Tipus i velocitats de processadors

El microprocessador és el component de l'ordinador personal que realitza el processament real de les dades. És una unitat central de processament (CPU) que cap en un microxip, i posseeix un circuit de commutació molt complex que executa instruccions simples molt ràpidament.

El paquet de circuits integrats de l'microprocessador conté un xip de silici que conté milions de transistors i altres components fabricats en aquest material. A causa que els transistors de l'xip són molt petits, fins i tot una petita quantitat de corrent d'alt voltatge (com l'electricitat estàtica) podria destruir un xip.

Per aquest motiu, tots els circuits integrats a gran escala han de manejar de manera que es redueixi a l'mínim la possibilitat de descàrregues elèctriques estàtiques.

A l'haver-hi una gran quantitat de circuits emmagatzemats en una àrea tan petita, els microxips produeixen molta calor i requereixen sistemes de refrigeració per evitar que el xip es sobreescalfi. En les plaques base de l'ordinador, el xip de la CPU està cobert per un gran dissipador de calor metàl·lic amb aletes, per permetre que el flux d'aire dels ventiladors de refrigeració es porti la calor.

En general, podem dir que un microprocessador és una CPU integrada en un petit xip de silici que consta de milers de petits components com díodes, transistors i resistències, que treballen junts.

Tipus de processadors

Tant Intel com AMD fabriquen processadors per a una varietat de sistemes. Intel fabrica les famílies de processadors Core, Pentium, Atom i Celeron per a ordinadors de sobretaula, mentre que de l'altra banda trobem els processadors Athlon, Sempron i Ryzen d'AMD, entre d'altres.

Cada processador fabricat per Intel o AMD té funcions específiques i proveeix a sistemes específics, com PC o estacions de treball en una oficina. Cada processador s'adapta a un ordinador específic, ja sigui acoblat, construït des de zero o actualitzat.

La CPU més comunament utilitzada en PC està feta per Intel. Des que IBM va triar el xip Intel 8088 per al PC IBM original, la majoria dels clons de PC han utilitzat alguna de les CPU de la sèrie Intel.

La sèrie d'ordinadors Macintosh d'Apple utilitzava originalment la sèrie de microprocessadors Motorola 68000. Però les CPUs de Motorola utilitzen un conjunt d'instruccions diferent a les CPUs d'Intel, pel que no és fàcil executar el programari de PC en un Mac i viceversa (però transferir arxius de dades no és cap problema).

A continuació, s'expliquen diferents tipus de microprocessadors.

microprocessador 8085

Imatge via Wikipedia

El microprocessador 8085 va ser dissenyat per Intel l'any 1977 amb l'ajuda de la tecnologia NMOS.

Les configuracions d'aquest microprocessador són el bus de dades de 8 bits, el bus d'adreces de 16 bits, que pot adreçar fins a 64 kb, comptador de 16 bits i punter de pila (SP). Els registres de sis bits estan disposats en el parell de BC, DE i HL. El microprocessador 8085 requereix una font d'alimentació de 5 volts.

microprocessador 8086

Imatge via wikipedia

Aquest microprocessador també va ser dissenyat per Intel. És un processador de 16 bits amb 20 línies de bus d'adreces i 16 línies de dades amb emmagatzematge d'1 MB. El microprocessador 8086 consisteix en un potent conjunt d'instruccions, que permet realitzar les operacions com multiplicacions i divisions fàcilment.

El microprocessador 8086 té dos modes d'operació, que són la manera màxim i la manera mínim d'operació. La manera de funcionament màxim s'utilitza per al sistema que té diversos processadors. La manera de funcionament mínim s'utilitza per al sistema que té un únic processador. Les característiques d'aquest microprocessador s'expliquen a continuació.

Característiques de l'microprocessador 8086

Les característiques més importants de l'microprocessador són les següents:

Per millorar el rendiment d'aquest microprocessador hi ha dos processos en canonades, que es troben en fase d'obtenció i execució de instrucciones.El cicle fetch pot transferir les dades en 6 bytes d'instruccions i emmagatzemats en una línia.La etapa d'execució és l'encarregada de llançar les instrucciones.El microprocessador 8086 consta de 2900 transistors i té 256 interrupcions vectorizadas.

Velocitat de rellotge en un microprocessador

La velocitat de rellotge es mesura en unitats de cicles per segon, el que s'anomena Hertz (Hz). Les plaques d'ordinador i les CPU funcionen a velocitats de milions i milers de milions de hertzs, megahertzs (MHz) i gigahertzs (GHz).

Els processadors Intel i AMD utilitzen diferents dissenys interns, de manera que comparar, per exemple, un processador AMD de 2, 4 GHz amb un processador AMD de 3, 0 GHz indica que el processador AMD de 3, 0 GHz corre més ràpid; però comparar dos processadors de 2, 4 GHz fabricats per AMD i Intel, no estableix amb exactitud quin funciona més ràpid.

