Types et vitesses de processeur

Le microprocesseur est le composant de l'ordinateur personnel qui effectue le traitement réel des données. Il s'agit d'une unité centrale de traitement (CPU) qui tient dans une micropuce et possède un circuit de commutation très complexe qui exécute des instructions simples très rapidement.

Le boîtier de circuits intégrés du microprocesseur contient une puce de silicium qui contient des millions de transistors et d'autres composants constitués de ce matériau. Parce que les transistors de la puce sont très petits, même une petite quantité de courant à haute tension (comme l'électricité statique) pourrait détruire une puce.

Pour cette raison, tous les circuits intégrés à grande échelle doivent être manipulés de manière à minimiser les risques de choc électrique statique.

Avec autant de circuits stockés dans une si petite zone, les micropuces produisent beaucoup de chaleur et nécessitent des systèmes de refroidissement pour empêcher la puce de surchauffer. Sur les cartes mères d'ordinateurs, la puce du processeur est recouverte d'un grand dissipateur de chaleur en métal à ailettes pour permettre au flux d'air des ventilateurs de refroidissement d'évacuer la chaleur.

En général, on peut dire qu'un microprocesseur est un CPU intégré dans une petite puce de silicium qui se compose de milliers de petits composants tels que des diodes, des transistors et des résistances, qui fonctionnent ensemble.

Types de processeurs

Intel et AMD fabriquent des processeurs pour une variété de systèmes. Intel fabrique les familles de processeurs Core, Pentium, Atom et Celeron pour ordinateurs de bureau, tandis que de l'autre côté, nous trouvons les processeurs AMD Athlon, Sempron et Ryzen, entre autres.

Chaque processeur fabriqué par Intel ou AMD a des fonctions spécifiques et fournit des systèmes spécifiques, tels que des PC ou des postes de travail dans un bureau. Chaque processeur s'adapte à un ordinateur spécifique, qu'il soit assemblé, construit à partir de zéro ou mis à jour.

Le processeur le plus couramment utilisé sur les PC est fabriqué par Intel. Depuis qu'IBM a choisi la puce Intel 8088 pour le PC IBM d'origine, la plupart des clones de PC ont utilisé l'un des processeurs Intel.

La série d'ordinateurs Macintosh d'Apple utilisait à l'origine la série de microprocesseurs Motorola 68000. Mais les processeurs Motorola utilisent un ensemble d'instructions différent des processeurs Intel, il n'est donc pas facile d'exécuter un logiciel PC sur un Mac et vice versa (mais le transfert de fichiers de données ne pose aucun problème.)

Différents types de microprocesseurs sont expliqués ci-dessous.

Microprocesseur 8085

Image via Wikipedia

Le microprocesseur 8085 a été conçu par Intel en 1977 à l'aide de la technologie NMOS.

Les configurations de ce microprocesseur sont le bus de données 8 bits, le bus d'adresse 16 bits, qui peut adresser jusqu'à 64 ko, un compteur 16 bits et un pointeur de pile (SP). Les registres à six bits sont disposés dans la paire de BC, DE et HL. Le microprocesseur 8085 nécessite une alimentation de 5 volts.

Microprocesseur 8086

Image via wikipedia

Ce microprocesseur a également été conçu par Intel. Il s'agit d'un processeur 16 bits avec 20 lignes de bus d'adresse et 16 lignes de données avec 1 Mo de stockage. Le microprocesseur 8086 se compose d'un puissant ensemble d'instructions, permettant d'effectuer facilement des opérations telles que la multiplication et la division.

Le microprocesseur 8086 a deux modes de fonctionnement, qui sont le mode maximum et le mode minimum de fonctionnement. Le mode de fonctionnement maximum est utilisé pour le système qui a plusieurs processeurs. Le mode de fonctionnement minimum est utilisé pour le système doté d'un seul processeur. Les caractéristiques de ce microprocesseur sont expliquées ci-dessous.

