зачем включить все ядра процессора
Стоит ли включать в работу все ядра на компьютере
Компьютерные технологии уже давно вошли в быт большинства людей. Так как не все пользователи могут позволить проведение диагностики, в данной сфере появилось много способов, как повысить эффективность ПК. Мощность устройства характеризуется количеством ядер. Многоядерные компьютеры имеют более высокие вычислительные возможности. При стандартном использовании, в работе участвует несколько комплектующих. Чтобы повысить эффективность, некоторые специалисты включают в процесс все вычислительные элементы.
Технические особенности
Загруженность ядер зависит от занятости устройства. Каждый элемент способен самостоятельно, если при настройках BIOS или ПО.
Определить количество комплектующих можно несколькими способами:
В многоядерном устройстве работают все элементы, но на разной частоте, чтобы вычисления были максимально эффективными. Каждая компьютерная программа оптимизирована под определенное количество ядер. Превышение числа элементов не увеличит функциональность больше максимума.
Включить все комплектующие можно в самом Windows или в BIOS. Второй вариант нужно использовать, только если ПК работает нестабильно. Так как BIOS у разных производителей и моделей неодинаковый, необходимо разбираться с каждым случаем отдельно. Такую процедуру может проделать только компьютерный специалист.
1 элемент двухъядерного процессора будет работать самостоятельно, только при запуске ОС. После полного включения компьютера, начинает функционировать второе ядро.
Преимущества многоядерной системы
Недостатки метода
Стоит ли использовать многоядерность?
Если пользователь применяет профессиональные утилиты или мощные игры, активация всех ядер центрального процессора улучшит эффективность. Программы, нагружающие систему, не будут зависать и выключаться.
После процедуры необходимо проверить состояние компьютера, чтобы выявить дефекты и возможные риски. Для этого, используются специальные программы, находящиеся в свободном доступе.
Два мифа оптимизации компьютера, которые никак не умрут
Предисловие
Заблуждений, касающихся работы компьютера, предостаточно. Какие-то очень популярны, какие-то широко известны в узком кругу. Я выбрал парочку особо живучих, поддерживаемых верой тех, кто любит заниматься оптимизацией компьютера. Их опровержение не требует долгих объяснений нюансов работы операционной системы, программ и процессора. Достаточно использовать логику.
Прежде чем приступлю к описанию мифов, напишу несколько тезисов, на которые буду опираться в дальнейшем. Если вы не согласны со мной – подумайте дважды, почему. Может быть, мы с вами живём в параллельных вселенных?
Итак, вот тезисы, которые для меня являются истиной, подкреплённой фактами и знаниями. Надеюсь, после внимательного прочтения вы поймёте, к чему я веду.
1.Операционная система (ОС) – посредник между “железом” компьютера и программами (играми в том числе). В данном случае речь о Windows. Именно ОС и запущенные драйвера рисуют на экране картинку, обеспечивают запуск программ и позволяют запущенному софту использовать ресурсы компьютера: процессор, оперативную память, видеокарту, сеть и тому подобное. Фактически Windows состоит из ядра – небольшой, но сложной программки, которая регулирует приоритеты выдачи ресурсов, отвечает за изоляцию программ и делает много чего ещё, связанного с функционированием софта, запущенных драйверов, которые взаимодействуют с железом компьютера посредством функций ядра и собственно изолированной от железа части, где и крутятся наши игры, браузеры и прочее. Кто хочет узнать подробнее, может почитать статью на Википедии “Архитектура Windows NT”, но это не обязательно в рамках данной заметки. Главное держать в уме, что система – посредник между физической частью ПК и теми программами, с которыми обычно работаем мы, люди.
2. Возможности софта ограничены возможностями операционной системы (в том числе драйверами). У прикладных программ и игр, которые мы видим на экране, нет прямого доступа к железу компьютера, они работают через посредника – Windows. Если система (и драйвера) чего-то не умеют, то программы до этого “чего-то” не доберутся. Например, для звуковой карты моего старого ноутбука Acer 5920G есть несколько версий драйверов. Так получилось, что в одном драйвере можно регулировать усиление звука микрофона, а в другом такой регулировки нет, зато можно включить улучшение звука технологией Dolby Surround. Поэтому, если я хотел слушать музыку с комфортом, приходилось ставить драйвер с Dolby Surround. Когда записывал видеоурок, ставил другой, где микрофон работает заметно лучше. Увы, ни одна программа не может обойти эти ограничения и дать доступ ко всему сразу, потому что нет драйвера, где есть обе упомянутые функции. Поэтому нет такой программы, которая при одном драйвере вернула бы возможности, доступные при другом драйвере. Это правило соблюдается всегда, в том числе для игр. У них нет прямого доступа к железу, только через посредника. Например, графика часто создаётся с помощью команд DirectX, но в контексте данной статьи это не важно.