Per poder treballar, el processador fa la divisió d'una tasca en diverses etapes. Típicament, els processadors Intel executen més quantitat d'etapes i, per tant, fan més feina i demoren més temps que els processadors AMD per finalitzar les tasques.

Els xips digitals d'una placa base es mantenen sincronitzats entre si pel senyal de rellotge (una seqüència de polsos) de la placa base.

Pots pensar-hi com un "batec de cor" de l'ordinador. Com més ràpids siguin els polsos de el rellotge, més ràpid anirà l'equip; però el rellotge no pot córrer més ràpid que la velocitat dels xips, ja que en aquest cas fallaran.

A mesura que la tecnologia dels xips va millorar, la velocitat a la qual els xips poden córrer s'ha accelerat. La CPU funciona més ràpid que la resta de la placa base (que se sincronitza a una fracció de la velocitat de la CPU).

Velocitat de boost

No obstant això, quan estàs buscant en el mercat un processador, hi ha una llista de coses que has de considerar. Tradicionalment, l'únic que veuen la majoria dels consumidors és el seu poder total de Gigahertz.

Moltes d'aquestes persones probablement ni tan sols saben el que significa (és el nombre de cicles de rellotge que un processador completa en un segon, en milers de milions), però és una cosa fàcil de comparar.

Els últims anys han portat una característica addicional: la velocitat de boost. La majoria de les unitats de processament i gràfiques, ara tenen una velocitat de rellotge i una "velocitat de boost". Intel crida a això Turbo Boost; AMD en diu Boost Clock.

Aquesta nova tecnologia dels microprocessadors fa que millori l'acompliment de manera automàtica, augmentant la velocitat dels nuclis, aconseguint amb això una millor eficiència.

Classificació dels microprocessadors

Bàsicament s'accepten 5 classificacions de microprocessadors:

CISC

Les ordres es poden executar juntament amb altres activitats de baix nivell. Realitza principalment la tasca de carregar, descarregar i recuperar dades en i des de la targeta de memòria. A part d'això, també fa càlculs matemàtics complexos dins d'un sol comandament.

Aquest processador està dissenyat per minimitzar el nombre d'instruccions per programa i ignorar el nombre de cicles per instruccions. El compilador s'utilitza per traduir un llenguatge d'alt nivell a el llenguatge de nivell assemblador, perquè la longitud d'el codi és relativament curta i s'utilitza una memòria RAM addicional per emmagatzemar les instruccions.

Arquitectura de l'processador CISC

Està dissenyat per reduir el cost de la memòria, perquè es requereix més emmagatzematge en programes grans, el que resulta en un major cost de memòria. Per superar aquest nombre d'instruccions per programa, es pot reduir el nombre d'instruccions utilitzant la integració de les operacions en una sola instrucció.

Característiques de l'processador CISC

Aquest processador consta de diferents maneres d'adreçament:

Té un gran nombre de INSTRUCCIONS executar una instrucció es necessiten diversos ciclosLa lògica de codificació de la instrucció és complejaMúltiples maneres d'adreçament quan es requereix una instrucció

RISC

RISC són les sigles de Reduced Instruction Set Computer i està dissenyat per reduir el temps d'execució mitjançant la simplificació del conjunt d'instruccions de l'ordinador.

Aquests tipus de xips es fabriquen segons la funció en què el microprocessador pot realitzar petites tasques dins d'un comando en particular. D'aquesta manera, completa més ordres a un ritme més ràpid.

En el microprocessador, cada conjunt d'instruccions requereix només un cicle de rellotge per implementar el resultat en un temps d'execució uniforme. Per tant, redueix l'eficiència per a més línies de codi, de manera que requereix una RAM addicional per emmagatzemar les instruccions. El compilador s'utilitza per convertir el conjunt d'instruccions de llenguatge d'alt nivell en un idioma informàtic.

Arquitectura de l'processador RISC

Aquest tipus de processador s'utilitza per al conjunt d'instruccions altament optimitzat, i les aplicacions de l'processador RISC són per als dispositius portàtils, per la seva eficiència energètica. Les característiques d'aquest processador s'expliquen a continuació.

Característiques de l'processador RISC

Algunes de les principals i importants característiques de l'processador RISC són les següents:

Al processador RISC hi ha instruccions sencillasConsiste en el nombre de registres i en menor quantitat de transistoresPara accedir a la ubicació de memòria s'utilitzen les instruccions load & storeEste processador té un temps d'execució de cicle

Superscalar

Aquest és un processador que copia el maquinari en el microprocessador per realitzar nombroses tasques alhora. Poden ser utilitzats per a aritmètica i com multiplicadors. Disposen de diverses unitats operatives i, per tant, porten a terme més d'un comando, emetent de manera constant moltes instruccions a les unitats operatives supèrflues dins el processador.

ASIC

S'utilitza per a propòsits específics en comptes d'objectius generals. A del principi, els ASIC feien ús de la tecnologia de matriu de portes. Els ASIC moderns, sovint compten amb processadors de 32 bits, Flash, blocs de memòria RAM, ROM, EEPROM, així com altres tipus de mòduls.

