Сравнительные характеристики процессоров. Характеристики процессоров таблица

Таблица основных характеристик процессоров Intel LGA775

Добавил: Chip,Дата: 25 Ноя 2017

Таблица основных характеристик процессоров Intel LGA775

В статье указаны основные параметры двух и четырех ядерных процессоров Intel LGA775, а также их общие и дополнительные характеристики.

На примере одного из процессоров Intel Celeron D 326 рассмотрим общие и дополнительные характеристики процессоров.

Таблица основных характеристик процессоров Intel LGA775

Prescott
533 МГц
19
16
256
0
нет
не указано
нет
21
MMX, SSE, SSE2, SSE3
326
67.7
1.4
есть
нет
нет
есть
нет
90
84

Сравнительная таблица основных характеристик для процессоров LGA 775 двух ядерных celeron и четырех ядерных Quad

Наименование процессора	Кол-во ядер	шина CPU	clock	тактовая частота МГц	Частота FSB, МГц	Кеш L2, Мб	TDP Вт	ядро	Лито- графия
Intel® Pentium Celeron
Intel® Celeron® E1200	2	200	8	1.60 GHz	800 MHz	512 KB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Celeron® E1400	2	200	10	2 GHz	800 MHz	513 KB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Celeron® E1500	2	200	11	2.2 GHz	800 MHz	514 KB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Celeron® E1600	2	200	12	2.4 GHz	800 MHz	515 KB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Celeron® E3200	2	200	12	2.4 GHz	800 MHz	1 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Celeron® E3300	2	200	12,5	2.5 GHz	800 MHz	1 MB	65 W	Wolfdale	46 nm
Intel® Celeron® E3400	2	200	13	2.6 GHz	800 MHz	1 MB	65 W	Wolfdale	47 nm
Intel® Celeron® E3500	2	200	13,5	2.7 GHz	800 MHz	1 MB	65 W	Wolfdale	48 nm
Intel® Pentium Dual Core Processor
Intel® Pentium® E2140	2	200	8	1.60 GHz	800 MHz	1 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Pentium® E2160	2	200	9	1.80 GHz	800 MHz	1 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Pentium® E2180	2	200	10	2 GHz	800 MHz	1 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Pentium® E2200	2	200	11	2.2 GHz	800 MHz	1 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Pentium® E2220	2	200	12	2.4 GHz	800 MHz	1 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Pentium® E5200	2	200	12,5	2.5 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E5300	2	200	13	2.6 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E5400	2	200	13,5	2.7 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E5500	2	200	14	2.8 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E5700	2	200	15	3 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E5800	2	200	16	3.2 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E6300	2	266	10,5	2.8 GHz	1066 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E6500	2	266	11	2.93 GHz	1066 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E6500K	2	266	11	2.93 GHz	1066 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E6600	2	266	11,5	3.06 GHz	1066 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E6700	2	266	12	3.2GHz	1066 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Pentium® E6800	2	266	12,5	3.33 GHz	1066 MHz	2 MB	65 W	Wolfdale	45 nm
Intel® Core™2 Duo Processor
Intel® Core™2 Duo E4300	2	200	9	1.8 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Core™2 Duo E4400	2	200	10	2 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Core™2 Duo E4500	2	200	11	2.2 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Core™2 Duo E4600	2	200	12	2.4 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Core™2 Duo E4700	2	200	13	2.6 GHz	800 MHz	2 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Core™2 Duo E6300	2	266	7	1.86 GHz	1066 MHz	2 MB	65 W	Conroe	65 nm
Intel® Core™2 Duo E6320

www.mastervintik.ru

Лаба 5

Лабораторная работа №5

Основные характеристики процессоров различных архитектур

Цель работы:

Выяснить области применения существующих процессоров на основе их архитектур.
Выделить основные характеристики существующих процессоров.

Задание:

Составить таблицу поколений ЭВМ по шаблону таблицы 1.
Составить таблицу характеристик процессоров Intel и AMD по шаблону таблицы 2.
Начертить график динамики роста тактовой частоты процессоров.
Начертить график динамики роста количества транзисторов. Сделать вывод (правило Мура).

