โปรเซสเซอร์หรือ CPU - ข้อมูลทั้งหมดที่คุณจำเป็นต้องรู้

คอมพิวเตอร์และแฟนเกมทุกคนต้องรู้จักฮาร์ดแวร์ภายในของพีซี โดยเฉพาะโปรเซสเซอร์ องค์ประกอบหลักของทีมเราไม่สามารถทำอะไรได้เลยในบทความนี้เราจะบอกคุณเกี่ยวกับ แนวคิดที่สำคัญที่สุด เกี่ยวกับโปรเซสเซอร์เพื่อให้คุณมีแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับการใช้ชิ้นส่วนแบบจำลองประวัติศาสตร์และแนวคิดที่สำคัญ

ดัชนีเนื้อหา

โปรเซสเซอร์คืออะไร

โปรเซสเซอร์หรือ CPU (หน่วยประมวลผลกลาง) เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ในรูปแบบของ ชิปซิลิคอน ที่อยู่ภายในคอมพิวเตอร์โดยเฉพาะติดตั้งบนเมนบอร์ดผ่านซ็อกเก็ตหรือซ็อกเก็ต

โปรเซสเซอร์เป็นองค์ประกอบที่ รับผิดชอบการคำนวณทางคณิตศาสตร์เชิงตรรกะทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยโปรแกรมและระบบปฏิบัติการซึ่ง อยู่ในฮาร์ดดิสก์หรือที่เก็บข้อมูลส่วนกลาง CPU ใช้คำแนะนำจากหน่วยความจำ RAM เพื่อประมวลผลแล้วส่งการตอบกลับกลับไปที่หน่วยความจำ RAM ดังนั้นจึงเป็นการสร้าง เวิร์กโฟลว์ ที่ผู้ใช้สามารถโต้ตอบได้

เซมิคอนดักเตอร์ ตัว แรกที่ใช้ ทรานซิสเตอร์ไมโครโปรเซสเซอร์ คือ Intel 4004 ในปีพ. ศ. 2514 ซึ่งสามารถทำงานกับ 4 บิตในแต่ละครั้ง (สายของ 4 ศูนย์และอัน) เพื่อเพิ่มและลบ CPU นี้อยู่ไกลจาก 64 บิตที่โปรเซสเซอร์ปัจจุบันสามารถจัดการได้ แต่ก่อนหน้านี้เรามีห้องขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วย หลอดสุญญากาศ ที่ทำหน้าที่เป็นทรานซิสเตอร์เช่น ENIAC เท่านั้น

โปรเซสเซอร์ทำงานอย่างไร

สถาปัตยกรรมตัวประมวลผล

องค์ประกอบที่สำคัญมากที่เราต้องรู้เกี่ยวกับโปรเซสเซอร์คือ สถาปัตยกรรม และ กระบวนการผลิต พวกเขาเป็นแนวคิดที่มุ่งเน้นไปที่วิธีการผลิตทางกายภาพ แต่พวกเขากำหนดแนวทางสำหรับตลาดและเป็นองค์ประกอบของการตลาดอื่น

สถาปัตยกรรม ของโปรเซสเซอร์นั้นเป็น โครงสร้างภายในที่ องค์ประกอบนี้ มี เราไม่ได้พูดถึงรูปร่างและขนาด แต่ หน่วยโลจิคัลและฟิสิคัลที่แตกต่างกัน ซึ่งประกอบกันเป็นหน่วยประมวลผลอยู่เรากำลังพูดถึง ALU, รีจิสเตอร์, หน่วยควบคุม ฯลฯ ในแง่นี้ปัจจุบันมีสถาปัตยกรรมสองประเภท: CISC และ RISC สองวิธีในการทำงานขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมของ Von Neuman บุคคลที่คิดค้นไมโครโปรเซสเซอร์ดิจิตอลในปี 1945

แม้ว่ามันจะเป็นความจริงที่ว่าสถาปัตยกรรมไม่ได้หมายถึงสิ่งนี้เท่านั้นเนื่องจากผู้ผลิตในปัจจุบันค่อนข้าง ใช้แนวคิดที่มีความสนใจเชิงพาณิชย์ เพื่อกำหนดโปรเซสเซอร์รุ่นต่าง ๆ แต่สิ่งหนึ่งที่เราต้องจำไว้คือ โปรเซสเซอร์เดสก์ท็อปปัจจุบันทั้งหมด นั้น ใช้สถาปัตยกรรม CISC หรือ x86 สิ่งที่เกิดขึ้นคือผู้ผลิตทำการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเพื่อสถาปัตยกรรมนี้รวมองค์ประกอบเช่นแกนเพิ่มเติมตัวควบคุมหน่วยความจำ, รถโดยสารภายในหน่วยความจำแคชในระดับที่แตกต่างกัน ฯลฯ นี่คือวิธีที่เราได้ยินชื่อนิกายเช่น Coffee Lake, Skylake, Zen, Zen 2 เป็นต้น เราจะดูว่านี่คืออะไร

กระบวนการผลิต

ในทางกลับกันเรามีสิ่งที่เรียกว่า กระบวนการผลิต ซึ่งโดยทั่วไปคือ ขนาดของทรานซิสเตอร์ที่ประกอบขึ้นเป็นโปรเซสเซอร์ จากวาล์วสูญญากาศของคอมพิวเตอร์เครื่องแรกไปจนถึงทรานซิสเตอร์ FinFET ในปัจจุบันที่ทำโดย TSMC และโรงหล่อทั่วโลก ในระยะเวลาเพียงไม่กี่นาโนเมตรการวิวัฒนาการเป็นสิ่งที่เหลือเชื่อ

โปรเซสเซอร์ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ซึ่ง เป็นหน่วยที่เล็กที่สุดที่พบ ภายใน ทรานซิสเตอร์เป็นองค์ประกอบที่อนุญาตหรือไม่อนุญาตให้กระแสผ่าน 0 (ไม่หมุนเวียน), 1 (กระแส) ปัจจุบันหนึ่งในนั้นวัด 14nm หรือ 7nm (1nm = 0.00000001m) ทรานซิสเตอร์สร้าง ประตูลอจิก และประตูลอจิก สร้างวงจรรวมที่ มีความสามารถในการปฏิบัติหน้าที่แตกต่างกัน

ผู้ผลิตโปรเซสเซอร์เดสก์ทอปชั้นนำ

นี่เป็นองค์ประกอบพื้นฐานเพื่อทำความเข้าใจว่าโปรเซสเซอร์ได้รับการพัฒนาอย่างไรตลอดประวัติศาสตร์จนถึงปัจจุบัน เราจะต้องผ่าน สิ่งที่สำคัญที่สุด และเราต้องไม่ลืมผู้ผลิตซึ่งก็คือ Intel และ AMD ผู้นำที่ไม่มีปัญหาของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลในปัจจุบัน

แน่นอนว่ามีผู้ผลิตรายอื่นเช่น IBM ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับการเป็นผู้สร้างโปรเซสเซอร์และมาตรฐานเทคโนโลยี คนอื่น ๆ เช่น Qualcomm ได้แกะสลักเฉพาะในตลาดโดยผูกขาดการผลิต โปรเซสเซอร์สำหรับสมาร์ทโฟน ในไม่ช้ามันก็สามารถเปลี่ยนไปใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลได้ดังนั้นเตรียมตัวให้พร้อม Intel และ AMD เพราะโปรเซสเซอร์ของพวกเขายอดเยี่ยมมาก

วิวัฒนาการของโปรเซสเซอร์ Intel

ดังนั้นเราจะมาทบทวน เหตุการณ์สำคัญทางประวัติศาสตร์ของ Intel Corporation ยักษ์ใหญ่สีน้ำเงินซึ่งเป็น บริษัท ที่ใหญ่ที่สุดที่เป็นผู้นำในการขายโปรเซสเซอร์และส่วนประกอบอื่น ๆ สำหรับพีซี

• Intel 4004 Intel 8008, 8080 และ 8086 Intel 286, 386 และ 486 Intel Pentium ยุคมัลติคอร์: Pentium D และ Core 2 Quad ยุคของ Core iX

