Mikä on se osa, joka suorittaa tietokoneelle annetut komennot?

mikä on se osa joka suorittaa tietokoneelle annetut komennot: Prosessori vs RAM

Tietokoneen suorituskyvyn ymmärtäminen alkaa tunnistamalla, mikä on se osa joka suorittaa tietokoneelle annetut komennot oikeaoppisesti. Tämän komponentin tehtävien sisäistäminen auttaa välttämään virheellisiä hankintoja ja varmistaa laitteen sujuvan toiminnan eri käyttötarpeissa. Oikean tiedon avulla käyttäjä optimoi koneensa tehon ja välttyy maksamasta turhista ominaisuuksista, jotka eivät vastaa todellista tarvetta.

Komennot suorittava osa: Prosessori (CPU)

Se osa, joka suorittaa tietokoneelle annetut komennot, on prosessori. Se tunnetaan myös lyhenteellä CPU (Central Processing Unit). Prosessori on se tietokoneen komennot suorittava osa, joka toimii tietokoneen aivoina: se lukee, tulkitsee ja toteuttaa ohjelmista tulevat käskyt ja ohjaa muiden komponenttien toimintaa salamannopeasti. Ilman prosessoria tietokone ei kykenisi käsittelemään mitään annettua tietoa.

Nykyaikaiset prosessorit ovat teknologian ihmeitä. Moni pohtii, mikä on se osa joka suorittaa tietokoneelle annetut komennot tehokkaimmin, ja vastaus piilee transistoreissa. Tehokkaimmissa kuluttajakäyttöön tarkoitetuissa suorittimissa on jo yli 80 miljardia transistoria mikroskooppisen pienellä alueella.^[1] Tämä huikea tiheys mahdollistaa miljardien laskutoimitusten suorittamisen joka ikinen sekunti. Kokemukseni mukaan moni aloittelija sekoittaa prosessorin ja keskusmuistin (RAM) tehtävät. Siinä missä muisti säilyttää tietoa väliaikaisesti, prosessori on se, joka tekee varsinaisen työn. Se on ero toimiston arkistokaapin ja itse työntekijän välillä. Mutta on yksi yleinen harhaluulo, joka saa monet ostamaan turhan kalliin tietokoneen - kerron siitä lisää kohdassa Ytimet ja nopeus myöhemmin.

Miten tietokoneen aivot toimivat käytännössä?

Prosessori on fyysinen mikropiiri, joka sijaitsee emolevyllä (tietokoneen tärkeimmällä piirilevyllä). Se noudattaa sykliä, jota kutsutaan nouto-tulkinta-suoritus-ketjuksi. Tämä prosessi toistuu jatkuvasti niin kauan kuin tietokone on päällä. Se on väsymätön työläinen.

Nouto, tulkinta ja suoritus

Ensin prosessori hakee käskyn keskusmuistista. Seuraavaksi se tulkitsee, mitä käsky tarkoittaa - onko se esimerkiksi kahden luvun laskeminen yhteen vai hiiren liikkeen päivittäminen näytölle. Lopuksi se suorittaa toiminnon ja siirtää tulokset takaisin muistiin tai muille komponenteille. Yksittäinen peruskäsky voi valmistua alle 1 nanosekunnissa, mikä on ihmismielelle käsittämätön nopeus.^[2] Prosessori - ja tämä yllättää usein uudet käyttäjät - ei itsessään tallenna pysyvästi mitään tiedostoja, vaan se vain prosessoi niitä lennosta.

Prosessori vs. Suoritin: Onko niillä eroa?

Termejä prosessori, suoritin, keskusyksikkö ja CPU käytetään usein tarkoittamaan täsmälleen samaa asiaa. Suomen kielessä prosessori vs suoritin on ehkä kuvaavin ilmaisu, sillä se nimenomaan suorittaa annettuja tehtäviä. Alalla kuitenkin CPU on vakiintunein kansainvälinen lyhenne. Joskus kuulee myös puhuttavan keskusyksiköstä, mutta teknisesti ottaen prosessori on vain yksi osa laajempaa keskusyksikköä.

