Человек без головы как минимум уже никто, хотя, судя по фильмам о зомби, что-то еще продолжает работать. Это все конечно сказки, я не верю в зомби. В этой статье мы познакомимся с важной составляющей компьютера, без которой он конечно включится, но, на экране монитора мы ничего не увидим, а услышим лишь жалостливый писк. Речь пойдет о центральном процессоре. Процессор является мозгом всего компьютера, способным в секунду обрабатывать миллионы операций. Также, он очень склонен к нагреванию, нагреваться может до 70 градусов Цельсия и выше, потом запашок и попадание на деньгиJ, поэтому здесь же будет, затронут вопрос охлаждения процессора.

Процессор.

Внешний вид нижней части процессора Intel S775, начиная с S775, компания отказалась от расположения ножек на процессоре, очень умный ход, так как ножки очень любят гнуться.

Внешний вид верхней части процессора, как правило на верхней части размещено название фирмы производителя и техническая спецификация: тактовая частота, кэш, сокет, серийный номер и т. д., ниже будет картинка с наглядным примером.

Не будем сильно замарачиваться на технологических процессах, затронем только самые важные моменты, это:

1. Введение. (ссылка на то место где идет описание)
2. Кэш процессора. (ссылка на то место где идет описание)
3. Тактовая частота. (ссылка на то место где идет описание)
4. Системная шина. (ссылка на то место где идет описание)
5. Охлаждение. (ссылка на то место где идет описание)
6. Разгон. (ссылка на то место где идет описание)
7. Помощь в выборе. (ссылка на то место где идет описание)

Введение.

Центральный процессор (ЦП, или центральное процессорное устройство — ЦПУ; англ. central processing unit, сокращенно — CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — электронный блок либо микросхема — исполнитель машинных инструкций (кода программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.

Изначально термин центральное процессорное устройство описывал специализированный класс логических машин, предназначенных для выполнения сложных компьютерных программ. Вследствие довольно точного соответствия этого назначения функциям существовавших в то время компьютерных процессоров, он естественным образом был перенесён на сами компьютеры. Начало применения термина и его аббревиатуры по отношению к компьютерным системам было положено в 1960-е годы. Устройство, архитектура и реализация процессоров с тех пор неоднократно менялись, однако их основные исполняемые функции остались теми же, что и прежде.

Главными характеристиками ЦПУ являются: тактовая частота, производительность, энергопотребление, нормы литографического процесса используемого при производстве (для микропроцессоров) и архитектура.

Ранние ЦП создавались в виде уникальных составных частей для уникальных, и даже единственных в своём роде, компьютерных систем. Позднее от дорогостоящего способа разработки процессоров, предназначенных для выполнения одной единственной или нескольких узкоспециализированных программ, производители компьютеров перешли к серийному изготовлению типовых классов многоцелевых процессорных устройств. Тенденция к стандартизации компьютерных комплектующих зародилась в эпоху бурного развития полупроводниковых элементов, мейнфреймов и миникомпьютеров, а с появлением интегральных схем она стала ещё более популярной. Создание микросхем позволило ещё больше увеличить сложность ЦП с одновременным уменьшением их физических размеров. Стандартизация и миниатюризация процессоров привели к глубокому проникновению основанных на них цифровых устройств в повседневную жизнь человека. Современные процессоры можно найти не только в таких высокотехнологичных устройствах, как компьютеры, но и в автомобилях, калькуляторах, мобильных телефонах и даже в детских игрушках. Чаще всего они представлены микроконтроллерами, где помимо вычислительного устройства на кристалле расположены дополнительные компоненты (память программ и данных, интерфейсы, порты ввода/вывода, таймеры и др.). Современные вычислительные возможности микроконтроллера сравнимы с процессорами персональных ЭВМ десятилетней давности, а чаще даже значительно превосходят их показатели.

Кэш процессора

Кэш (сверхоперативная память), используемый микропроцессором компьютера для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Является одним из верхних уровней иерархии памяти. Кэш использует небольшую, очень быструю память (обычно типа SRAM), которая хранит копии часто используемых данных из основной памяти. Если большая часть запросов в память будет обрабатываться кэшем, средняя задержка обращения к памяти будет приближаться к задержкам работы кэша.

Когда процессору нужно обратиться в память для чтения или записи данных, он сначала проверяет, доступна ли их копия в кэше. В случае успеха проверки процессор производит операцию используя кэш, что быстрее использования более медленной основной памяти. Подробнее о задержках памяти см. Задержки (англ. SDRAM latency) SDRAM: tCAS, tRCD, tRP, tRAS.

