Вообще-то все части компьютера (мы договорились называть их комплектующими) одинаково важны. Не будет «телевизора»-монитора — и мы никогда не сможем понять, что именно хочет сказать нам компьютер. Кстати — именно так обстояли дела всего лишь полвека назад: у тогдашних компьютеров никаких мониторов не было, а считывать результаты работы приходилось с бумажной перфоленты. А прочесть ее мог только специально обученный инженер.
Не будет винчестера – и негде будет хранить информацию. И каждый раз, когда мы будем включать компьютер, все программы придется вводить в него заново!
Не будет принтера – и ты никогда не сможешь распечатать нужную фотографию или текст…
Наконец, без крошки-мыши и клавиатуры тебе будет трудно отдавать компьютеру команды…
Да, обойтись без всех этих устройств трудно… Но можно! Ты не поверишь, но еще тридцать лет назад ни одного из них не было и в помине!
Есть лишь одна деталь, без которой компьютер не мог обойтись никогда. Это – Процессор, главное вычислительное и управляющее устройство. Конечно, мы говорили о том, что раньше компьютер был напичкан всевозможными механическими и электрическими переключателями – зубчатым колесами, затем – лампами и реле. Но по-настоящему компьютерная эра началась тогда, когда ученые придумали, как уместить на одном кристалле кремния тысячи, а позднее – и миллиона таких переключателей (они называются транзисторами). Тогда и родился процессор, а вместе с ним – и привычные нам компьютеры.
Знаешь ли ты, что…
Первый транзистор был создан в 1947 году. Первый процессор, выпущенный компанией Intel в 1971 году, содержал на своем кристалл уже 2300 транзисторов! Современные процессоры содержат больше 100 миллионов (!) транзисторов!
Размер транзисторов на кристалле процессора ничтожно мал – их толщина в тысячу раз меньше человеческого волоса и составляет около 90 нанометров (это одна миллионная часть миллиметра). Кстати, неудивительно, что во время работы процессор сильно греется: новые модели выделяют тепла не меньше, чем электрическая лампочка. Ведь каким бы крохотным не был переключатель-транзистор, а для работы ему требуется энергия. И чем больше транзисторов на кристалле – тем больше аппетит процессора. А значит. И количество выделяемого им тепла. Именно поэтому на все процессоры обязательно устанавливают специальный вентилятор – кулер: без него процессор просто перегорит!
Сам процессор невелик – на твоей ладони можно уместить несколько этих «умных кристаллов». А по сравнению с готовым, собранным компьютером он выглядит, как воробей рядом с человеком. Или наша Земля рядом с Солнцем. Но наш компьютер может работать только благодаря этой крохе.
Двести лет назад члены Французской Академии Наук приняли специальное постановление, в котором отвергалась идея существования… метеоритов! «Камни с неба падать не могут!» — вынесли свой вердикт ученые мужи. Интересно, что бы они сказали, поведай мы им о камнях, умеющих считать! Ведь процессор почти целиком состоит из кремния — минерала, который мы чаще всего встречаем в виде обычного песка или гранитных скал!
Первые процессоры работали очень медленно — так, для сложения двух восьмизначных чисел им требовалось более 10 минут! Если ты постараешься, то сможешь легко обогнать этих 1 компьютерных черепах, складывая числа на бумаге, в столбик. А любой современный компьютер работает со скоростью, в тысячи раз быстрее, чем камешек, управлявший полетом первого космического корабля к Луне! Современные процессоры способны выполнять более 10 миллиардов операций в секунду, а суперкомпьютеры, содержащие множество процессоров — до триллиона операций в секунду!
Еще в начале компьютерной эры один из изобретателей процессора Гордон Мур предсказал, что ежегодно скорость работы процессоров будет удваиваться! И этот закон неукоснительно выполнялся: каждый год ученые создавали новый процессор, работавший с «удвоенной» скоростью!
Гордон Мур: «Если бы автомобили развивались так же быстро, как процессоры, то сегодня на одном литре бензина мы могли бы проехать миллион километров, а сам автомобиль было бы дешевле выбросить, чем платить за парковку».
Главный показатель работы процессора — это его скорость. Измеряется она в мегагерцах и гигагерцах:
1 МГц = 1 000 000 Гц
1ГГц = 1 000 МГц
Большинство современных процессоров способны работать со скоростью от 1 до 5 ГГц. Жаль, что переключать скорости на процессоре, как на автомобиле, нельзя: его скорость – величина фиксированная. Исключением является разве что процессоры портативных компьютеров – они умеют снижать скорость автоматически, если нагрузка на них падает.
Помимо показателя скорости, у процессоров есть и собственные имена. У процессоров разных фирм имена разные: например если твой процессор выпустила компания Intel, то скорее всего, он называется Pentium, а процессоры компании AMD называются Athlon.
Каким бы умелым и быстрым ни был наш процессор, а одиночку ему с работой справиться трудно. Именно поэтому в компьютере у большого, центрального процессора есть множество помощников – специальных микросхем, каждая из которых отвечает за какой-нибудь небольшой участок работы. Чтобы избежать путаницы, их называют не «процессорами», а «чипами». Эти два слова вообще-то обозначают одно и то же – но сразу понятно, что единственный Процессор – это Главный Вычислитель, а Чипы – его многочисленные помощники.
Собственным процессорами-чипами оснащены практически все компьютерные комплектующие и периферийные устройства. Самый мощный из таких чипов установлен на видеоплате, и недаром: работа с трехмерными изображениями – пожалуй, самая сложная из задач, которую приходится решать современному компьютеру. А без трехмерной графики не обходится сегодня ни одна, даже самая слабая, игрушка… По мощности чип на видеокарте порой не ступает главному, центральному процессору, а «крутая» видеоплата стоит не меньше среднего компьютера!
Но самое интересное, что в некоторые компьютеры устанавливают и несколько центральных процессоров! Конечно, в домашних «персоналках» такое встречается редко. Но мощные компьютеры, с помощью которых решают научные задачи или создают фантастические спецэффекты в современных кинофильмах, чаще всего — многопроцессорные.
В будущем, вероятно, такими станут и большинство обычных, домашних компьютеров. Ведь мощность процессоров нельзя наращивать бесконечно — наука уже вплотную подошла к барьеру, перешагнуть который мы пока не можем. А раз нельзя увеличить скорость одного процессора — придется увеличивать их количество!