Caractéristiques du microprocesseur 8086

Les caractéristiques les plus importantes du microprocesseur sont les suivantes:

Pour améliorer les performances de ce microprocesseur, il existe deux processus dans les tuyaux, qui sont en phase d'obtention et d'exécution d'instructions. Le cycle de récupération peut transférer les données en 6 octets d'instructions et stockées sur une seule ligne. L'étape d'exécution est en charge pour lancer les instructions.Le microprocesseur 8086 se compose de 2900 transistors et dispose de 256 interruptions vectorisées.

Vitesse d'horloge dans un microprocesseur

La vitesse d'horloge est mesurée en unités de cycles par seconde, appelée Hertz (Hz). Les cartes informatiques et les processeurs fonctionnent à des vitesses de millions et de milliards de hertz, mégahertz (MHz) et gigahertz (GHz).

Les processeurs Intel et AMD utilisent des conceptions internes différentes, donc la comparaison, par exemple, d'un processeur AMD 2, 4 GHz avec un processeur AMD 3, 0 GHz indique que le processeur AMD 3, 0 GHz fonctionne plus rapidement; Mais comparer deux processeurs 2, 4 GHz fabriqués par AMD et Intel ne précise pas lequel fonctionne le plus rapidement.

Pour fonctionner, le processeur divise une tâche en plusieurs étapes. En règle générale, les processeurs Intel exécutent plus d'étapes et effectuent donc plus de travail et prennent plus de temps que les processeurs AMD pour terminer les tâches.

Les puces numériques d'une carte mère sont synchronisées entre elles par le signal d'horloge (une séquence d'impulsions) de la carte mère.

Vous pouvez le considérer comme un «battement de cœur» de l'ordinateur. Plus l'horloge tourne vite, plus l'ordinateur fonctionnera rapidement; mais l'horloge ne peut pas fonctionner plus vite que la vitesse des puces, car dans ce cas, elles échoueront.

À mesure que la technologie des puces s'est améliorée, la vitesse à laquelle les puces peuvent fonctionner s'est accélérée. Le CPU tourne plus vite que le reste de la carte mère (qui se synchronise à une fraction de la vitesse du CPU).

Boost speed

Cependant, lorsque vous recherchez un processeur sur le marché, il y a une liste de choses à considérer. Traditionnellement, la seule chose que la plupart des consommateurs voient est sa pleine puissance en Gigahertz.

Beaucoup de ces personnes ne savent probablement même pas ce que cela signifie (c'est le nombre de cycles d'horloge qu'un processeur accomplit en une seconde, en milliards), mais c'est une chose facile à comparer.

Les dernières années ont apporté une fonctionnalité supplémentaire: la vitesse de boost. La plupart des unités graphiques et de traitement ont désormais une vitesse d'horloge et une "vitesse de boost". Intel appelle cela Turbo Boost; AMD l'appelle Boost Clock.

Cette nouvelle technologie de microprocesseur améliore automatiquement les performances, augmentant la vitesse des cœurs, obtenant ainsi une meilleure efficacité.

Classification des microprocesseurs

Fondamentalement, 5 classifications de microprocesseurs sont acceptées:

CISC

Les ordres peuvent être exécutés conjointement avec d'autres activités de bas niveau. Il effectue principalement la tâche de téléchargement, de téléchargement et de récupération de données vers et depuis la carte mémoire. En dehors de cela, il effectue également des calculs mathématiques complexes dans une seule commande.

Ce processeur est conçu pour minimiser le nombre d'instructions par programme et ignorer le nombre de cycles par instruction. Le compilateur est utilisé pour traduire un langage de haut niveau dans le langage de niveau assembleur, car la longueur du code est relativement courte et de la RAM supplémentaire est utilisée pour stocker les instructions.

