- De leerlingen kunnen de belangrijkste processorfabrikanten voor laptops en desktops benoemen.
- De leerlingen kunnen het verschil uitleggen tussen processoren voor desktops, laptops en mobiele toestellen.
- De leerlingen kunnen de belangrijkste factoren bij de keuze van een processor opsommen en toelichten.
- De leerlingen kunnen de generaties van computers en processortechnologieën beschrijven.
- De leerlingen kunnen de belangrijkste vernieuwende trends qua processor en computerdesign benoemen.
- De leerlingen kunnen verschillende soorten processorkoelers en hun werking herkennen en vergelijken.
- De leerlingen kunnen aandachtspunten bij de aankoop, installatie en het onderhoud van processorkoelers benoemen.
- Zie boek p. 58 - 64 (Hoofdstuk 3, sectie 3.2 - 3.3)
3.2 Processoren op de markt
- De markt voor laptop- en desktopprocessoren wordt beheerst door Intel en AMD.
- Intel is historisch dominant, maar AMD heeft een trouwe gebruikersgroep.
- Een volledig overzicht van beschikbare processoren is onmogelijk door het grote aanbod en snelle veranderingen.
- Desktopprocessoren zijn krachtiger en verbruiken meer energie dan laptopprocessoren.
- Laptopprocessoren zijn energiezuiniger en moeilijker te koelen door de compacte behuizing.
- Laptops gebruiken technieken zoals variabele kloksnelheid en vaak minder cachegeheugen om energie te besparen.
- Belangrijke factoren bij de aankoop van een processor:
- Processorvoet (socket): Moet compatibel zijn met het moederbord.
- Merk: Keuze uit Intel of AMD.
- Aantal kernen: Multicore-processoren zijn standaard.
- Kloksnelheid: Bepaalt de snelheid van de processor.
- Cachegeheugen: Heeft een invloed op de prestaties. We leren hier later meer over. (In het kort: hoe meer, hoe beter)
- Energieverbruik: Zowel piek- als rustverbruik zijn belangrijk.
- Processoren bestaan uit miljoenen transistoren; de Wet van Moore voorspelt dat het aantal transistoren elke 2 jaar verdubbelt.
- Bij desktops en laptops voert de processor programma's uit; andere chips regelen beeld, geluid en geheugen.
- Mobiele toestellen (smartphones, tablets, wearables) gebruiken een SoC (system-on-a-chip), waarbij alle functies geïntegreerd zijn.
- Twee belangrijke SoC-architecturen: ARM (Cortex, Qualcomm, Apple) en Intel x86 (Intel ATOM, Intel Core i7-1165G7, ...).
- AMD speelt geen grote rol op de SoC-markt.
Scan deze qr-code om de video te bekijken
Opdracht
Je gaat je PC configuratie uit de vorige oefening verder uitbreiden met een CPU.
- Kijk welke processor-socket je moederbord heeft
- Kijk op de website van https://www.alternate.be/ welke processoren beschikbaar zijn voor die socket
- Kijk op de website van https://www.cpubenchmark.net/ naar de prestaties van deze processor
- Stel 2 processoren voor: een budget versie < 200€ en de meest performante die je kan vinden
- Vul je document aan met een screenshot van de gekozen processoren. Vermeld ook:
- Het aantal core's en het aantal threads
- De hoeveelheid L1, L2 en L3 cache
- De kloksnelheid
- De TDP
- De CPU Mark
Generaties en trends in processortechnologie
- Vier generaties computers:
- 1e: Lampen (tot 1956)
- 2e: Transistoren (1956-1964)
- 3e: Chips (1964-1971)
- 4e: Microprocessors (vanaf 1971)
- Nieuwe trends:
- Quantumcomputers: Werken met qubits, kunnen veel sneller rekenen door superpositie en quantuminterferentie.
- Optische computers (CIM): Gebruiken laserlicht voor snelle berekeningen.
- DNA-computers: Gebruiken DNA-basen voor informatieopslag en gelijktijdige verwerking.
- Quantumcomputers zijn nog experimenteel en groot; quantum supremacy is het punt waarop ze traditionele computers overtreffen.
- Optische computers worden steeds compacter en krachtiger.
- DNA-computers zijn veelbelovend, maar nog niet praktisch door mutaties en trage invoer/uitvoer.
Scan deze qr-code om de video te bekijken
Moderne Processoren, Hybride Architecturen & AI
- Marktverhoudingen en Architectuur: De x86-markt blijft een tweestrijd tussen Intel en AMD, maar de interne opbouw is ingrijpend veranderd. Intel gebruikt sinds de 12e generatie (en voortgezet in Core Ultra / Arrow Lake) een hybride architectuur met snelle prestatiekernen (P-cores) en energiezuinige kernen (E-cores). AMD zet sterk in op modulaire chiplet-ontwerpen en 3D V-Cache (extra gestapeld L3-cache voor gaming).