3. Создатели операционных систем не стремятся намеренно ограничивать производительность компьютера. Иначе будет а-та-та и много исков. Например, Apple наказали штрафом на 5 000 000 евро, когда выяснилось, что ОС старых моделей айфонов снижает производительность со временем. И ещё на 5 миллионов евро за то, что функция замедления работала тайно, без уведомления владельцев устройств. То есть нужно понимать, что если бы в Windows была какая-то функция, без явного уведомления пользователей как-то снижающая скорость вычислений ЦП, отключающая ядра процессора или ограничивающая возможности железа, то об этом бы писали во всех технических (и не только) СМИ. Были бы иски и репутационные потери. Но этого нет и не будет, потому что семейство Windows исследовано вдоль и поперёк. Баги и не оптимальные алгоритмы в системе были, есть и будут, но это случается с каждым сложным программным продуктом. Намеренное замедление не выгодно.
Оптимизация ядер и памяти с помощью MSConfig
Совет изменения настроек в системной утилите MSConfig основан на допущении, что Windows при загрузке не использует все ядра процессора и мегабайты оперативной памяти. Якобы нужно указать их нужное количество с помощью “секретной” настройки, чтобы компьютер быстрее включался и всё быстрее работало.
До “секретной” опции можно добраться так: Пуск – Выполнить (в Windows 10 используйте поле поиска вместо Выполнить) – msconfig – OK.
Запустится программа Конфигурация системы (msconfig.exe). Вкладка Загрузка:
Нужно нажать Дополнительные параметры, чтобы открыть параметры загрузки Windows и там будут вожделенные “суперсекретные” опции:
Сейчас ничего не настроено
Пока очумелые ручки не добрались до настроек, здесь ничего указано не будет, галочки проставлены не будут. С чего бы разработчикам Windows ограничивать производительность системы?
Но люди, не использующие критическое мышление, думают иначе: раз изначально галка не стоит, значит, ограничение включено. Якобы отсутствие галочек не даёт операционной системе узнать, сколько ядер у процессора и сколько оперативной памяти установлено. И якобы нужно указать вручную:
На компьютере восьмиядерный процессор и 8 Гб оперативной памяти
И после перезагрузки компьютер начнет использовать все ресурсы. Это противоречит третьему тезису о том, что Microsoft не ограничивает производительность изначально.
Вариантов у этого совета несколько. Я прошёлся по сайтам, посвящённым оптимизации Windows, выбрав парочку. Например, некий Юрий считает, что по умолчанию установлена загрузка с одного ядра:
Где автор мог узнать, что “по умолчанию загрузка с одного ядра”?
Другие вспоминают про оперативную память. “Блог мастера ПК” утверждает, что с ней та же беда.
Я обрезал часть текста, чтобы не было длинного скриншота. Вот что автор советует дальше:
Он советует указать не только количество ядер, но и размер памяти. А в конце говорит, что можно снять галочку.
Стоп. Где логика? Устанавливается опция, после отключается, как такая манипуляция может на что-то влиять в принципе?
Откуда миф? Полагаю, дело не только в незнании матчасти советчиков и отсутствии логического мышления, но и неоднозначной официальной справке по MSConfig. В статье MSConfig the System Configuration Tool на официальном сайте Microsoft описание опций действительно оставляет место домыслам, если не знать контекста:
Перевод: “Если вы нажмете на Advanced Options (в любой ОС), вы можете установить такие параметры, как количество процессоров, выделенных для операционной системы при загрузке, или максимальный объем оперативной памяти. (В нормальном состоянии не отмечено)”.
Текст официальной инструкции по использованию MSConfig не противоречит мифу: действительно можно указать, сколько процессоров и оперативной памяти использовать при загрузке. Вот только предназначены эти опции не для повышения производительности, а для ограничения в целях тестирования.
Опции в msconfig нужны программистам для тестирования программ, чтобы ограничить доступные ресурсы, сымитировав медленный ПК на быстром.
Если задуматься о репутационных потерях, о штрафах и прочем, возникает понимание, что миф о настройке в MSConfig – полная чушь. В каком бреду можно утверждать, что Windows не задействует все возможные ресурсы при загрузке компьютера? Ведь в интересах разработчиков Windows сделать так, чтобы компьютер включался как можно быстрее без шаманств в настройках. Вводить ограничения глупо.
