☰

Čo je to centrálna procesorová jednotka? Čo je jadro

V týchto dňoch minimum prijateľná norma za kompletnú sadu viac či menej seriózneho výpočtového vybavenia sa považuje dvojjadrový procesor. Tento parameter je navyše relevantný aj pre mobilné počítačové zariadenia, tabletové počítače a solídne smartfóny-komunikátory. Preto pochopíme, aké sú to jadrá a prečo je dôležité, aby o nich každý používateľ vedel.

Podstata jednoduchými slovami

Prvý dvojjadrový čip navrhnutý špeciálne pre masovú spotrebu sa objavil v máji 2005. Produkt bol nazvaný Pentium D (formálne príbuzný radu Pentium 4). Predtým sa takéto konštrukčné riešenia používali na serveroch a na špecifické účely sa nevkladali do osobných počítačov.

Vo všeobecnosti samotný procesor (mikroprocesor, CPU, centrálna procesorová jednotka, centrálna procesorová jednotka, CPU) je kryštál, na ktorom sú pomocou nanotechnológie uložené miliardy mikroskopických tranzistorov, rezistorov a vodičov. Potom sa nastriekajú zlaté kontakty, „kamienok“ sa namontuje do puzdra mikroobvodu a potom sa to všetko integruje do čipovej sady.

Teraz si predstavte, že vo vnútri mikroobvodu boli nainštalované dva takéto kryštály. Na rovnakom substráte, vzájomne prepojené a fungujúce ako jediné zariadenie. Toto je dvojjadrový predmet diskusie.

Samozrejme, dva "kamienky" nie sú limitom. V čase písania článku sa počítač vybavený čipom so štyrmi jadrami považuje za výkonný, nepočítajúc výpočtové zdroje grafickej karty. No, na serveroch vďaka snahe AMD sa ich už používa až šestnásť.

Nuansy terminológie

Každá kocka má zvyčajne svoju vyrovnávaciu pamäť L1. Ak však majú spoločný z druhej úrovne, tak je to stále jeden mikroprocesor, a nie dva (alebo viac) nezávislé.

Jadro možno nazvať plnohodnotným samostatným procesorom iba vtedy, ak má vlastnú vyrovnávaciu pamäť oboch úrovní. To je však potrebné iba na použitie na veľmi výkonných serveroch a najrôznejších superpočítačoch (obľúbené hračky vedcov).

Správca úloh v systéme Windows alebo System Monitor v systéme GNU/Linux však môže zobrazovať jadrá ako procesory. Myslím tým CPU 1 (CPU 1), CPU 2 (CPU 2) a tak ďalej. Nech vás to nezavádza, pretože povinnosťou programu nie je pochopiť inžinierske a architektonické nuansy, ale iba interaktívne zobraziť načítanie každého z kryštálov.

To znamená, že plynule prechádzame práve k tomuto zaťažovaniu a celkovo k otázkam účelnosti javu ako takého.

Prečo je to potrebné

Počet jadier, odlišný od jedného, ​​je určený predovšetkým na paralelizáciu vykonávaných úloh.

Predpokladajme, že ste zapli prenosný počítač a čítate stránky na World Wide Web. Skripty, ktorými sú moderné webové stránky jednoducho obscénne preťažené (okrem mobilných verzií), bude spracované iba jedným jadrom. Ak niečo zlé privedie prehliadač do šialenstva, padne naň 100% záťaž.

Druhý kryštál bude pokračovať v práci v normálnom režime a umožní vám vyrovnať sa so situáciou - prinajmenšom otvorte „Monitor systému“ (alebo emulátor terminálu) a vynútene ukončite šialený program.

Mimochodom, práve v „Monitore systému“ môžete na vlastné oči vidieť, aký softvér sa zrazu zbláznil a ktorý z „kamienkov“ zúfalo zavýja chladič.

Niektoré programy sú na začiatku optimalizované pre architektúru viacjadrových procesorov a okamžite posielajú rôzne dátové toky do rôznych kryštálov. Bežné aplikácie sú spracované na princípe "jedno vlákno - jedno jadro."

To znamená, že zvýšenie výkonu bude viditeľné, ak súčasne beží viac ako jedno vlákno. No keďže takmer všetky operačné systémy sú multitaskingové, pozitívny efekt paralelizácie sa prejaví takmer neustále.

Ako s tým žiť

Pokiaľ ide o masovú spotrebiteľskú výpočtovú techniku, jednojadrové čipy sú dnes hlavne procesory ARM v jednoduchých telefónoch a miniatúrnych prehrávačoch médií. Vynikajúci výkon takýchto zariadení nie je potrebný. Maximum - spustite prehliadač Opera Mini, ICQ klienta, jednoduchú hru, iné nenáročné Java aplikácie.