วางตลาดใน ปีพ. ศ. 2514 มันเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกที่สร้างขึ้นบนชิปตัวเดียวและสำหรับการใช้งานที่ไม่ใช่เชิงอุตสาหกรรม โปรเซสเซอร์นี้ถูกติดตั้งบน แพคเกจ 16 พิน CERDIP (แมลงสาบตลอดชีวิต) มันถูกสร้างขึ้นด้วย ทรานซิสเตอร์ 2, 300 10, 000nm และมีความกว้างบัส 4 บิต

4004 เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการเดินทางของ Intel ในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลซึ่งในเวลานั้นถูกผูกขาดโดย IBM มันเป็นช่วงระหว่างปี 1972 และ 1978 เมื่อ Intel ได้ทำการเปลี่ยนแปลงปรัชญาใน บริษัท เพื่ออุทิศตัวเองทั้งหมดให้กับการสร้างโปรเซสเซอร์สำหรับคอมพิวเตอร์

หลังจาก 4004 มาถึง 8008 ตัวประมวลผลยังคงมี การห่อหุ้มแบบ 18 พิน ซึ่งเพิ่มความถี่เป็น 0.5 MHz และทรานซิสเตอร์นับเป็น 3, 500 หลังจากนี้ Intel 8080 เพิ่มความกว้างบัสเป็น 8 บิต และความถี่ไม่น้อยกว่า 2 MHz ภายใต้การห่อหุ้มกรมทรัพย์สินทางปัญญา 40 พิน ถือเป็นโปรเซสเซอร์ตัวแรกที่มีประโยชน์อย่างแท้จริงซึ่งสามารถประมวลผลกราฟิกบนเครื่องเช่น Altair 8800m หรือ IMSAI 8080

8086 เป็นไมโครโปรเซสเซอร์มาตรฐานสำหรับการ เป็นคนแรกที่นำสถาปัตยกรรม x86 และชุดคำสั่ง มาใช้บังคับจนถึงปัจจุบัน ซีพียู 16 บิตมีพลังมากกว่า 4004 เท่า

เป็นรุ่นที่ผู้ผลิตเริ่มใช้ ซ็อกเก็ต PGA กับชิปสี่เหลี่ยม และความก้าวหน้าอยู่ที่ ความสามารถในการเรียกใช้โปรแกรมบรรทัดคำสั่ง 386 เป็นตัวประมวลผลมัลติทาสก์ตัวแรกในประวัติศาสตร์ที่ มีบัส 32 บิตซึ่งฟังดูจะมีอะไรมากกว่าสำหรับคุณ

เรามาถึง Intel 486 ที่เปิดตัวในปี 1989 ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการเป็น โปรเซสเซอร์ที่ใช้หน่วยจุดลอยและหน่วยความจำแคช สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร ตอนนี้คอมพิวเตอร์ได้วิวัฒนาการจากบรรทัดคำสั่งเพื่อ ใช้ผ่านอินเตอร์เฟสแบบกราฟิก

ในที่สุดเราก็มาถึงยุคของ Pentium ที่เรามี Pentium 4 ไม่กี่รุ่นสำหรับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปและ Pentium M สำหรับคอมพิวเตอร์พกพา สมมติว่ามัน คือ 80586 แต่ Intel ได้เปลี่ยนชื่อเพื่อให้สามารถจดสิทธิบัตรและสำหรับผู้ผลิตรายอื่นเช่น AMD เพื่อหยุดการคัดลอกโปรเซสเซอร์

โปรเซสเซอร์เหล่านี้ ลด 1, 000 nm เป็นครั้งแรก ในกระบวนการผลิต พวกเขาขยายปีระหว่างปี 1993 และ 2002 โดยมี Itanium 2 เป็นโปรเซสเซอร์ที่สร้างขึ้นสำหรับเซิร์ฟเวอร์และ ใช้บัส 64 บิต เป็นครั้งแรก Pentium เหล่านี้ใช้เดสก์ท็อปอย่างหมดจดและ สามารถใช้ในการเรนเดอร์มัลติมีเดียโดยไม่มีปัญหา กับ Windows 98, ME และ XP ที่เป็นตำนาน

Pentium 4 ได้ใช้ชุดคำสั่งที่มุ่งเป้าไปที่มัลติมีเดียเช่น MMX, SSE, SSE2 และ SSE3 ในสถาปัตยกรรมไมโครของมันที่ชื่อว่า NetBurst ในทำนองเดียวกันมันเป็นหนึ่งในโปรเซสเซอร์ตัวแรกที่มี ความถี่ในการทำงานมากกว่า 1 GHz โดยเฉพาะ 1.5 GHz ซึ่งเป็นสาเหตุที่ประสิทธิภาพสูงและฮีทซิงค์ขนาดใหญ่ทำให้ปรากฏแม้ในรุ่นที่กำหนดเอง

แล้วเราก็มาถึงยุคของโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ ตอนนี้เราไม่สามารถดำเนินการหนึ่งคำสั่งในแต่ละรอบนาฬิกา แต่สอง คำสั่ง พร้อมกัน Pentium D โดยทั่วไปประกอบด้วย ชิปที่มี Pentium 4s สองตัววางอยู่ ในแพ็คเกจเดียวกัน ด้วยวิธีนี้แนวคิดของ FSB (Front-Side Bus) ก็ถูกสร้างขึ้นมาใหม่ซึ่งทำหน้าที่ให้ซีพียูสามารถสื่อสารกับชิปเซ็ตหรือบริดจ์เหนือตอนนี้ก็ใช้ในการสื่อสารทั้งสองคอร์

หลังจากที่ทั้งสอง คอร์ทั้ง 4 แกนมาถึงในปี 2549 ภายใต้ซ็อกเก็ต LGA 775 ซึ่งเป็นกระแสมากขึ้นและเรายังสามารถเห็นคอมพิวเตอร์บางเครื่องได้ พวกเขาทั้งหมดได้นำ สถาปัตยกรรม x86 แบบ 64 บิตมาใช้ กับคอร์ทั้งสี่ด้วยกระบวนการผลิตเริ่มต้นที่ 65 นาโนเมตรและ 45 นาโนเมตร

จากนั้นเราก็มาถึงยุคสมัยที่ยักษ์ใหญ่ใช้ระบบการตั้งชื่อใหม่สำหรับโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์และมัลติเธรด หลังจาก Core 2 Duo และ Core 2 Quad สถาปัตยกรรม Nehalem ใหม่ถูกนำมาใช้ ในปี 2008 โดยที่ CPU ถูกแบ่งออกเป็น i3 (ประสิทธิภาพต่ำ), i5 (ระดับกลาง) และ i7 (โปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูง)

จากที่นี่เป็นต้นไป แกนและหน่วยความจำแคชใช้ BSB (บัสด้านหลัง) หรือบัสหลังเพื่อสื่อสารและยังมี ตัวควบคุมหน่วยความจำ DDR3 ภายในชิป ด้วย บัสด้านหน้ายังพัฒนาเป็นมาตรฐาน PCI Express ซึ่งสามารถให้การไหลของข้อมูลสองทิศทางระหว่างอุปกรณ์ต่อพ่วงและการ์ดส่วนขยายและซีพียู

Intel Core เจน เนอเรชั่นที่ 2 นำ ชื่อ Sandy Bridge มาใช้ ในปี 2554 ด้วยกระบวนการผลิต 32nm และนับ 2, 4 และสูงสุด 6 คอร์ โปรเซสเซอร์เหล่านี้รองรับเทคโนโลยีมัลติเธรด HyperThreading และการ เพิ่ม ความถี่แบบไดนามิก Turbo Boost ขึ้นอยู่กับช่วงของโปรเซสเซอร์ในตลาด โปรเซสเซอร์เหล่านี้ทั้งหมดมี กราฟิกรวม และรองรับ 1600 MHz DDR3 RAM

