Prosesor atau CPU - semua informasi yang perlu Anda ketahui

Setiap penggemar komputer dan game harus mengetahui perangkat keras internal PC mereka, terutama prosesor. Elemen utama dari tim kami, tanpanya kami tidak dapat melakukan apa-apa, dalam artikel ini kami memberi tahu Anda semua konsep paling penting tentang prosesor, sehingga Anda memiliki gagasan umum tentang penggunaannya, bagian, model, sejarah, dan konsep penting.

Indeks isi

Apa itu prosesor

Prosesor atau CPU (Central Processing Unit) adalah komponen elektronik dalam bentuk chip silikon yang ada di dalam komputer, khusus dipasang pada motherboard melalui soket atau soket.

Prosesor adalah elemen yang bertugas melaksanakan semua perhitungan aritmatika logis yang dihasilkan oleh program dan sistem operasi yang ditempatkan di hard disk atau penyimpanan pusat. CPU mengambil instruksi dari memori RAM untuk memprosesnya dan kemudian mengirim respons kembali ke memori RAM, sehingga menciptakan alur kerja yang dengannya pengguna dapat berinteraksi.

Mikroprosesor berbasis semikonduktor transistor pertama adalah Intel 4004, pada tahun 1971 yang dapat bekerja dengan 4 bit sekaligus (string 4 nol dan satu) untuk menambah dan mengurangi. CPU ini jauh dari 64 bit yang dapat ditangani prosesor saat ini. Tetapi sebelum ini, kami hanya memiliki kamar besar penuh tabung vakum yang berfungsi sebagai transistor, seperti ENIAC.

Cara kerja prosesor

Arsitektur prosesor

Elemen yang sangat penting yang harus kita ketahui tentang prosesor adalah arsitektur dan proses pembuatannya. Mereka adalah konsep yang lebih berorientasi pada bagaimana mereka diproduksi secara fisik, tetapi mereka menetapkan pedoman untuk pasar dan itu adalah elemen lain dari pemasaran.

Arsitektur prosesor pada dasarnya adalah struktur internal yang dimiliki elemen ini. Kita tidak berbicara tentang bentuk dan ukuran, tetapi bagaimana perbedaan unit logis dan fisik yang membentuk prosesor, kita berbicara tentang ALU, register, Unit Kontrol, dll. Dalam pengertian ini, saat ini ada dua jenis arsitektur: CISC dan RISC, dua cara bekerja berdasarkan arsitektur Von Neuman, orang yang menemukan mikroprosesor digital pada tahun 1945.

Meskipun memang benar bahwa arsitektur tidak hanya berarti ini, karena saat ini pabrikan lebih suka mengambil konsep dengan kepentingan komersial, untuk menentukan generasi berbeda dari prosesor mereka. Tetapi satu hal yang harus kita ingat, adalah bahwa semua prosesor desktop saat ini didasarkan pada arsitektur CISC atau x86. Apa yang terjadi adalah bahwa pabrikan melakukan modifikasi kecil pada arsitektur ini dengan memasukkan elemen-elemen seperti lebih banyak core, pengontrol memori, bus internal, memori cache dari berbagai tingkatan, dll. Ini adalah bagaimana kita mendengar denominasi seperti Coffee Lake, Skylake, Zen, Zen 2, dll. Kita akan lihat apa ini.

Proses pembuatan

Di sisi lain, kita memiliki apa yang disebut proses pembuatan, yang pada dasarnya adalah ukuran transistor yang membentuk prosesor. Dari katup vakum komputer pertama hingga transistor FinFET saat ini yang dibuat oleh TSMC dan Global Foundries hanya beberapa nanometer, evolusi telah membingungkan pikiran.

Sebuah prosesor terdiri dari transistor, unit terkecil yang ditemukan di dalamnya. Transistor adalah elemen yang memungkinkan atau tidak membiarkan arus lewat, 0 (tidak-lancar), 1 (saat ini). Salah satunya saat ini berukuran 14nm atau 7nm (1nm = 0, 00000001m). Transistor membuat gerbang logika, dan gerbang logika membuat sirkuit terintegrasi yang mampu melakukan berbagai fungsi.

Produsen prosesor desktop terkemuka

Ini adalah elemen dasar untuk memahami bagaimana prosesor telah dikembangkan sepanjang sejarah hingga saat ini. Kami akan melewati yang paling penting dan kami tidak boleh lupa produsennya, yaitu Intel dan AMD, pemimpin komputer pribadi saat ini.

Tentu saja ada pabrikan lain seperti IBM, yang paling penting dari semuanya karena praktis pencipta prosesor dan tolok ukur dalam teknologi. Lainnya seperti Qualcomm telah mengukir ceruk di pasar dengan praktis memonopoli pembuatan prosesor untuk Smartphone. Itu bisa segera membuat pindah ke komputer pribadi, jadi bersiap-siaplah Intel dan AMD karena prosesor mereka hanya luar biasa.

Evolusi prosesor Intel

Jadi mari kita tinjau tonggak sejarah utama Intel Corporation, raksasa biru, perusahaan terbesar yang selalu memimpin dalam penjualan prosesor dan komponen lainnya untuk PC.

• Intel 4004 Intel 8008, 8080 dan 8086 Intel 286, 386, dan 486 Intel Pentium Era multi-core: Pentium D dan Core 2 Quad Era Core iX

Dipasarkan pada tahun 1971, itu adalah mikroprosesor pertama yang dibangun di atas satu chip dan untuk penggunaan non-industri. Prosesor ini dipasang pada paket CERDIP 16 pin (kecoak seumur hidup). Itu dibangun dengan 2.300 transistor 10.000nm dan memiliki lebar bus 4-bit.