Všetko ostatné, počnúc aj tými najlacnejšími tabletmi, musí mať v čipe aspoň dva kryštály, ako je uvedené v preambule. Kúpte si takéto veci. Prinajmenšom na základe týchto úvah, že takmer všetok používateľský softvér rýchlo priberá a spotrebúva stále viac systémových prostriedkov, takže výkonová rezerva vôbec nebolí.

Predchádzajúce publikácie:

Linuxové jadro obsahuje viac ako 13 miliónov riadkov kódu a je jedným z najväčších open source projektov na svete. Čo je teda jadro Linuxu a na čo sa používa?

Jadro je najviac nízky level softvér, ktorý spolupracuje s počítačovým hardvérom. Je zodpovedný za interakciu všetkých aplikácií bežiacich v užívateľskom priestore až po fyzický hardvér. Tiež umožňuje procesom známym ako služby navzájom prijímať informácie pomocou systému IPC.

Typy a verzie jadra

Čo je to jadro Linuxu, ktoré už poznáte, ale aké sú typy jadier? Pri vytváraní jadier od nuly existujú rôzne spôsoby a architektonické úvahy. Väčšina jadier môže byť jedným z troch typov: monolitické jadro, mikrokernel a hybrid. Linuxové jadro je monolitické jadro, zatiaľ čo jadrá Windows a OS X sú hybridné. Pozrime sa na tieto tri druhy jadier.

mikrokernel

Mikrojadrá využívajú prístup, v ktorom spravujú iba to, čo musia: CPU, pamäť a IPC. Takmer všetko ostatné v počítači je považované za príslušenstvo a manipuluje sa s ním v užívateľskom režime. Mikrojadrá majú výhodu prenosnosti, možno ich použiť na rôznom hardvéri a dokonca aj na rôznych operačných systémoch, pokiaľ sa OS snaží pristupovať k hardvéru kompatibilným spôsobom.

Mikrojadrá majú tiež veľmi malá veľkosť a bezpečnejšie, pretože väčšina procesov beží v užívateľskom režime s minimálnymi oprávneniami.

klady

  • Prenosnosť
  • malá veľkosť
  • Nízka spotreba pamäte
  • Bezpečnosť

Mínusy

  • Hardvér dostupný prostredníctvom ovládačov
  • Hardvér je pomalší, pretože ovládače bežia v používateľskom režime
  • Procesy musia čakať, kým na ne prídu informácie.
  • Procesy nemôžu pristupovať k iným procesom bez čakania

Monolitické jadro

Monolitické jadrá sú opakom mikrojadier, pretože pokrývajú nielen CPU, pamäť a IPC, ale zahŕňajú aj veci ako ovládače zariadení, správu súborového systému a I/O. Monolitické jadrá vám poskytujú lepší prístup k hardvéru a lepší multitasking, pretože ak program potrebuje získať informácie z pamäte alebo iného procesu, nebude musieť čakať vo fronte. To však môže spôsobiť určité problémy, pretože veľa vecí sa robí v režime superužívateľa. A môže poškodiť systém, ak sa bude správať nesprávne.

Výhody:

  • Priamejší prístup k hardvéru
  • Jednoduchšia komunikácia medzi procesmi
  • Procesy reagujú rýchlejšie

Mínusy:

  • Veľká veľkosť
  • Zaberá veľa pamäte RAM
  • Menej bezpečné

hybridné jadro

Hybridné jadrá si môžu vybrať, s čím budú pracovať v užívateľskom režime a s čím v priestore jadra. Často ovládače zariadení a súborové systémy sú v užívateľskom priestore, zatiaľ čo IPC a systémové volania sú v priestore jadra. Toto riešenie berie to najlepšie z oboch svetov, no vyžaduje viac práce od výrobcov OEM. Keďže všetka zodpovednosť za vodiča je teraz na nich.

klady

  • Možnosť vybrať si, čo bude fungovať v jadre a používateľskom priestore
  • Menšie ako monolitické jadro
  • Flexibilnejšie

Mínusy

  • Môže bežať pomalšie
  • Ovládače zariadení vydávajú výrobcovia

Kde sú uložené súbory jadra?

Kde sa nachádza jadro Linuxu? Súbory jadra Ubuntu alebo akejkoľvek inej distribúcie Linuxu sa nachádzajú v priečinku /boot a nazývajú sa vmlinuz-version. Názov vmlinuz pochádza z éry Unixu. V 60. rokoch sa jadrá nazývali jednoducho Unix, v 90. rokoch sa jadrá Linuxu nazývali aj Linux.

Keď bola vyvinutá virtuálna pamäť na uľahčenie multitaskingu, pred názvom súboru sa objavili písmená vm, čo značilo, že jadro podporuje túto technológiu. Na chvíľu sa jadro volalo vmlinux, ale potom sa obraz už nezmestil do bootovacej pamäte a bol komprimovaný. Potom sa posledné písmeno x zmenilo na z, čo znamená, že bola použitá kompresia zlib. Táto kompresia sa nepoužíva vždy, niekedy môžete nájsť LZMA alebo BZIP2, takže niektoré jadrá jednoducho volajú zImage.

