Назовите основные технические характеристики, а также их значения для современных моделей центральных процессоров (CPU). Поясните разницу между CISC и RISC архитектурой

Назовите основные технические характеристики, а также их значения для современных моделей центральных процессоров (CPU). Поясните разницу между CISC и RISC архитектурой.

Итак, процессором (он же микропроцессор, он же CPU – Central Processing Unit) называется устройство, без которого ни один компьютер работать не может. Выполнение любой задачи на ПК сопровождается множеством математических вычислений, которыми и занимается процессор. Даже когда вы просто слушаете музыку на компьютере, процессор неустанно считает: складывает, умножает и т. д. Поскольку музыка для процессора – всего лишь набор цифр.

Нужно ли говорить, что это довольно сложное устройство. Обычно процессор собирается на небольшой пластине из кремния, на которой размещаются миллиарды (да-да, миллиарды!) транзисторов. Именно эти крошки и выполняют всю работу, связанную с вычислениями.

В большинстве персональных компьютеров процессор крепится непосредственно к материнской плате (мы уже посмотрели, как выглядит соответствующее гнездо на «маме» (см. рис. 3.10)), но иногда (очень редко) он устанавливается на отдельной плате, которая, в свою очередь, подключается к материнской с помощью специального слота.

Теперь поговорим об основных характеристиках процессоров (проще говоря, чем один процессор отличается от другого и по каким признакам определить, какой из них круче). Начнем с уже знакомой вам тактовой частоты.

Тактовая частота (внутренняя частота) – это количество операций, выполняемых процессором за одну секунду (если сказать очень упрощенно). Давайте разберемся в этом чуть подробнее. Процессор выполняет самые разные программы, только некоторые из которых запускает пользователь. Программы – штука сложная, но на самом деле, с точки зрения процессора, они представляют собой лишь цепочку простейших инструкций.

Бывают процессоры:

– с расширенным набором команд (CISC) – работают со сложными инструкциями, каждая из которых занимает несколько тактов;

– с сокращенным набором команд (RISC) – работают с небольшим количеством самых простых инструкций, каждая их которых выполняется очень быстро, но не приносит значительного результата.

Представьте две строительные площадки, на каждой из которых возводится дом. На одной стройплощадке дом строится из кирпича, на другой – из крупных панелей. Для строительства одного этажа требуется несколько десятков панелей или несколько тысяч кирпичей. Можно сказать, что строительство панельного дома производится с расширенным набором команд (CISC), а кирпичного – с сокращенным (RISC). Результат установки трех-четырех панелей сразу виден, в то время как даже несколько десятков новых кирпичей в кладке можно сразу и не заметить. С другой стороны, добавление одного кирпича в кладку занимает гораздо меньше времени, чем установка одной панели.

Так что, если копнуть глубже, становится ясно, что одной тактовой частоты для сравнения скорости работы процессоров недостаточно. Процессоры с одной и той же тактовой частотой могут по-разному работать с различными программами.

Тем не менее чем выше тактовая частота процессора, тем быстрее он работает в целом (не рассматривая работу с каждой отдельно взятой программой).

Разрядность – количество бит, обрабатываемых процессором за одну операцию. За время развития процессоров их разрядность выросла с 4 до 64 бит (неплохо, правда?). Напомним, что бит – это самый маленький объем информации в цифровых технологиях.

Внешняя шина процессора (Front Side Bus, FSB) – канал связи, по которому процессор взаимодействует с памятью.

Основным ее показателем является, как ни странно, тактовая частота, только на этот раз она называется внешней, или частотой системной шины. Дело в том, что информация по шине передается небольшими порциями (циклами, или тактами). Как и у процессора, тактовая частота показывает количество тактов в единицу времени. Частота современных шин может достигать 1,33 ГГц (хотя пока наиболее распространены процессоры, поддерживающие частоту шины в пределах от 800 до 1066 МГц).

Однако тут есть одна тонкость – помимо разрядности процессора, на скорость работы машины влияет и разрядность (ширина) шины, которая определяет, сколько информации можно передавать по шине за один такт.

Любая шина в компьютере на самом деле состоит из двух: шины данных и шины адреса.