Центральный процессор

Центральный процессор (ЦП, CPU) – это мозг компьютера, выполняющий все вычисления и координирующий работу остальных компонентов. Эта небольшая микросхема площадью несколько квадратных сантиметров, но при этом содержащая очень большое количество транзисторов (50–200 миллионов у разных моделей), устанавливается на материнскую плату в специальное квадратное гнездо, на компьютерном жаргоне именуемое сокетом (от англ. socket – розетка).

Процессор состоит из множества блоков, среди которых стоит выделить лишь основные. К ним относятся блок обработки целых чисел и выполнения логических операций (ALU), блок обработки дробных чисел в формате с плавающей точкой (FPU), специальные блоки для исполнения команд, наиболее востребованные при обработке графической и звуковой информации (MMX, SSE, 3DNow! и другие). Способ организации внутренней схемы существенно различается у разных семейств процессоров, что приводит к различиям в производительности разных процессоров. Названия Athlon 64, Pentium 4, Celeron, Sempron и т. п. и являются наименованиями семейств. Чтобы оценить возможности того или иного процессора в различных задачах, проводятся регулярные тестирования в компьютерных журналах и на тематических сайтах.

Внутри каждого семейства производительность и цена разных моделей зависят от тактовой частоты процессора (количества элементарных операций, которые процессор может исполнить в секунду). Особо подчеркнем, что сравнивать по этой характеристике процессоры из разных семейств некорректно. Разные по внутренней структуре процессоры используют различное количество микроопераций для выполнения одной и той же команды. Существуют также и другие причины расхождений. В результате, чтобы не вводить пользователей в заблуждение, производители процессоров к настоящему времени отказались от указания тактовой частоты в маркировке.

Поскольку возможности процессора по обработке данных значительно превосходят способности внешней памяти по обеспечению его данными и командами, для хранения наиболее востребованных в данный момент данных процессоры оснащаются встроенной собственной памятью небольшого объема – кэш-памятью, работающей на частоте процессора. Ее объем и способ организации также влияют на производительность. Очень часто для получения удешевленной версии процессора у старшей модели просто уменьшают кэш. Именно таким образом, например, процессор Celeron «произошел» от Pentium 4, а Sempron – от Athlon 64. Практика показывает, что рост объема кэшпамяти процессора оказывает пропорциональное влияние на быстродействие только до определенного уровня. Так, для современных процессоров объемы выше 1 Мбайт являются избыточными и даже вредными, поскольку при увеличении объема страдает скорость обращения к памяти, что крайне нежелательно. Поэтому для недорогих моделей оптимальным объемом является 256 Кбайт, для представителей «золотой середины» – 512 Кбайт и лишь в моделях из верхней ценовой группы бывает оправдано применение кэша объемом 1–2 Мбайт.

Кулер

Кулер (от англ. cooler – охладитель). Радиатор с вентилятором – непременный атрибут любого современного процессора.

Думающий чип необходимо охлаждать, так как рассеиваемая тепловая мощность современных процессоров доходит до 60-100 Вт и даже превышает эту величину. Именно поэтому, покупая процессор, необходимо выбрать соответствующий ему по способу крепления и охлаждающим характеристикам кулер – радиатор с вентилятором. Также можно приобрести кулер в комплекте с процессором (так называемая «коробочная» поставка). Такие кулеры способны гарантированно охладить процессор до безопасной температуры, но далеко не всегда отличаются хорошими акустическими свойствами. Проще говоря, они шумят больше, чем дорогие кулеры, которые можно купить отдельно.

Существуют и альтернативные системы охлаждения жидкостного или испарительного принципа работы. Но следует учитывать, что они недешевы, зато позволяют отводить тепло гораздо эффективнее и теоретически могут работать почти бесшумно. Впрочем, если при выборе процессора вы обратите внимание на такой параметр, как тепловыделение, вам не придется столкнуться с проблемой перегрева. Выбор мощных и вместе с тем экономичных процессоров, для охлаждения которых достаточно малошумного вентилятора, в последнее время значительно расширился.

Оперативная память

Оперативная память (ОП, SDRAM) служит для хранения исполняемой в данный момент программы и данных, требующихся для текущей работы.

Хотя бы один модуль оперативной памяти, а в некоторых случаях из-за конструктивных особенностей материнской платы – два модуля одинаковой емкости непременно должны быть установлены в соответствующие разъемы DIMM на материнской плате. В противном случае компьютер даже не запустится. Обращение процессора к оперативной памяти происходит намного быстрее, чем к дискам и любой другой внешней памяти. Поэтому любая программа перед исполнением загружается с жесткого диска (винчестера) в оперативную память. Но в отличие от того же винчестера, данные в оперативной памяти сохраняются только до тех пор, пока компьютер включен. Именно поэтому и требуется сохранять файлы и документы на диске по окончании работы с ними.

Если объем памяти недостаточен для загрузки блоков программы и данных целиком, компьютер организует так называемый свопинг. При помощи этого процесса данные подкачиваются и записываются на диск в процессе работы программы, что вызывает характерное торможение и замедление отклика компьютера в ответ на команды пользователя. Именно поэтому так важно предусмотреть использование достаточного объема памяти.

Существует несколько типов модулей, отличающихся друг от друга конструктивно. Выбор типа памяти напрямую зависит от выбора платформы (так принято называть связку процессора и материнской платы). Поэтому, как правило, память не приходится долго выбирать – достаточно лишь определиться с платформой и приобрести память того типа, на который она рассчитана. Главная характеристика оперативной памяти – ее объем. Так, если вы не пожалеете и установите 1 Гбайт, вне зависимости от того, какого типа будет эта память, со своими задачами она справится даже в требовательных к ресурсам программах (в том числе таких потребителях памяти, как графические редакторы и игры). Причем минимальным объемом, даже если компьютер покупается в качестве печатной машинки, являются 512 Мбайт. Подробнее, конечно же, этот вопрос будет рассмотрен в отдельном разделе.

Видеокарта

Видеокарта (Videocard) формирует изображение для вывода на экран, в том числе участвует в расчете объемного изображения в играх и программах 3D-моделирования.

Современные мощные видеокарты с точки зрения технической сложности представляют собой настоящие компьютеры в миниатюре, поскольку имеют все внешние признаки серьезной вычислительной системы. Во-первых, у них есть собственный процессор, ориентированный на работу с графическими данными, причем количество транзисторов в графических процессорах (GPU) достигает 200 миллионов, что может превышать количество транзисторов в центральных процессорах (хотя по тактовым частотам GPU пока значительно отстают). Во-вторых, для хранения графических данных видеокарты используют собственную видеопамять, причем в самых мощных версиях карт ее объем может достигать 256–512 Мбайт.