Микропроцессоры
CPU: вычислительное ядро компьютера. x86 (Intel, AMD), ARM (Apple, Qualcomm), RISC-V (открытая архитектура). Миллиарды транзисторов, частоты до 6 ГГц.
Микропроцессоры
Intel Core (процессоры)
Семейство процессоров Intel Core (2006-2024): Core 2 Duo (первые dual-core, 65nm), Core i3/i5/i7/i9 (2008-н.в., Nehalem архитектура, HyperThreading). Поколения: Sandy Bridge (2011, 32nm), Haswell (2013, 22nm), Skylake (2015, 14nm), Alder Lake (2021, 10nm, гибридная архитектура P+E cores), Raptor Lake (2022-2023), Meteor Lake (2023, Intel 4 процесс 7nm). Частоты: 2.4-5.8 GHz (i9-13900KS турбо). Ядер: до 24 (8P+16E в i9-13900K). Кэш L3: 30-36 MB. TDP: 65-253W. Лидер desktop/laptop до 2020, потерял позиции Apple M/AMD Ryzen
AMD Ryzen (процессоры)
Процессоры AMD Ryzen (2017-н.в.) на архитектуре Zen: Zen 1 (14nm, 2017, 8 ядер), Zen 2 (7nm, 2019, до 16 ядер, chiplet дизайн), Zen 3 (7nm+, 2020, unified L3 cache), Zen 4 (5nm, 2022, DDR5/PCIe 5.0), Zen 5 (4nm, 2024). Chiplet архитектура: отдельные CPU chiplets (CCD) + I/O die — масштабируемость до 96 ядер (EPYC серверные). Ryzen 9 7950X: 16 ядер, 32 потока, 5.7 GHz boost, 64MB L3, TDP 170W. Преимущество: больше ядер за ту же цену (Ryzen 9 vs Core i9). Вернул AMD 40%+ долю рынка desktop CPU после 10 лет доминирования Intel. Используется в PlayStation 5, Xbox Series
Apple M (процессоры)
ARM-процессоры Apple для Mac (2020-н.в.): M1 (5nm, 2020, 8 ядер 4P+4E, Neural Engine 16 ядер, унифицированная память), M1 Pro/Max (2021, до 10 CPU + 32 GPU ядер), M2 (2022, 4nm, улучшенные ядра), M3/M3 Pro/M3 Max (2023, 3nm TSMC, Dynamic Caching GPU). Производительность: M1 обогнал Intel Core i9 в однопотоке при 15W (vs 45W Intel). Архитектура: большие ядра Firestorm/Avalanche/Everest (3.2-4.05 GHz) + энергоэффективные Icestorm/Blizzard (2.0-2.7 GHz). Unified Memory Architecture (UMA): CPU и GPU делят память без копирований — ускорение в 2-5 раз для GPU задач. Mac доля рынка выросла с 8% до 11% (2020-2023). Революция: доказали превосходство ARM в производительности
Архитектуры CPU
CISC (x86 — сложные команды), RISC (ARM, RISC-V — простые команды). Гибриды: x86 с RISC-ядром. Суперскалярность, out-of-order execution.
GPU
Графические процессоры: тысячи ядер для параллельных вычислений. NVIDIA (CUDA), AMD (RDNA, CDNA), Intel (Arc). Игры, AI/ML, рендеринг, майнинг.
NPU / AI-ускорители
Нейронные процессоры для inference/training. Google TPU, Apple Neural Engine, Qualcomm Hexagon, Intel Gaudi. Низкая точность (INT8, FP16), высокая пропускная способность.
Архитектура RISC-V
Open-source ISA (2010, UC Berkeley). Модульная: базовые инструкции + расширения (M-умножение, A-атомарные, F/D-плавающая точка). Бесплатная лицензия (vs ARM $1-2 млн). Применение: IoT (SiFive), серверы (Alibaba T-Head), образование. Китай активно внедряет (санкции США). 32/64/128-бит варианты.
GPU и параллельные вычисления
Тысячи простых ядер для параллелизма. NVIDIA CUDA (2007) — стандарт для ML. AMD ROCm, Intel oneAPI. Tensor-ядра для AI. Data-центры: H100, A100.