4004 hanyalah awal dari perjalanan Intel dalam komputer pribadi, yang pada saat itu dimonopoli oleh IBM. Saat itu antara tahun 1972 dan 1978 ketika Intel membuat perubahan filosofi di perusahaan untuk mendedikasikan dirinya sepenuhnya untuk pembangunan prosesor untuk komputer.

Setelah 4004 datang 8008, prosesor masih dengan enkapsulasi DIP 18-pin yang meningkatkan frekuensinya menjadi 0, 5 MHz dan juga jumlah transistor menjadi 3.500. Setelah ini, Intel 8080 menaikkan lebar bus menjadi 8 bit dan frekuensi tidak kurang dari 2 MHz di bawah enkapsulasi DIP 40-pin. Ini dianggap sebagai prosesor pertama yang benar-benar berguna yang mampu memproses grafik pada mesin seperti Altair 8800m atau IMSAI 8080.

8086 adalah mikroprosesor benchmark untuk menjadi yang pertama mengadopsi arsitektur x86 dan set instruksi, yang berlaku sampai saat ini. CPU 16-bit, sepuluh kali lebih kuat dari 4004.

Pada model-model inilah pabrikan mulai menggunakan soket PGA dengan chip persegi. Dan terobosannya terletak pada kemampuan untuk menjalankan program command-line. 386 adalah prosesor multitasking pertama dalam sejarah, dengan bus 32-bit, yang tentunya terdengar jauh lebih baik bagi Anda.

Kami datang ke Intel 486 yang dirilis pada tahun 1989, yang juga sangat penting untuk menjadi prosesor yang menerapkan unit floating point dan memori cache. Apa artinya ini? Nah sekarang komputer memang berevolusi dari baris perintah untuk digunakan melalui antarmuka grafis.

Akhirnya kita sampai pada era Pentiums, di mana kita memiliki beberapa generasi hingga Pentium 4 sebagai versi untuk komputer desktop, dan Pentium M untuk komputer jinjing. Katakanlah itu adalah 80586, tetapi Intel mengubah namanya untuk dapat melisensikan patennya dan bagi produsen lain seperti AMD untuk berhenti menyalin prosesornya.

Prosesor ini menurunkan 1000 nm untuk pertama kalinya dalam proses pembuatannya. Mereka membentang tahun-tahun antara 1993 dan 2002, dengan Itanium 2 sebagai prosesor yang dibangun untuk server dan menggunakan bus 64-bit untuk pertama kalinya. Pentium ini sudah murni berorientasi desktop, dan dapat digunakan dalam rendering multimedia tanpa masalah, dengan Windows 98, ME dan XP yang legendaris.

Pentium 4 sudah menggunakan serangkaian instruksi yang ditujukan sepenuhnya untuk multimedia seperti MMX, SSE, SSE2 dan SSE3, dalam arsitektur mikro yang disebut NetBurst. Demikian juga, itu adalah salah satu prosesor pertama yang mencapai frekuensi kerja lebih besar dari 1 GHz, khususnya 1, 5 GHz, yang mengapa kinerja tinggi dan heatsink besar membuat penampilan bahkan pada model khusus.

Dan kemudian kita sampai pada era prosesor multi-core. Sekarang kita tidak bisa hanya menjalankan satu instruksi dalam setiap siklus clock, tetapi dua dari mereka secara bersamaan. Pentium D pada dasarnya terdiri dari sebuah chip dengan dua Pentium 4 ditempatkan dalam paket yang sama. Dengan cara ini, konsep FSB (Front-Side Bus) juga diciptakan kembali, yang berfungsi untuk CPU untuk berkomunikasi dengan chipset atau jembatan utara, sekarang juga digunakan untuk berkomunikasi kedua core.

Setelah keduanya, 4 core tiba pada tahun 2006 di bawah soket LGA 775, jauh lebih lancar dan bahkan kita dapat melihat masih di beberapa komputer. Semuanya telah mengadopsi arsitektur x86 64-bit untuk empat core mereka dengan proses pembuatan mulai dari 65 nm dan kemudian 45 nm.

Kemudian kita sampai pada masa-masa kita, di mana raksasa mengadopsi nomenklatur baru untuk prosesor multicore dan multithreaded. Setelah Core 2 Duo dan Core 2 Quad, arsitektur Nehalem baru diadopsi pada 2008, di mana CPU dibagi menjadi i3 (kinerja rendah), i5 (midrange) dan i7 (prosesor kinerja tinggi).

Dari sini dan seterusnya, core dan memori cache menggunakan BSB (Back-Side Bus) atau back bus untuk berkomunikasi, dan juga pengontrol memori DDR3 diperkenalkan di dalam chip itu sendiri. Bus sisi depan juga berevolusi ke standar PCI Express yang mampu memberikan aliran data dua arah antara periferal dan kartu ekspansi dan CPU.

Intel Core generasi kedua mengadopsi nama Sandy Bridge pada tahun 2011 dengan proses pembuatan 32nm dan hitungan 2, 4 dan hingga 6 core. Prosesor ini mendukung teknologi multithreading HyperThreading dan meningkatkan frekuensi dinamis Turbo Boost tergantung pada kisaran prosesor di pasar. Semua prosesor ini memiliki grafik terintegrasi dan mendukung RAM DDR3 1600 MHz.

Tak lama kemudian, pada tahun 2012 generasi ke - 3 yang disebut Ivy Bridge disajikan, mengurangi ukuran transistor menjadi 22 nm. Tidak hanya mereka berkurang, tetapi mereka menjadi 3D atau Tri-Gate yang menurunkan konsumsi hingga 50% dibandingkan yang sebelumnya, memberikan kinerja yang sama. CPU ini menawarkan dukungan untuk PCI Express 3.0 dan dipasang pada soket LGA 1155 untuk rentang desktop dan 2011 untuk kisaran Workstation.

