Ποιος είναι ο ρόλος ενός επεξεργαστή;

Ίσως έχετε ακούσει την εξήγηση ότι ο επεξεργαστής ενός υπολογιστή είναι σαν τον εγκέφαλό του. Όπως υπονοεί αυτή η αναλογία, η κεντρική μονάδα επεξεργασίας φροντίζει για τις «σκέψεις» ενός υπολογιστή, λαμβάνοντας εισόδους και επεξεργάζεται δεδομένα για τη δημιουργία αποτελεσμάτων. Σε αντίθεση με τον εγκέφαλο, η CPU δεν είναι ο κύριος χώρος αποθήκευσης για τη μακροπρόθεσμη ή βραχυπρόθεσμη μνήμη, οι εργασίες μεταβιβάζονται στον σκληρό δίσκο και στη μνήμη RAM, αντίστοιχα. Οι CPU και οι εγκέφαλοι διαφέρουν επίσης θεμελιωδώς ως προς την ενσωμάτωσή τους: Μπορείτε να αντικαταστήσετε μια CPU χωρίς να χρειάζεται ο Dr. Frankenstein.

Μια CPU υπολογίζει δεδομένα σχεδόν σε κάθε ενέργεια που εκτελείτε στον υπολογιστή σας. Όταν ανοίγετε την αριθμομηχανή και προσθέτετε "2 + 2", η CPU καθορίζει την απάντηση "4". Όταν παίζεις μια στρατηγική παιχνίδι όπως το "Civilization", η CPU σχεδιάζει τις κινήσεις κάθε αντιπάλου AI χρησιμοποιώντας το παιχνίδι προγραμματισμός. Ανεξάρτητα από το πόσο περίπλοκη είναι η εργασία, αυτές οι ενέργειες αναλύονται σε βασικές οδηγίες κατανοητές από την CPU οποιουδήποτε υπολογιστή, ανεξάρτητα από τη μάρκα ή το μοντέλο. Οι επεξεργαστές φορητών συσκευών, από την άλλη πλευρά, έχουν διαφορετικά σύνολα εντολών και απαιτούν διαφορετικά προγραμματισμένο λογισμικό.

Μέσα σε έναν υπολογιστή, μια CPU συνδέεται απευθείας με τη μητρική πλακέτα μέσω μιας υποδοχής CPU. Ο τύπος της υποδοχής ποικίλλει ανάλογα με τη μητρική πλακέτα, επιβάλλοντας έναν περιορισμό στον οποίο οι CPU λειτουργούν με κάθε πλακέτα -- μια ζωτική προδιαγραφή που πρέπει να ελέγχετε όταν εξετάζετε το ενδεχόμενο αναβάθμισης. Δίπλα στην CPU βρίσκονται ο σκληρός δίσκος, η RAM και διάφορες κάρτες επέκτασης. Όλα αυτά τα στοιχεία συνεργάζονται για να παράγουν αποτελέσματα. Η CPU βασίζεται σε δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στην ενεργή μνήμη της RAM και εξάγει αποτελέσματα σε αρχεία στον σκληρό δίσκο. Οι κάρτες επέκτασης περιλαμβάνουν επιπλέον εξαρτήματα που εκφορτώνουν εργασία από άλλα μέρη, όπως RAM βίντεο και μονάδα επεξεργασίας γραφικών σε μια κάρτα βίντεο.

Τα στατιστικά στοιχεία της CPU περιλαμβάνουν δύο μετρήσεις: την ταχύτητα ρολογιού, που μετράται σε gigahertz και τον αριθμό των πυρήνων. Μαζί, αυτά τα στατιστικά δίνουν μια πρόχειρη εκτίμηση της ταχύτητας. Ο αριθμός των πυρήνων επηρεάζει το πόσο καλά ένας επεξεργαστής μπορεί να χειριστεί πολλές εργασίες ταυτόχρονα. Μια CPU με έναν πυρήνα μπορεί να εκτελέσει μόνο μία εργασία τη φορά -- μπορεί να φαίνεται ότι μπορεί να κάνει πολλαπλές εργασίες, αλλά στην πραγματικότητα αλλάζει εμπρός και πίσω μεταξύ των εργασιών, προσφέροντας χειρότερη απόδοση από έναν πολυπύρηνο ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ. Ορισμένα προγράμματα μπορούν να μοιράσουν την εργασία μεταξύ πυρήνων, προσφέροντας ώθηση ταχύτητας σε πολυπύρηνες CPU ακόμα και όταν δεν εκτελούν πολλαπλές εργασίες.

Η ταχύτητα ρολογιού ενός επεξεργαστή μερικές φορές αναφέρεται απλώς ως "ταχύτητα", αλλά αυτή η περιγραφή υπονοεί λανθασμένα ότι μια υψηλότερη βαθμολογία γενικά παράγει έναν ταχύτερο επεξεργαστή. Για να απεικονίσετε πώς η ταχύτητα του ρολογιού σχετίζεται με την πραγματική ταχύτητα, φανταστείτε δύο ποδήλατα, ένα με μεγάλους τροχούς και ένα άλλο με μικρούς τροχούς. Εάν και τα δύο ποδήλατα γύριζαν τους τροχούς τους με τον ίδιο αριθμό περιστροφών ανά λεπτό, το ποδήλατο με μεγαλύτερους τροχούς θα ταξίδευε με ταχύτερο ρυθμό. Οι νεότεροι επεξεργαστές έχουν «μεγαλύτερους τροχούς» λόγω τεχνολογικών βελτιώσεων, όπως ο ολοένα αυξανόμενος αριθμός τρανζίστορ που προβλέπει ο νόμος του Μουρ. Γενικά, η σύγκριση ταχυτήτων ρολογιού βοηθά μόνο όταν συγκρίνετε CPU της ίδιας μάρκας που κυκλοφόρησαν μέσα σε ένα ή δύο χρόνια η μία από την άλλη.