Mikä on keskusyksikkö (CPU)?

Keskusyksikkö (CPU) on tietokoneen tärkein siru: se lukee käskyjä, suorittaa laskutoimituksia ja koordinoi tietokoneen muiden osien toimintaa. Ajattele sitä pääkokkina, joka jakelee ohjeita muiden osien ahertaessa annoksen parissa. Yksinkertainen mutta tehokas.

Myytti

CPU:t ovat paras tapa louhia kolikoita. Eivät oikeastaan. Proof of work -kolikoiden louhinnassa grafiikkasuorittimet (GPU:t) ottivat ohjat jo kauan sitten, ja myöhemmin ASIC-laitteet syrjäyttivät ne vielä tehokkaammin. CPU:t ovat edelleen hyödyllisiä nodejen ja lompakoiden pyörittämisessä sekä tavallisten sovellusten käytössä.

Näin keskusyksikkö (CPU) toimii

Nopea kierros ilman laboratoriotakkia. Kuvittele, että sovelluksesi tai nodesi antaa CPU:lle tehtävälistan, jonka siru käy sitten järjestelmällisesti läpi.

Vaihe 1: Haku. CPU hakee käskyn ja tarvittavat tiedot muistista.
Vaihe 2: Purku. CPU selvittää, mitä käsky tarkoittaa. Lohkon tarkistamiseen voi kuulua kryptografisia haasteita, kuten hajautusarvojen laskemista ja allekirjoitusten tarkistamista.
Vaihe 3: Suoritus. Ydinten kautta suoritetaan aritmeettisia ja loogisia operaatioita, kuten saldojen yhteenlaskua tai allekirjoitusten vertailua.
Vaihe 4: Tallennus. Tulokset tallennetaan rekistereihin tai muistiin seuraavaa vaihetta varten.
Vaihe 5: Toisto. Tämä tapahtuu miljardeja kertoja sekunnissa useiden ydinten voimin, ja välimuistit pitävät usein tarvittavat tiedot käden ulottuvilla.

Tähän tahtiin tietokoneesi toimii – juuri siitä on kyse.

Miksi keskusyksikkö (CPU) on tärkeä

Tässä syitä, miksi asialla on väliä, vaikka et olisi koskaan käyttänyt louhintalaitteistoa:

Hyöty: Voit käyttää nodea, vahvistaa omat transaktiosi ja pitää laitteistokokoonpanosi yksityisenä ilman erikoislaitteita.
Näkökulma: Louhijat puhuvat laskentatehosta (hashratesta). CPU:t jäävät tässä vertailussa alemmalle tasolle, mutta ne pyörittävät lompakoita, nodeja ja kehittäjätyökaluja.
Merkitys: CPU tekee työtä älysopimuksia käännettäessä, allekirjoituksia tarkistettaessa ja lohkoja jäsennettäessä samalla, kun selaat, koodaat tai katsot suoratoistoa.

Vinkki

Node- tai kehittäjäkoneeseen kannattaa valita CPU, jossa on vahva yhden ytimen suorituskyky ja runsaasti muistikaistaa. Pidä jäähdytys kunnossa, jotta CPU:n suorituskyky ei laske pitkien synkronointien aikana.

Keskusyksikön (CPU) tärkeimmät ominaisuudet

Seuraavat ominaisuudet erottavat CPU:t toisistaan kryptojen parissa ja tavallisessa käytössä:

Ytimet: Useampi ydin pystyy käsittelemään rinnakkaisia tehtäviä, kuten useiden allekirjoitusten tarkistamista samanaikaisesti.
Kellotaajuus: Korkeampi kellotaajuus nopeuttaa yhden säikeen tehtäviä, kuten komentosarjojen tarkistamista ja jäsentämistä.
Välimuisti: Suurempi sirulla oleva välimuisti pitää usein tarvittavat tiedot lähellä ja nopeuttaa näin validointia.
Käskyt: AES NI:n ja SHA:n kaltaiset laajennukset voivat nopeuttaa paljon kryptografiaa vaativia tehtäviä.
Virrankulutus: Pienempi kulutus tarkoittaa hiljaisempaa, viileämpää ja edullisempaa pitkäaikaista käyttöä.

CPU-tyypit

CPU:ita on monenlaisia, ja kullakin on omat vahvuutensa:

Pöytäkoneet: Hyvä yhdistelmä yhden ytimen suorituskykyä ja ytimien määrää koodaukseen, pelaamiseen ja kevyiden nodejen käyttöön.
Mobiililaitteet: Kannettaviin tietokoneisiin ja puhelimiin tarkoitettuja energiapihimpiä vaihtoehtoja, jotka sopivat kevyiden lompakoiden käyttöön ja tarkistuksiin liikkeellä ollessa.
Palvelimet: Runsaasti ytimiä ja suuri välimuisti indeksoijille, lohkoselaimille ja arkistonodeille.
Arkkitehtuuri: x86, ARM ja RISC V ovat käytössä pöytäkoneissa, palvelimissa ja kannettavissa laitteissa.
Louhinta: Louhinnassa CPU:t väistyivät sovelluskohtaisesti suunniteltujen integroitujen piirien (ASICien) tieltä. Ne on suunniteltu vain yhteen tehtävään.

Muistutus

Ydinten suurempi määrä ei aina tarkoita nopeampaa suorituskykyä käytännössä. Monissa lompakoiden ja nodejen tehtävissä vahva yhden ytimen suorituskyky ja nopea tallennustila ovat edelleen tärkeämpiä.

Esimerkki

Bitcoinin täyden noden synkronoinnin aikana keskusyksikkö (CPU) tarkistaa allekirjoituksia ja komentosarjoja, kun tallennusasema lukee lohkoja levyltä.

Hauska fakta

Bitcoinia louhittiin alkuaikoina tavallisilla CPU:illa, usein kotona kannettavilla tietokoneilla. Sitten GPU:t ottivat ykköspaikan, ja myöhemmin tulivat ASIC-laitteet, mutta ensimmäinen vaihe oli varsin tee-se-itse-henkinen.

Yhteenveto

Ajattele CPU:ta luotettavana yleisosaajana, joka pitää lompakot, nodet ja sovellukset rehellisinä muiden osien esitellessä omia kykyjään.

Central Processing Unit (CPU)