Generasi ke - 4 dan ke-5 masing-masing disebut Haswell dan Broadwell, dan mereka juga bukan revolusi dari generasi sebelumnya. Haswell berbagi proses pembuatan dengan Ivy bridge dan DDR3 RAM. Ya, dukungan Thunderbolt diperkenalkan, dan desain cache baru dibuat . Prosesor hingga 8 core juga diperkenalkan. Socket 1150 terus digunakan, dan 2011, meskipun CPU ini tidak kompatibel dengan generasi sebelumnya. Mengenai Broadwells, mereka adalah prosesor pertama yang turun pada 14 nm, dan dalam hal ini mereka kompatibel dengan soket LGA 1150 Haswell.

Kami sampai pada tahap akhir dengan generasi Intel ke-6 dan ke-7, bernama Skylake dan Kaby Lake dengan proses pembuatan 14nm, dan mengadopsi soket LGA 1151 baru yang kompatibel untuk kedua generasi. Dalam dua arsitektur ini dukungan sudah ditawarkan untuk DDR4, bus DMI 3.0 dan Thunderbol 3.0. Demikian pula, grafis terintegrasi telah naik pada tingkat yang kompatibel dengan DirectX 12 dan OpenGL 4.6 dan 4K @ 60 Hz resolusi. Sementara itu, Kaby Lake, tiba pada tahun 2017 dengan peningkatan frekuensi clock dari prosesor, dan dukungan untuk USB 3.1 Gen2 dan HDCP 2.2.

Evolusi prosesor AMD

Salah satu produsen lain yang wajib kami ketahui adalah AMD (Advanced Micro Devices), saingan abadi Intel dan yang hampir selalu tertinggal dari yang pertama hingga Ryzen 3000 telah tiba hari ini, tapi hei, ini adalah satu lagi Kita akan lihat nanti, jadi mari kita tinjau sedikit sejarah prosesor AMD.

• AMD 9080 dan AMD 386 AMD K5, K6 dan K7 AMD K8 dan Athlon 64 X2 AMD Phenom AMD Llano dan Bulldozer AMD Ryzen tiba

Perjalanan AMD pada dasarnya dimulai dengan prosesor ini, yang tidak lebih dari salinan Intel 8080. Bahkan, pabrikan menandatangani kontrak dengan Intel untuk dapat memproduksi prosesor dengan arsitektur x86 yang dimiliki oleh Intel. Lompatan berikutnya adalah AMD 29K yang menawarkan drive grafis dan memori EPROM untuk kreasi mereka. Namun segera setelah itu, AMD memutuskan untuk bersaing secara langsung dengan Intel dengan menawarkan prosesor yang kompatibel untuk komputer dan server pribadi.

Namun tentu saja perjanjian ini untuk membuat "salinan" prosesor Intel, mulai menjadi masalah begitu AMD menjadi persaingan nyata dari Intel. Setelah beberapa perselisihan hukum, dimenangkan oleh AMD, kontrak diputus dengan Intel 386, dan kita sudah tahu alasan mengapa Intel diganti namanya Pentium, sehingga mendaftarkan paten.

Dari sini, AMD tidak punya pilihan selain membuat prosesor sepenuhnya independen dan mereka bukan hanya salinan. Yang lucu adalah prosesor AMD pertama yang berdiri sendiri adalah Am386 yang jelas-jelas berjuang dengan Intel 80386.

Sekarang ya, AMD mulai menemukan caranya sendiri dalam perang teknologi ini dengan prosesor yang diproduksi sendiri dari awal. Bahkan, itu dengan K7 ketika kompatibilitas antara kedua produsen menghilang dan akibatnya AMD membuat papan sendiri dan soket sendiri, yang disebut Socket A. Di dalamnya, AMD Athlon dan Athlon XP yang baru dipasang pada tahun 2003.

AMD adalah produsen pertama yang menerapkan ekstensi 64-bit ke prosesor desktop, ya, sebelum Intel. Lihatlah tujuan, yang sekarang akan menjadi Intel untuk mengadopsi atau menyalin ekstensi x64 ke AMD untuk prosesornya.

Tetapi ini tidak berhenti sampai di sini, karena AMD juga dapat memasarkan prosesor dual-core sebelum Intel pada tahun 2005. Raksasa biru tentu saja menjawabnya dengan Core 2 Duo yang telah kita lihat sebelumnya, dan dari sini kepemimpinan AMD berakhir.

AMD tertinggal karena lompatan dramatis dalam kinerja prosesor Intel multi-core, dan mencoba mengatasinya dengan mendesain ulang arsitektur K8. Faktanya, Phenom II yang dirilis pada tahun 2010 memiliki hingga 6 core, tetapi itu juga tidak cukup untuk Intel yang bebas. CPU ini memiliki transistor 45 nm dan pada awalnya dipasang pada soket AM2 +, dan kemudian pada soket AM3 untuk menawarkan kompatibilitas dengan memori DDR3.

AMD membeli ATI, perusahaan yang hingga saat ini menjadi saingan langsung Nvidia untuk kartu grafis 3D. Bahkan, pabrikan mengambil keuntungan dari keunggulan teknologi ini untuk mengimplementasikan prosesor dengan GPU terintegrasi yang jauh lebih kuat daripada Intel dengan Westmere-nya. AMD Llano adalah prosesor ini, berdasarkan arsitektur K8L dari Phenom sebelumnya dan tentu saja dengan keterbatasan yang sama.

