Тест: насколько хорошо ты знаешь устройство процессора?
Кто выполняет миллионы операций в секунду? Нет, это не программист за час перед дедлайном, а микропроцессор. Проверим, знаете ли вы, как он работает.
Кадр: фильм «Континуум» / Paramount Pictures
Проверьте, насколько хорошо вы знаете устройство CPU и технологии их производства.
Начать тест |
Центральный процессор не просто так называется — это главные «мозги» компьютера, которые исполняют все машинные инструкции. Без него программы не будут работать — собственно, и сам компьютер тоже.
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
Сейчас понятия «процессор» и «микропроцессор» являются синонимами, но на протяжении 1970-х годов эти два вида процессоров существовали параллельно.
«Большие процессоры» использовали в суперкомпьютерах, а микропроцессоры — в калькуляторах. Затем, в 1980-х, микропроцессоры начали вытеснять своих больших собратьев, так как их мощность и энергоэффективность постоянно росли.
В итоге понятия «процессор» и «микропроцессор» смешались. Даже современные суперкомпьютеры строятся на базе микропроцессоров — например, Frontier, один из самых мощных в мире, использует комбинацию из серверных AMD Epyc.
«Большие процессоры» использовали в суперкомпьютерах, а микропроцессоры — в калькуляторах. Затем, в 1980-х, микропроцессоры начали вытеснять своих больших собратьев, так как их мощность и энергоэффективность постоянно росли.
В итоге понятия «процессор» и «микропроцессор» смешались. Даже современные суперкомпьютеры строятся на базе микропроцессоров — например, Frontier, один из самых мощных в мире, использует комбинацию из серверных AMD Epyc.
Сейчас понятия «процессор» и «микропроцессор» являются синонимами, но на протяжении 1970-х годов эти два вида процессоров существовали параллельно.
«Большие процессоры» использовали в суперкомпьютерах, а микропроцессоры — в калькуляторах. Затем, в 1980-х, микропроцессоры начали вытеснять своих больших собратьев, так как их мощность и энергоэффективность постоянно росли.
В итоге понятия «процессор» и «микропроцессор» смешались. Даже современные суперкомпьютеры строятся на базе микропроцессоров — например, Frontier, один из самых мощных в мире, использует комбинацию из серверных AMD Epyc.
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
История появления микропроцессора интересная — Intel выполняла заказ Nippon Calculating Machine, которая заказала микросхемы для настольного компьютера. В те годы ещё принято было делать уникальную начинку и разносить функциональные блоки процессора по плате, на несколько деталей. Однако в Intel решили, что невыгодно постоянно придумывать и разрабатывать платы с нуля, поэтому инженеры предложили сделать универсальный центральный процессор вместо набора микросхем.
История появления микропроцессора интересная — Intel выполняла заказ Nippon Calculating Machine, которая заказала микросхемы для настольного компьютера. В те годы ещё принято было делать уникальную начинку и разносить функциональные блоки процессора по плате, на несколько деталей. Однако в Intel решили, что было бы невыгодно придумывать и разрабатывать платы с нуля, поэтому инженеры предложили сделать один центральный процессор вместо набора микросхем.
История появления микропроцессора интересная — Intel выполняла заказ Nippon Calculating Machine, которая заказала микросхемы для настольного компьютера. В те годы ещё принято было делать уникальную начинку и разносить функциональные блоки процессора по плате, на несколько деталей. Однако в Intel решили, что было бы невыгодно придумывать и разрабатывать платы с нуля, поэтому инженеры предложили сделать один центральный процессор вместо набора микросхем.
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
Особенность технологии производства «процессорного» кремния в том, что изначально его выплавляют в форме цилиндра, который затем нарезают на очень и очень тонкие пластины. А уже на эти пластины наносят все детали будущей микросхемы.
Прямоугольную или квадратную форму не выбрали из чисто практических соображений: на круглой подложке помещается больше микросхем.
Прямоугольную или квадратную форму не выбрали из чисто практических соображений: на круглой подложке помещается больше микросхем.
Особенность технологии производства «процессорного» кремния в том, что изначально его выплавляют в форме цилиндра, который затем нарезают на очень и очень тонкие пластины. А уже на эти пластины наносят все детали будущей микросхемы.
Прямоугольную или квадратную форму не выбрали из чисто практических соображений: на круглой подложке помещается больше микросхем.
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
Правильный ответ — техпроцесс. Техпроцесс — это, условно, толщина транзитного слоя, которая измеряется в нанометрах (нм). Увеличение плотности во многом основывалось на законе Мура, согласно которому количество транзисторов должно было удваиваться каждые два года. Однако к 2023 году часть производителей упёрлась в техпроцесс 2–3 нм, и инженеры утверждают, что дальше увеличение мощности возможно только на принципиально иных технологиях. Intel же заявила, что собирается сделать процессор по 1-нм-технологии, но когда это случится — неизвестно.
Правильный ответ — техпроцесс. Техпроцесс — это, условно, толщина транзитного слоя, которая измеряется в нанометрах (нм). Увеличение плотности во многом основывалось на законе Мура, согласно которому количество транзисторов должно было удваиваться каждые два года. Однако к 2023 году часть производителей упёрлась в техпроцесс 2–3 нм, и инженеры утверждают, что дальше увеличение мощности возможно только на принципиально иных технологиях. Intel же заявила, что собирается сделать процессор по 1-нм-технологии, но когда это случится — неизвестно.