Некоторые “гении” пытаются доказать, что опция “Число процессоров” ускоряет компьютер, потому что при значении 1 игры начинают тормозить. Логики в этом аргументе нет, опровергнуть его легко. Достаточно запустить любой бенчмарк в системе до первоначальной установки галочки, с галочкой и после повторного снятия галочки. Результаты будут одинаковыми.
При включенном лимите на одно ядро производительность действительно снижается (это заметно в играх), но по умолчанию ограничения выключены и программы вольны использовать все ядра, как им вздумается. То есть опции в MSConfig работают так, как задумано – позволяют при желании пользователя ограничить производительность ПК.
К счастью, данный совет о настройках в MSConfig безвреден. Установка максимальных значений никак не влияет на работу компьютера, ведь результат тот же, что и при выключенных опциях.
Для самых непонятливых: просто снимите галочки.
Не имеет никакого значения, что там в полях – одно ядро или миллион. Не важно, что там в поле “Максимум памяти”. Во что вы играете, насколько старое у вас железо – тоже не имеет никакого значения. Просто снимите все галки, нажмите ОК и живите спокойно дальше. Нет никаких тайных настроек в MSConfig для “разблокирования” процессорных ядер и памяти.
Что с галочкой, что без на “Число процессоров” в окне “Дополнительные параметры загрузки” результат будет одинаков. Это логично, ибо в системе ничего не меняется. Если указать с установленной галкой число процессоров меньшее, чем ядер у процессора на самом деле, то результат в Multi Thread соответственно снизится, но это ожидаемо и подтверждает то, что ограничение работает так, как написано в официальной документации от Майкрософт.
Заставить игру использовать все ядра процессора
Второй миф объяснить сложнее. Дело в том, что программы работают совсем не так, как представляется пользователям ПК. А где много невежества, там много эффекта Даннинга – Крюгера и, конечно, мифов.
Недовольные скоростью запуска программ, частотой смены кадров в играх, люди любят смотреть потребление ресурсов ЦП в Диспетчере задач и заниматься бессмысленными попытками что-то оптимизировать. К примеру, пытаются регулировать параметры вроде предыдущей настройки, чтобы их любимая программа загружала на 100% все ядра процессора.
Проблема в том, что многие манипуляции, популярные благодаря магическому мышлению, на деле в лучшем случае бесполезны. Это сродни использованию чехлов для телефонов, защищающих тело от “вредной” радиации. Знающие физику люди только покрутят пальцем у виска, в то время как остальные скупают чехлы пачками и рекомендуют знакомым поступать так же.
Но вернёмся к работе программ на многоядерных процессорах. На границе знания и незнания возникла “гениальная” идея использовать программу CPU Control для назначения играм всех ядер.
Совет начал встречаться более десяти лет назад. Например, при обсуждении игры Gothic 3, которая любила тормозить на любом, даже самом мощном ПК:
У людей тормозит третья Готика. Что делать? Заниматься шаманством!
На скриншоте выше пользователь s063r посчитал, что игра не задействует второе ядро процессора. Товарищ Shifroval посоветовал использовать программу CPU Control.
Что же это за чудо-зверь такой, который залезает в программный код и заставляет программу изменить логику своей работы? CPU Control – это примитивная утилита для назначения процессу одного или нескольких ядер процессора:
К сожалению, разработчики этой софтины поступили глупо, сделав так, что при запуске все запущенные программы автоматически “назначаются” на первое ядро процессора (включается некий режим “Manual”). Обратите внимание на столбец “CPU” при запуске CPU Control:
Единица и три нуля означают, что программе назначено только первое по счету ядро процессора (четырёхъядерного, по мнению CPU Control). И это происходит после запуска самой утилитой. То, что до запуска ситуация была иной, с помощью CPU Control увидеть нельзя. Можно, конечно, до всех манипуляций глянуть назначения процессов на ядра в Диспетчере задач, но кто в наше время мыслит критически и проверяет работу программ родными утилитами Windows?
То есть получается нехорошая ситуация: человек запускает CPU Control и видит – о ужас – все программы назначены только на одно ядро!
Ложный совет звучит так: программы работают только на одном ядре, в чем можно убедиться, запустив CPU Control. И там можно назначить программе использование всех ядер процессора.