DSP (Processador Digital de Senyals)

Són usats per codificar i descodificar vídeos o per convertir els vídeos digitals a analògics i analògics a digitals. Necessiten un microprocessador que sigui excel·lent en càlculs matemàtics. Els xips d'aquest processador s'empren en sonars, radars, equips d'àudio per a cinema a casa, telèfons mòbils i televisors.

Et recomanem la lectura Com triar un processador de forma ràpida i senzilla

Els components requerits per a aquest processador són una memòria programada, memòria de dades, entrada / sortida, i un motor informàtic. Aquest processador està dissenyat per processar el senyal analògic en forma digital. Aquest procés es realitza a intervals regulars i converteix la tensió en forma digital.

Les aplicacions d'aquest processador són la producció de so i música, el processament de senyals de vídeo i l'acceleració de gràfics 2D i 3D. L'exemple d'aquest processador és el TMS320C40.

processadors Especials

Els processadors especials estan dissenyats per alguns processadors especials i alguns d'ells s'expliquen a continuació.

coprocessador

Pot manejar la funció pràctica moltes vegades més ràpid que els microprocessadors normals. L'exemple de l'coprocessador és el coprocessador matemàtic, i alguns d'ells són el 8087, que s'usa amb 8086; el 80.287, que s'usa amb 80286; i el 80387, que s'usa amb 80386.

Processador d'entrada / sortida

Aquest processador tindrà la seva pròpia memòria local. S'utilitza per controlar dispositius d'E / S amb la participació de la CPU. Els exemples de l'processador d'entrada / sortida són control DMA, control de teclat i ratolí, control de pantalla gràfica i control de port SCSI.

Transputer

Aquest processador també té la seva pròpia memòria local i també té enllaços per connectar un Transputer a un altre per a la comunicació entre processadors.

El Transputer s'utilitza per al sistema d'un sol processador o es pot connectar a enllaços externs per reduir els costos de construcció i augmentar el rendiment. Alguns exemples d'aquest processador són el punt flotant de processadors com T800, T805 i T9000.

La velocitat és important?

Tot factor és important i la velocitat no anava fer menys. Però no podem comparar la velocitat (GHz o MHz) entre diferents arquitectures. És un error equiparar un Pentium 4 a 2.8 GHz amb un Pentium d'aquests últims anys a la mateixa freqüència. El salt evolutiu en l'IPC (instructions per cycle) és abismal.

El més correcte seria classificar cada processador per la seva categoria. També, podem trobar-nos casos que per tenir un "pressupost ajustat" equipi al seu PC amb un processador de gamma baixa i vagi tirant amb ell fins que actualitzi a un de gamma superior.

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Els processadors amb aquesta velocitat són ideals per a activitats bàsiques del dia a dia, per exemple: correu electrònic, navegació web, paquet d'ofimàtica i fins i tot donar un gran rendiment com a centres multimèdia / HTPC. En el cas dels Pentium, Ryzen 3 i APU poden donar un gran rendiment jugant en resolució 720p o 1080 si se li equipa amb una targeta gràfica decent.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 de quatre nuclis

Aquesta gamma de velocitats s'adapta perfectament a la navegació web, el treball amb correus electrònics, l'execució de programes empresarials com els sistemes de gestió de pacients i la multitasca en general. Aquesta categoria funciona bé per a l'ordinador d'oficina mitjà o usuaris que no volen gastar-se molts diners en el seu PC Gaming però volen actualitzar el seu ordinador en un futur.

Actualment els Intel Core i3 de vuitena generació tenen 4 nuclis que ens donen un plus de rendiment (respecte a la setena generació) i pot donar-nos moltes alegries amb una Nvidia GTX 1050 Tu o GTX 1060 de 3 o 6 GB. També és interessant l'AMD Ryzen maig 1400 de quatre nuclis que treballa molt bé com processador 4 × 4. Mentre que l'AMD Ryzen maig 1600 / 1600X són perfectes per gaming i fer streaming, ja que no és molt difícil fer-los overclock a 3.9 o 4 GHz.

Intel Core i5 / Intel Core i7 i AMD Ryzen juliol

Dins de la plataforma mainstream són els topalls de gamma. Si necessites un equip super potent, ideal per jugar a màxima exigència, treballar amb base de dades super potents i edició multimèdia llavors necessitaràs tenir un ordinador d'alt rendiment. Personalment, els Intel Core i7 de vuitena generació i la sèrie AMD Ryzen 7 (amb overclock a 3.8 o 4 GHz) donen un rendiment brutal per jugar i treballar.

Sense cap dubte, són una gran opció a una plataforma entusiasta com els Intel Core i9 o els AMD Threadripper amb un import força superior. Amb això acabem el nostre article sobre tots els detalls que has de conèixer sobre els processadors. Entre ells els tipus que existeixen i les velocitats?