Процесор, він же мікропроцесор, він же центральний процесор, він центральний процесорний (обробний) пристрій (ЦПУ), він же central processing unit (CPU) – як стає зрозуміло з назви – основний елемент апаратного забезпечення обчислювального пристрою, за допомогою якого відбувається обробка інформації.
Саме на технічні характеристики процесора звертають увагу при виборі комп’ютера або сервера, адже чим потрібна продуктивність, тим потужнішим повинен бути «камінь». Так, така назва теж використовується, оскільки процесор виготовляється найчастіше з кристала кремнію.
Далі розглянемо докладніше, що таке комп’ютерний процесор і для чого він потрібен.
ФУНКЦІЇ ПРОЦЕСОРА
Щоб краще зрозуміти призначення процесора, звернімося до пристрою. Обов’язкові складові: ядро процесора, що складається з арифметико-логічного пристрою, внутрішньої пам’яті (регістрів) та швидкої пам’яті (кеш), а також шини – пристрої управління всіма операціями та зовнішніми компонентами. Через шини до ЦПУ потрапляє інформація, яку потім обробляє ядро.
Таким чином, в основні функції процесора входить:
- обробка інформації за допомогою арифметичних та логічних операцій;
- керування роботою всього апаратного забезпечення комп’ютера.
Продуктивність обладнання залежить від характеристик процесора, про які йтиметься далі.
ТТХ ПРОЦЕСОРА
Тактова частота означає кількість операцій на секунду. Виконання окремих операцій може займати від кількох часток такту до десятків тактів. Вимірюється в мегагерцях (мільйон тактів за секунду) або гігагерцях (мільярд тактів за секунду). Чим вища тактова частота, тим швидше ЦПУ обробляє вхідну інформацію.
Розрядність – кількість бітів (розрядів двійкового коду), що обробляється центральним процесором за одиницю часу. Сучасні процесори – 32 або 64-розрядні, тобто вони обробляють 32 або 64 біта інформації за один такт. Розрядність процесора також впливає на кількість оперативної пам’яті, яку можна встановити на комп’ютер. Тільки 64-розрядний процесор підтримує понад 4 ГБ ОЗП.
Кількість ядер – ще одна важлива характеристика процесора. Сучасні ЦПУ можуть мати від однієї до кількох обчислювальних ядер однією кристалі. Одноядерні процесори виконують кілька завдань не одночасно, а послідовно, при цьому виконання окремих операцій займає частки секунди. Двоядерний процесор здатний виконувати два завдання одночасно, чотириядерний – чотири і т.д., що дозволяє з повним правом називати сучасні комп’ютери багатозадачними. З одного боку, що більше ядер у процесора, то потужнішим і продуктивнішим стає комп’ютер. Але є й нюанси. Так, якщо програма, що виконується на комп’ютері, не оптимізована під багатопоточність, то і виконуватися вона буде тільки одним ядром, не дозволяючи належним чином відчути всю міць пристрою.
Розмір кеш-пам’яті– Інший параметр, від якого залежить продуктивність процесора. Це швидкодіюча пам’ять усередині процесора, що служить буфером між ядром процесора і оперативною пам’яттю і забезпечує прискорений доступ до блоків інформації, що обробляється зараз. Кеш-пам’ять набагато швидше за оперативну пам’ять, оскільки ядра процесора взаємодіють з нею безпосередньо. Сучасні процесори мають кілька рівнів кеш-пам’яті (L1, L2, L3). Перший рівень – хоч і незначний за обсягом (всього сотні кілобайт), але найшвидший (і дорогий), тому що знаходиться на самому кристалі процесора і працює на його тактовій частоті. З першим рівнем взаємодіє другий – він більше за обсягом, що особливо важливо при ресурсомісткій роботі, але має меншу швидкість. Багато процесорів мають і третій, «повільний»,
Це, звичайно, далеко не повний перелік характеристик, але саме ці параметри мають найбільший вплив на продуктивність обчислювального пристрою, те, на що слід звертати увагу при виборі процесора.
Але, крім технічних характеристик, важливо також враховувати, де використовуватиметься ЦПУ. Встановлювати процесор для сервера у звичайний персональний комп’ютер немає особливого сенсу – сучасні десктопні процесори досить потужні і продуктивні, а коштують дешевше. А ставити процесор для комп’ютера на сервер з метою, наприклад, економії, – не дуже хороша ідея. Чому? Розглянемо далі.
СЕРВЕРНІ ПРОЦЕСОРИ
Від сервера потрібна надійність та стабільна робота в режимі 24/7, і тому серверні процесори ретельно тестують на стійкість до стресових умов: високих обчислювальних та температурних навантажень.
Через вимоги надійності у процесора для сервера відсутня можливість його розгону (підвищення тактової частоти), через який існує ризик передчасного виходу ЦПУ з ладу.
Важливою особливістю серверного процесора є підтримка ECC-пам’яті (англ. error-correcting code – виявлення та виправлення помилок). Помилки пам’яті, що накопичуються в цілодобово серверах, що працюють, можуть негативно впливати на стабільність роботи. Технологія корекції «на льоту» застосовується переважно у серверних, а чи не десктопних процесорах.
ВИБІР ПРОЦЕСОРА
Сучасний ринок ЦПУ представлений головним чином двома великими виробниками – Intel та AMD. Процесори Intel – дорогі, але мають високу якість та продуктивність. Серверна лінійка представлена процесорами Xeon. У процесорах Intel реалізовано технологію гіперпоточності (Hyper Threading, HT). Ідея в тому, що на кожне ядро спрямовується два віртуальні обчислювальні потоки і за рахунок цього зростає продуктивність процесора.
Технологічно процесори AMD відстають від Intel, але коштують значно дешевше. Часто у ЦПУ від AMD вбудовано відеоядро. Для серверів пропонується серія процесорів Opteron.