Но это абсолютно неверное утверждение легко опровергнуть. Если до запуска утилиты CPU Control запустить Диспетчер задач и на вкладке “Подробности” нажать по любому процессу правой кнопкой мыши и выбрать пункт “Задать сходство”, то становится понятно, что изначально программам всегда доступны все ядра:
В Диспетчере задач Windows видно, что по умолчанию программам назначены все ядра
Если задействовать критическое мышление, возникнут вопросы:
Ответ прост: CPU Control не делает того, что ей приписывают. Более того, на умение софта “задействовать” все ядра процессора нельзя повлиять извне. Это, в общем-то, внутреннее дело программ – в зависимости от алгоритмов некоторые задачи могут выполняться параллельно на нескольких ядрах, а могут только на одном. Даже слово “назначить” тут не совсем верное – правильнее употреблять “ограничить”.
Без переписывания исходного кода программ как-то повлиять на то, сколько и как ядра ЦП будут “задействоваться”, невозможно. Ограничить или дать потенциальную возможность – да, можно. А “задействовать”, если изначально программа этого не умеет – нет, никак. Это как если бы человеку, который привык считать на калькуляторе, подсунули второй и сказали: считай на двух! Это бы ускорило его работу? Нет, конечно.
Задачу, которая предназначается для одного потока, нельзя распараллелить влиянием извне. Нужно менять саму задачу, использовать другие алгоритмы. Это касается не только компьютеров, а вообще всех сфер деятельности – от производственных процессов до офисной работы.
Однако в интернете и в комментариях под этим текстом люди на полном серьёзе убеждают, что утилита помогает, что игры начинают работать быстрее. Неправы ли они? Не совсем!
Миф очень живуч, потому что иногда переназначение софта на разные ядра делает компьютер отзывчивее. Происходит в ситуации, когда в системе запущен процесс, сильно нагружающий процессор, о котором юзер из-за неумения пользоваться системным Монитором ресурсов не знает. Это может быть какой-нибудь скрытый вирус-майнер или вкладка браузера с большим количеством тяжёлых элементов на странице (видео, онлайн-игр, рекламы). Тогда назначение только на одно ядро ограничивает доступные зловреду ресурсы и дает возможность остальным ядрам процессора работать на благо игры, ведь пользователь назначит ей все ядра. Но это лечение симптома, не решение проблемы.
Как нужно настраивать на самом деле?
Тогда получите что хотели: увеличение производительности ПК.
Кстати, CPU Control на восьмиядерных системах видит только четыре ядра. Ждём советы по включению пропавших ядер?
Постскриптум
Уже который год в комментариях объявляются пользователи, якобы наблюдающие ускорение ПК при выполнении настроек, описанных выше. Мол, если в MSConfig выставить ядра, ПК включается быстрее или фризы пропадают в играх, или что CPU Control сделала их жизнь лучше, а волосы стали гладкими и шелковистыми даже там, где их не было.
Если один из описанных эффектов ускорения случился и с вами, убедитесь, что не обманываете себя. Проведите слепое тестирование, зафиксируйте появление и исчезновение подтормаживаний в играх любой утилитой измерения fps, измерьте одно- и многопоточную производительность ЦП в CPU-Z.
С момента написания статьи в марте 2016 года никто так и не привёл доказательств, основанных на результатах бенчмарков, ограничиваясь общими фразами в духе “автор врёт, я поставил галку и теперь игры летают!”. На уровне ощущений показаться может что угодно, но это нельзя считать фактами, поэтому я чищу ветки комментариев от таких сообщений.
Это не включает тебе оба ядра. они у тебя и так работают всегда, эта опция означает, что во время загрузки винды будет использоваться столько ядер. Не парься, ты не туда полез.
ещё 25 дней и всё придет в норму!
Не зная броду не суйся в воду.
Я бы понял если бы ты выключал процессоры с какой то своей целью, но все равно всплывает вопрос нах. (да будь хоть это гребанный виртуальный гипертрейдинг, не суть. )
Короче по сути: ну не понимаешь ты не знаешь если, не лезь бро. Оставь системе и тем кто ее писал (а это явно поумнее чем я и ты вместе взятые) решать за то как использовать системные ресурсы.
Мне кажется тут надо вообще все ядра выключать, так и энергопотребление снизится и уж точно ничего не сгорит.
Путешествие в нанометровый мир
Все мы знаем как выглядит процессор. Знаем что под крышкой которая передает тепло находится небольшой кремниевый кристалл, в нем и творится вся магия вычислений. Казалось бы, любоваться тут не на что – что может быть красивого в обычном кусочке полированного металла?