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
Первым компьютером, который работал по этой системе, был Mark I: для хранения инструкций использовалась перфорированная лента, а для работы с данными — электромеханические регистры.
Такая схема реализации доступа к памяти имеет недостаток — высокую стоимость. При разделении каналов передачи команд и данных на кристалле процессора нужно больше интерфейсных выводов, так что Гарвардская архитектура со временем стала очень дорогостоящей. В итоге в некоторых устройствах со временем начали применять модифицированную версию — внешние шины данных и адреса стали общими, а внутренние сохранились раздельными. Такая схема используется в сигнальных процессорах, которые обрабатывают звук и изображения.
О том, как была придумана архитектура фон Неймана, можно узнать в нашей статье «Принципы фон Неймана и первые компьютеры на их основе».
Первым компьютером, который работал по этой системе, был Mark I, но из-за того, что для каналов нужно делать больше интерфейсных выводов, она со временем стала очень дорогостоящей. В итоге в некоторых устройствах начали применять модифицированную версию — внешние шины данных и адреса стали общими, а внутренние сохранились раздельными. Такая схема используется в сигнальных процессорах, которые обрабатывают звук и изображения.
О том, как была придумана архитектура фон Неймана, можно узнать в нашей статье «Принципы фон Неймана и первые компьютеры на их основе».
Первым компьютером, который работал по этой системе, был Mark I, но из-за того, что для каналов нужно делать больше интерфейсных выводов, она со временем стала очень дорогостоящей. В итоге в некоторых устройствах начали применять модифицированную версию — внешние шины данных и адреса стали общими, а внутренние сохранились раздельными. Такая схема используется в сигнальных процессорах, которые обрабатывают звук и изображения.
О том, как была придумана архитектура фон Неймана, можно узнать в нашей статье «Принципы фон Неймана и первые компьютеры на их основе».
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
Выделяют три уровня кэширования. Чем ниже уровень, тем меньше объём, но выше скорость памяти. Например, у AMD Ryzen 5 3500U кэш первого уровня (L1) — 384 КБ, второго (L2) — 2 МБ, третьего (L3) — 4 МБ.
Выделяют три уровня кэширования. Чем ниже уровень, тем меньше объём, но выше скорость памяти. Например, у AMD Ryzen 5 3500U кэш первого уровня (L1) — 384 КБ, второго (L2) — 2 МБ, третьего (L3) — 4 МБ.
Выделяют три уровня кэширования. Чем ниже уровень, тем меньше объём, но выше скорость памяти. Например, у AMD Ryzen 5 3500U кэш первого уровня (L1) — 384 КБ, второго (L2) — 2 МБ, третьего (L3) — 4 МБ.
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
Из-за особенностей работы процессоров тепловыделение может быть очень большим, поэтому в многоядерных процессорах тактовая частота нередко снижается намеренно — это позволяет уменьшить энергопотребление, не теряя в производительности.
Из-за особенностей работы процессоров тепловыделение может быть очень большим, поэтому в многоядерных процессорах тактовая частота нередко снижается намеренно — это позволяет уменьшить энергопотребление, не теряя в производительности.
Из-за особенностей работы процессоров тепловыделение может быть очень большим, поэтому в многоядерных процессорах тактовая частота нередко снижается намеренно — это позволяет уменьшить энергопотребление, не теряя в производительности.
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
У процессоров есть температурный предел работы. Нормальной считается температура рабочей поверхности до 85 градусов Цельсия, но это с запасом. Когда температура вырастает до 100 градусов Цельсия, включается механизм пропуска, или дросселирования, тактов, который ещё называют троттлингом. Его цель — предотвратить разрушение кремния от высокой температуры: процессор начинает пропускать циклы, чтобы снизить температуру, и производительность системы падает.
У процессоров есть температурный предел работы. Нормальной считается температура рабочей поверхности до 85 градусов Цельсия, но это с запасом. Когда температура вырастает до 100 градусов Цельсия, включается механизм пропуска, или дросселирования, тактов, который ещё называют троттлингом. Его цель — предотвратить разрушение кремния от высокой температуры: процессор начинает пропускать циклы, чтобы снизить температуру, и производительность системы падает.
Дальше |
Проверить |
Узнать результат |
Рекомендуем послушать подкаст про микропроцессоры, где мы рассказываем об их устройстве, современных технологиях и их будущем, и прочитать спецпроект про историю создания транзисторов.
Пройти ещё раз |
В довесок рекомендуем послушать подкаст про микропроцессоры, где мы рассказываем об их устройстве, современных технологиях и их будущем, и прочитать спецпроект про историю создания транзисторов.
Пройти ещё раз |
В довесок рекомендуем послушать подкаст про микропроцессоры, где мы рассказываем об их устройстве, современных технологиях и их будущем, и прочитать спецпроект про историю создания транзисторов.
Пройти ещё раз |
В довесок рекомендуем послушать подкаст про микропроцессоры, где мы рассказываем об их устройстве, современных технологиях и их будущем, и прочитать спецпроект про историю создания транзисторов.
Пройти ещё раз |