Architecture du processeur CISC

Il est conçu pour réduire le coût de la mémoire, car plus de stockage est requis dans les grands programmes, ce qui entraîne un coût de mémoire plus élevé. Pour dépasser ce nombre d'instructions par programme, vous pouvez réduire le nombre d'instructions en intégrant les opérations dans une seule instruction.

Caractéristiques du processeur CISC

Ce processeur se compose de différents modes d'adressage:

Il a un grand nombre d'instructions Il faut plusieurs cycles pour exécuter une instruction La logique de codage de l'instruction est complexe Plusieurs modes d'adressage lorsqu'une instruction est requise

RISC

RISC est l'abréviation de Reduced Instruction Set Computer et est conçu pour réduire le temps d'exécution en simplifiant le jeu d'instructions de l'ordinateur.

Ces types de puces sont fabriqués en fonction de la fonction dans laquelle le microprocesseur peut effectuer de petites tâches au sein d'une commande particulière. De cette façon, exécutez plus de commandes à un rythme plus rapide.

Dans le microprocesseur, chaque ensemble d'instructions ne nécessite qu'un seul cycle d'horloge pour implémenter le résultat dans un temps d'exécution uniforme. Par conséquent, il réduit l'efficacité de plusieurs lignes de code, il nécessite donc davantage de RAM pour stocker les instructions. Le compilateur est utilisé pour convertir le jeu d'instructions de langue de haut niveau en langage informatique.

Architecture du processeur RISC

Ce type de processeur est utilisé pour le jeu d'instructions hautement optimisé, et les applications de processeur RISC sont destinées aux appareils portables en raison de leur efficacité énergétique. Les caractéristiques de ce processeur sont expliquées ci-dessous.

Caractéristiques du processeur RISC

Certaines des caractéristiques principales et importantes du processeur RISC sont les suivantes:

Il y a des instructions simples dans le processeur RISC Comprend le nombre de registres et moins de transistors Des instructions de chargement et de stockage sont utilisées pour accéder à l'emplacement de mémoire Ce processeur a un cycle d'exécution

Superscalaire

Il s'agit d'un processeur qui copie le matériel sur le microprocesseur pour effectuer plusieurs tâches à la fois. Ils peuvent être utilisés pour l' arithmétique et comme multiplicateurs. Ils ont plusieurs unités opérationnelles et exécutent donc plus d'une commande, émettant constamment de nombreuses instructions aux unités opérationnelles superflues au sein du processeur.

ASIC

Il est utilisé à des fins spécifiques plutôt qu'à des fins générales. Au début, les ASIC utilisaient la technologie de matrice de porte. Les ASIC modernes ont souvent des processeurs 32 bits, Flash, blocs RAM, ROM, EEPROM, ainsi que d'autres types de modules.

DSP (processeur de signal numérique)

Ils sont utilisés pour encoder et décoder des vidéos ou pour convertir des vidéos numériques en analogiques et analogiques en numériques. Ils ont besoin d'un microprocesseur qui est excellent pour les calculs mathématiques. Les puces de ce processeur sont utilisées dans les sonars, les radars, les équipements audio pour home cinéma, les téléphones portables et les téléviseurs.

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Les composants requis pour ce processeur sont une mémoire programmée, une mémoire de données, une entrée / sortie et un moteur informatique. Ce processeur est conçu pour traiter le signal analogique numériquement. Ce processus se fait à intervalles réguliers et convertit la tension sous forme numérique.

Les applications de ce processeur sont la production de son et de musique, le traitement de signaux vidéo et l'accélération de graphismes 2D et 3D. L'exemple de ce processeur est le TMS320C40.

Processeurs spéciaux

Les processeurs spéciaux sont conçus pour certains processeurs spéciaux et certains d'entre eux sont expliqués ci-dessous.

Coprocesseur

Il peut gérer la fonction pratique plusieurs fois plus rapidement que les microprocesseurs normaux. L'exemple du coprocesseur est le coprocesseur mathématique, et certains d'entre eux sont 8087, qui est utilisé avec 8086; 80287, qui est utilisé avec 80286; et 80387, qui est utilisé avec 80386.