หลังจากนั้นไม่นานในปี 2012 ได้มีการนำเสนอรุ่นที่ 3 ที่เรียกว่า Ivy Bridge ลดขนาดของทรานซิสเตอร์เป็น 22 นาโนเมตร ไม่เพียง แต่จะลดลงเท่านั้น แต่ยังกลายเป็น 3D หรือ Tri-Gate ที่ลดการใช้พลังงานลงได้ถึง 50% เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้าซึ่งให้ประสิทธิภาพเดียวกัน CPU นี้ รองรับ PCI Express 3.0 และติดตั้งบน ซ็อกเก็ต LGA 1155 สำหรับช่วงเดสก์ท็อปและ 2011 สำหรับช่วงเวิร์กสเตชัน

รุ่นที่ 4 และ 5 เรียกว่า Haswell และ Broadwell ตามลำดับและพวกเขาก็ไม่ได้เป็นการปฏิวัติจากรุ่นก่อนหน้าเช่นกัน Haswells แบ่งปันกระบวนการผลิตกับ Ivy bridge และ DDR3 RAM ใช่มี การรองรับ Thunderbolt และมี การออกแบบแคชใหม่ โปรเซสเซอร์ที่มี มากถึง 8 คอร์ ยัง ได้รับการ แนะนำ Socket 1150 ยังคงใช้งานอยู่และ 2011 แม้ว่า CPU เหล่านี้จะไม่เข้ากันกับรุ่นก่อนหน้านี้ เกี่ยวกับ Broadwell พวกเขาเป็น โปรเซสเซอร์ตัวแรกที่ลดลงที่ 14 นาโนเมตร และในกรณีนี้พวกเขาเข้ากันได้กับซ็อกเก็ต LGA 1150 ของ Haswell

เรามาถึงจุดสิ้นสุดด้วย รุ่นที่ 6 และ 7 ของ Intel ชื่อ Skylake และ Kaby Lake ด้วยกระบวนการผลิต 14nm และใช้ ซ็อกเก็ต LGA 1151 ใหม่ที่เข้ากันได้สำหรับทั้งสองรุ่น ใน การสนับสนุน สถาปัตยกรรมทั้งสอง นี้ มีให้ สำหรับ DDR4 บัส DMI 3.0 และ Thunderbol 3.0 แล้ว เช่นเดียวกันกราฟิกแบบบูรณาการได้เพิ่มขึ้นในระดับที่เข้ากันได้กับ DirectX 12 และ OpenGL 4.6 และ 4K @ 60 Hz ความละเอียด Kaby Lake ในขณะที่มาถึงในปี 2017 ด้วยการปรับปรุงความถี่สัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์และ รองรับ USB 3.1 Gen2 และ HDCP 2.2

วิวัฒนาการของโปรเซสเซอร์ AMD

อีกหนึ่งผู้ผลิตที่เราจำเป็นต้องรู้คือ AMD (Advanced Micro Devices) ซึ่งเป็นคู่ต่อสู้นิรันดร์ของ Intel และมักจะล้าหลังตั้งแต่แรกจนกระทั่ง Ryzen 3000 มาถึง วันนี้ แต่เดี๋ยวก่อนนี่เป็นอีกอย่างหนึ่ง เราจะดูในภายหลังดังนั้นลองตรวจสอบ ประวัติของโปรเซสเซอร์ AMD สักหน่อย

• AMD 9080 และ AMD 386 AMD K5, K6 และ K7 AMD K8 และ Athlon 64 X2 AMD Phenom AMD Llano และ Bulldozer AMD Ryzen มาถึงแล้ว

การเดินทางของ AMD โดยทั่วไปเริ่มต้นด้วยโปรเซสเซอร์นี้ซึ่ง ไม่มีอะไรมากไปกว่าสำเนาของ 8080 ของ Intel ในความเป็นจริงผู้ผลิตได้ลงนามในสัญญากับ Intel เพื่อให้สามารถผลิตโปรเซสเซอร์ที่มีสถาปัตยกรรม x86 ที่ Intel เป็นเจ้าของ การกระโดดครั้งต่อไปคือ AMD 29K ที่ให้ ไดรฟ์กราฟิกและหน่วยความจำ EPROM สำหรับการสร้างสรรค์ของพวกเขา แต่ไม่นานหลังจากนั้น AMD ตัดสินใจที่จะแข่งขันโดยตรงกับ Intel โดยนำเสนอโปรเซสเซอร์ที่เข้ากันได้สำหรับคอมพิวเตอร์และเซิร์ฟเวอร์ส่วนบุคคล

แต่แน่นอนว่า ข้อตกลงนี้เพื่อสร้าง "สำเนา" ของโปรเซสเซอร์ Intel เริ่มมีปัญหาทันทีที่ AMD กลายเป็นคู่แข่งที่แท้จริงจาก Intel หลังจากข้อพิพาททางกฎหมายหลายฉบับชนะโดย AMD สัญญาดังกล่าวหักกับ Intel 386 และ เรารู้อยู่แล้วว่าเหตุใด Intel จึงถูกเปลี่ยนชื่อเป็น Pentium จึงลงทะเบียนสิทธิบัตร

จากที่นี่เอเอ็มดีไม่มีทางเลือกนอกจากสร้างโพรเซสเซอร์อย่างสมบูรณ์และไม่ได้คัดลอก สิ่งที่ตลกคือหน่วยประมวลผลเดี่ยวตัวแรกของเอเอ็มดีคือ Am386 ซึ่งเห็นได้ชัดว่าต้องต่อสู้กับ 80386 ของ Intel

ตอนนี้ใช่แล้ว AMD เริ่มหาทางของตัวเองในสงครามเทคโนโลยีนี้กับ โปรเซสเซอร์ที่ผลิตด้วยตัวเองตั้งแต่เริ่มต้น ในความเป็นจริงมันเป็นกับ K7 เมื่อความเข้ากันได้ระหว่างผู้ผลิตทั้งสองหายไปและจากนั้น AMD สร้างบอร์ดของตัวเองและซ็อกเก็ตของตัวเองที่ เรียกว่าซ็อกเก็ตเอในนั้นใหม่ AMD Athlon และ Athlon XP ติดตั้งในปี 2003

AMD เป็นผู้ผลิตรายแรกที่นำส่วนขยาย 64 บิตไปใช้กับเดสก์ท็อปโปรเซสเซอร์ ใช่ก่อนหน้า Intel ดูที่ปลายทางซึ่งตอนนี้ Intel จะยอมรับหรือคัดลอกส่วนขยาย x64 ไปยัง AMD สำหรับโปรเซสเซอร์

แต่สิ่งนี้ไม่ได้หยุดเพียงแค่นี้เนื่องจาก AMD ยังสามารถทำการตลาดโปรเซสเซอร์แบบ dual-core ต่อหน้า Intel ในปี 2005 แน่นอนว่ายักษ์สีน้ำเงินนั้นตอบเขาด้วย Core 2 Duo ที่เราเคยเห็นมาก่อนและ จากที่นี่ความเป็นผู้นำของ AMD ก็จบลง

AMD ล้าหลังเนื่องจากการเพิ่มขึ้นอย่างมากของประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ของ Intel และพยายามที่จะตอบโต้ด้วยการ ออกแบบสถาปัตยกรรมของ K8 ใหม่ ในความเป็นจริง Phenom II ที่เปิดตัวในปี 2010 มีมากถึง 6 คอร์ แต่จะไม่เพียงพอสำหรับ Intel ที่ปล่อยออกมา ซีพียูนี้มีทรานซิสเตอร์ 45 nm และเริ่มติดตั้งบน ซ็อกเก็ต AM2 + และต่อมาใช้ ซ็อกเก็ต AM3 เพื่อให้ เข้ากันได้กับหน่วยความจำ DDR3

AMD ซื้อ ATI บริษัท ที่เป็นคู่แข่งโดยตรงกับ Nvidia สำหรับกราฟิกการ์ด 3 มิติ ในความเป็นจริงผู้ผลิตใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีนี้เพื่อ ใช้โปรเซสเซอร์ที่มี GPU ในตัว มีประสิทธิภาพมากกว่า Intel กับ Westmere AMD Llano เป็นโปรเซสเซอร์เหล่านี้โดย ใช้สถาปัตยกรรม K8L ของ Phenom ก่อนหน้าและแน่นอนว่ามีข้อ จำกัด เช่นเดียวกัน

