Б 3
B 3. Характеристики на процесора и вътрешната памет на компютъра (скорост, разрядност, размер на паметта)
Необичайно бързото развитие на компютърните технологии води до факта, че в същото време се използват голям брой компютри с доста разнообразни характеристики. Ето защо е много полезно да знаете какви са основните характеристики на компютърните възли, на какво влияят и как да ги изберете. Тук ще бъдат разгледани параметрите на най-важните устройства на компютъра, катопроцесоривътрешна памет.
Ето защо сега широко се използва друга характеристика на скоростта на процесора - неговататактова честота. Нека разгледаме тази стойност по-подробно. Всяка операция на процесора (машинна инструкция) се състои от отделни елементарни действия -цикли. За да организира последователното изпълнение на необходимите цикли един след друг, компютърът разполага със специален генератор на импулси, всеки от които инициира следващия цикъл на машинната инструкция (който се определя от процесорното устройство и логиката на изпълняваната операция). Очевидно, колкото по-често следват импулсите от генератора, толкова по-бързо ще се извърши операцията, състояща се от фиксиран брой цикли. От горното следва, че тактовата честота се определя от броя на импулсите в секунда и се измерва вмегахерца- т.е. милиона импулса за 1 сек. Разбира се, тактовата честота не може да бъде произволно висока, защото в даден момент процесорът може просто да "няма време" да изпълни следващия цикъл, преди да пристигне следващият импулс. Инженерите обаче правят всичко възможно да увеличат стойността на тази характеристика на процесора и в момента тактовата честота на най-модерните процесори вече надхвърля 1000 MHz, т.е. 1 GHz (1гигахерци).
Трябва да е ясно, че сравняването на тактовите честоти може надеждно да определи кой от двата процесора е по-бърз само ако и двата процесора са проектирани приблизително еднакво. Ако се опитате да сравните процесори, произведени от различни производители и работещи на различни принципи, можете да получите абсолютно грешни заключения. Наистина, ако в един от процесорите инструкцията се изпълнява в 2 цикъла, а в другия - в 3, тогава с точно същата честота първият ще работи един път и половина по-бързо! Освен това не бива да забравяме, че производителността на една съвременна компютърна система се определя не само от скоростта на един процесор, но и от скоростите надругитекомпютърни възли и дори от начините, по които е организирана цялата система: очевидно е, че прекалено бързият процесор ще бъде принуден постоянно да бездейства, чакайки например бавно работеща памет; или друг пример - много често обикновеното увеличаване на обема на RAM дава много по-голям ефект от смяната на процесора с по-бърз.
Нека сега преминем към описанието на основните характеристики напаметтана компютъра.
Друга важна характеристика на паметта евремето за достъпилипроизводителността на паметта. Този параметър се определя от времето, необходимо за запис или четене на данни; зависи от принципа на работа и технологията на производство на елементи за съхранение.
Като оставим настрана редица други технологични характеристики на съвременните устройства с памет, не можем обаче да подминемстатичнитеидинамичнитеустройства с чип памет. Статичната клетка с памет е специална полупроводникова верига (инженерите я наричат тригер), която има две стабилнидържави. Едната от тях се приема за логическа нула, а другата за единица. Тези състояния наистина са толкова стабилни, че при липса на външни влияния (и, разбира се, захранващото напрежение е свързано!) Те могат да се запазят за произволно дълго време. Клетките с динамична памет, от друга страна, нямат това свойство. Такива клетки всъщност са кондензатор, образуван от елементи на полупроводникови микросхеми. С известно опростяване можем да кажем, че зареденият кондензатор съответства на логическа единица, а незареденият съответства на нула. Съществено свойство на клетката с динамична памет е наличието на постепенно спонтанно разреждане на кондензатор през външни вериги, което води до загуба на информация. За да предотвратите това да се случи, кондензаторите на динамичната памет трябва периодично да се презареждат (този процес обикновено се наричарегенериране на RAM). И двата вида чипове памет се конкурират успешно помежду си, тъй като нито един от тях не е идеален. От една страна, статичната памет е много по-лесна за използване, т.к не изисква регенерация и е близо до скоростта на процесорните микросхеми. От друга страна, той има по-малък информационен обем и по-висока цена (всъщност производството на кондензатор е много по-просто от тригерната верига и изисква много по-малко място върху силиконова пластина), загрява се повече по време на работа. На практика в моментаизборът на микросхеми за изграждане на RAM винаги се решава в полза на динамичната памет. И все пак високоскоростната статична памет в съвременния компютър също е задължителна: тя се наричакеш памет.
В съвременните компютри кеш паметта обикновено е изградена по схема на две нива. В този случай основният кеш е вграден директно в процесора, а вторичният обикновено еинсталиран на системната платка. Както при RAM, увеличаването наразмерана кеша повишава ефективността на компютърната система.