Большинство современных микропроцессоров для компьютеров и серверов имеют как минимум три независимых кэша: кэш инструкций для ускорения загрузки машинного кода, кэш данных для ускорения чтения и записи данных, и буфер ассоциативной трансляции (TLB) для ускорения трансляции виртуальных (математических) адресов в физические, как для инструкций, так и для данных. Кэш данных часто реализуется в виде многоуровневого кэша (L1, L2, L3).

Если планируется что на компьютере будут работать только офисные приложения, то есть компьютер будет использоваться как печатающая машинка. На компьютере будут просматриваться фильмы. Возможно вы будите слушать музыку. Тогда, есть смысл брать процессор с меньшим кэшем, как правило, это урезанные варианты мощных процессоров. На этом можно здорово сэкономить и запустить злотые в другое русло.

Ниже на картинке, за тактовой частотой обозначенной значением 2.50GHz, обозначен кеш, на данном процессоре, он равен 2M. Что является не плохим показателем и говорит о том, что данный процессор способен не только обрабатывать тексты и таблицы.

Тактовая частота

Это, пожалуй, основное, на что нужно уделить внимание, так как это есть показатель скорости процессора. Чем больше цифра, тем он быстрее, конечно, как было замечено выше, при одинаковой тактовой частоте, но разницы в кеше, быстрее будет процессор с большим кешем. Тактовая частота указывается как на упаковке процессора, так и на верхней его части. Тактовая частота обозначает количество выполняемых операций процессором за одну секунду.

На картинке ниже красным обведена техническая информация. 2.50GHz это и есть частота процессора. Тактовая частота измеряется в Гигагерцах и Мегагерцах. На сегодняшний день, процессоров с частотой в Мегагерцах для настольных персональных компьютеров и для ноутбуков не выпускают или выпускают но, в ограниченных количествах и их стоимость довольно велика в силу ограничения выпуска.. Связано это с требованием программного обеспечения, которое с каждым днем становится все более требовательное к производительности компьютера.

Системная шина.

Шины — это соединения маршрутов данных, связывающие центральный процессор компьютера с модулями оперативной памяти и иными устройствами, с которыми он взаимодействует. Системная (front-side) шина связывает центральный процессор с основной памятью компьютера и шинами периферийных устройств. Шина кэш-памяти (backside) — достаточно быстрое соединение, которое центральный процессор использует для обмена информацией с внешней кэш-памятью, в том числе и с кэшем второго уровня.

Скорость шины часто характеризуют таким ее параметром, как рабочая частота в мегагерцах.
Что будет, если установить самый новый, самый мощный двигатель в дряблый кузов старенького авто? Самый мощный автомобиль в округе, не так ли? Возможно, если не полетит трансмиссия, не раскрошатся оси и не отлетят крылья, как крыша обветшавшего сарая в вихре торнадо.
Точно так же опытные пользователи компьютеров знают, что, если установить самый современный процессор в рядовую персоналку, это вовсе не обязательно приведет к общему росту производительности. Более того, скорость и эффективность самого процессора в значительной степени зависят от системной шины, которую инженеры создают в расчете на набор микросхем, составляющих его ближайшее окружение.

Важной характеристикой, определяющей реальную производительность процессора, является скорость системной шины — основного конвейера, который процессор использует для связи с остальными компонентами системы. Современные системные шины, такие как 400-мегагерцевый канал в Pentium 4, передают данные со скоростью в трое быстрее, чем 133-мегагерцевая шина, применяемая в процессоре Pentium III.
С другой стороны, шина кэш-памяти второго уровня, которая служит для передачи данных в кэш, действительно работает с тактовой частотой центрального процессора. В достопамятные времена (примерно в середине 1990-х годов) шина кэш-памяти была важным средством поддержки обмена данными.

В процессорах Pentium II и Pentium Pro используется так называемая внешняя кэш-память, которая позволяет хранить часто используемые данные ближе (как с точки зрения расстояния, так и с точки зрения времени, необходимого для доступа к ним) к центральному процессору, чем данные, размещаемые в традиционной оперативной памяти. Специальный конвейер связывал процессор с этой кэш-памятью второго уровня, которая использовалась для передачи данных между ними с тактовой частотой процессора. Конкуренты Intel, такие как Advanced Micro Devices, намерены воспользоваться той же самой тактикой.

На рисунке шина обозначена параметром 800, то есть 800MHz. Чем выше параметр, тем быстрее происходит обмен данными. Но, такой момент, если материнская плата работает с частотой 1333MHz, то в купе с процессором указанным на рисунке она будет работать на частоте процессора. Есть не формальное правило, если частота процессора и материнской платы совпадает, то достигается оптимальная производительность.