ด้วยเหตุนี้ AMD จึงออกแบบสถาปัตยกรรมใน Bulldozers ใหม่ แม้ว่า ผลลัพธ์จะค่อนข้างแย่ เมื่อเทียบกับ Intel Core การมีมากกว่า 4 แกนไม่ได้ประโยชน์เนื่องจากซอฟต์แวร์ของเวลายังคงเป็นสีเขียวมากในการจัดการแบบมัลติเธรด พวกเขาใช้กระบวนการผลิต 32nm พร้อมทรัพยากรแคช L1 และ L2 ที่ใช้ร่วมกัน

หลังจากความล้มเหลวของ AMD ที่มีสถาปัตยกรรมก่อนหน้านี้ Jim Keller ผู้สร้างสถาปัตยกรรม K8 มาปฏิวัติแบรนด์อีกครั้งด้วย สถาปัตยกรรม Zen หรือ Summit Ridge ทรานซิสเตอร์ ลดลงเหลือ 14nm เช่นเดียวกับ Intel และ มีประสิทธิภาพมากกว่าและมี ICP สูงกว่า Bulldozers ที่อ่อนแอ

เทคโนโลยีที่มีการระบุมากที่สุดของโปรเซสเซอร์ใหม่เหล่านี้คือ: AMD Precision Boost ซึ่งเพิ่มแรงดันและความถี่ของ CPU โดยอัตโนมัติ หรือ เทคโนโลยี XFR ซึ่ง Ryzen ทั้งหมดถูกโอเวอร์คล็อกด้วยการปลดล็อคตัวคูณ ซีพียูเหล่านี้เริ่มติดตั้งบน ซ็อกเก็ต PGA AM4 ซึ่งยังคงดำเนินต่อไปในปัจจุบัน

ในความเป็นจริงวิวัฒนาการของสถาปัตยกรรม Zen นี้คือ Zen + ซึ่ง AMD ได้พัฒนา Intel โดย ใช้ทรานซิสเตอร์ 12nm โปรเซสเซอร์เหล่านี้เพิ่มประสิทธิภาพด้วย ความถี่ที่สูงขึ้นโดยสิ้นเปลืองน้อยลง ต้องขอบคุณ Infinity Fabric bus ความล่าช้าระหว่างการทำธุรกรรม CPU และ RAM ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมากเพื่อแข่งขันกับ Intel แบบตัวต่อตัว

โปรเซสเซอร์ Intel และ AMD ปัจจุบัน

จากนั้นเรามาถึงยุคปัจจุบันเพื่อมุ่งเน้นไปที่ สถาปัตยกรรมที่ผู้ผลิตทั้งสองกำลังทำงานอยู่ เราไม่ได้บอกว่าจำเป็นต้องซื้อสิ่งใดสิ่งหนึ่ง แต่เป็นของจริงในปัจจุบันและอนาคตอันใกล้ของผู้ใช้ที่ต้องการติดตั้งเกมพีซีที่ได้รับการปรับปรุง

Intel Coffee Lake และเริ่มต้นที่ 10nm

ปัจจุบัน Intel อยู่ในโปรเซสเซอร์เดสก์ท็อปแล็ปท็อปและเวิร์กสเตชัน รุ่นที่ 9 ทั้งรุ่นที่ 8 (Coffee Lake) และ รุ่นที่ 9 (Coffee Lake Refresh) ดำเนินการต่อด้วย ทรานซิสเตอร์ 14nm และ ซ็อกเก็ต LGA 1151 แม้ว่าจะ ไม่เข้ากันกับรุ่นก่อนหน้านี้

รุ่นนี้โดยทั่วไป จะเพิ่มจำนวนคอร์ที่ 2 สำหรับแต่ละตระกูล ตอนนี้มี 4-core i3 แทน 2, 6-core i5 และ 8-core i7 การนับ PCIe 3.0 เลนเพิ่มขึ้นเป็น 24 รองรับสูงสุด 6 3.1 พอร์ตและ DDR4 RAM 128GB เทคโนโลยี HyperThreading เปิดใช้งานเฉพาะโปรเซสเซอร์ที่เป็นตัวประมวลผล i9 เท่านั้นเช่นโปรเซสเซอร์ 8-core, 16-thread processor และ notebook processor ที่มีประสิทธิภาพสูง

ในรุ่นนี้ยังมี Intel Pentium Gold G5000 ที่ เน้นไปที่สถานีมัลติมีเดียที่มี 2 คอร์และ 4 เธรดและ Intel Celeron ซึ่งเป็นพื้นฐานที่สุดของ Dual Core สำหรับ MiniPC และมัลติมีเดีย โปรเซสเซอร์ทั้งหมดของรุ่นนี้ได้รวมกราฟิก UHD 630 ไว้ด้วยกันยกเว้นการตั้งค่า F ในระบบการตั้งชื่อ

สำหรับ รุ่นที่ 10 มีการยืนยันเพียงเล็กน้อยแม้ว่าจะคาดว่า ซีพียู Ice Lake ใหม่ จะ มาพร้อมกับข้อกำหนดสำหรับแล็ปท็อปและไม่ใช่สำหรับเดสก์ท็อป ข้อมูลบอกว่า ดัชนีราคาผู้บริโภคต่อแกนจะเพิ่มขึ้นถึง 18% เมื่อเทียบกับ Skylake จะมีคำสั่งย่อยใหม่ทั้งหมด 6 ชุดและจะ เข้ากันได้กับ AI และเทคนิคการเรียนรู้ลึก GPU ในตัวยังเพิ่มระดับเป็นรุ่นที่ 11 และสามารถ สตรีมเนื้อหาใน 4K @ 120Hz ในที่สุดเราจะได้รับ การสนับสนุนแบบรวมกับ Wi-Fi 6 และหน่วยความจำ RAM สูงสุด 3200 MHz

AMD Ryzen 3000 และสถาปัตยกรรม Zen 3 ที่วางแผนไว้แล้ว

AMD ได้เปิดตัว สถาปัตยกรรม Zen 2 หรือ Matisse ในปี 2019 และไม่เพียง แต่ล้ำหน้า Intel ในกระบวนการผลิต เท่านั้น แต่ยังรวมถึงประสิทธิภาพที่บริสุทธิ์ ของโปรเซสเซอร์เดสก์ท็อป Ryzen ใหม่ถูกสร้างขึ้นบน ทรานซิสเตอร์ 7nm TSMC และนับจาก 4 Ryzen 3 คอร์เป็น 16 Ryzen 9 9350X คอร์ พวกเขาใช้เทคโนโลยีมัลติเธรดของ AMD SMT และปลดล็อคตัวคูณ อัพเดต AGESA 1.0.0.3 ABBA BIOS เพิ่งได้รับการเผยแพร่เพื่อแก้ไขปัญหาที่โปรเซสเซอร์เหล่านี้ต้องมีความถี่สูงสุดในการสต็อก

นวัตกรรมของพวกเขาไม่เพียงมาถึงที่นี่เพราะพวกเขาสนับสนุนมาตรฐาน PCI Express 4.0 และ Wi-Fi 6 ใหม่ซึ่ง เป็นซีพียูที่มี ช่อง PCIe สูงสุด 24 ช่อง การเพิ่มขึ้นของ ICP โดยเฉลี่ยมากกว่า Zen + นั้นเพิ่มขึ้น 13% จากความถี่พื้นฐานที่สูงขึ้นและการปรับปรุงใน Infinty Fabric bus สถาปัตยกรรม นี้ขึ้นอยู่กับ chiplets หรือบล็อกทางกายภาพที่มี 8 คอร์ต่อหน่วยพร้อมกับโมดูลอื่นที่มีอยู่เสมอสำหรับ ตัวควบคุมหน่วยความจำ ด้วยวิธีนี้ผู้ผลิตจะปิดหรือเปิดใช้งานแกนจำนวนหนึ่งเพื่อสร้างแบบจำลองที่แตกต่างกัน