Но стоит снять с кристалла верхний слой пустого кремния, добавить капельку иммерсионного масла и чип начинает переливаться всеми цветами радуги, показывая свой богатый внутренний мир. Разумеется, эти цвета ложные — структуры внутри, давно уже имеют нанометровые размеры и на порядки меньше длины волны света.
Красота из прошлого – Penitum II
Начнем нашу экскурсию вглубь старичка Pentium II родом из 97 года. Вторые пеньки производились по техпроцессу от 180 до 350 нм, а частоты достигали смешных по современным меркам 450 МГц.
Эти процессоры интересны тем, что среди них есть первые решения, производимые по технологии Flip Chip, то есть когда кристалл припаивается к подложке, а не соединяется с ней проводками.
На фото слева кристалл Pentium II, который изготовлен по старой «проводной» технологии Wire Bonding, справа — чуть более крупный собрат уже с Flip Chip.
При этом, что интересно, техпроцесс у них одинаковый, 250 нм, а увеличение площади произошло только из-за перехода на новую технологию. Да, на тот момент в новом способе производства не было смысла, но это позволило заложить фундамент для создания современных процессоров с тысячей контактов. Момент еще пока заметной глазу эволюции.
И сразу для контраста погрузимся в знакомые многим 14 нанометров. Уничтожать старые чипы может каждый, то вот выводить из строя современные мощные CPU на много дороже. Но все же такие находятся и у нас есть возможность посмотреть что под верхним слоем кремния у быстрого 8-ядерного Core i9-9900K.
На фото отчетливо видны 8 прямоугольников ядер, и большая область справа — это интегрированная графика, которая занимает почти треть всего кристалла — раньше про нее мало кто вспоминал, сейчас другое время. Разумеется, после таких варварских экспериментов процессор умер, но в данном случае красота определенно стоила жертв.
Варварское уничтожение AMD Threadripper
Спасибо AMD, восьмью ядрами сейчас уже никого не удивить. Известный немецкий оверклокер Роман «Der8auer» Хартунг буквально разломал отнюдь недешевый Threadripper 1950X чтобы показать нам его 16-ядер.
В 2017 году это были те же 14 нанометров, вернее назывались так же как у Интел, но по факту на тот момент синие нанометры были меньше. Почему так мы рассказали в выпуске про 2 нм IBM.
Как на самом деле выглядит процессор на примере Intel 4004
Глядя на красивые переливающиеся кристаллы многие, наверно, задаются вопросом — а как на самом деле выглядят процессоры внутри? Можем ли мы как-то это узнать? Разумеется — достаточно взять чип, техпроцесс которого больше длины волны видимого света, что позволяет разглядеть его внутренности в обычный световой микроскоп.
Пожалуй самый яркий пример — Intel 4004 — первый микропроцессор компании, 50 лет назад совершивший настоящую революцию в электронной промышленности. Его техпроцесс в 10 мкм на порядок больше длин волн видимого излучения, что делает его идеальным кандидатом для изучения. И, надо сказать, выглядит он не особо эффектно: оранжевые полоски — это медные дорожки, серые — различные кремниевые структуры. И да, это реальные процессорные цвета.
По оценке Intel, вычислительная мощность 10-летних процессоров Intel Core второго поколения с миллиардом транзисторов, не менее чем в 350 тыс. раз превосходит мощность первого процессора Intel. Невероятный прогресс за 40 лет. Сейчас мы такого уже не увидим.
Разглядываем отдельные транзисторы
Кстати о транзисторах, некоторые свежие процессоры имеют уже больше 40 миллиардов крошечных переключателей, которые увидеть в световой микроскоп невозможно. Но если очень хочется узнать, как на самом деле выглядит один транзистор, то можно обратиться к старым простым логическим микросхемам – например, советской 3320A, которая выпускалась в Зеленограде в 70х годах.
Этот золотой лабиринт не имеет ничего общего со словом техпроцесс ибо структуру микросхемы, которая представляет из себя пару логических элементов 4И-НЕ, можно рассмотреть буквально в школьный микроскоп.
И да, как видите по фото, никакой тут магии и сложной электроники нет — сам по себе транзистор устроен очень просто, что позволяет значительно их уменьшить и производить миллиардами штук.
Огромный кристалл AMD Fiji
Но что-то мы все о процессорах да о процессорах. Давайте посмотрим, как выглядят внутри видеочипы. Да, уничтожать дефицитные графические кристаллы сейчас выглядит кощунством, но спешу успокоить — фото были сделаны еще до дефицита. Итак, мы можем полюбоваться на большой 28 нм кристалл AMD Fiji, который работал в видеокартах Fury 2015 года выпуска и снабжался 4 ГБ памяти HBM.