Číslovanie verzie pozostáva z troch číslic, čísla verzie jadra Linuxu, čísla vašej verzie a záplat alebo opráv.

V balíku /boot nájdete nielen jadro Linuxu, ale aj súbory ako initrd.img a system.map. Initrd sa používa ako malý virtuálny disk, ktorý načíta a spustí skutočný súbor jadra. Súbor System.map sa používa na správu pamäte, kým sa jadro ešte nenačíta, a konfiguračné súbory môžu určiť, ktoré moduly jadra sú zahrnuté v obraze jadra pri jeho zostavovaní.

Architektúra jadra Linuxu

Keďže jadro Linuxu má monolitickú štruktúru, je väčšie a oveľa zložitejšie ako iné typy jadier. Táto konštrukčná funkcia pritiahla veľa kontroverzií v prvých dňoch Linuxu a stále nesie niektoré z nedostatkov dizajnu, ktoré sú vlastné monolitickým jadrám.

Aby však tieto nedostatky obišli, vývojári linuxového jadra urobili jednu vec – moduly jadra, ktoré je možné načítať za behu. To znamená, že môžete pridávať a odstraňovať komponenty jadra za behu. Všetko môže ísť nad rámec pridávania hardvérových funkcií, môžete spúšťať serverové procesy, povoliť virtualizáciu a úplne nahradiť jadro bez reštartu.

Predstavte si, že by ste mohli nainštalovať balík Aktualizácie systému Windows bez nutnosti neustáleho reštartu.

Moduly jadra

Čo ak už má systém Windows všetky potrebné ovládače v predvolenom nastavení a môžete povoliť iba tie, ktoré potrebujete? Tento princíp implementujú moduly jadra Linuxu. Moduly jadra, známe aj ako načítateľné moduly (LKM), majú dôležitosti na podporu fungovania jadra so všetkým hardvérom bez spotrebovania všetkej pamäte RAM.

Modul rozširuje funkčnosť základného jadra pre zariadenia, súborové systémy, systémové volania. Načítateľné moduly majú príponu .ko a zvyčajne sú uložené v adresári /lib/modules/. Vďaka jeho modulárnej povahe si môžete veľmi jednoducho prispôsobiť jadro inštaláciou a načítaním modulov. Automatické načítanie alebo vyloženie modulov je možné nakonfigurovať v konfiguračných súboroch alebo vyložiť a načítať za behu pomocou špeciálnych príkazov.

Proprietárne moduly tretích strán s uzavretým zdrojom sú dostupné v niektorých distribúciách, ako je Ubuntu, ale štandardne sa nedodávajú a musia sa nainštalovať manuálne. Napríklad vývojári ovládačov videa NVIDIA neposkytujú zdrojový kód, ale namiesto toho zostavili svoje vlastné moduly vo formáte .ko. Hoci sa tieto moduly zdajú byť bezplatné, nie sú zadarmo. Preto nie sú štandardne zahrnuté v mnohých distribúciách. Vývojári veria, že nie je potrebné znečisťovať jadro neslobodným softvérom.

Teraz ste bližšie k odpovedi na otázku, čo je jadro Linuxu. Jadro nie je mágia. Je veľmi potrebný pre fungovanie akéhokoľvek počítača. Linuxové jadro sa líši od OS X a Windows, pretože obsahuje všetky ovládače a robí veľa vecí, ktoré sú podporované hneď po vybalení. Teraz viete trochu viac o tom, ako sa máte softvér a aké súbory sa na to používajú.

Bunková biológia živých organizmov študuje prokaryoty, ktoré nemajú jadro (jadro, jadro). Ktoré organizmy majú jadro? Jadro je centrálna organela.

V kontakte s

Dôležité! Hlavnou funkciou bunkového jadra je ukladanie a prenos dedičných informácií.

Štruktúra

Čo je jadro? Aké sú časti jadra? Komponenty uvedené nižšie sú súčasťou jadro:

  • Jadrový obal;
  • nukleoplazma;
  • karyomatrix;
  • chromatín;
  • Nukleoly.

jadrový obal

Karyolemma pozostáva z dvoch vrstiev- vonkajší a vnútorný, oddelené perinukleárnou dutinou. Vonkajšia membrána komunikuje s drsnými endoplazmatickými tubulmi. Co. vnútorný plášť sú pripojené fibrilárne proteíny základu jadrovej látky. Medzi membránami je perinukleárna dutina vytvorená vzájomným odpudzovaním ionizovaných organických molekúl s podobným nábojom.

Karyolema je prestúpená systémom otvorov – pórov tvorených molekulami bielkovín. Prostredníctvom nich prenikajú do cytoplazmatického retikula ribozómy, štruktúry, v ktorých dochádza k syntéze proteínov, ako aj notifikačné RNA.