ในปี 2020 มีการวางแผนอัพเดต Zen 3 ในโปรเซสเซอร์ Ryzen ซึ่งผู้ผลิตต้องการปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของ AMD Ryzen มีการอ้างว่าการออกแบบสถาปัตยกรรมนั้นเสร็จสมบูรณ์แล้วและสิ่งที่ เหลืออยู่ก็คือการให้แสงสีเขียวเพื่อเริ่มกระบวนการผลิต

พวกมันจะขึ้นอยู่กับ 7nm อีกครั้ง แต่ยอมให้ ทรานซิสเตอร์มีความหนาแน่น มากกว่าชิปในปัจจุบัน ถึง 20% โปรเซสเซอร์ EPYC ของ WorkStation เป็นรุ่นแรกที่ทำงานได้โดยโปรเซสเซอร์ที่มี 64 คอร์และ 128 เธรดการประมวลผล

ส่วนที่เราควรรู้เกี่ยวกับโปรเซสเซอร์

หลังจากงานเลี้ยงข้อมูลที่เราปล่อยให้เป็นตัวเลือกในการอ่านและเป็นพื้นฐานที่จะรู้ว่าเราอยู่ที่ไหนในวันนี้ถึงเวลาแล้วที่จะพูดถึงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ แนวคิดที่เราควรรู้ เกี่ยวกับโปรเซสเซอร์

อันดับแรกเราจะพยายามอธิบาย โครงสร้าง และ องค์ประกอบที่สำคัญที่สุด ของ CPU ให้กับผู้ใช้ นี่จะเป็นแบบวันต่อวันสำหรับผู้ใช้ที่สนใจรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับฮาร์ดแวร์นี้เล็กน้อย

แกนประมวลผล

นิวเคลียสเป็นหน่วยประมวลผลข้อมูล องค์ประกอบเหล่านั้นเกิดขึ้นจากองค์ประกอบพื้นฐานของสถาปัตยกรรม x86 เช่น Control Unit (UC), Instruction Decoder (DI), Arithmetic Unit (ALU), Floating Point Unit (FPU) และ Instruction Stack (PI).

นิวเคลียสเหล่านี้แต่ละอันประกอบด้วยส่วนประกอบภายในที่เหมือนกันทุกประการและแต่ละอันมีความสามารถในการดำเนินการในแต่ละรอบการเรียนการสอน วัฏจักรนี้วัดความถี่หรือเฮิรตซ์ (Hz) ยิ่งเฮิร์ตซ์คำแนะนำเพิ่มเติมสามารถทำได้ต่อวินาทีและ ยิ่งแกนมากขึ้นการดำเนินการเพิ่มเติมสามารถทำได้ในเวลาเดียวกัน

วันนี้ผู้ผลิตเช่น AMD ใช้แกนเหล่านี้ใน บล็อกซิลิกอน Chiplets หรือ CCX ในลักษณะโมดูลาร์ ด้วยระบบนี้ความสามารถในการปรับขยายที่ดีขึ้นนั้นเกิดขึ้นได้เมื่อสร้างโปรเซสเซอร์เนื่องจากมันเกี่ยวกับการวาง chiplets จนกว่าจะถึงจำนวนที่ต้องการโดยมี 8 แกนสำหรับแต่ละองค์ประกอบ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะเปิดใช้งานหรือปิดการใช้งานแต่ละคอร์เพื่อให้ได้จำนวนที่ต้องการ ในขณะเดียวกัน Intel ก็ยังบรรจุแกนทั้งหมดไว้ในซิลิคอนเดียว

การเปิดใช้งานคอร์โปรเซสเซอร์ทั้งหมดผิดหรือไม่ คำแนะนำและวิธีปิดการใช้งาน

Turbo Boost และ Precision Boost Overdrive

พวกเขาเป็นระบบที่ใช้ Intel และ AMD ตามลำดับเพื่อควบคุมแรงดันของโปรเซสเซอร์ของพวกเขา อย่างแข็งขันและชาญฉลาด สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาเพิ่มความถี่ของการทำงานเมื่อ ราวกับว่ามันเป็นโอเวอร์คล็อกอัตโนมัติ เพื่อให้ CPU ทำงานได้ดีขึ้นเมื่อต้องเผชิญกับภาระงานจำนวนมาก

ระบบนี้ช่วยในการปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อนและการใช้ตัวประมวลผลปัจจุบันหรือเพื่อให้สามารถเปลี่ยนแปลงความถี่ได้เมื่อจำเป็น

กำลังประมวลผลเธรด

แต่แน่นอนเราไม่เพียง แต่มีแกนเท่านั้นยังมี การประมวลผลเธรด โดยทั่วไปเราจะเห็นพวกเขาแสดงในข้อกำหนดเป็น X Cores / X Threads หรือโดยตรง XC / X T ตัวอย่างเช่น Intel Core i9-9900K มี 8C / 16T ในขณะที่ i5 9400 มี 6C / 6T

คำว่า Thread มาจาก Subprocess และไม่ใช่สิ่งที่เป็นส่วนหนึ่งของตัวประมวลผลซึ่งการทำงานของมัน นั้นมีเหตุผลอย่าง แท้จริงและทำผ่านชุดคำสั่งของตัวประมวลผล

สามารถกำหนดเป็น โฟลว์ควบคุมข้อมูลของโปรแกรม (โปรแกรมประกอบด้วยคำสั่งหรือกระบวนการ) ซึ่ง ช่วยให้การจัดการงานของโปรเซสเซอร์โดยแบ่งออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ที่เรียกว่ากระทู้ นี่คือการปรับเวลารอให้เหมาะสมสำหรับแต่ละคำสั่งในคิวกระบวนการ

เรามาทำความเข้าใจกับสิ่งนี้: มีงานยากกว่างานอื่น ๆ ดังนั้นมันจะใช้เวลาเคอร์เนลมากขึ้นหรือน้อยลงในการทำงานให้เสร็จ ด้วยเธรดสิ่งที่ต้องทำคือการแบ่งภารกิจนี้เป็นสิ่งที่ง่ายกว่าเพื่อให้ แต่ละชิ้นประมวลผลโดยแกนอิสระแรกที่เราพบ ผลลัพธ์มักจะทำให้แกนไม่ว่างเสมอดังนั้นจึงไม่มีการหยุดทำงาน

เธรดของโปรเซสเซอร์คืออะไร ความแตกต่างกับนิวเคลียส

เทคโนโลยีมัลติเธรด

เหตุใดเราเห็นในบางกรณีว่ามีจำนวนแกนหลักเท่ากันเนื่องจากมีเธรดและในบางกรณีไม่ นี่เป็นเพราะ เทคโนโลยีมัลติเธรด ที่ผู้ผลิตนำมาใช้ในโปรเซสเซอร์

เมื่อซีพียูมีหลายเธรดเท่ากับคอร์เทคโนโลยีนี้จะถูกนำไปใช้งาน โดยทั่วไปมันเป็นวิธีการดำเนินการแนวคิดที่เราเคยเห็นมาก่อน แบ่งนิวเคลียสออกเป็นสองเธรดหรือ "ลอจิคัลนิวเคลียส" เพื่อแบ่งงาน การแบ่งนี้ จะทำในสองเธรดต่อคอร์เสมอ และไม่เกินสมมติว่ามันเป็นขีด จำกัด ปัจจุบันที่โปรแกรมสามารถทำงานได้

เทคโนโลยีของ Intel เรียกว่า HyperThreading ในขณะที่ AMD นั้นเรียกว่า SMT (Simultaneous Multithreading) เพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติเทคโนโลยีทั้งสองทำงานเหมือนกันและในทีมของเราเราสามารถเห็นพวกมันเป็นนิวเคลียสตัวจริงได้เช่นถ้าเราแสดงภาพถ่าย โปรเซสเซอร์ที่มีความเร็วเท่ากันเร็วกว่าหากมีฟิสิคัลคอร์ 8 คอร์

HyperThreading คืออะไร รายละเอียดเพิ่มเติม

แคชสำคัญหรือไม่?