Таблица 1

Показатель	Поколения ЭВМ
	Первое 1951-1954	Второе 1958-I960	Третье 1965-1966	Четвертое
	Первое 1951-1954	Второе 1958-I960	Третье 1965-1966	А 1976-1979
Элементная база процессора	Электронные лампы	Транзисторы	Интегральные схемы (ИС)	Большие ИС (БИС)
Элементная база ОЗУ	Электронно-лучевые трубки	Ферритовые сердечники	Ферритовые сердечники	БИС
Максимальная емкость ОЗУ, байт	102	101	104	105
Максимальное быстродействие процессора (оп/с)	104	106	107	108
Языки программирования	Машинный код	+ Ассемблер	+ Процедурные языки высокого уровня (ЯВУ)	+ Новые процедурные ЯВУ
Средства связи пользователя с ЭВМ	Пульт управления и перфокарты	Перфокарты и перфоленты	Алфавитно- цифровой терминал	Монохромный графический дисплей, клавиатура

Таблица 2

Тип процессора	Поколение	Год выпуска	Разрядность шины данных	Разрядность шины адреса	Первичная кэш-память, Кбайт		Тактовая частота шины, Мгц	Тактовая частота процессора, Мгц	Количество транзисторов, млн	Размер минимальной структуры, мкм
Тип процессора	Поколение	Год выпуска	Разрядность шины данных	Разрядность шины адреса	Команды	Данные	Тактовая частота шины, Мгц	Тактовая частота процессора, Мгц	Количество транзисторов, млн	Размер минимальной структуры, мкм
4004	1	1971	4	12	Нет		0,75		0,0023	-
8088	1	1979	8	20	Нет		4.77-8	4.77-8	0.029	-
8086	1	1978	16	20	нет		4.77-8	4.77-8	0.029	3
80286	2	1982	16	24	нет		6-20	6-20	0.134	1.5
80386DX	3	1985	32	32	8		16-33	16-33	0.275	1
80386SX	3	1988	16	32	8		16-33	16-33	0.275	1
80486DX	4	1989	32	32	8		25-50	25-50	1,25	1-0.8
80486SX	4	1989	32	32	8		25-50	25-50	1,1	0.8
80486DX2	4	1992	32	32	8		25-40	50-80	1,25	-
80486DX4	5	1994	32	32	8/8		25-40	75-120	1,6	-
Pentium	5	1993	64	32	8/8		60-66	60-200	3,1-3,3	0.8-0.35
P-MMX	5	1997	64	32	16/16		66	166-233	4,5	0.6-0.35
Pentium Pro	6	1995	64	32	8/8		66	150-200	5,5	0.35
Pentium II	6	1997	64	32	16/16		66	233-300	7,5	0.35-0.25
Pentium II Celeron	6	1998	64	32	16/16		66/100	266-533	7,5-19	0.25
Pentium Xeon	6-7	1998	-	-	-		100	400-1700	-	0.18
Pentium III	6	1999	64	32	16/16		106	450-1200	9,5-44	025-0.13
AMD Athlon	7	1999	64	32	64/64		266	500-2200	22	0.25
Pentium 4	7	2000	64	32	12/8		400	1.4-3.4 ГГц	42-125	0.18-0.09
AMD Athlon 64	8	2003	64	64	64/64		400	2 ГГц	54-106	0.13-0.09

studfiles.net

Сравнительные характеристики процессоров (Лекция) | Изучение элементов и систем автоматики, а также специального программного обеспечения

В начало

Сравнительные характеристики процессоров (Лекция)

1. Процессор Intel Core i5-3470

2. Процессор AMD FX-8150

3. Сравнение характеристик

4. Оценка раз гоночного потенциала процессоров

1. Процессор Intel Core i5-3470

Новые процессоры компании Intel, относящиеся к семейству Ivy Bridge, существенный шаг вперёд: их вычислительная производительность по сравнению с предшественниками возросла незначительно, а частотный потенциал, раскрываемый через разгон, и вовсе, стал даже хуже чем у прошлого поколения Sandy Bridge. Два основных преимущества Ivy Bridge перед Sandy Bridge: существенно снизившееся тепловыделение и энергопотребление, а также ускоренное графическое ядро с поддержкой DirectX 11 – в мобильных системах востребованы очень серьёзно. Благодаря этим своим достоинствам Ivy Bridge не только дал толчок к выходу ноутбуков с гораздо лучшим сочетанием потребительских характеристик, но и способствовал внедрению ультрапортативных систем нового класса – ультрабуков. Новый же технологический процесс с 22-нм нормами и трёхмерными транзисторами позволил снизить размеры и себестоимость изготовления полупроводниковых кристаллов, что, естественно, выступает ещё одним аргументом в пользу успешности нового дизайна.