Medzimembránové póry sú vyplnené tubuly. Ich steny sú tvorené špecifickými proteínmi – nukleoporínmi. Priemer otvoru umožňuje cytoplazme a obsahu jadra výmenu malých molekúl. Nukleové kyseliny, rovnako ako vysokomolekulárne proteíny, nie sú schopné samostatne prúdiť z jednej časti bunky do druhej. Na to existujú špeciálne transportné proteíny, ktorých aktivácia prebieha s nákladmi na energiu.

Makromolekulárne zlúčeniny pohybovať sa cez póry pomocou karyoferínov. Tie, ktoré transportujú látky z cytoplazmy do jadra, sa nazývajú importíny. Pohyb v opačný smer vykonávať vývoz. V ktorej časti jadra sa nachádza molekula RNA? Cestuje po celej cele.

Dôležité! Vysokomolekulárne látky nemôžu nezávisle prenikať cez póry z jadra do a späť.

Nukleoplazma

Zastúpené karyoplazmou- gélovitá hmota nachádzajúca sa vo vnútri dvojvrstvového obalu. Na rozdiel od cytoplazmy, kde je ph > 7, je prostredie vo vnútri jadra kyslé. Hlavnými látkami, ktoré tvoria nukleoplazmu, sú nukleotidy, proteíny, katióny, RNA, H2O.

Karyomatrix

Aké komponenty sú zahrnuté v základe jadra? Tvoria ho fibrilárne bielkoviny trojrozmernej štruktúry – laminy. Zohráva úlohu kostry, ktorá zabraňuje deformácii organoidu pri mechanickom namáhaní.

Chromatin

Toto hlavná látka, reprezentovaný súborom chromozómov, z ktorých niektoré sú v aktivovanom stave. Zvyšok je zabalený v zhutnených zhlukoch. K ich odhaleniu dochádza pri delení. V ktorej časti jadra sa nachádza molekula, ktorú poznáme ako DNA? sú tvorené génmi, ktoré sú súčasťou molekuly DNA. Obsahujú informácie, ktoré prenášajú dedičné znaky na nové generácie buniek. Preto sa v tejto časti jadra nachádza molekula DNA.

V biológii existujú nasledujúce typy chromatínu:

  • Euchromatín. Vyzerá ako nitkovité, despiralizované, nefarbiace útvary. Existuje v pokojovom jadre počas obdobia medzifázy medzi cyklami bunkového delenia.
  • Heterochromatín. Neaktivované špirálovité, ľahko zafarbené časti chromozómov.

Nukleoly

Jadierko je najhustejšie zabalená štruktúra jadra. Má prevažne zaoblené tvary, sú však segmentované ako v leukocytoch. Bunkové jadro niektorých organizmov nemá jadierka. V iných jadrách ich môže byť niekoľko. Látka jadier je reprezentovaná granulami, ktoré sú podjednotkami ribozómov, ako aj fibrilami, ktoré sú molekulami RNA.

Jadierko: štruktúra a funkcie

Nukleoly sú reprezentované nasledovne konštrukčné typy:

  • Retikulárne. Typické pre väčšinu buniek. Líši sa vysokou koncentráciou zahustených fibríl a granúl.
  • Kompaktný. Vyznačuje sa množstvom fibrilárnych akumulácií. Nachádza sa v deliacich sa bunkách.
  • Prstencový. Charakteristické pre lymfocyty a bunky spojivového tkaniva.
  • Reziduálny. Prevláda v bunkách, kde nedochádza k procesu delenia.
  • Samostatne. Všetky základné jadrá sú oddelené, plastické pôsobenie nie je možné.

Funkcie

Aká je funkcia jadra? Jadro je charakteristické tieto povinnosti:

  • Prenos dedičných vlastností;
  • reprodukcia;
  • Naprogramovaná smrť.

Ukladanie genetickej informácie

Genetické kódy sú uložené v chromozómoch. Líšia sa tvarom a veľkosťou. jednotlivcov iný druh majú rovnaký počet chromozómov. Komplex znakov charakteristických pre úložiská dedičnej informácie daného typu sa nazýva karyotyp.

Dôležité! Karyotyp je súbor znakov charakteristických pre chromozomálne zloženie organizmov daného druhu.

Existujú haploidné, diploidné a polyploidné sady chromozómov.

Bunky ľudského tela obsahujú 23 typov chromozómov. Vajíčko a spermie obsahujú haploid, teda jeden ich súbor. Pri oplodnení sa zásoby oboch buniek spoja a vytvoria dvojitý - diploidný súbor. Kultivované rastlinné bunky majú triploidný alebo tetraploidný karyotyp.

Ukladanie genetickej informácie

Prenos dedičných vlastností

Aké životné procesy prebiehajú v jadre? Génové kódovanie sa prenáša v procese čítania informácií, výsledkom čoho je tvorba matricovej (informačnej) RNA. Exportíny transportujú ribonukleovú kyselinu cez jadrové póry do cytoplazmy. Ribozómy používajú na syntézu genetické kódy potrebné pre telo bielkoviny.