Doorbraak van ARM & SoCs in Laptops
- ARM op de computermarkt: Waar ARM vroeger uitsluitend in smartphones en tablets zat, drijft het nu ook volwaardige computers aan. Apple Silicon (M-serie) bewees dat ARM x86 kan overtreffen op vlak van prestaties per watt.
- Windows on ARM: Met processoren zoals de Qualcomm Snapdragon X-serie zijn ARM-gebaseerde Windows-laptops (Copilot+ pc's) een volwaardig alternatief geworden voor traditionele x86-laptops van Intel en AMD, met aanzienlijk langere batterijduur en passieve of fluisterstille koeling.
- SoC in de pc: Het onderscheid tussen klassieke pc's en mobiele toestellen vervaagt: ook moderne desk- en laptopprocessoren integreren steeds meer functies (geheugencontrollers, NPU, mediaprocessoren en PCIe-lanes) direct op het silicium.
Test je kennis
Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken
3.3 Processorkoelers
- Processoren produceren veel warmte en moeten continu gekoeld worden.
- Standaardkoeling bestaat uit een heatsink (aluminium koelvinnen) en een ventilator.
- Duurdere koelers gebruiken een koperen heatspreader voor betere warmteverdeling.
- Koelpasta wordt aangebracht tussen processor en heatsink voor optimale warmtegeleiding.
- Heatpipes bevatten een vloeistof die verdampt en condenseert om warmte efficiënt af te voeren.
- Twee hoofdtypes ventilatorplaatsing:
- Top-flow coolers: Blazen lucht direct op de heatsink en omliggende onderdelen.
- Tower coolers: Voeren warme lucht direct naar de behuizingventilatoren.
-
Alternatieve koelmethoden:
- Waterkoeling/oliekoeling: Koelvloeistof of olie voert warmte af via slangen en een koelbassin.
- Peltier-koeling (TEC): Verplaatst warmte elektrisch, vereist extra ventilatoren.
- Phase changer: Koelvloeistof verdampt bij lage druk, condenseert bij hoge druk, kan tot -40°C koelen.
- Vloeibare stikstof (LN2): Koelt tot -200°C, alleen voor supercomputers.
Laptopkoeling: Warmte wordt via een metalen plaatje en kopergeleiding naar een ventilator aan de zijkant afgevoerd.
Koelplateaus met ventilatoren kunnen extra koeling bieden, meestal via USB-voeding.
Temperatuurmonitoring is belangrijk; gratis software kan de temperatuur en andere parameters in de gaten houden.
Onderhoud: Ventilatoren trekken stof aan, wat de efficiëntie vermindert. Reinig regelmatig met een stofzuiger of perslucht, bij voorkeur buiten de behuizing.
Belangrijke aandachtspunten bij aankoop van een processorkoeler:
- Type: Standaard (koelvinnen + ventilator) of alternatieven zoals waterkoeling.
- Compatibiliteit: Moet passen op het moederbord.
- Geluidsniveau: Stille ventilatoren produceren minder dan 45 dB(A).
Recente Ontwikkelingen in Processorkoeling
- All-in-One (AIO) Waterkoeling: Waar waterkoeling vroeger uitsluitend maatwerk met open circuits (custom loops) was, zijn gesloten en onderhoudsvrije AIO-waterkoelers met radiatoren (240 mm tot 360 mm) een populaire standaard geworden voor zwaardere desktopconfiguraties.
- Thermal Paste vs. Faseverandering & Vloeibaar Metaal: Naast klassieke koelpasta winnen vloeibaar metaal (zeer hoge warmteoverdracht, vooral bij gaming-laptops en consoles) en herbruikbare faseveranderende koelpads (PTM) aan populariteit vanwege betere prestaties en langere levensduur zonder uitdroging.
Test je kennis
Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken
- Intel en AMD zijn de belangrijkste processorfabrikanten voor laptops en desktops.
- Desktop-, laptop- en mobiele processoren verschillen vooral in energieverbruik, koeling en integratie van functies (SoC bij mobiele toestellen).
- Bij de keuze van een processor let je op sockettype, merk, aantal kernen, kloksnelheid, cachegeheugen en energieverbruik.
- De vier generaties computers zijn: lampen, transistoren, chips en microprocessors; nieuwe trends zijn quantum-, optische en DNA-computers.
- Vernieuwende trends zijn quantumcomputers, optische computers en DNA-computers, die veel krachtiger en compacter kunnen zijn.
- Processorkoelers zijn er als luchtkoelers (heatsink, ventilator), waterkoeling, oliekoeling, Peltier-koeling, phase changer en vloeibare stikstof; ze werken door warmte af te voeren via verschillende technieken.
- Let bij aankoop, installatie en onderhoud van processorkoelers op type, compatibiliteit, geluidsniveau en regelmatige reiniging van stof.
