Уроки 2 - 3
§1.2. Процессор и оперативная память
Содержание урока
§1.2.1. Процессор
Практическое задание «Определение объемов кэш-памяти процессора»
Производительность
Практическое задание «Определение температуры процессора»
Практическое задание «Производительность процессора»
Контрольные вопросы. Компьютерный практикум
§1.2.2. Оперативная память
Процессор
Производительность
Производительность процессора является его интегральной характеристикой и характеризует скорость выполнения приложений. Производительность процессора прямо пропорциональна разрядности процессора, его частоте, а также количеству команд, выполняемых за один такт:
Производительность ~ Разрядность х Частота х Кол-во команд за такт.
Разрядность процессора определяется количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. С момента появления первого процессора 4004 (за 35 лет) разрядность процессоров увеличилась в 16 раз (с 4 битов до 64 битов).
Однако в настоящее время увеличение разрядности процессоров (а следовательно, производительности) практически нецелесообразно, так как только сейчас происходит переход от 32-битовых операционных систем и приложений к 64-битовым.
Частота соответствует количеству тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду. С момента появления первого процессора частота процессоров увеличилась в 37 000 раз (с 0,1 МГц до 3700 МГц).
Однако увеличение производительности процессоров за счет увеличения частоты имеет свой предел из-за тепловыделения. Выделение процессором теплоты Q пропорционально потребляемой мощности Р, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату частоты v2:
Q ~ Р ~ V2.
Уже в настоящее время для отвода тепла от процессора используются массивные воздушные системы охлаждения (их называют кулерами) (рис. 1.7), состоящие из вентилятора и металлических теплоотводящих ребер. Разрабатываются и применяются также водяные системы охлаждения процессоров.
Рис. 1.7. Кулер для процессора
В настоящее время производительность процессоров увеличивается путем совершенствования архитектуры процессора. Во-первых, в структуру процессора вводится кэш-память 1-го и 2-го уровней, которая позволяет ускорить выборку команд и данных и тем самым уменьшить время выполнения одной команды. Во-вторых, вместо одного ядра процессора (АЛУ и др.) используется два ядра, что позволяет повысить производительность процессора примерно на 80%.
Производительность процессора нельзя вычислить, она определяется в процессе тестирования, по скорости выполнения процессором определенных операций в какой-либо программной среде.
Следующая страница 
Практическое задание «Определение температуры процессора»
Cкачать материалы урока