Dôležité! K syntéze proteínov dochádza v cytoplazmatických ribozómoch na základe kódovanej genetickej informácie dodávanej messengerovou RNA.

reprodukcie

Prokaryoty sa ľahko rozmnožujú. Baktérie majú jednu molekulu DNA. V procese delenia kopíruje samu seba pripevnenie k bunkovej stene. Membrána rastie medzi dvoma spojeniami a vytvárajú sa dva nové organizmy.

Rozlišujú sa eukaryoty amitóza, mitóza a meióza:

  • Amitóza. Jadrové delenie prebieha bez fragmentácie buniek. Vznikajú dvojjadrové bunky. Pri ďalšom delení je možný vznik polynukleárnych útvarov. Aké organizmy sa vyznačujú takýmto rozmnožovaním? Ovplyvňuje starnúce, neživotaschopné, ale aj nádorové bunky. V niektorých situáciách dochádza k amitotickému deleniu s tvorbou normálnych buniek v rohovke, pečeni, chrupavkových štruktúrach, ako aj v tkanivách niektorých rastlín.
  • Mitóza. V tomto prípade začína štiepenie jadra jeho zničením. Vytvára sa štiepne vreteno, pomocou ktorého sa na rôznych koncoch bunky chovajú párové chromozómy. Nastáva replikácia nosičov dedičnosti, po ktorej sa vytvoria dve jadrá. Potom sa deliace vreteno demontuje, vytvorí sa jadrová membrána, ktorá rozdelí jednu bunku na dve.
  • meióza. Komplexný proces, pri ktorom dochádza k deleniu jadra bez zdvojenia oddelených chromozómov. Je charakteristická tvorbou zárodočných buniek – gamét, ktoré majú haploidnú sadu prenášačov dedičnosti.

naprogramovaná záhuba

Genetická informácia zabezpečuje životnosť bunky a po uplynutí stanoveného času naštartuje proces apoptózy (grécky - opad listov). Chromatín kondenzuje, jadrová membrána sa zrúti. Bunka sa rozpadá na fragmenty obmedzené na plazmatickú membránu. Apoptotické telieska, ktoré obchádzajú štádium zápalu, sú absorbované makrofágmi alebo susednými bunkami.

Kvôli prehľadnosti je v tabuľke uvedená štruktúra jadra a funkcie, ktoré vykonávajú jeho časti

Základný prvok Štrukturálne vlastnosti Vykonávané funkcie
škrupina Dvojvrstvová membrána Oddelenie obsahu jadra a cytoplazmy
póry Otvory v škrupine Export – import RNA
Nukleoplazma Gélová konzistencia Prostredie pre biochemické premeny
Karyomatrix fibrilárne proteíny Podpora konštrukcie, antideformácia
Chromatin Euchromatín, heterochromatín Ukladanie genetickej informácie
Nucleol fibrily a granule Produkcia ribozómov

Vzhľad

Tvar je určený konfiguráciou membrány. Zaznamenávajú sa tieto typy jadier:

  • Okrúhly. Najčastejšie sa stretávame. Napríklad väčšina lymfocytov je obsadená jadrom.
  • Pretiahol. V nezrelom neutrofile sa nachádza jadro v tvare podkovy.
  • segmentované. V škrupine sú vytvorené priečky. Vytvárajú sa navzájom spojené segmenty, ako napríklad v zrelom neutrofile.
  • Rozvetvený. Nachádza sa v jadrách buniek článkonožcov.

Počet jadier

Bunky môžu mať jedno alebo viac jadier, prípadne žiadne, v závislosti od funkcií, ktoré vykonávajú. Existujú nasledujúce typy buniek:

  • Nejadrové. Tvorené zložky krvi vyšších živočíchov – erytrocyty, krvné doštičky sú nosičmi dôležitých látok. Aby sa uvoľnilo miesto pre hemoglobín alebo fibrinogén Kostná dreň produkuje tieto prvky nejadrové. Nie sú schopní sa deliť a po uplynutí naprogramovaného času zomrú.
  • Jedno jadro. To je prípad väčšiny buniek v živých organizmoch.
  • Binukleárne. Pečeňové hepatocyty vykonávajú dvojakú funkciu - detoxikáciu a produkciu. Syntetizuje sa hem, ktorý je potrebný na tvorbu hemoglobínu. Na tieto účely sú potrebné dve jadrá.
  • Viacjadrový. Svalové myocyty vykonávajú obrovské množstvo práce a na jej dokončenie sú potrebné ďalšie jadrá. Z rovnakého dôvodu sa bunky krytosemenných rastlín vyznačujú polynukleárnosťou.