С выпуском серии Core второго поколения, Intel ввела чёткую классификацию процессорных семейств, которой и придерживается по настоящий момент. Согласно этой классификации фундаментальными свойствами Core i5 являются четырёхъядерный дизайн без поддержки технологии «виртуальной многопоточности» Hyper-Threading и кэш-память третьего уровня объёмом 6 Мбайт. Эти особенности были присущи процессорам Sandy Bridge предыдущего поколения, они же соблюдаются и в новом варианте CPU с дизайном Ivy Bridge.

Это значит, что все процессоры серии Core i5, использующие новую микроархитектуру, сильно похожи друг на друга. Это в какой-то мере позволяет Intel унифицировать выпуск продукции: все сегодняшние Core i5 поколения Ivy Bridge используют совершенно идентичный 22-нм полупроводниковый кристалл степпинга E1, состоящий из 1,4 млрд. транзисторов и имеющий площадь порядка 160 кв. мм.

Несмотря на схожесть всех LGA 1155-процессоров Core i5 по целому ряду формальных характеристик, отличия между ними хорошо заметны. Новый технологический процесс с 22-нм нормами и трёхмерными (Tri-Gate) транзисторами позволил Intel понизить для новых Core i5 типичное тепловыделение. Если ранее Core i5 в LGA 1155-исполнении обладали тепловым пакетом 95 Вт, то для Ivy Bridge эта величина снижена до 77 Вт. Однако вслед за уменьшением типичного тепловыделения увеличения тактовых частот процессоров Ivy Bridge, входящих в семейство Core i5, не последовало. Старшие Core i5 прошлого поколения, также как и их сегодняшние последователи, имеют номинальные тактовые частоты, не превышающие 3.4 ГГц. Это значит, что в целом преимущество в производительности новых Core i5 над старыми обеспечивается лишь улучшениями в микроархитектуре, которые, применительно к вычислительным ресурсам CPU, малозначительны даже по словам самих разработчиков Intel.

Говоря же о сильных сторонах свежего процессорного дизайна, в первую очередь следует обратить внимание на изменения графического ядра. В процессорах Core i5 третьего поколения используется новая версия интеловского видеоускорителя – HD Graphics 2500/4000. Она обладает поддержкой программных интерфейсов DirectX 11, OpenGL 4.0 и OpenCL 1.1 и в некоторых случаях может предложить более высокую производительность в 3D и более быстрое кодирование видео высокого разрешения в формат H.264 посредством технологии Quick Sync.

Кроме того, процессорный дизайн Ivy Bridge содержит и ряд улучшений сделанных в «обвязке» - контроллерах памяти и шины PCI Express. В результате, системы, основанные на новых процессорах Core i5 третьего поколения, могут полноценно поддерживать видеокарты, использующие графическую шину PCI Express 3.0, а также способны тактовать DDR3-память на более высоких, чем их предшественники, частотах.

С момента своего первого дебюта на широкой публике до настоящего момента процессорное семейство Core i5 третьего поколения осталось почти неизменным. В нём добавилась лишь пара промежуточных моделей, в результате чего, если не брать в рассмотрение экономичные варианты с урезанным тепловым пакетом, оно теперь состоит из пяти представителей. Если к этой пятёрке добавить пару основанных на микроархитектуре Ivy Bridge Core i7, мы получим полную десктопную линейку 22-нм процессоров в LGA 1155-исполнении:

По информации от производителя данная модель обладает достаточно высокими частотными характеристиками и поддерживает практически весь спектр фирменных технологий компании Intel.(таблица 1)

Таблица 1. Краткая характеристика процессора Intel

Модель	Intel Core i5-3470
Процессорный разъем	LGA1155
Тактовая частота, ГГц (базовая)	3,2
Максимальная динамическая частота, ГГц	3,6
Частота шины, МГц	100
Объем кэш-памяти L1 (Данные / Инструкции), КБ	4x32 / 4x32
Объем кэш-памяти L2, КБ	4x256
Объем кэш-памяти L3, КБ	6144 (6 МБ)
Ядро	Ivy Bridge
Количество ядер потоков	4/4
Напряжение питания, В	Не более 1,38
Рассеиваемая мощность, Вт	77
Критическая температура, °C	67,4
Техпроцесс	22 нм
Встроенный контролер памяти
Максимальный объем памяти, ГБ	32
Типы памяти	DDR3-1333/1600