Processeur d'entrée / sortie

Ce processeur aura sa propre mémoire locale. Il est utilisé pour contrôler les périphériques d'E / S avec la participation de la CPU. Des exemples de processeur d'entrée / sortie sont le contrôle DMA, le contrôle du clavier et de la souris, le contrôle de l'affichage graphique et le contrôle du port SCSI.

Transputer

Ce processeur possède également sa propre mémoire locale et dispose également de liaisons pour connecter un transputer à un autre pour la communication entre les processeurs.

Le transputer est utilisé pour le système à processeur unique ou peut être connecté à des liaisons externes pour réduire les coûts de construction et augmenter les performances. Quelques exemples de ce processeur sont des processeurs à virgule flottante comme T800, T805 et T9000.

La vitesse est-elle importante?

Chaque facteur est important et la vitesse n'allait pas en faire moins. Mais nous ne pouvons pas comparer la vitesse (GHz ou MHz) entre différentes architectures. C'est une erreur d'assimiler un Pentium 4 à 2, 8 GHz avec un Pentium de ces dernières années à la même fréquence. Le saut évolutif de l'IPC (instructions par cycle) est épouvantable.

La chose la plus correcte serait de classer chaque processeur par sa catégorie. En outre, nous pouvons trouver des cas qui, en raison d'un «budget serré», équipent votre PC d'un processeur bas de gamme et continuent de tirer avec lui jusqu'à ce que vous passiez à un processeur haut de gamme.

Intel Pentium et Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Les processeurs avec cette vitesse sont idéaux pour les activités quotidiennes de base, par exemple: courrier électronique, navigation sur le Web, suite bureautique et même d'excellentes performances en tant que centres multimédia / HTPC. Dans le cas des Pentiums, Ryzen 3 et APU peuvent donner une grande performance en jouant en résolution 720p ou 1080 s'il est équipé d'une carte graphique décente.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 Quad Core

Cette gamme de vitesses est parfaitement adaptée à la navigation sur le Web, à l'utilisation d'e-mails, à l'exécution de programmes d'entreprise tels que les systèmes de gestion des patients et au multitâche en général. Cette catégorie fonctionne bien pour l'ordinateur de bureau moyen ou les utilisateurs qui ne veulent pas dépenser beaucoup d'argent sur leur PC de jeu mais qui souhaitent mettre à niveau leur ordinateur à l'avenir.

Actuellement, la huitième génération d'Intel Core i3 possède 4 cœurs qui nous offrent un plus de performances (par rapport à la septième génération) et peuvent nous apporter beaucoup de joie avec une Nvidia GTX 1050 Ti ou GTX 1060 de 3 ou 6 Go. Le processeur quadricœur AMD Ryzen 5 1400 est également intéressant et fonctionne très bien en tant que processeur 4 × 4. Alors que les AMD Ryzen 5 1600 / 1600X sont parfaits pour les jeux et le streaming, car il n'est pas très difficile de les overclocker à 3, 9 ou 4 GHz.

Intel Core i5 / Intel Core i7 et AMD Ryzen 7

Au sein de la plate-forme grand public sont le haut de gamme. Si vous avez besoin d'un ordinateur super puissant, idéal pour jouer avec les exigences les plus élevées, travailler avec des bases de données super puissantes et éditer du multimédia, alors vous aurez besoin d'un ordinateur haute performance. Personnellement, les processeurs Intel Core i7 et AMD Ryzen 7 de 8e génération (avec overclock 3, 8 ou 4 GHz) offrent des performances brutales pour les jeux et le travail.

Sans aucun doute, ils sont une excellente option pour une plate-forme enthousiaste comme Intel Core i9 ou AMD Threadripper avec un montant beaucoup plus élevé. Avec cela, nous terminons notre article sur tous les détails que vous devez savoir sur les processeurs. Parmi eux, les types qui existent et les vitesses?