ในความเป็นจริงมันเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดอันดับสองของโปรเซสเซอร์ หน่วยความจำแคชเป็นหน่วยความจำที่ เร็วกว่า RAM และรวมเข้ากับโปรเซสเซอร์ โดยตรง ในขณะที่ RAM ขนาด 3600 MHz DDR4 สามารถอ่านได้ 50, 000 MB / s L3 cache สามารถเข้าถึง 570 GB / s, L2 ที่ 790 GB / s และ L1 ที่ 1600 GB / s ตัวเลขเสียสติสมบูรณ์ที่บันทึกใน Ryzen 3000 nevi

หน่วยความจำนี้เป็นประเภท SRAM (Static RAM) ที่รวดเร็วและมีราคาแพงในขณะที่หน่วยความจำที่ใช้ในแรมคือ DRAM (Dynamic RAM) ช้าและราคาถูกเพราะมันต้องการสัญญาณรีเฟรชอย่างต่อเนื่อง ในแคชข้อมูลที่จะถูกนำไปใช้งานทันทีโดยหน่วยประมวลผลจะถูกเก็บไว้ ดังนั้นจึงไม่ต้องรอถ้าเราใช้ข้อมูลจาก RAM และเพิ่มประสิทธิภาพเวลาในการประมวลผล สำหรับโปรเซสเซอร์ทั้ง AMD และ Intel มีหน่วยความจำแคชสามระดับ:

• L1: มัน ใกล้กับแกน CPU มาก ที่สุดและเล็กที่สุด ด้วยเวลาแฝงที่น้อยกว่า 1 ns ปัจจุบัน หน่วยความจำนี้ ถูกแบ่งออกเป็นสอง L1I (คำแนะนำ) และ L1D (ข้อมูล) ทั้งใน Intel Core เจนเนอเรชั่นที่ 9 และ Ryzen 3000 มีขนาด 32 KB ในแต่ละกรณีและ แต่ละคอร์นั้นมีของตัวเอง L2: L2 ถัดไปโดยมีเวลาแฝงประมาณ 3 ns มันยัง ถูกกำหนดอย่างอิสระในแต่ละคอร์ CPU ของ Intel มี 256 KB ในขณะที่ Ryzen มี 512 KB L3: นี่คือหน่วยความจำที่ใหญ่ที่สุดของสามและ ถูกจัดสรรในรูปแบบที่ใช้ร่วมกันในแกน โดยปกติในกลุ่มของ 4 แกน

ตอนนี้สะพานเหนืออยู่ภายในซีพียู

บริดจ์ เหนือของโปรเซสเซอร์ หรือมาเธอร์บอร์ดมีหน้าที่ เชื่อมต่อหน่วยความจำแรมกับ CPU ในปัจจุบันผู้ผลิตทั้งสอง ใช้คอนโทรลเลอร์ หน่วยความจำ นี้ หรือ PCH (Platform Conroller Hub) ภายใน CPU ตัวเอง ตัวอย่างเช่นในซิลิคอนแยกต่างหากที่เกิดขึ้นใน CPU ตาม chiplets

นี่เป็นวิธีที่จะเพิ่มความเร็วในการทำธุรกรรมข้อมูลและทำให้รถบัสที่มีอยู่บนเมนบอร์ดนั้นง่ายขึ้นโดย เหลือเพียงสะพานใต้ที่เรียกว่าชิปเซ็ต ชิปเซ็ตนี้ใช้สำหรับการ กำหนดเส้นทางข้อมูลจากฮาร์ดไดรฟ์อุปกรณ์ต่อพ่วงและสล็อต PCIe บางช่อง โปรเซสเซอร์เดสก์ท็อปและแล็ปท็อปที่ล้ำสมัยมีความสามารถในการกำหนดเส้นทาง สูงถึง 128GB ของ RAM แบบ Dual Channel ในอัตรา 3200MHz ดั้งเดิม (4800MHz พร้อมโปรไฟล์ JEDEC พร้อมเปิดใช้ XMP) รถบัสนี้แบ่งออกเป็นสอง:

• Data บัส: มันประกอบข้อมูลและคำแนะนำของโปรแกรม Address บัส: ที่อยู่ของเซลล์ที่เก็บข้อมูลหมุนเวียนผ่าน

นอกเหนือจากตัวควบคุมหน่วยความจำแล้ว คอร์ยังจำเป็นต้องใช้บัสอื่นเพื่อสื่อสารระหว่างกันและกับแคชหน่วยความจำ ซึ่งเรียกว่า BSB หรือ บัสด้านหลัง ส่วนที่ AMD ใช้ ในสถาปัตยกรรม Zen 2 นั้นเรียกว่า Infinity Fabric ซึ่งสามารถทำงานที่ 5100 MHz ในขณะที่ Intel เรียกว่า Intel Ring Bus

แคช L1, L2 และ L3 คืออะไรและทำงานอย่างไร

IGP หรือกราฟิกรวม

องค์ประกอบอื่นที่คิดค่าใช้จ่ายค่อนข้างสำคัญไม่มากในโปรเซสเซอร์ที่เน้นการเล่นเกม แต่ในองค์ประกอบที่ทรงพลังน้อยกว่าก็คือ กราฟิกใน ตัว โปรเซสเซอร์ที่มีอยู่ส่วนใหญ่ในปัจจุบันมี แกน ประมวลผล จำนวนหนึ่งที่ตั้งใจทำงานเฉพาะกับกราฟิกและพื้นผิว ทั้ง Intel, AMD และผู้ผลิตรายอื่นเช่น Qualcomm กับ Adreno สำหรับสมาร์ทโฟนหรือ Realtek สำหรับ Smart TV และ NAS มีแกนหลักเช่นนี้ เราเรียกโปรเซสเซอร์ประเภทนี้ APU (หน่วยประมวลผลเร่ง)

เหตุผลง่าย ๆ ในการแยกการทำงานหนักออกจากงานทั่วไปของโปรแกรมเนื่องจากมัน หนักกว่าและช้ากว่ามากถ้าหากบัสความจุสูงกว่าเช่น 128 บิตไม่ได้ใช้ใน APU เช่นเดียวกับนิวเคลียสปกติพวกเขาสามารถวัดปริมาณและความถี่ที่พวกเขาทำงาน แต่พวกเขายังมีองค์ประกอบอื่นเช่น หน่วยการแรเงา และมาตรการอื่น ๆ เช่น TMUs (หน่วยพื้นผิว) และ ROP (หน่วยแสดงผล) พวกเขาทั้งหมดจะช่วยให้เราระบุพลังกราฟิกของชุด

IGPs ที่ Intel และ AMD ใช้ในปัจจุบันมีดังนี้:

• AMD Radeon RX Vega 11: เป็นสเปคที่ทรงพลังที่สุดและใช้งานแล้วในโปรเซสเซอร์ Ryzen 5 2400 และ 3400 เจนเนอเรชั่น 1 และ 2 ประกอบด้วยแกน Raven Ridge 11 ชุดที่มีสถาปัตยกรรม GNC 5.0 ทำงานที่สูงสุด 1400 MHz พวกเขามีหน่วย shader สูงสุด 704 หน่วย 44 TMU และ 8 ROP AMD Radeon Vega 8: เป็นสเปคที่ต่ำกว่ารุ่นก่อนหน้าโดยมี 8 คอร์และทำงานที่ความถี่ 1100 MHz พร้อม 512 แรเงายูนิต, 32 TMUs และ 8 ROP พวกเขาติดตั้งพวกเขาบน Ryzen 3 2200 และ 3200 Intel Iris Plus 655: กราฟิกรวมเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในโปรเซสเซอร์ Intel Core เจนเนอเรชั่นที่ 8 ของช่วง U (สิ้นเปลืองน้อย) สำหรับแล็ปท็อปและสามารถเข้าถึง 1150 MHz ด้วย 384 หน่วยการแรเงา 48 TMU และ 6 ROP ประสิทธิภาพของมันคล้ายกับรุ่นก่อนหน้า Intel UHD Graphic 630/620 - เป็นกราฟิกที่สร้างขึ้นในเดสก์ท็อปซีพียูรุ่นที่ 8 และ 9 ทั้งหมดที่ไม่ได้ใช้ชื่อ F พวกเขาเป็นกราฟิกที่ต่ำกว่า Vega 11 ที่เรนเดอร์ที่ 1200 MHz, 192 หน่วยแรเงา, 24 TMUs และ 3 ROP