Chromozomálne patológie

Mnohé choroby sú výsledkom porušení spojených s porušením chromozomálneho zloženia. Najznámejšie príznaky sú:

  • Dole. Spôsobené prítomnosťou ďalšieho dvadsiateho prvého chromozómu (trizómia).
  • Edwards. Existuje ďalší osemnásty chromozóm.
  • Patau. Trizómia 13.
  • Turner. Chýba chromozóm X.
  • Klinefelter. Vyznačuje sa extra chromozómami X alebo Y.

Choroby spôsobené dysfunkciou základné časti jadrá nie sú vždy spojené s chromozomálnymi abnormalitami. Mutácie, ktoré ovplyvňujú jednotlivé jadrové proteíny, spôsobujú tieto ochorenia:

  • Laminopatia. Prejavuje sa predčasným starnutím.
  • Autoimunitné ochorenia. Lupus erythematosus je difúzna lézia spojivového tkaniva, roztrúsená skleróza- zničenie myelínových obalov nervov.

Dôležité! Chromozomálne abnormality vedú k závažným ochoreniam.

Štruktúra jadra

Biológia v obrazoch: Štruktúra a funkcie jadra

Záver

Bunkové jadro má zložitú štruktúru a plní vitálne funkcie.Je úložiskom a prenášačom dedičných informácií, riadi syntézu bielkovín a procesy bunkového delenia. Príčinou závažných ochorení sú chromozomálne abnormality.

Dobrý deň, milý návštevník. Dnes si povieme, čo sú jadrá procesora a akú funkciu plnia. Hneď chceme povedať, že nejdeme liezť do džungle, ktorú nie každý technológ zvládne. Všetko bude dostupné, zrozumiteľné a jednoduché, a preto sendviče pretiahnite.

Začnem tým, že procesor je centrálnym modulom v počítači, ktorý je zodpovedný za všetky matematické výpočty, logické operácie a spracovanie dát. V skutočnosti je všetka jeho sila sústredená, napodiv, v jadre. Ich počet určuje rýchlosť, intenzitu a kvalitu spracovania prijatých informácií. Poďme sa teda na komponent pozrieť bližšie.

Hlavné charakteristiky jadier CPU

Jadro je fyzický prvok procesora (nezamieňať s logickými jadrami -), ktorý ovplyvňuje výkon systému ako celku.

Každý produkt je postavený na určitej architektúre, ktorá naznačuje určitý súbor vlastností a schopností, ktoré sú vlastné rade vyrábaných čipov.

Hlavná rozlišovacia črta– t.j. veľkosť tranzistorov používaných pri výrobe čipov. Indikátor sa meria v nanometroch. Základom CPU sú tranzistory: čím viac ich je umiestnených na kremíkovej podložke, tým výkonnejšia je konkrétna inštancia čipu.

Zoberme si napríklad 2 modely zariadení od Intelu – Core i7 2600k a Core i7 7700k. Obidva majú 4 jadrá v procesore, avšak výrobný proces je výrazne odlišný: 32 nm oproti 14 nm, s rovnakou plochou matrice. Čo to ovplyvňuje? Posledne uvedené možno pozorovať tieto ukazovatele:

  • základná frekvencia je vyššia;
  • odvod tepla - nižší;
  • sada spustiteľných pokynov je širšia;
  • maximálna šírka pásma pamäte - viac;
  • podpora viac funkcie.

Inými slovami, zníženie procesu = zvýšenie produktivity. Toto je axióma.

Funkcie jadra

Centrálne jadro procesora vykonáva 2 hlavné typy úloh:

  • intrasystém;
  • zvykom.

Druhý zahŕňa funkcie podpory aplikácií prostredníctvom softvérového prostredia. V skutočnosti je programovanie aplikácií postavené len na zaťažení CPU úlohami, ktoré bude vykonávať. Cieľom vývojára je stanoviť priority pre vykonanie konkrétneho postupu.

Moderné operačné systémy vám umožňujú správne využívať všetky jadrá procesora, čo poskytuje maximálnu produktivitu systému. Z toho stojí za zmienku banálny, ale logický fakt: čím viac fyzických jadier na procesore, tým rýchlejšie a stabilnejšie bude váš počítač fungovať.

Ako povoliť všetky jadrá

Niektorí používatelia chcú v snahe o maximálny výkon využiť plný výpočtový výkon procesora. Na tento účel existuje niekoľko spôsobov, ktoré možno použiť samostatne alebo kombinovať niekoľko položiek:

  • odblokovanie skrytých a nepoužívaných jadier (nie je vhodné pre všetky procesory - treba si podrobne preštudovať návod na internete a skontrolovať svoj model);
  • aktivácia režimu na zvýšenie frekvencie na krátku dobu;
  • manuálne pretaktovanie procesora.

Najjednoduchší spôsob, ako spustiť všetky aktívne jadrá naraz, je nasledujúci:

  • otvorte ponuku "Štart" pomocou príslušného tlačidla;
  • do vyhľadávacieho panela napíšte príkaz "msconfig.exe" (iba bez úvodzoviek);
  • otvorte položku „pokročilé parametre“ a po aktivácii začiarkavacieho políčka oproti riadku nastavte potrebné hodnoty v stĺpci „počet procesorov“.