Untuk alasan ini AMD mendesain ulang arsitekturnya di Bulldozer baru, meskipun hasilnya cukup buruk dibandingkan dengan Intel Core. Memiliki lebih dari 4 core bukanlah suatu keuntungan, karena perangkat lunak pada waktu itu masih sangat hijau dalam manajemen multithreading-nya. Mereka menggunakan proses pembuatan 32nm dengan sumber daya L1 dan L2 cache bersama.

Setelah kegagalan AMD dengan arsitektur sebelumnya, Jim Keller, pencipta arsitektur K8 datang untuk sekali lagi merevolusi merek dengan apa yang disebut arsitektur Zen atau Summit Ridge. Transistor turun ke 14nm, seperti Intel, dan mereka menjadi jauh lebih kuat dan dengan ICP lebih tinggi daripada Buldoser lemah.

Beberapa teknologi yang paling mengidentifikasi prosesor baru ini adalah: AMD Precision Boost, yang secara otomatis meningkatkan voltase dan frekuensi CPU. Atau teknologi XFR, di mana semua Ryzen di-overclock dengan pengali mereka tidak terkunci. CPU ini mulai dipasang pada soket PGA AM4, yang berlanjut hingga hari ini.

Faktanya, evolusi arsitektur Zen ini adalah Zen +, di mana AMD memajukan Intel dengan mengimplementasikan transistor 12nm. Prosesor ini meningkatkan kinerjanya dengan frekuensi yang lebih tinggi dengan konsumsi yang lebih rendah. Berkat bus Infinity Fabric internal, latensi antara transaksi CPU dan RAM telah meningkat secara dramatis untuk bersaing hampir secara head-to-head dengan Intel.

Prosesor Intel dan AMD saat ini

Kami kemudian datang ke hari ini untuk fokus pada arsitektur yang sedang dikerjakan kedua pabrikan. Kami tidak mengatakan bahwa itu wajib untuk membeli salah satu dari ini, tetapi mereka pasti hadir dan juga dalam waktu dekat dari setiap pengguna yang ingin memasang PC gaming yang diperbarui.

Intel Coffee Lake dan entri pada 10nm

Intel saat ini berada di prosesor desktop, laptop, dan workstation generasi ke - 9. Baik generasi ke 8 (Coffee Lake) dan 9 (Coffee Lake Refresh) melanjutkan dengan transistor 14nm dan soket LGA 1151, meskipun tidak kompatibel dengan generasi sebelumnya.

Generasi ini pada dasarnya menaikkan jumlah inti sebanyak 2 untuk setiap keluarga, sekarang memiliki 4-core i3, bukan 2, 6-core i5, dan 8-core i7. Hitungan jalur PCIe 3.0 naik menjadi 24, mendukung hingga 6 port 3.1 dan juga 128GB RAM DDR4. Teknologi HyperThreading hanya diaktifkan pada prosesor berdenominasi i9 seperti prosesor 8-inti, prosesor 16-thread, dan prosesor notebook berkinerja tinggi .

Pada generasi ini ada juga Intel Pentium Gold G5000 yang berorientasi pada stasiun multimedia dengan 2 core dan 4 thread, dan Intel Celeron, yang paling dasar dengan dual core dan untuk MiniPC dan multimedia. Semua prosesor generasi ini telah mengintegrasikan grafik UHD 630 kecuali untuk denominasi-F dalam nomenklatur mereka.

Mengenai generasi ke - 10, ada beberapa konfirmasi, meskipun diharapkan bahwa Ice Lake CPU baru akan datang dengan spesifikasi mereka untuk laptop, dan tidak dengan yang untuk desktop. Data mengatakan bahwa CPI per inti akan meningkat hingga 18% dibandingkan dengan Skylake. Akan ada total 6 subset instruksi baru dan mereka akan kompatibel dengan AI dan teknik pembelajaran yang mendalam. GPU terintegrasi juga naik level hingga generasi ke-11 dan mampu mengalirkan konten dalam 4K @ 120Hz. Akhirnya kami akan memiliki dukungan terintegrasi dengan Wi-Fi 6 dan memori RAM hingga 3200 MHz.

AMD Ryzen 3000 dan arsitektur Zen 3 yang sudah direncanakan

AMD telah meluncurkan arsitektur Zen 2 atau Matisse 2019 ini dan tidak hanya memajukan Intel dalam proses pembuatannya, tetapi juga dalam kinerja murni dari prosesor desktopnya. Ryzen baru dibangun di atas transistor TSMC 7 nm dan dihitung dari 4 Ryzen 3 core hingga 16 Ryzen 9 9350X core. Mereka semua menerapkan teknologi multithreading AMD SMT dan multiplier-nya tidak terkunci. AGESA 1.0.0.3 Pembaruan BIOS ABBA baru-baru ini dirilis untuk memperbaiki masalah yang harus dihadapi prosesor ini untuk mencapai frekuensi stok maksimum.

Inovasi mereka tidak hanya tiba di sini, karena mereka mendukung standar PCI Express 4.0 dan Wi-Fi 6 yang baru, menjadi CPU dengan hingga 24 jalur PCIe. Peningkatan ICP rata-rata di atas Zen + telah 13% berkat frekuensi basis yang lebih tinggi dan peningkatan dalam bus Kain Infinty. Arsitektur ini didasarkan pada chiplet atau blok fisik di mana ada 8 core per unit, bersama dengan modul lain selalu ada untuk pengontrol memori. Dengan cara ini, pabrikan menonaktifkan atau mengaktifkan sejumlah inti untuk membentuk model yang berbeda.

Pada tahun 2020, pembaruan untuk Zen 3 direncanakan dalam prosesor Ryzen dengan mana produsen ingin meningkatkan efisiensi dan kinerja AMD Ryzen-nya. Telah diklaim bahwa desain arsitekturnya telah selesai dan yang tersisa adalah memberi lampu hijau untuk memulai proses produksi.

