Виталий Леонтьев - Выбираем компьютер, ноутбук, планшет, смартфон

Но одним слоем дело не ограничивается: поверх напыления вновь наносится фото резисторный лак – и процесс повторяется снова и снова… Для связи отдельных слоев друг с другом используются ионы металлов: заполняя специально оставленные для них канавки, они образуют металлические дорожки-проводники.

Похоже на слоёный пирог – а если вспомнить, что на каждой пластине помещается множество «клеточек», которые потом превратятся в отдельные процессоры, неудивительно, что такую пластину называют «вафлей»! На завершающем этапе «вафлю» разрезают на отдельные кристаллы: какая-то их часть идёт в брак, а остальные – тестируются и, в зависимости от своего качества, маркируются как процессоры с определённой тактовой частотой.

Можно сказать, что крохи-транзисторы (напомним, что их размер в современном процессоре в тысячу раз тоньше человеческого волоса) наделяют компьютер способностью «думать». Точнее – вычислять, производя определённые математические операции с числами, в которые преобразуется любая поступающая в компьютер информация. Однако это будет не совсем правильно: ведь сами транзисторы способны лишь работать переключателями, пропуская или задерживая бегущий по каналам процессора ток! Поэтому чтобы понять, как процессор может обрабатывать информацию, нам нужно будет познакомиться с основными логическими блоками.

С логической точки зрения процессор состоит из множества ячеек. Хранить такая ячейка может от 1 до 8 байт информации (комбинация из двух байтов иначе называется «машинным словом»). Впрочем, далеко не все регистры заняты обработкой данных: часть из них, так называемые «адресные» и «сегментные» регистры, занимаются «пропиской» данных в ячейках памяти, другие регистры отвечают за самодиагностику процессора… Словом, внутри каждого «камня» существует целый город, каждый житель которого чётко знает свои обязанности.

Вроде бы все понятно, однако пока что вы не получили ответа на главный вопрос: каким образом процессор взаимодействует с программной начинкой нашего компьютера? Для того чтобы объяснить это взаимодействие, попробуем представить себе компьютер в виде большой кухни, где есть повар, плита и продукты, из которых готовятся блюда. Задачи программы (которая в этой кухне работает поваром) – подготовить данные (продукты) для кулинарной обработки на плите-процессоре. Подобно тому, как повар шинкует и нарезает кубиками овощи, программа переводит данные на язык понятных процессору инструкций. Один большой процесс, будь то сложение двух чисел или воспроизведение музыкальной композиции, разбивается на множество кусочков-операций. На уровне процессора это выглядит просто: «считать информацию, проживающую в памяти по такому-то адресу, переместить её в такой-то регистр». Каждый кусочек информации проходит через своеобразный конвейер, где каждый «рабочий» выполняет только одну простую операцию. На выходе прошедшие через «кулинарную обработку» данные вновь передаются программе-повару которая умело сервирует всю эту стряпню и подаёт её на красивой тарелочке на ваш стол.

Со временем классические процессоры «приросли» дополнительными модулями: сегодня на процессорном кристалле помещаются и отдельный модуль для обработки графики (ещё пять лет назад эту работу выполняла отдельная видеоплата), и дополнительная память… Увеличилось и количество процессорных ядер – теперь на одном кристалле их расположено до нескольких десятков! И все равно один процессор, каким бы могучим он не был, с обработкой информации справиться не в состоянии: для этого ему нужно общаться со множеством других компьютерных устройств: жёстким диском, оперативной памятью и т. д. Для этого в компьютере существует специальная скоростная магистраль, по которой данные передаются к процессору и обратно – она называется «шиной». С её работой мы подробнее познакомимся в главе, посвященной системным платам.

Но все же, когда речь заходит о покупке нового компьютера, то первым делом мы смотрим именно на процессор: от его выбора зависит очень и очень многое! А выбор этот сделать порой не просто: сегодня на рынке можно найти десятки моделей процессоров. И у каждого из них есть свои особенности и отличия в скорости, архитектуре… И, конечно, в цене. Поэтому нам с вами просто необходимо понять, чем же отличаются друг от друга разные процессоры?

Начнём с архитектуры процессоров, а заодно и с производителя. Большая часть современных процессоров для больших компьютеров и ноутбуков – дальние потомки того самого Intel-8088 (и его потомка 80286), которым были укомплектованы легендарные персоналки IBM PC, и сохраняют с последним определённую совместимость по архитектуре. На практике это значит, что на современных компьютерах можно запустить даже старенькую DOS начала 80-х, поскольку система базовых команд у процессоров этой линейки останется неизменной. О да, нынешние процессоры считают гораздо быстрее, и обросли дополнительными «инструкциями» и «расширениями» не хуже, чем дворовая кошка блохами… Но все равно некая совместимость сохраняется. Исходя из этого, процессоры компаний AMD и Intel относят к единому семейству под условным названием х86. Хотя архитектура самих процессоров несколько отличаются, и для каждого из них нужна собственная, отдельная платформа в виде базового набора микросхем на системной плате, с точки зрения программ они практически идентичны, не считая некоторых вспомогательных инструкций.

Если вам необходим игровой компьютер среднего уровня, присмотритесь попристальней к изделиям с логотипом AMD на корпусе. Конечно, процессоры AMD несколько уступают Intel по реальной производительности при той же тактовой частоте – однако это отставание нивелирует серьёзная разница в цене всей «платформы» (процессор плюс системная плата)? А также мощность встроенной графики. Судя по тестам, топовые модели процессоров AMD (в настоящее время – А10-6800К) уступают своим коллегам от Intel около 20 % производительности в общих вычислениях, однако берут своё в графике – тут их производительность, наоборот, выше на треть. С другой стороны, системы для серьёзных вычислений или обработки видео, а также экстремального «гейминга» лучше строить на основе топ-моделей Intel. Если не в видео, ни в игрушках вы не заинтересованы, то все эти виртуальные баталии Intel и AMD вам будут совершенно неинтересны.

Пока AMD и Intel ломали друг о друга когти, пытаясь зацарапать себе как можно большую долю рынка больших компьютеров, незаметным пушистым зверьком к ним подкралась эпоха мобильных устройств – а с ней и новый сильный игрок в лицее компании ARM – точнее, созданной этой фирмой новой архитектуры процессоров. Камешки, построенные на основе ARM-архитектуры, работают на совершенно иных принципах, чем знакомые нам процессоры семейства х86, и совершенно не совместимы с последними: для них необходимо создавать программы с нуля. Да и по производительности ARM-процессорам трудно тягаться с конкурентами (частота 1,5 ГГц покорилась им лишь в 2011 году). Зато они в разы более экономичны: современные ARM-процессоры потребляют лишь 2–3 Вт энергии, в то время как у самых неприхотливых представителей семейства х86 – Atom – аппетиты в 3–4 раза выше.