Ako povoliť všetky jadrá v systéme Windows 10?

Teraz, keď sa spustí Windows, všetky fyzické jadrá budú fungovať naraz (nezamieňať s vláknami).

Majitelia starších procesorov AMD

Nasledujúce informácie budú užitočné pre majiteľov starších procesorov AMD. Ak stále používate nasledujúce čipy, budete príjemne prekvapení:
Technológia odblokovania ďalších jadier sa nazýva ACC (Advanced Clock Calibration). Je podporovaný na nasledujúcich čipsetoch:
Pomôcka, ktorá vám umožňuje otvárať ďalšie jadrá pre každého výrobcu, sa nazýva inak:
Týmto jednoduchým spôsobom môžete zmeniť 2-jadrový systém na 4-jadrový. Väčšina z vás o tom ani nevedela, však? Dúfajme, že som vám pomohol dosiahnuť zvýšenie produktivity zadarmo.

V tomto článku som sa vám snažil čo najpodrobnejšie vysvetliť, čo to jadro je, z čoho pozostáva, aké funkcie plní a aký má potenciál.

V nasledujúcich vzdelávacích programoch na vás čaká množstvo zaujímavostí, a teda nie materiálnych. čau čau.

Pravdepodobne každý používateľ, ktorý je málo oboznámený s počítačom, sa pri výbere centrálneho procesora stretol s množstvom nepochopiteľných charakteristík: procesná technológia, vyrovnávacia pamäť, zásuvka; hľadal radu od priateľov a známych kompetentných vo veci počítačového hardvéru. Pozrime sa na rozmanitosť rôznych parametrov, pretože procesor je podstatná časť váš počítač a pochopenie jeho vlastností vám dá istotu pri kúpe a ďalšom používaní.

CPU

CPU osobný počítač je mikroobvod, ktorý je zodpovedný za vykonávanie akýchkoľvek dátových operácií a riadi periférne zariadenia. Je obsiahnutý v špeciálnom silikónovom puzdre nazývanom kryštál. Skratka sa používa pre skratku - CPU (CPU) alebo CPU(z anglického Central Processing Unit – centrálna procesorová jednotka). Zapnuté moderný trh počítačové komponenty, existujú dve konkurenčné spoločnosti, Intel a AMD, ktoré sú neustále vo výkone nových procesorov, neustále zlepšujú technologický postup.

Procesná technológia

Procesná technológia je veľkosť používaná pri výrobe procesorov. Určuje veľkosť tranzistora, ktorého jednotkou je nm (nanometer). Tranzistory zase tvoria vnútorný základ CPU. Pointa je, že neustále zlepšovanie výrobných techník vám umožňuje zmenšiť veľkosť týchto komponentov. V dôsledku toho je ich oveľa viac umiestnených na čipe procesora. To pomáha zlepšovať výkon CPU, takže použitá procesná technológia je vždy uvedená v jeho parametroch. Napríklad Intel Core i5-760 je vyrobený podľa 45 nm procesnej technológie a Intel Core i5-2500K je vyrobený podľa 32 nm procesnej technológie, na základe týchto informácií je možné posúdiť, aký moderný je procesor a výkonom prekonáva svojho predchodcu, no pri výbere je potrebné brať do úvahy množstvo ďalších možností.

Architektúra

Procesory sa tiež vyznačujú takou charakteristikou, ako je architektúra - súbor vlastností, ktoré sú súčasťou celej rodiny procesorov, ktoré sa spravidla vyrábajú mnoho rokov. Inými slovami, architektúra je ich organizácia resp vnútorná konštrukcia CPU.

Počet jadier

Core- najdôležitejší prvok centrálneho procesora. Je to časť procesora schopná vykonávať jeden tok inštrukcií. Jadrá sa líšia veľkosťou vyrovnávacej pamäte, frekvenciou zbernice, výrobnou technológiou atď. Výrobcovia im pri každom ďalšom technickom procese priraďujú nové mená (napríklad jadro procesora AMD je Zambezi a Intel je Lynnfield). S rozvojom technológií výroby procesorov bolo možné umiestniť viac ako jedno jadro do jedného balíka, čo výrazne zvyšuje výkon CPU a pomáha vykonávať viacero úloh súčasne, ako aj používať viacero jadier v programoch. Viacjadrové procesory rýchlejšie zvládne archiváciu, dekódovanie videa, prevádzku moderných videohier atď. Napríklad čiary Jadrové procesory 2 Duo a Core 2 Quad od Intelu, ktoré využívajú dvojjadrové a štvorjadrové CPU. Zapnuté tento moment Masívne dostupné procesory s 2, 3, 4 a 6 jadrami. Väčšina z nich sa používa v serverových riešeniach a bežný používateľ PC ich nevyžaduje.

