Вступ

У більшості сучасних процесорів Intel, починаючи з 3 покоління, під захисною кришкою використовується не припій, а звичайна термопаста. Через це охолоджувати такі процесори набагато складніше. Більш того рано чи пізно термопаста висихає і повністю втрачає свої теплопровідні властивості. В результаті охолодження не справляється і доводиться робити скальпування. Скальпування також потрібно в тому випадку, якщо процесор буде розігнаний, тому що під більшою частотою і напругою значно підвищується тепловиділення, а з ним і температура.

Останнім часом розгін процесора і інших комплектуючих стає все більш актуальною темою. Підливають масла у вогонь і виробники материнських плат і процесорів. Компанії розробляють і створюють материнські плати, намагаючись завоювати визнання користувачів, не тільки допускають можливість розгону на своїх материнських платах, а й докладають до них різні утиліти, що спрощують процес розгону. Є навіть рішення (хоча і вельми неефективні), коли розгін проводиться поворотом ручки на самій материнській платі. Крім того, зараз щорічно проводяться офіційні змагання з "розгону", і якщо так піде і далі, то розгін процесорів скоро стане спортивною дисципліною. Існує два типи розгону. Перший - це екстремальний розгін із застосуванням рідкого азоту. Це розгін заради результату, в ньому можуть бути досягнуті рекордні показники, але працювати на таких комп'ютерах неможливо. Подібні експерименти проводяться тільки для фіксації рекордних результатів, а для звичайного користувача такий розгін інтересу не представляє. Другим типом розгону є розгін з метою підвищення продуктивності процесора без шкоди для стабільності роботи.

1 Загальна частина

1.1 Центральний процесор як частина комп`ютера

Центральний процесор - електронний блок, або інтегральна схема (мікропроцесор), що виконує машинні інструкції (код програм), головна частина апаратного забезпечення комп'ютера або програмованого логічного контролера. Спочатку термін центральний процесорний пристрій описував спеціалізований клас логічних машин, призначених для виконання складних комп'ютерних програм. Внаслідок досить точної відповідності цього призначення і функцій існувавших в той час комп'ютерних процесорів він природним чином був перенесений на самі комп'ютери. Початок застосування терміна і його абревіатури по відношенню до комп'ютерних систем було покладено в 1960-і роки. Пристрій, архітектура і реалізація процесорів з тих пір неодноразово змінювалися, однак їх основні виконувані функції залишилися тими ж, що і раніше.

Головними характеристиками ЦП є: тактова частота, продуктивність, енергоспоживання, норми літографічного процесу використовуваного при виробництві і архітектура.

Рисунок 1.1 – Сучасний процесор Intel Core i7 8700K

1.2 Історія розвитку процесорів

Історія розвитку виробництва процесорів повністю відповідає історії розвитку технології виробництва інших електронних компонентів і схем.

Рисунок 1.2 - Комп'ютер, що використовує електромеханічне реле

Першим етапом, що торкнувся період з 1940-х по кінець 1950-х років, було створення процесорів з використанням електромеханічних реле, феритових сердечників (пристроїв пам'яті) і вакуумних ламп. Вони встановлювалися в спеціальні роз'єми на модулях, зібраних в стійки. Велика кількість таких стійок, з'єднаних провідниками, в сумі представляли процесор. Для функціонування комп'ютера на базі таких мікросхем була потрібна величезна кількість процесорів. Подібний комп'ютер мав величезний корпус розміром з досить велику кімнату. При цьому він виділяв велику кількість енергії, а його швидкодія залишало бажати кращого. Відмінною особливістю була низька надійність, низька швидкодія і велике тепловиділення.

Рисунок 1.3 - Стійка центрального процесора PDP-8-1, вид з середини

Другим етапом, з середини 1950-х до середини 1960-х, стало впровадження транзисторів. Транзистори монтувалися вже на близькі до сучасних по виду плати, що встановлюються в стійки. Як і раніше, в середньому процесор складався з декількох таких стійок. Зросла швидкодія, підвищилася надійність, зменшилася енергоспоживання.

Третім етапом, які настали в середині 1960-х років, стало використання мікросхем. Спочатку використовувалися мікросхеми низького ступеня інтеграції, що містять прості транзисторні та резисторні збірки, потім, у міру розвитку технології, стали використовуватися мікросхеми, реалізують окремі елементи цифрової схемотехніки (спочатку елементарні ключі і логічні елементи, потім більш складні елементи - елементарні регістри, лічильники, суматори), пізніше з'явилися мікросхеми, що містять функціональні блоки процесора – мікропрограмний пристрій, арифметично-логічний пристрій, регістри, пристрої роботи з шинами даних і команд.

Рисунок 1.4 – Intel 4004

Четвертим етапом, на початку 1970-х років, стало створення, завдяки прориву в технології створення ВІС і НВІС (великих і надвеликих інтегральних схем, відповідно), мікропроцесора - мікросхеми, на кристалі якої фізично були розташовані всі основні елементи і блоки процесора. Фірма Intel в 1971 році створила перший в світі 4-розрядний мікропроцесор 4004, призначений для використання в мікрокалькуляторах. Поступово практично всі процесори стали випускатися в форматі мікропроцесорів. Винятком довгий час залишалися тільки малосерійне процесори, апаратно оптимізовані для вирішення спеціальних завдань (наприклад, суперкомп'ютери або процесори для вирішення ряду військових завдань), або процесори, до яких пред'являлися особливі вимоги по надійності, швидкодії або захисту від електромагнітних імпульсів і іонізуючої радіації. Поступово, зі здешевленням і поширенням сучасних технологій, ці процесори також починають виготовлятися в форматі мікропроцесора.

Зараз слова «мікропроцесор» і «процесор» практично стали синонімами, але тоді це було не так, тому що звичайні (великі) і мікропроцесорні ЕОМ мирно співіснували ще, принаймні, 10-15 років, і тільки на початку 1980-х років мікропроцесори витіснили своїх старших побратимів. Проте, центральні процесорні пристрої деяких суперкомп'ютерів навіть сьогодні представляють собою складні комплекси, побудовані на основі мікросхем великої та надвеликої ступеня інтеграції. Перехід до мікропроцесорів дозволив створити персональні комп'ютери, які проникли майже в кожен будинок.