Mereka akan didasarkan pada 7nm lagi, tetapi memungkinkan hingga 20% lebih banyak kepadatan transistor daripada chip saat ini. Lini prosesor Workstation EPYC akan menjadi yang pertama kali dikerjakan, dengan prosesor yang dapat memiliki 64 core dan 128 thread pemrosesan.

Bagian yang harus kita ketahui tentang prosesor

Setelah pesta informasi yang kami tinggalkan sebagai bacaan opsional dan sebagai dasar untuk mengetahui di mana kita berada saat ini, sekarang saatnya untuk membahas lebih detail tentang konsep yang harus kita ketahui tentang prosesor.

Pertama, kami akan mencoba menjelaskan struktur dan elemen CPU yang paling penting bagi pengguna. Ini akan menjadi hari ke hari bagi pengguna yang tertarik mengetahui lebih banyak tentang perangkat keras ini.

Inti dari sebuah prosesor

Inti adalah entitas pemrosesan informasi. Elemen-elemen itu dibentuk oleh elemen-elemen dasar arsitektur x86, seperti Unit Kontrol (UC), Dekoder Instruksi (DI), Unit Aritmatika (ALU), Unit Titik Terapung (FPU) dan Instruction Stack (PI).

Masing-masing inti ini terdiri dari komponen internal yang persis sama, dan masing-masing dari mereka mampu melakukan operasi dalam setiap siklus instruksi. Siklus ini mengukur frekuensi atau Hertz (Hz), semakin banyak Hz, semakin banyak instruksi yang dapat dilakukan per detik, dan semakin banyak core, semakin banyak operasi yang dapat dilakukan pada waktu yang sama.

Saat ini, produsen seperti AMD menerapkan inti ini dalam blok silikon, Chiplets atau CCX dengan cara modular. Dengan sistem ini, skalabilitas yang lebih baik dicapai ketika membangun prosesor, karena ini adalah tentang menempatkan chiplet hingga jumlah yang diinginkan tercapai, dengan 8 core untuk setiap elemen. Selain itu, dimungkinkan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan masing-masing inti untuk mencapai jumlah yang diinginkan. Intel, sementara itu, masih memasukkan semua inti menjadi satu silikon.

Apakah salah untuk mengaktifkan semua core prosesor? Rekomendasi dan cara menonaktifkannya

Turbo Boost dan Precision Boost Overdrive

Mereka adalah sistem yang menggunakan Intel dan AMD masing-masing untuk mengontrol tegangan prosesor mereka secara aktif dan cerdas. Hal ini memungkinkan mereka untuk meningkatkan frekuensi kerja ketika, seolah-olah itu adalah overclocking otomatis, sehingga CPU berkinerja lebih baik ketika dihadapkan dengan banyak tugas.

Sistem ini membantu meningkatkan efisiensi termal dan konsumsi prosesor saat ini atau untuk dapat memvariasikan frekuensinya saat diperlukan.

Memproses thread

Tapi tentu saja, kami tidak hanya memiliki core, ada juga yang memproses thread. Biasanya kita akan melihat mereka terwakili dalam spesifikasi sebagai X Cores / X Threads, atau langsung XC / X T. Misalnya, Intel Core i9-9900K memiliki 8C / 16T, sementara i5 9400 memiliki 6C / 6T.

Istilah Thread berasal dari Subprocess, dan itu bukan sesuatu yang secara fisik merupakan bagian dari prosesor, bahwa fungsinya adalah murni logis dan dilakukan melalui set instruksi prosesor yang dimaksud.

Ini dapat didefinisikan sebagai aliran kontrol data dari suatu program (program terdiri dari instruksi atau proses), yang memungkinkan mengelola tugas-tugas prosesor dengan membaginya menjadi potongan-potongan kecil yang disebut thread. Ini untuk mengoptimalkan waktu tunggu untuk setiap instruksi dalam antrian proses.

Mari kita memahaminya seperti ini: ada tugas yang lebih sulit daripada yang lain, sehingga akan membutuhkan waktu lebih banyak atau lebih sedikit kernel untuk menyelesaikan tugas. Dengan utas, yang dilakukan adalah membagi tugas ini menjadi sesuatu yang lebih sederhana, sehingga setiap bagian diproses oleh inti bebas pertama yang kami temukan. Hasilnya selalu terus membuat core sibuk sehingga tidak ada downtime.

Apa untaian prosesor? Perbedaan dengan nuklei

Teknologi multithreading

Mengapa kita melihat dalam beberapa kasus bahwa ada jumlah inti yang sama seperti ada benang dan yang lainnya tidak? Ya, ini disebabkan oleh teknologi multithreading yang telah diimplementasikan oleh pabrikan dalam prosesor mereka.

Ketika CPU memiliki dua kali lebih banyak utas dibandingkan inti, teknologi ini diterapkan di dalamnya. Pada dasarnya ini adalah cara melaksanakan konsep yang telah kita lihat sebelumnya, membagi nukleus menjadi dua benang atau "nuklei logis" untuk membagi tugas. Divisi ini selalu dilakukan dalam dua utas per inti dan tidak lebih, katakanlah itu adalah batas saat ini yang dapat digunakan oleh program.

Teknologi Intel disebut HyperThreading, sedangkan AMD disebut SMT (Simultaneous Multithreading). Untuk tujuan praktis, kedua teknologi bekerja sama, dan di tim kami, kami dapat melihatnya sebagai inti nyata, misalnya, jika kami membuat foto. Sebuah prosesor dengan kecepatan yang sama lebih cepat jika memiliki 8 core fisik daripada jika memiliki 8 core yang logis.

Apa itu HyperThreading? Lebih detail

Apakah cache itu penting?

