный множитель тактовой частоты. Это указывает на возможность самостоятельного увеличения мощности процессора благодаря изменению настроек в BIOS материнской платы.

Как выбрать процессор

Несмотря на классификацию универсальных процессоров, в реальности не существует модели, которая решала бы любые задачи. Поэтому выбирать процессор важно адресно, учитывая специфику оборудования и приоритетные задачи пользователя. Это позволит подобрать оптимальную модель, которая обеспечит высокую продуктивность ИТ-системы. При этом важно учитывать не только текущие задачи, но и анализировать возможное масштабирование системы. Это особенно актуально для центральных и серверных процессоров. Так, например, для решения коммерческих задач ИТ-инженер обычно опирается на потенциальный рост ИТ-системы в период 3-5 лет.

Для пользователей, которым важен игровой интерфейс или программное обеспечение с качественной графикой, лучше выбирать процессоры с графическим ядром. В коммерческих масштабах такие элементы устанавливают при проектировании серверов для дизайнерских и архитектурных бюро, проектных институтов и т.п. Основные производители ЦПУ – компании Intel и AMD, но пользователь может выбрать подходящий процессор и другого вендора, представленного на рынке.

Какие характеристики первичны при выборе процессора

Поскольку с каждым годом производители совершенствуют электронное оборудование и вычислительные элементы, сейчас можно выбрать оптимальную модель процессора для решения актуальных задач в любой ценовой категории. При этом первично следует ориентироваться на два основных показателя – количество ядер и тактовую частоту ЦПУ. В самом простом случае для персонального компьютера или выделенного сервера для офисных программ достаточно двухядерного процессора. Но чем больше задач устройство должно решать в каждый момент времени, тем большее количество ядер требуется. Для серверных процессоров компаний малого и среднего бизнеса обычно выбирают 6-8 ядер, а для крупных корпораций их число стартует с 12.

Тактовая частота указывает на быстродействие системы. При этом разогнать процессор можно за счет разблокированного множителя или специальной утилиты. При самостоятельном увеличении тактовой частоты стоит позаботиться о дополнительном охлаждении ИТ-системы и проверить пропускную способность каналов, а также параметры смежных элементов. Для серверных процессоров процедура оверклокинга неактуальна – следует сразу же выбирать процессор с высоким показателем тактовой частоты.

Основные задачи процессора

Процессор не зря сравнивают с мозгом устройства: элемент выполняет те же функции. Суть работы сводится к обработке и генерации команд, количество которых зависит от загруженности ИТ-системы. Конструктивно процессор состоит из трех ключевых элементов – ядра, запоминающего устройства и шины. В соответствии с составляющими процессор выполняет три категории основных задач:

• Получение команд от пользователя и дополнительных элементов ИТ-системы, анализ команды и генерация ответной команды;
• Передача команды с помощью шины на другие элементы;
• Хранение некоторых данных во внутренней кэш-памяти для выполнения объемных команд. После завершения каждого цикла (такта) данные сохраняются в оперативной памяти компьютера.

Иными словами, процессор координирует работу всей ИТ-системы, и без него включить компьютер, сервер или мобильный телефон просто невозможно. Высокие технические характеристики ЦПУ позволяют устройству работать правильно и эффективно. Причем, чем выше показатели процессора, тем выше быстродействие системы. Но в некоторых случаях скорость – не приоритет для процессора. Например, для сигнальных элементов.

Разрядности процессоров

Для ЦПУ персонального компьютера и серверного процессора один из значимых технических показателей – разрядность. Она показывает быстродействие системы и совместимость процессора с конкретными программами и приложениями. Согласно определению, разрядность – это количество бит информации, которое может обработать устройство за один такт. Среди современных моделей наиболее распространены 32-битные и 64-битные процессоры. Разрядность процессора можно выяснить на основе установленной операционной системы или скачать специальную утилиту, оценивающую данные об архитектуре ЦПУ.