Почти 9 млрд транзисторов. Прошло 6 лет, новыми эти карты уже не встретить, а на авито они стоят аж 25 000 рублей.
А вот еще фото другого GPU – на этот раз GP102, который ставился в топовую GTX 1080 Ti. Хорошо видны 6 кластеров GPC, что дает аж 3.5 тысячи потоковых процессоров. Мощь 12 млрд. транзисторов в 2017 году за 50 000 рублей.
Сенсор оптической мыши
Теперь, давайте уйдем в сторону. Вы никогда не задумывались, как выглядит сенсор оптической мыши? На самом деле достаточно занятно, ведь это объединение фотосенсора и чипа. Вы видите фотосенсор старенькой мышки с разрешением матрицы всего 22 на 22 пикселя (ST Microelectronics OS MLT 04), однако этого вполне хватает, чтобы улавливать изменения поверхности и тем самым определять сдвиг мыши. А с учетом того, что делать это нужно быстро, сам чип расположен в одном кристалле с фото матрицей.
У современных мышей разрешение матрицы выше и достигает сотни на сотню пикселей, что позволяет им быть точнее и быстрее. Но в целом сенсоры выглядят также. — например, на картинке можно полюбоваться на внутренности PixArt PMW 3310.
Вернем к процессорам, на этот раз мобильным. Современные ARM-чипы можно в прямом смысле назвать искусством, ведь в одном кристалле прячутся и несколько кластеров ядер, и GPU, и многочисленные контроллеры. Так, например, выглядит 8-нм Exynos 9820.
Сходу тут сложно понять, где что. Но все же получилось определить, что в правом нижнем углу расположены два больших ядра M4, которые могут работать на частоте до 3 ГГц. Над ними 2 средних ядра Cortex A75 и 4 малых Cortex A55, которые ощутимо меньше и слабее. Слева внизу можно увидеть двухъядерный нейропроцессор, ну а выше от него расположен крупный GPU Mali с 12 ядрами.
Консольный чип Xbox One X
Что интересно, ARM-чипы очень напоминают APU из консолей. И это не случайно — последние также на одном кристалле имеют и процессорные ядра, и графику, и различные контроллеры. Так выглядит 16-нанометровый чип из Xbox One X.
Хорошо видно, насколько велика графика от AMD с 40 вычислительными модулями — она занимает 3/4 чипа. А вот 8 процессорных ядер AMD Jaguar можно сначала и не заметить – все дело в том, что по сути это урезанная архитектура, которая применялась для различных ультрабучных чипов «красной» компании, что и отразилось на их размерах.
Огромный кристалл 18-ядерного Core i9
В то время как AMD продолжает приносить в массы многокристальную структуру процессоров, Intel все еще выступает за один большой кристалл.
И в случае с высокопроизводительной линейкой гигантомания компании удивляет — так, в случае с Core i9-7980XE на одном кристалле размещено аж 18 ядер!
Разумеется, стоит такой CPU немало, но все тому же Роману «Дербауэру» он достался нерабочим от подписчика, что и позволило с чистой душой произвести вскрытие пациента. Картинки действительно удивляют — 18 огромных ядер вплотную друг к другу, из-за чего теплопакет составляет аж 165 Вт, а на деле выше 200. Но зато с межъядерными задержками все хорошо.
Российский чип Байкал
И под конец — а вы никогда не задумывались, как выглядят внутри российские процессоры? Много ли в них отличий от забугорных решений? На самом деле — нет, как показало вскрытие последнего Baikal — 2 миллиарда транзисторов на 28 нанометрах. Этот ARM-чип имеет два 4-ядерных кластера и графику Mali, а производится на заводах TSMC.
Так что внутренних отличий от других ARM-чипов, очевидно, немного, и структура действительно похожа на фото Exynos выше. К слову, на основе этого Байкала уже выпускаются и продаются простенькие, но отнюдь не дешевые ПК.
Как видите, процессоры прошли огромный путь от простых интегральных схем, внутренности которых можно разглядеть буквально под лупой, до высокотехнологических чипов, состоящих из миллиардов транзисторов. И уже долгие годы человек не является главным звеном в цепи производства полупроводниковых кристаллов — целой жизни не хватит, чтобы расположить в кусочке кремния размером с ноготь такие огромные количества миниатюрных переключателей.