Bahkan, itu adalah elemen terpenting kedua dari sebuah prosesor. Memori cache adalah memori yang jauh lebih cepat daripada RAM dan langsung diintegrasikan ke dalam prosesor. Sementara 3600 MHz DDR4 RAM dapat mencapai 50.000 MB / s dalam membaca, cache L3 dapat mencapai 570 GB / s, L2 pada 790 GB / s dan L1 pada 1600 GB / s. Angka yang benar-benar gila dicatat dalam Ryzen 3000 nevi.

Memori ini adalah tipe SRAM (RAM Statis), cepat dan mahal, sedangkan yang digunakan dalam RAM adalah DRAM (RAM Dinamis), lambat dan murah karena selalu membutuhkan sinyal penyegaran. Dalam cache data yang akan digunakan segera oleh prosesor disimpan, sehingga menghilangkan menunggu jika kita mengambil data dari RAM dan mengoptimalkan waktu pemrosesan. Pada prosesor AMD dan Intel, ada tiga level memori cache:

• L1: Ini adalah yang terdekat dengan core CPU, yang terkecil dan tercepat. Dengan latensi kurang dari 1 ns, memori ini saat ini dibagi menjadi dua, L1I (instruksi) dan L1D (data). Baik di generasi ke-9 Intel Core dan Ryzen 3000, mereka 32 KB dalam setiap kasus, dan masing - masing inti memiliki sendiri. L2: L2 adalah berikutnya, dengan latensi sekitar 3 ns, ia juga ditugaskan secara independen pada setiap inti. CPU Intel memiliki 256 KB, sedangkan Ryzen memiliki 512 KB. L3: Ini adalah memori terbesar dari ketiganya, dan dialokasikan dalam bentuk bersama dalam inti, biasanya dalam kelompok 4 inti.

Jembatan utara sekarang di dalam CPU

Jembatan utara prosesor atau motherboard memiliki fungsi menghubungkan memori RAM ke CPU. Saat ini, kedua produsen mengimplementasikan pengontrol memori ini atau PCH (Platform Conroller Hub) di dalam CPU itu sendiri, misalnya, dalam silikon terpisah seperti yang terjadi di CPU berdasarkan chiplets.

Ini adalah cara untuk secara signifikan meningkatkan kecepatan transaksi informasi dan untuk menyederhanakan bus yang ada di motherboard, hanya tersisa dengan jembatan selatan yang disebut chipset. Chipset ini didedikasikan untuk merutekan data dari hard drive, periferal, dan beberapa slot PCIe. Prosesor desktop dan laptop yang canggih mampu merutekan hingga 128GB Dual Channel RAM dengan kecepatan 3200MHz asli (4800MHz dengan profil JEDEC dengan XMP diaktifkan). Bus ini terbagi menjadi dua:

• Bus data: ini membawa data dan instruksi program Bus alamat: alamat sel tempat data disimpan bersirkulasi melaluinya.

Selain pengontrol memori itu sendiri, core juga perlu menggunakan bus lain untuk berkomunikasi satu sama lain dan dengan memori cache, yang disebut BSB atau Back-Side Bus. Yang digunakan AMD dalam arsitektur Zen 2-nya disebut Infinity Fabric, yang mampu bekerja pada 5100 MHz, sedangkan Intel disebut Intel Ring Bus.

Apa itu L1, L2 dan L3 cache dan bagaimana cara kerjanya?

IGP atau grafik terintegrasi

Unsur lain yang cukup penting, tidak terlalu banyak pada prosesor yang berorientasi pada game, tetapi pada yang kurang kuat, adalah grafik terintegrasi. Sebagian besar prosesor yang ada saat ini memiliki sejumlah inti yang dimaksudkan untuk bekerja secara eksklusif dengan grafik dan tekstur. Baik Intel, AMD, dan pabrikan lain seperti Qualcomm dengan Adreno mereka untuk Smartphone, atau Realtek untuk Smart TV dan NAS memiliki core seperti itu. Kami menyebut jenis prosesor ini APU (Accelerated Processor Unit)

Alasannya sederhana, untuk memisahkan kerja keras ini dari sisa tugas-tugas khas suatu program, karena mereka jauh lebih berat dan lebih lambat jika bus berkapasitas lebih tinggi, misalnya, 128 bit tidak digunakan dalam APU. Seperti inti normal, mereka dapat diukur dalam jumlah dan frekuensi di mana mereka bekerja. Tetapi mereka juga memiliki komponen lain seperti unit peneduh. Dan langkah-langkah lain seperti TMU (unit texturing) dan ROP (unit rendering). Semuanya akan membantu kami mengidentifikasi kekuatan grafis set.

IGP yang saat ini digunakan oleh Intel dan AMD adalah sebagai berikut:

• AMD Radeon RX Vega 11: Ini adalah spesifikasi paling kuat dan digunakan dalam generasi 1 dan 2 prosesor Ryzen 5 2400 dan 3400. Mereka adalah total 11 core Raven Ridge dengan arsitektur GNC 5.0 yang bekerja pada maksimum 1400 MHz dan memiliki maksimum 704 unit shader, 44 TMUs dan 8 ROPs. AMD Radeon Vega 8: Ini adalah spesifikasi yang lebih rendah dari yang sebelumnya, dengan 8 core dan bekerja pada frekuensi 1100 MHz dengan 512 unit shading, 32 TMUs dan 8 ROPs. Mereka memasang mereka di Ryzen 3 2200 dan 3200. Intel Iris Plus 655: grafis terintegrasi ini diimplementasikan dalam prosesor Intel Core generasi ke-8 dari kisaran U (konsumsi rendah) untuk laptop, dan mampu mencapai 1150 MHz, dengan 384 unit peneduh, 48 TMU dan 6 ROP. Kinerjanya mirip dengan yang sebelumnya. Intel UHD Graphic 630/620 - Ini adalah grafik yang terpasang pada semua CPU desktop generasi ke-8 dan ke-9 yang tidak mengusung F dalam namanya. Mereka adalah grafis yang lebih rendah daripada Vega 11 yang merender pada 1200 MHz, dengan 192 unit peneduh, 24 TMU dan 3 ROP.