Frekvencia

Výkon ovplyvňuje okrem počtu jadier aj frekvencia hodín. Hodnota tejto charakteristiky odráža výkon CPU v počte cyklov (operácií) za sekundu. Ďalšou dôležitou vlastnosťou je frekvencia zbernice(FSB - Front Side Bus) demonštrujúca rýchlosť výmeny dát medzi procesorom a periférnymi zariadeniami počítača. Frekvencia hodín je úmerná frekvencii zbernice.

zásuvka

Aby bol budúci procesor upgradovaný na kompatibilitu s existujúcou základnou doskou, musíte poznať jeho päticu. Zásuvka sa nazýva konektor, v ktorom je nainštalovaný procesor základná doska počítač. Typ pätice je charakterizovaný počtom pinov a výrobcom procesora. Rôzne pätice zodpovedajú určitým typom CPU, takže každá pätica akceptuje určitý typ procesora. Intel používa päticu LGA1156, LGA1366 a LGA1155, zatiaľ čo AMD používa AM2+ a AM3.

Cache

Cache- množstvo pamäte s veľmi vysokou prístupovou rýchlosťou, potrebné na zrýchlenie prístupu k údajom, ktoré sú neustále v pamäti s nižšou prístupovou rýchlosťou (RAM). Pri výbere procesora majte na pamäti, že zväčšenie veľkosti vyrovnávacej pamäte zlepšuje výkon väčšiny aplikácií. Cache CPU sa rozlišuje v troch úrovniach ( L1, L2 a L3), ktorý sa nachádza priamo na jadre procesora. Na viac prijíma dáta z RAM vysoká rýchlosť spracovanie. Za zváženie tiež stojí, že pre viacjadrové CPU je uvedené množstvo vyrovnávacej pamäte L1 pre jedno jadro. Cache druhej úrovne vykonáva podobné funkcie, líšia sa nižšou rýchlosťou a väčším objemom. Ak máte v úmysle použiť procesor na úlohy náročné na zdroje, potom bude vhodnejší model s veľkým množstvom vyrovnávacej pamäte druhej úrovne, keďže celkové množstvo vyrovnávacej pamäte L2 je uvedené pre viacjadrové procesory. Najvýkonnejšie procesory ako AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon sú vybavené vyrovnávacou pamäťou L3. Cache tretej úrovne je najmenej rýchla, ale môže mať až 30 MB.

Spotreba energie

Spotreba procesora úzko súvisí s technológiou jeho výroby. S poklesom nanometrov procesnej technológie, zvýšením počtu tranzistorov a zvýšením taktovacej frekvencie procesorov dochádza k zvýšeniu spotreby energie CPU. Napríklad procesory Jadrová línia i7 od Intelu vyžadujú až 130 alebo viac wattov. Napätie dodávané do jadra jasne charakterizuje spotrebu procesora. Toto nastavenie je dôležité najmä pri výbere CPU pre použitie ako multimediálne centrum. IN moderné modely procesory využívajú rôzne technológie, ktoré pomáhajú bojovať proti nadmernej spotrebe energie: vstavané teplotné senzory, systémy automatického riadenia napätia a frekvencie jadier procesorov, režimy šetrenia energie s nízkou záťažou procesora.

Pridané vlastnosti

Moderné procesory získali schopnosť pracovať v 2 a 3-kanálových režimoch RAM, čo výrazne ovplyvňuje jeho výkon, a tiež podporujú väčšiu sadu inštrukcií, čo zvyšuje ich funkčnosť na nová úroveň. GPU vďaka tejto technológii spracovávajú video samy, a tým zaťažujú CPU DXVA(z anglického DirectX Video Acceleration - zrýchlenie videa komponentom DirectX). Intel používa vyššie uvedenú technológiu Turbo zrýchlenie dynamicky meniť frekvenciu hodín CPU. Technológia Rýchlostný krok riadi spotrebu CPU v závislosti od aktivity procesora a Virtualizačná technológia Intel vytvára virtuálne prostredie v hardvéri na viacnásobné použitie operačné systémy. Moderné procesory možno tiež rozdeliť na virtuálne jadrá pomocou technológie Hyper Threading. Napríklad dvojjadrový procesor je schopný rozdeliť takt jedného jadra na dve, čo prispieva k vysokému spracovateľskému výkonu so štyrmi virtuálnymi jadrami.

Pri premýšľaní o konfigurácii vášho budúceho počítača nezabudnite na grafickú kartu a jej GPU(z anglického Graphics Processing Unit - grafické zariadenie na spracovanie) - procesor vašej grafickej karty, ktorý je zodpovedný za vykresľovanie (aritmetické operácie s geometrickými, fyzickými objektmi atď.). Čím vyššia je frekvencia jeho jadra a frekvencia pamäte, tým menšie bude zaťaženie centrálneho procesora. Hráči by mali venovať osobitnú pozornosť GPU.