ซ็อกเก็ตของโปรเซสเซอร์

ตอนนี้เราย้ายออกจากสิ่งที่เป็นส่วนประกอบของซีพียูเพื่อดูว่าเราควรจะเชื่อมต่อที่ใด เห็นได้ชัดว่ามันคือ ซ็อกเก็ต ซึ่งเป็นตัวเชื่อมต่อขนาดใหญ่ที่อยู่บนเมนบอร์ดและมาพร้อมกับหมุดนับร้อยที่จะทำการติดต่อกับ CPU เพื่อถ่ายโอนพลังงานและข้อมูลไปยังกระบวนการ

ตามปกติผู้ผลิตแต่ละรายจะมีซ็อกเก็ตของตนเองและสามารถมีได้หลายประเภท:

• LGA: Land Grid Array ซึ่งมีหมุดติดตั้งโดยตรงในซ็อกเก็ตของบอร์ดและ CPU เท่านั้นที่มีหน้าสัมผัสแบบแบน จะช่วยให้ความหนาแน่นของการเชื่อมต่อที่สูงขึ้นและถูกใช้โดย Intel ซ็อกเก็ตปัจจุบันคือ LGA 1151 สำหรับเดสก์ท็อปซีพียูและ LGA 2066 สำหรับซีพียูที่ใช้เวิร์กสเตชัน นอกจากนี้ยังใช้โดย AMD สำหรับ Threadrippers ที่เป็นตัว TR4 PGA: Pin Grid Array ตรงข้ามตอนนี้หมุดอยู่บน CPU ของตัวเองและซ็อกเก็ตมีรู มันยังคงใช้งานโดย AMD สำหรับเดสก์ท็อป Ryzen ที่มีชื่อว่า BGA: Ball Grid Array โดยทั่วไปจะเป็นซ็อกเก็ตที่ โปรเซสเซอร์วางจำหน่ายโดยตรง มันถูกใช้ในแล็ปท็อปรุ่นใหม่ทั้งจาก AMD และ Intel

ฮีทซิงค์และ IHS

IHS (Integrated Heat Spreader) เป็นแพ็คเกจที่มีโปรเซสเซอร์อยู่ด้านบน โดยทั่วไปมันเป็น แผ่นสี่เหลี่ยมที่สร้างขึ้นในอลูมิเนียม ที่ติดอยู่กับพื้นผิวหรือ PCB ของ CPU และหันไป DIE หรือซิลิคอนภายใน หน้าที่ของมันคือการถ่ายเทความร้อนจากสิ่งเหล่านี้ไปยังฮีทซิงค์ และยังทำหน้าที่เป็นฝาครอบป้องกัน พวกเขาสามารถเชื่อมโดยตรงกับ DIE หรือติดกาวด้วยความร้อนวาง

โปรเซสเซอร์เป็นองค์ประกอบที่ทำงานที่ความถี่สูงมากดังนั้นพวกเขาจะต้องใช้ฮีทซิงค์ที่จับความร้อนและขยายออกสู่สิ่งแวดล้อมด้วยความช่วยเหลือจากแฟน ๆ หนึ่งหรือสองคน ซีพียูส่วนใหญ่มี สต็อกที่ ไม่ดีไม่มากก็น้อย แต่ สิ่งที่ดีที่สุดมาจาก AMD ในความเป็นจริงเรามีโมเดลตามประสิทธิภาพของ CPU:

• Wrait Stealth: เล็กที่สุดแม้ว่าจะยังใหญ่กว่าของ Intel สำหรับ Ryzen 3 และ 5 โดยไม่ต้องระบุ X Intel: ไม่มีชื่อและเป็นฮีทซิงค์อลูมิเนียมขนาดเล็กที่มีพัดลมที่มีเสียงดังมากที่มาในโปรเซสเซอร์เกือบทั้งหมดยกเว้น i9 ฮีทซิงค์นี้ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงนับตั้งแต่ Core 2 Duo Wraith Spire - ขนาดกลางพร้อมบล็อกอลูมิเนียมสูงและพัดลมขนาด 85 มม. สำหรับ Ryzen 5 และ 7 ที่มีการกำหนด X Wrait Prism: รุ่นที่เหนือกว่าซึ่งประกอบด้วยบล็อกสองระดับและท่อความร้อนทองแดงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ มันถูกนำโดย Ryzen 7 2700X และ 9 3900X และ 3950X Wraith Ripper: เป็นอ่างล้างจานที่สร้างโดย Cooler Master สำหรับ Threadrippers

ฮีทซิงค์ของโปรเซสเซอร์: มีอะไรบ้าง เคล็ดลับและคำแนะนำ

นอกจากนี้ยังมีผู้ผลิตหลายรายที่มี โมเดลที่กำหนดเองของตัวเองที่ เข้ากันได้กับซ็อกเก็ตที่เราได้เห็น ในทำนองเดียวกันเรามี ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว ที่ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่ากับหอระบายความร้อน สำหรับโปรเซสเซอร์ระดับสูงเราขอแนะนำให้ใช้หนึ่งใน 240 มม. (พัดลมสองตัว) หรือ 360 มม. (สามพัดลม)

แนวคิดที่สำคัญที่สุดของ CPU

ตอนนี้เรามาดู แนวคิดอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับโปรเซสเซอร์ ซึ่งจะมีความสำคัญต่อผู้ใช้ มันไม่เกี่ยวกับโครงสร้างภายใน แต่เกี่ยวกับเทคโนโลยีหรือกระบวนการที่ดำเนินการเพื่อวัดหรือปรับปรุงประสิทธิภาพ

วิธีวัดประสิทธิภาพ: มาตรฐานคืออะไร

เมื่อเราซื้อโปรเซสเซอร์ใหม่เรามักจะเห็นว่ามันสามารถไปได้ไกลและสามารถซื้อได้ด้วยโปรเซสเซอร์อื่นหรือแม้กระทั่งกับผู้ใช้รายอื่น การทดสอบเหล่านี้ เรียกว่าการวัดประสิทธิภาพ (benchmarks) และเป็นการ ทดสอบความเค้น ซึ่งโปรเซสเซอร์ต้องได้รับ คะแนน ตามประสิทธิภาพ

มีโปรแกรมต่าง ๆ เช่น Cinebench (เรนเดอร์เรต ติ้ง), wPrime (เวลาในการปฏิบัติงาน), โปรแกรมออกแบบ Blender (เวลาเรนเดอร์), 3DMark (ประสิทธิภาพของเกม) ฯลฯ ที่รับผิดชอบการทำแบบทดสอบเหล่านี้ เพื่อให้เราสามารถเปรียบเทียบได้ โปรเซสเซอร์อื่น ๆ ผ่านรายการที่โพสต์บนเครือข่าย สิ่งที่พวกเขาให้เกือบทั้งหมดเป็นคะแนนของตัวเองซึ่งคำนวณโดยปัจจัยที่มีเฉพาะโปรแกรมนั้นดังนั้นเรา จึงไม่สามารถซื้อคะแนน Cinebench ด้วยคะแนน 3DMark

อุณหภูมิอยู่ภายใต้การควบคุมเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงการควบคุมปริมาณความร้อน

นอกจากนี้ยังมีแนวคิดเกี่ยวกับอุณหภูมิที่ผู้ใช้ทุกคนควรระวังโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีโปรเซสเซอร์ที่มีราคาแพงและมีประสิทธิภาพ บนอินเทอร์เน็ตมีหลาย โปรแกรมที่สามารถวัดอุณหภูมิ ได้ไม่เพียง แต่ CPU เท่านั้น แต่ยังมีส่วนประกอบอื่น ๆ อีกมากมายที่มาพร้อมกับเซ็นเซอร์ หนึ่งที่แนะนำอย่างยิ่งจะเป็น HWiNFO