Soket prosesor

Sekarang kita beralih dari komponen apa dari CPU untuk melihat di mana kita harus menghubungkannya. Jelas itu adalah soket, konektor besar yang terletak di motherboard dan dilengkapi dengan ratusan pin yang akan melakukan kontak dengan CPU untuk mentransfer daya dan data untuk diproses.

Seperti biasa, masing-masing produsen memiliki soket sendiri, dan mereka juga dapat dari berbagai jenis:

• LGA: Land Grid Array, yang memiliki pin yang dipasang langsung di soket papan dan CPU hanya memiliki kontak datar. Ini memungkinkan kepadatan koneksi yang lebih tinggi dan digunakan oleh Intel. Soket saat ini adalah LGA 1151 untuk CPU desktop dan LGA 2066 untuk CPU berorientasi Workstation. Ini juga digunakan oleh AMD untuk Threadrippers berdenominasi TR4- nya. PGA: Pin Grid Array, kebalikannya, sekarang pin berada pada CPU itu sendiri dan soket memiliki lubang. Itu masih digunakan oleh AMD untuk semua desktop Ryzen dengan nama BGA: Ball Grid Array, pada dasarnya itu adalah soket di mana prosesor disolder langsung. Ini digunakan pada laptop generasi baru, baik dari AMD dan Intel.

Heatsink dan IHS

IHS (Integrated Heat Spreader) adalah paket yang memiliki prosesor di bagian atas. Pada dasarnya itu adalah pelat persegi yang terbuat dari aluminium yang direkatkan ke substrat atau PCB CPU dan pada gilirannya ke DIE atau silikon internal. Fungsinya untuk memindahkan panas dari ini ke heatsink, dan juga untuk bertindak sebagai pelindung. Mereka dapat dilas langsung ke DIE atau dilem dengan pasta termal.

Prosesor adalah elemen yang bekerja pada frekuensi sangat tinggi, sehingga mereka akan memerlukan heatsink yang menangkap panas itu dan mengeluarkannya ke lingkungan dengan bantuan satu atau dua kipas. Sebagian besar CPU memiliki stock sink yang kurang lebih buruk, meskipun yang terbaik berasal dari AMD. Faktanya, kami memiliki model berdasarkan kinerja CPU:

• Wrait Stealth: terkecil, meskipun masih lebih besar dari Intel, untuk Ryzen 3 dan 5 tanpa denominasi X Intel: ia tidak memiliki nama, dan itu adalah heatsink aluminium kecil dengan kipas yang sangat berisik yang datang di hampir semua prosesornya kecuali i9. Heatsink ini tetap tidak berubah sejak Core 2 Duo. Wraith Spire - Medium, dengan balok aluminium lebih tinggi dan kipas 85mm. Untuk Ryzen 5 dan 7 dengan sebutan X. Prisma Wrait: Model superior, yang menggabungkan blok dua tingkat dan pipa panas tembaga untuk meningkatkan kinerja. Ini dibawa oleh Ryzen 7 2700X dan 9 3900X dan 3950X. Wraith Ripper: Ini adalah wastafel menara yang dibuat oleh Cooler Master untuk Threadrippers.

Heatsink prosesor: Apa itu? Kiat dan rekomendasi

Selain itu, ada banyak produsen yang memiliki model khusus mereka sendiri yang kompatibel dengan soket yang telah kita lihat. Demikian pula, kami memiliki sistem pendingin cair yang menawarkan kinerja unggul untuk heatsink menara. Untuk prosesor kelas atas, kami sarankan untuk menggunakan salah satu sistem 240mm (dua kipas) atau 360mm (tiga kipas) ini.

Konsep terpenting dari sebuah CPU

Sekarang mari kita lihat konsep lain yang juga terkait dengan prosesor yang akan penting bagi pengguna. Ini bukan tentang struktur internal, tetapi tentang teknologi atau prosedur yang dilakukan di dalamnya untuk mengukur atau meningkatkan kinerjanya.

Cara mengukur kinerja: apa itu tolok ukur

Ketika kami membeli prosesor baru, kami selalu ingin melihat sejauh mana ia bisa berjalan dan dapat membelinya dengan prosesor lain atau bahkan dengan pengguna lain. Tes-tes ini disebut tolok ukur, dan mereka adalah tes stres di mana prosesor dikenakan untuk memberikan skor tertentu berdasarkan kinerjanya.

Ada beberapa program seperti Cinebench (rendering score), wPrime (waktu untuk mengeksekusi suatu tugas), program desain Blender (rendering time), 3DMark (kinerja gaming), dll. Yang bertanggung jawab untuk melakukan tes ini sehingga kami dapat membandingkannya dengan prosesor lain melalui daftar yang diposting di jaringan. Hampir semua yang mereka berikan adalah skor mereka sendiri yang dihitung dengan faktor-faktor yang hanya dimiliki oleh program itu, jadi kami tidak dapat membeli skor Cinebench dengan skor 3DMark.

Suhu selalu terkendali untuk menghindari pelambatan termal

Ada juga konsep yang berkaitan dengan suhu yang harus diperhatikan setiap pengguna, terutama jika mereka memiliki prosesor yang mahal dan kuat. Di internet ada banyak program yang mampu mengukur suhu tidak hanya dari CPU, tetapi banyak komponen lain yang dilengkapi dengan sensor. Yang sangat direkomendasikan adalah HWiNFO.