Да, вы правильно поняли — компьютеры проектируют процессоры. Умные машины создают себе подобных. А может, лет через 10, компьютеры решат, что мы вообще лишние в этой схеме?
Мой Компьютер специально для Пикабу.
50 лет назад создан первый микропроцессор
Микропроцессор Intel 4004 в керамическом корпусе с серыми полосами (оригинальный тип корпуса)
15 ноября 1971 года фирма Intel выпустила свой первый коммерческий микропроцессор Intel 4004, ставший также первым микропроцессором в мире. Его разработка началась в 1969 году, когда японская компания Nippon Calculating Machine Corporation попросила Intel создать 12 чипов для калькулятора Busicom 141-PF.
Эта задача была поручена инженерам Федерико Фаггину, Теду Хоффу и Стэнли Мазору. Именно они придумали инновацию, которая стала настоящей гордостью компании: 16-пиновый микропроцессор из единого куска кремния с 2300 транзисторами MOS, работающий с частотой 740 кГц.
— По стечению обстоятельств первый микропроцессор получил обозначение, аналогичное дате сотворения мира по версии одного из основоположников библейской хронологии Джеймса Ашшера.
— Цикл инструкций: 10,8 микросекунд (в рекламном буклете Intel есть ошибка, указана скорость выполнения операций 108 кГц вместо 93 кГц, ошибку заметили лишь на 40-летие процессора в 2011 году).
— Intel 4004 является одной из самых популярных микросхем в плане коллекционирования. Наиболее высоко ценятся бело-золотые микросхемы Intel 4004 с видимыми серыми следами на белой части (оригинальный тип корпуса). Так, в 2004 году такая микросхема на интернет-аукционе eBay оценивалась примерно в 400 долларов. Немного менее ценными являются микросхемы без серых следов на корпусе, обычно их стоимость составляет порядка 200—300 долларов
Задача серьёзная
ZX Spectrum
23 апреля 1982 года британская компания «Синклер Рисёрч» представила 8-разрядный домашний компьютер «ZX Spectrum», один из наиболее популярных компьютеров в Европе в 1980-е годы!
Компьютер был создан на основе микропроцессора Z80 фирмы «Zilog», улучшенного и более продвинутого варианта Intel 8080 (в отличие от прототипа ему, в частности, требовалось только один источник питания +5В).
В ходе разработки компьютер назывался «ZX81 Colour» и «ZX82», название «Spectrum» должно было подчеркнуть одно из главных отличий от его предшественника ZX81 — цветное изображение. Почитатели этого компьютера часто называют его «Спекки» (англ. Speccy).
В апреле 1982 года компьютер был представлен в двух вариантах — с 16 и 48 КБ оперативной памяти. В ПЗУ был прошит диалект языка Бейсик, так называемый Sinclair BASIC.
Эта же программа ПЗУ обеспечивала базовый ввод-вывод и пользовательский интерфейс. Системными процедурами (например, печатью на экран) можно было воспользоваться из машинного кода, вызвав их по абсолютным адресам. Архитекторами компьютера была принята политика не изменять программу ПЗУ, несмотря на наличие в ней ошибок. Расположение такой «операционной системы» и языка программирования в постоянной памяти обеспечивало перезагрузку компьютера за пару секунд, включая тестирование ОЗУ, и, что важно, уменьшало размер программ (программист мог использовать «стандартные» процедуры ПЗУ, не расходуя доступную оперативную память и не теряя при этом совместимость).
Первая модель «ZX Spectrum» имела недорогую в производстве клавиатуру, состоящую из 40 резиновых клавиш. Характерной её особенностью была многофункциональность: алфавитно-цифровые клавиши имели до семи значений в различных режимах. При этом режим ввода отображался с помощью курсора. Такими режимами были: L — для ввода строчных букв, C — для ввода заглавных букв, K — для ввода основных ключевых слов BASIC, E — для ввода дополнительных ключевых слов и операторов и G — для ввода псевдографических, управляющих символов и символов, определённых пользователем.
Режим переключался как автоматически, так и с помощью управляющих клавиш Caps Shift и Symbol Shift. Например, в начале набора BASIC ждёт номер строки или команду, поэтому курсор находится в режиме K. Однократное нажатие клавиши «G» в таком режиме приведёт к автоматическому вводу оператора GO TO. После этого курсор перейдёт в режим L и позволит набрать число, имя переменной по буквам или математическое выражение (в том числе с помощью режима Е). Более поздние модели (начиная с ZX Spectrum 128) позволяли в качестве альтернативы набирать команды языка по буквам.
