Общается процессор с другими устройствами компьютера с помощью специальной скоростной магистрали – «шины», точнее, двух шин: шины данных, предназначенной для передачи информации от процессора к другим устройствам компьютера, в том числе оперативной памяти, и адресной шины, определяющей диапазон адресов памяти, которые может использовать процессор.

На любом процессорном кристалле находятся:

• Ядро процессора, главное вычислительное устройство. Именно здесь происходит обработка всех поступающих в процессор данных.

• Сопроцессор – дополнительный блок для самых сложных математических вычислений, в том числе операций с «плавающей точкой». Активно используется, в частности, при работе с графическими и мультимедийными программами.

• Кэш-память. Буферная память – своеобразный накопитель данных. В современных процессорах используется два типа кэш-памяти: первого уровня – небольшая (несколько десятков килобайт) сверхбыстрая память, и второго уровня – чуть помедленнее, зато больше – от 128 килобайт (Кбайт) до 2 Мбайт.

Трудно поверить, что все эти устройства размещаются на кристалле площадью не более 4—6 квадратных сантиметров! Только под микроскопом мы можем разглядеть крохотные элементы, из которых состоит микропроцессор, и соединяющие их металлические «дорожки» (для их изготовления сегодня используется алюминий, однако на смену ему приходит медь).

Процессоры для персональных компьютеров выпускают несколько компаний, но чаще всего в современных PC используются процессоры от Intel и AMD. У каждого из них есть своя «изюминка», однако их архитектура остается схожей – все программы, работающие с процессором от Intel, должны запускаться и на компьютерах, снабженных «камнем» от AMD.

Помимо названия фирмы-производителя у каждого процессора есть ряд очень важных параметров, которые характеризуют скорость его работы:

Тактовая частота. Самый важный показатель, определяющий скорость работы процессора. Тактовая частота, измеряемая в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц), обозначает лишь то количество циклов, которые совершает работающий процессор за единицу времени (секунду). Пик спроса сегодня приходится на процессоры с частотой от 3 до 4 ГГц.

Разрядность процессора. Разрядность характеризуется как «максимальное количество бит информации, которые могут обрабатываться и передаваться процессором одновременно». Помните, чуть выше мы говорили о регистрах? Так вот, разрядность процессора как раз и показывает, сколько информации могут вместить в себя эти логические ячейки. И если тактовая частота – это всего лишь скорость, с которой процессор заглатывает информацию, то разрядность свидетельствует о размере куска, который влезает в один присест в его виртуальную пасть. Первые процессоры были 8– и даже 4-разрядными, но постепенно разрядность их росла. 90-е годы мы встретили уже с 32-разрядными процессорами, а недавно произошел очередной скачок: в 2003 году на рынке появились первые 64-разрядные процессоры для настольных компьютеров.

Количество процессорных ядер. Увеличивать частоту процессоров можно не беспредельно. Дело в том, что одновременно с частотой резко возрастает количество тепла, которое выделяет работающий процессор – например, у последних моделей Pentium 4 тепловыделение составляет около 120 ватт (что соответствует двум бытовым электролампам)! Кроме того, свою роковую роль сыграло и уменьшение размеров транзисторов – «ужимать» их до бесконечности тоже нельзя. Поэтому сегодня для увеличения скорости работы процессора конструкторы вынуждены идти другим путем, размещая несколько процессорных ядер на одном кристалле. В мае 2005 года корпорация Intel представила первые модели двухъядерных процессоров Pentium D (с частотой от 2 до 3,2 ГГц), а несколькими днями позже свое семейство AMD Х2 представила и AMD.