Я преднамеренно не выделяю каждый параметр отдельно, чтобы вы научились правильно читать технические характеристики процессора. Тактовая частота/ кеш/ частота системной шины (FSB)/ год выпуска.

Охлаждение.

Процессор греется, особенно он греется при обработке больших данных, при работе с графическими приложениями т.д. Как писалось ранее температура, может достигнуть до 70 градусов Цельсия, что непременно приведет к перегреву и к возможному выходу из строя процессора. Чтобы избежать этого, сверху процессора крепится медный или алюминиевый радиатор и поверх радиатора крепится вентилятор.

Существует несколько видов систем охлаждения процессора ПК: классическое воздушное охлаждение, системы водяного охлаждения, системы для экстремального охлаждения при разгоне на жидком азоте, системы охлаждения на тепловых трубках и элементах Пельтье.

Классическое воздушное охлаждение, надежное, но шумное решение. Состоит из радиатора и вентилятора, радиатор забирает тепло от процессора и засчет обдува холодным воздухом вентилятором не дает процессору нагреться. Достаточно надежная система, но, шумная, даже не смотря на то, что почти все вентиляторы (кулеры) на сегодняшний день, основываясь на данных полученных от материнской платы регулирую скорость. Также из-за постоянного обдува в радиатор со временем забивается много пыли, и если эту пыль во время не удалять, прекращается приток холодного воздуха к пластинам радиатора и он теряет свою эффективность, вследствие чего процессор начинает греться и приводит, что привод к нестабильной работе всей системы. Преимущества данного решение это его дешевизна. Но, если приобретается мощный процессор, то я советую не экономить и приобрести хороший кулер, с большой площадью охлаждения, тем более, если планируется работать с графическими приложениями, играть в современные игры.

Внешне, воздушное охлаждение выглядит вот так:

Модель Noctua NH-U12P SE2

Системы водяного охлаждения и системы для экстремального охлаждения при разгоне на жидком азоте, будут рассмотрены вместе, так как конструктивно они похожи друг на друга. На сегодняшний день, эта система стоит дороже классической воздушной, но обладает рядом преимуществ. Одно из них это конечно же минимум шума, шум создает только компрессор при помощи которого вода циркулирует по трубкам. Меньше пыли в системно блоке, так как отсутствует вентилятор ну и как заявляют производители, с такой системой, ЦПУ греется гораздо меньше. Еще одним плюсом является то, что одной системой можно охлаждать сразу все узлы компьютера, которые в этом нуждаются, то есть,

Но, есть минус и плюс, есть хорошее и плохое. Так и здесь, у этой системы есть минусы. Один из них это необходимость в дополнительном месте для компрессора на столе или еще где-то. Далее, внутри системы циркулирует специальная жидкость, которая стоит денег, обычную воду использовать нельзя. И, возможна течь в системе, что может привести к замыканию электрических цепей.

Мое мнение такое, если планируется разгон системы, напрягает шум вентиляторов, и есть деньги на систему, то тогда конечно стоит ее приобрести.

Внешне система выглядит так:

Система водяного охлаждения Zalman Reserator 1 Plus

Система охлаждения процессора жидким азотом, похожа на водяную систему, опишем ее кратко,

Что даст вам такая система:

1. Это конечно же вот такой вид внутри системного блока. Красиво и летом кондер не нужен.

1. Вы можете максимально разогнать свою систему, выжмите из нее максимум. Но, у такого экстремального оверклокинга (разгона) есть и обратная сторона. Ведь разгон с использованием жидкого азота — это, фактически, убийство процессора, вряд ли наш тестовый экземпляр будет работать в будущем достаточно стабильно.
2. Похвастаться переел знатоками данной системой.

Здесь эта система, затронута на уровне что бы вы знали, что такое есть. Сама система является достаточно дорогой и опасной для жизни, вспоминаем фильм «Терминатор 2 Судный день». Но, зато вы теперь знаете, что такое существует и при возникновении большого желания поиграться с экстремальным оверклокингом, вы можете приобрести себе такую систему.

И на последок система охлаждения, которая возможно вам и не пригодится никогда, но, для того что бы знать что это, я все таки решил ее добавить. И так, это Элемент Пельтье.

Выглядит вот так:

Работает вот так:

В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту.

При контакте металлов эффект Пельтье настолько мал, что незаметен на фоне омического нагрева и явлений теплопроводности. Поэтому при практическом применении используются контакт двух полупроводников.

При контакте металлов эффект Пельтье настолько мал, что незаметен на фоне омического нагрева и явлений теплопроводности. Поэтому при практическом применении используются контакт двух полупроводников.

Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов — одного n-типа и одного p-типа в паре (обычно теллурида висмута, Bi2Te3 и германида кремния), которые попарно соединены при помощи металлических перемычек. Металлические перемычки одновременно служат термическими контактами и изолированы непроводящей плёнкой или керамической пластинкой. Пары параллелепипедов соединяются таким образом, что образуется последовательное соединение многих пар полупроводников с разным типом проводимости, так чтобы вверху были одни последовательности соединений (n->p), а снизу противоположные (p->n). Протекающий электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды. В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.

Если охлаждать нагревающуюся сторону элемента Пельтье, например, при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже. В одноступенчатых элементах, в зависимости от типа элемента и величины тока, разность температур может достигать приблизительно 70 К.

Достоинства и недостатки

Достоинством элемента Пельтье является небольшие размеры, отсутствие каких-либо движущихся частей, а также газов и жидкостей. При обращении направления тока возможно как охлаждение, так и нагревание — это даёт возможность термостатирования при температуре окружающей среды как выше, так и ниже температуры термостатирования.

Недостатком элемента Пельтье является очень низкий коэффициент полезного действия, что ведёт к большой потребляемой мощности для достижения заметной разности температур. Несмотря на это, элементы Пельтье нашли широкое применение, так как без каких-либо дополнительных устройств можно реализовать температуры ниже 0 °C.

В батареях элементов Пельтье [1] возможно достижение теоретически очень большой разницы температур, в связи с этим лучше использовать импульсный метод регулирования температуры, благодаря которому можно снизить также и потребление энергии.

Ну вот собственно и все что касается охлаждения. Написано много, но, уверяю это полезная информация, используя которую вы никогда не подвергните свой процессор перегреву. Заметьте, процессор это отдельное устройство, которое заставляет компьютер работать и не совершать ошибки, это к тому, что многие процессором называют весь системный блокJ, теперь можете смело поправлять их и параллельно обучить и назвать отличия одного от другого.

Разгон.

Буду краток, и не буду советовать заниматься разгоном при отсутствии злотых в кармане. Почему? Да потому что этим можно запросто загубить всю систему, сжечь материнскую плату, память, процессор. Как только железо сгорает по причине разгона, вы автоматически теряете гарантию. Разогнанное железо служит гораздо меньше. Ну, если вам таки интересно, что это такое, то по это ссылке http://www.oszone.net/1468 вы получите исчерпывающую информацию.

Помощь в выборе.

Первое что нужно сделать, это определиться какие операции будут выполняться на компьютере. И исходя из этого, выбирать нужный процессор. То есть, есть вероятность купить слабый процессор и разочароваться в его производительности или же наоборот, купить дорогой и мощный процессор и не использовать его ресурсы в полном объеме, что наверное глупо и для последнего варианта, выброшенные на ветер деньги.

1. Мощные процессоры стоят больших денег, но, как правило, приобретая мощный дорогой процессор, вы не используете его ресурсы на 100 %. Да и потом, если приобретается материнская плата среднего ценового диапазона, то тогда уж точно вам не нужен дорогой процессор. Как правило, самый оптимальный вариант это предыдущий или пред, предыдущий процессор в модельном ряду производителя. Обязательно обратите внимание на тактовую частоту, кеш и частоту работы системной шины. Эти параметры, чем выше, тем лучше. Также, определитесь с какими приложениями вы будите работать. Тем более, вы уже обладает такими знаниями и вам самим должно быть интересно применять их на практике.
2. Сокет процессора, должен соответствовать сокету на материнской плате, то есть нельзя вставить процессор S775 в материнскую плату S1156. Также, есть такой момент касающийся чипсета материнской платы, дело в том, что чипсет отвечает за поддержку процессора, и может оказаться так, что, приобретаемый вами процессор Core 2 Quad (четырехядерный процессор от компании Intel) не станет работаться в приобретенной до него материнской плате, то есть чипсет платы не поддерживает такой процессор. Но, так как вы уже достаточно обучены, смело открывайте мануал материнской платы и читайте, какие процессоры она поддерживает.
3. И последнее, охлаждение. Автор сразу отправляет в мусорное ведро боксовые кулеры, это реальный обман покупателей, и странно что крупные бренды этим занимаются. Объясню почему, у каждой модели процессора своя частота, своя температура, Дык какого лешего, во все процессоры вкладывается один и тот же кулер? Вопрос интересныйJ, но меня он перестал волновать. Так вот, боксовый вариант отлично подходит к офисным рабочим станциям. Для дома лучше брать OEM версию процессора, то есть без системы охлаждения и приобретать отдельно систему, если конечно это не обычный офисный компьютер для дома.

Ну, в принципе это все. Возможно, будут какие-то дополнения.

Спасибо:

http://www.hardware-portal.net

http://ru.wikipedia.org/