ที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิจะมีการ ควบคุมปริมาณความร้อน มันเป็น ระบบป้องกันอัตโนมัติ ที่ซีพียูต้อง ลดแรงดันไฟฟ้าและพลังงานที่จ่ายให้เมื่ออุณหภูมิถึงค่าสูงสุดที่อนุญาต ด้วยวิธีนี้เราจะลดความถี่ในการทำงานและอุณหภูมิทำให้ชิปมีความเสถียรเพื่อที่จะไม่เผาไหม้

แต่ผู้ผลิตเองก็เสนอข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิของโปรเซสเซอร์ดังนั้นเราจึงสามารถหาข้อมูลเหล่านี้ได้:

• TjMax: คำนี้หมายถึง อุณหภูมิสูงสุดที่โปรเซสเซอร์สามารถทนต่อในเมทริกซ์ นั่นคือภายในแกนประมวลผล เมื่อ CPU เข้าใกล้อุณหภูมิเหล่านี้มันจะข้ามการป้องกันที่กล่าวถึงข้างต้นโดยอัตโนมัติซึ่งจะลดแรงดันไฟฟ้าและพลังงานของ CPU Tdie, Tjunction หรือ Junction อุณหภูมิ: อุณหภูมินี้วัดในเวลาจริงโดยเซ็นเซอร์ที่อยู่ภายในนิวเคลียส มันจะไม่เกิน TjMax เนื่องจากระบบป้องกันจะทำงานได้เร็วขึ้น TCase: มัน เป็นอุณหภูมิที่วัดได้ใน IHS ของโปรเซสเซอร์ ซึ่งจะกล่าวในการห่อหุ้มซึ่งมักจะแตกต่างจากที่มีการทำเครื่องหมายไว้ใน CPU core แพ็คเกจ: มันเป็นค่าเฉลี่ยของอุณหภูมิ Tunion ของทั้งหมด ซีพียู

Delidding

delid หรือ delidding เป็นวิธีปฏิบัติที่ดำเนินการเพื่อ ปรับปรุงอุณหภูมิของ CPU ประกอบด้วยการ ลบ IHS ​​ออกจากโปรเซสเซอร์ เพื่อให้ติดตั้งซิลิคอนที่แตกต่างกัน และถ้ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะลบเพราะมันเป็นรอยเราจะขัดผิวของมันให้มากที่สุด สิ่งนี้ทำ เพื่อ ปรับปรุงการถ่ายเทความร้อนให้มากที่สุดโดยวางความร้อนโลหะเหลววางโดยตรงบน DIEs เหล่านี้และวางฮีทซิงค์ไว้ด้านบน

เราได้อะไรจากการทำเช่นนี้? ทีนี้เราก็กำจัดหรือทำตามขั้นต่ำของการแสดงความหนาที่ไอเอชเอสมอบให้เราเพื่อให้ความร้อนผ่านไปยังฮีทซิงค์โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านขั้นตอนกลาง ทั้งวางและ IHS เป็นองค์ประกอบที่มีความต้านทานความร้อนดังนั้นโดยการกำจัดพวกเขาและวางโลหะเหลวเราสามารถ ลดอุณหภูมิถึง 20 องศาเซลเซียสด้วยการโอเวอร์คล็อก ในบางกรณีมันไม่ใช่เรื่องง่ายเนื่องจาก IHS เชื่อมโดยตรงกับ DIE ดังนั้นจึงไม่มีตัวเลือกอื่นนอกจากขัดมันแทนที่จะถอดออก

ระดับต่อไปคือการวาง ระบบทำความเย็นไนโตรเจนเหลว สงวนไว้สำหรับการตั้งค่าในห้องปฏิบัติการเท่านั้น แม้ว่าแน่นอนเราสามารถสร้างระบบของเราด้วยมอเตอร์ตู้เย็นที่ประกอบด้วยฮีเลียมหรืออนุพันธ์

โอเวอร์คล็อกและ undervolting บนโปรเซสเซอร์

เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับข้างต้นคือการ โอเวอร์คล็อก เทคนิคที่ แรงดันไฟฟ้าของ CPU เพิ่มขึ้นและตัวคูณถูกปรับเปลี่ยนเพื่อเพิ่มความถี่ในการ ทำงาน แต่เราไม่ได้พูดถึงความถี่ที่มาในข้อกำหนดเช่นโหมดเทอร์โบ แต่ ลงทะเบียนที่เกินกว่าที่กำหนดโดยผู้ผลิต จะไม่สูญหายไปกับใครก็ตามที่ มีความเสี่ยงต่อความมั่นคง และความสมบูรณ์ของโปรเซสเซอร์

ในการโอเวอร์คล็อกเรา ต้องใช้ซีพียูที่ปลดล็อคทวีคูณ ก่อนและจากนั้นก็เป็นมาเธอร์บอร์ดชิปเซ็ตที่เปิดใช้งานการกระทำประเภทนี้ AMD Ryzen ทั้งหมด มีความอ่อนไหวต่อการโอเวอร์คล็อก เช่นเดียวกับโปรเซสเซอร์ของ Intel ในทำนองเดียวกัน ชิปเซ็ต AMD B450, X470 และ X570 รองรับการฝึกฝนเช่นเดียวกับ Intel X และ Z ซีรีย์เช่น กัน

การโอเวอร์คล็อก สามารถทำได้โดยการ เพิ่มความถี่ของนาฬิกาพื้นฐานหรือ BCLK เป็นนาฬิกาหลักของเมนบอร์ดที่ควบคุมส่วนประกอบทั้งหมดเช่น CPU, RAM, PCIe และ Chipset หากเราเพิ่มนาฬิกานี้เรากำลังเพิ่มความถี่ของส่วนประกอบอื่น ๆ ที่มีตัวคูณทวีคูณ แม้ว่ามันจะมีความเสี่ยงมากขึ้นและเป็นวิธีที่ไม่แน่นอนมาก

ในทางกลับกันการ ลดลงของแรงดันไฟฟ้าเพื่อป้องกันไม่ให้หน่วยประมวลผลทำการควบคุมปริมาณความร้อน มันเป็นวิธีปฏิบัติที่ใช้ในแล็ปท็อปหรือการ์ดกราฟิกที่มีระบบระบายความร้อนไม่ได้ผล

โปรเซสเซอร์ที่ดีที่สุดสำหรับเดสก์ทอปเกมและเวิร์คสเตชั่น

การอ้างอิงถึง คู่มือของเราที่มีโปรเซสเซอร์ที่ดีที่สุดในตลาด ไม่ควรพลาดในบทความนี้ ในนั้นเราวางโมเดล Intel และ AMD ที่เราพิจารณาดีที่สุดในช่วงที่มีอยู่แตกต่างกัน ไม่เพียงแค่เล่นเกม แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์มัลติมีเดียและแม้แต่เวิร์กสเตชัน เราอัปเดตอยู่เสมอและมีลิงก์สั่งซื้อโดยตรง

บทสรุปเกี่ยวกับหน่วยประมวลผล

คุณไม่สามารถบ่นได้ว่าบทความนี้ไม่ได้เรียนรู้อะไรเลยเนื่องจากเราได้ตรวจสอบประวัติของผู้ผลิตหลักสองรายและสถาปัตยกรรมของพวกเขาค่อนข้างสมบูรณ์ นอกจากนี้เราได้ตรวจสอบส่วนต่างๆของ CPU ที่จำเป็นต่อการรู้จักพวกเขาทั้งภายนอกและภายในพร้อมกับแนวคิดที่สำคัญและชุมชนทั่วไปใช้

เราขอเชิญคุณแสดงความคิดเห็นแนวคิดสำคัญอื่น ๆ ที่เรามองข้าม และคุณเห็นความสำคัญสำหรับบทความนี้ เราพยายามปรับปรุงบทความที่มีความสำคัญเป็นพิเศษให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับชุมชนที่กำลังเริ่มต้น