Благодаря невысокой цене, за первые 17 месяцев было продано более миллиона этих машин. Низкая стоимость компьютера была обусловлена целым рядом факторов: низкими техническими и пользовательскими характеристиками по сравнению с более дорогими компьютерами того времени; использованием бытового телевизора в качестве монитора и магнитофона в качестве внешнего накопителя.
В начале 80-х ZX Spectrum был одним из самых популярных компьютеров в Европе. На мировом рынке его основным соперником были американские компьютеры Commodore 64, а также 8-битные Atari, BBC Micro, Amstrad CPC и компьютеры системы MSX. Любопытно, что европейские MSX-системы (например, Philips VG80XX) были также построены на базе процессора Z80.
Появление в продаже доступных компьютеров привело не только к всплеску популярности видеоигр, но и программирования. Несколько поколений европейских программистов называют своим первым компьютером ZX Spectrum. Комментируя вызванный им компьютерный бум, сэр Клайв Синклер (владелец Sinclair Research) тогда заявлял, что «программное обеспечение, работающее на кремнии» должно положить конец «долгой монополии углеродных организмов, являющихся самой разумной жизнью на Земле».
В 80-е годы большинство советских микрокомпьютеров было построено на базе микропроцессора КР580ВМ80А (аналог Intel 8080) и не имело общей совместимости. С открытием советского рынка и приходом на него импортных микропроцессоров Z80 (а позднее и собственных аналогов Т34ВМ1 и КР1858ВМ1), появилась возможность клонировать ZX-Spectrum и адатировать его богатейшую библиотеку игр и программ!
В результате, в начале 90-х многочисленные клоны ZX Spectrum, полностью или частично собранные на отечественной элементной базе (включая наборы для самостоятельной сборки), получили широкое распространение на территории бывшего СССР.
Иной раз кажется, что если бы и фирма Sinclair Research вовремя подсуетилась и выпустила свою игровую приставку, она сумела бы сохранить лидирующее положение на рынке. Как ни удивительно, но такая идея у неё была!
Создатели ZX-Spectrum готовили к выпуску игровую консоль
В 1983-м (том самом году, когда компания Nintendo выпустила легендарный Famicom) Sinclair Research могла выпустить первую европейскую игровую приставку!
Инженер Sinclair Research Мартин Бреннан разработал игровую систему LC3 (Low Cost Colour Computer), реализованную всего на двух микросхемах, с играми не на кассетах, а на картриджах. Стив Берри написал для LC3 многозадачную операционную систему с оконным графическим интерфейсом. Если бы этот игровой «low-coster» увидел свет, возможно, он повторил бы успех ZX-Spectrum и смог бы составить конкуренцию Nintendo, Atari и Sega!
По всей видимости, прообразом будущей консоли стал интерфейс ZX Microdrive, позволявший загружать игры с картриджей.
Но в ноябре 1983-го все работы над LC3 прекратились. Силы были переброшены на проект Sinclair QL, который должен был стать первым в мире 32-разрядным домашним компьютером.
В 1983-м до Клайва Синклера дошли слухи о том, что американская фирма Apple готовит к выпуску компьютер на 32-разрядном процессоре, ориентированный для домашнего и бизнес-использования. Он решил действовать на опережение. Им было приложено максимум усилий для того, чтобы успеть выпустить Sinclair QL раньше компьютера Apple. Спешка отразилась даже в названии компьютера: буквы QL означали Quantum Leap — «Квантовый Скачок».
В свою очередь, разработчики игр и ПО также не спешили осваивать платформу QL из-за необходимости использования картриджей Microdrive. В итоге владельцы ZX-Spectrum, которые были вполне довольны тем, что у них уже было, делать апгрейд до компьютера с довольно скромной библиотекой игр не пожелали.
Фирма Amstrad продолжила линейку Spectrum, снабдив их встроенным магнитофоном (величаво именуемым «datacorder»), как и компьютеры своей марки. В 1986-м был выпущен ZX Spectrum +2, а год спустя ZX Spectrum +3, ZX Spectrum +2A и +2B. Ни одному из них не удалось даже приблизиться ни к успеху ZX-Spectrum, ни к популярности Amstrad CPC-664.
Фирма Sinclair Research продолжила своё существование, однако компьютерным бизнесом уже не занималась. Интересы Клайва Синклера переключились на транспортные средства: инвалидные коляски, велосипеды и электромобили. Оглядываясь в прошлое, можно с уверенностью сказать, что ZX-Spectrum стал самым большим успехом его жизни!