Olen huomannut, että monet hämmentyvät näistä nimityksistä turhaan. Simppeliä. Käytitpä mitä nimeä tahansa, puhut siitä pienestä neliönmuotoisesta osasta, joka on yleensä piilossa suuren tuulettimen tai jäähdytyselementin alla. Koska prosessori tekee niin paljon työtä, se tuottaa runsaasti lämpöä. Modernit huippuprosessorit voivat saavuttaa jopa 95 asteen lämpötilan raskaassa kuormituksessa^[3] ennen kuin niiden suojamekanismit alkavat rajoittaa tehoa.

Ytimet ja nopeus: Mikä ratkaisee suorituskyvyn?

Tässä on se kohta, josta mainitsin aiemmin. Monet tuijottavat vain kellotaajuutta (GHz) tai ytimien määrää, mutta se, miten tietokone toimii käytännössä, on monimutkaisempi kokonaisuus. Prosessorin nopeus määrittää, kuinka nopeasti tietokone tekee laskutoimituksia ja suorittaa ohjelmia. Nykyisin tyypilliset kannettavat tietokoneet toimivat 2,5 ja 5,0 GHz välisellä alueella. Tämä tarkoittaa miljardeja kellojaksoja sekunnissa.^[4]

Yleinen harhaluulo ytimistä

Moni uskoo, että 16 ydintä on aina kaksi kertaa parempi kuin 8 ydintä. Näin ei kuitenkaan ole useimmissa tavallisissa tehtävissä. Useampi ydin auttaa vain, jos ohjelmisto osaa hyödyntää niitä samanaikaisesti - esimerkiksi videoeditoinnissa tai raskaassa moniajossa. Peruskäytössä, kuten netin selaamisessa, yksi erittäin nopea ydin on usein hyödyllisempi kuin monta hitaampaa. Sukupolvien välinen tehonparannus on tyypillisesti 15-20 prosentin luokkaa, vaikka kellotaajuus pysyisi samana.^[5] Arkkitehtuuri ratkaisee enemmän kuin pelkät numerot.

Harvoin olen nähnyt teknologiaa, joka kehittyy yhtä nopeasti kuin mikroprosessorit. Muistan oman ensimmäisen tietokoneeni, joka tuntui vauhdikkaalta, mutta nykyinen älypuhelimeni on tuhansia kertoja tehokkaampi. Se on huimaa.

CPU vs. GPU: Kumpi tekee mitäkin?

Prosessori (CPU) - 'Yleisnero'

- Erittäin nopea monimutkaisissa, peräkkäisissä loogisissa tehtävissä

- Suorittaa tietokoneen yleisiä komentoja ja ohjaa koko järjestelmää

- Vähän ytimiä (yleensä 4-16), mutta jokainen ydin on äärimmäisen tehokas

Näytönohjain (GPU) - 'Erikoistyöntekijä'

- Ylivertainen rinnakkaislaskennassa, kuten kuvien piirtämisessä

- Käsittelee grafiikkaa ja massiivisia määriä samankaltaista dataa

- Tuhansia pieniä ytimiä, jotka tekevät yksinkertaisia asioita yhtä aikaa

Heikin pelitietokoneen hämmennys Espoossa

Heikki, 22-vuotias opiskelija Espoosta, halusi rakentaa oman pelitietokoneen. Hän tiesi, että prosessori on tärkeä, mutta hän oli hämmentynyt siitä, miksi hänen vanha koneensa takelteli, vaikka siinä oli paljon keskusmuistia.

Heikki yritti ensin lisätä vain RAM-muistia toivoen, että pelit pyörisivät sulavammin. Tuloksena oli pettymys - pelien ruudunpäivitys ei parantunut lainkaan, koska vanha kaksiytiminen prosessori oli jatkuvasti 100 prosentin kuormituksessa.

Hän tajusi, että muisti on vain odotustila, mutta prosessori on se, joka 'pureskelee' pelin logiikan. Heikki päätti sijoittaa uuteen kuusiytimiseen suorittimeen, joka pystyi käsittelemään monimutkaiset tekoälylaskelmat vaivatta.

Päivityksen jälkeen pelien nopeus kasvoi yli kaksinkertaiseksi. Heikki oppi, että tasapaino on avain - tehokas prosessori poisti pullonkaulan ja antoi muiden osien vihdoin toimia täydellä teholla.