Terkait dengan suhu akan menjadi Thermal Throttling. Ini adalah sistem perlindungan otomatis yang CPU harus mengurangi tegangan dan daya yang disuplai ketika suhu mencapai maksimum yang diijinkan. Dengan cara ini kita menurunkan frekuensi kerja dan juga suhu, menstabilkan chip sehingga tidak terbakar.

Tetapi juga pabrikan sendiri menawarkan data tentang suhu prosesor mereka, sehingga kami dapat menemukan beberapa di antaranya:

• TjMax: Istilah ini mengacu pada suhu maksimum yang mampu ditahan oleh prosesor dalam matriksnya, yaitu di dalam inti pemrosesan. Ketika CPU mendekati suhu ini maka secara otomatis akan mem-bypass perlindungan yang disebutkan di atas yang akan menurunkan tegangan dan daya CPU. Tdie, Tjunction atau Junction Temperature: Suhu ini diukur secara real time oleh sensor yang ditempatkan di dalam inti. Itu tidak akan pernah melebihi TjMax, karena sistem perlindungan akan bertindak lebih cepat. TCase: itu adalah suhu yang diukur dalam IHS prosesor, yaitu dalam enkapsulasi, yang akan selalu berbeda dari yang ditandai di dalam Paket inti CPU: ini adalah rata-rata suhu Tunion semua inti dari cpu

Delidding

Delid atau delidding adalah praktik yang dilakukan untuk meningkatkan suhu CPU. Ini terdiri dari mengeluarkan IHS dari prosesor untuk mengekspos berbagai silikon yang dipasang. Dan jika tidak mungkin untuk menghapusnya karena dilas, kami akan memoles permukaannya secara maksimal. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan transfer panas sebanyak mungkin dengan secara langsung menempatkan pasta termal logam cair pada DIE ini dan menempatkan heatsink di atasnya.

Apa yang kita dapatkan dengan melakukan ini? Yah kami menghilangkan atau mengambil ke ekspresi minimum ketebalan ekstra yang IHS berikan kepada kami sehingga panas melewati langsung ke heatsink tanpa langkah perantara. Baik pasta dan IHS adalah elemen dengan ketahanan terhadap panas, jadi dengan menghilangkannya dan menempatkan logam cair kita bisa menurunkan suhu hingga 20 ⁰C dengan overclocking. Dalam beberapa kasus itu bukan tugas yang mudah, karena IHS langsung dilas ke DIE, jadi tidak ada pilihan lain selain mengamplasnya alih-alih melepasnya.

Tingkat selanjutnya adalah menempatkan sistem pendingin nitrogen cair, hanya disediakan untuk pengaturan laboratorium. Meskipun tentu saja, kita selalu dapat membuat sistem kita dengan motor kulkas yang mengandung helium atau turunannya.

Overclocking dan undervolting pada prosesor

Terkait erat dengan di atas adalah overclocking, teknik di mana tegangan CPU meningkat dan pengganda dimodifikasi untuk meningkatkan frekuensi operasinya. Tetapi kita tidak berbicara tentang frekuensi yang datang dalam spesifikasi seperti mode turbo, tetapi register yang melebihi yang ditetapkan oleh pabrikan. Itu tidak hilang pada siapa pun bahwa itu adalah risiko terhadap stabilitas dan integritas prosesor.

Untuk melakukan overclock, pertama - tama kita perlu CPU dengan pengali tidak terkunci, dan kemudian motherboard chipset yang memungkinkan jenis tindakan ini. Semua AMD Ryzen rentan untuk di-overclock, seperti juga prosesor Intel berdenominasi K. Demikian pula, chipset AMD B450, X470 dan X570 mendukung praktik ini, seperti halnya seri Intel X dan Z juga.

Overclocking juga dapat dilakukan dengan meningkatkan frekuensi clock dasar atau BCLK. Ini adalah jam utama motherboard yang mengontrol hampir semua komponen, seperti CPU, RAM, PCIe, dan Chipset. Jika kita menambah jam ini, kita meningkatkan frekuensi komponen lain yang bahkan memiliki pengali terkunci, meskipun itu membawa risiko lebih banyak dan merupakan metode yang sangat tidak stabil.

Sebaliknya, undervolting adalah kebalikannya, menurunkan tegangan untuk mencegah prosesor melakukan pelambatan termal. Ini adalah praktik yang digunakan pada laptop atau kartu grafis dengan sistem pendinginan yang tidak efektif.

Prosesor terbaik untuk desktop, gaming, dan Workstation

Referensi ke panduan kami dengan prosesor terbaik di pasaran tidak dapat dilewatkan dalam artikel ini . Di dalamnya, kami menempatkan model Intel dan AMD yang kami anggap terbaik dalam rentang yang ada. Tidak hanya bermain game, tetapi juga peralatan multimedia, dan bahkan Workstation. Kami selalu memperbaruinya, dan dengan tautan pembelian langsung.

Kesimpulan tentang prosesor

Anda tidak dapat mengeluh bahwa artikel ini tidak mempelajari apa-apa, karena kami telah meninjau sejarah dua pabrikan utama dan arsitekturnya sepenuhnya. Selain itu, kami telah meninjau berbagai bagian CPU yang penting untuk mengenal mereka di luar dan di dalam, bersama dengan beberapa konsep penting dan umum digunakan oleh masyarakat.

Kami mengundang Anda untuk memberi komentar pada konsep-konsep penting lainnya yang telah kami abaikan dan yang Anda lihat penting untuk artikel ini. Kami selalu berusaha meningkatkan sebanyak mungkin artikel-artikel yang sangat penting bagi komunitas yang sedang dimulai.