Продолжение Таблицы 1

Число каналов памяти	2
Максимальная пропускная способность, ГБ/c	25,6
Средняя цена $	192

По данным спецификации мы видим, что «топовая» модель серии обладает более высокими рабочими частотами, а также имеет в наличии практически полный перечень поддержки фирменных технологий и наборов инструкций. Как следствие они помогут раскрыть потенциал данного решения в полной мере и помогут более эффективно использовать ресурсы при решении «тяжелых» задач. Фактические характеристики процессор были получены с помощью CPU-Z (Приложении А, Рисунок А.1.)

2. Процессор AMD FX-8150

Данный ЦП создан на базе новой микроархитектуры Bulldozer . Само же семейство получило название Zambezi.

Если описывать концепцию Bulldozer одним словом, то это слово "масштабируемость". AMD потратила массу усилий на разработку строительных блоков, достаточно маленьких, чтобы их можно было дублировать снова и снова на поверхности кристалла, и способных быстро справляться как с целочисленными вычислениями, так и с расчётами с плавающей запятой. Действительно, инженеры компании подтвердили, что работа над проектом началась с нуля несколько лет назад, когда было решено, что архитектура следующего поколения будет охватывать все рынки: от массовых покупателей до высокопроизводительных серверов.

На момент начала разработки архитектуры Bulldozer AMD понимала, что дни одноядерных процессоров сочтены. И сегодня действительно даже настольные компьютеры начального уровня используют, как минимум, двуядерные CPU. Не случайно оказалось так, что каждый "модуль" на кристалле Bulldozer способен выполнять два потока одновременно. Концепция начинается с понимания того, что будущее за многопоточными вычислениями.

Сейчас мы знаем, что существует несколько способов работы с несколькими потоками. С одной стороны находиться многопроцессорность на уровне чипа, которая опирается на грубую силу множества вычислительных ядер на одном кристалле кремния. Воспроизводство этих ресурсов раскрывает максимальный потенциал производительности в хорошо оптимизированных под многопоточность приложениях. Однако такой способ также является самым дорогим с точки зрения ограниченного количества транзисторов.

С другой стороны находиться одновременная многопоточность (Simultaneous multi-threading, SMT), дублирующая ресурсы, необходимые для выполнения инструкций в несколько потоков на одном физическом ядре с минимальными расходами по количеству транзисторов. Если один поток не способен полностью нагрузить все ресурсы ядра, то в работу включается SMT, выжимающая до капли весь его потенциал. Это и делает технология Intel Hyper-Threading. То есть операционная система Windows видит два логических процессора для каждого физического ядра, однако прирост производительности в реальных приложениях намного скромнее.

AMD была недовольна чипами Intel с технологией Hyper-Threading, чётко разграничивая физические и логические ядра.

Рассматривая структуру данного ЦП: Важным отличием является использование так называемых модулей, которые являются ничем иным как сдвоенными х86 процессорными ядрами. Именно из этой особенности и появляются те самые 8 ядер процессора.

Сами же процессорные модули помимо двух х86 ядер оснащены также блоками вещественных вычислений (FPU), «front end» и кэш-памятью второго уровня (L2). Общей для всех модулей является кэш-память.

Важным структурным компонентом новой архитектуры является блок «Front end», который является набором логических устройств, обеспечивающих подготовку инструкций для исполнения на вычислительных устройствах. Его главными элементами являются: блоки предсказания переходов, кэш инструкций первого уровня (L1I) и декодер. Основной задачей, решаемой блоками предсказаний является оптимизация загрузки процессорных ядер с целью минимизации общего количества простоев CPU из-за задержек с передачей данных из оперативной памяти или кэшей. Декодер же отвечает за преобразование х86 команд в «понятный» для других устройств вид. Фактически вычислительные возможности FPU разделяются на два ядра, но за счет большей универсальности составляющих компонентов в определённых случаях такой подход может обеспечивать близкую или потенциально более высокую производительность в сравнении с другими решениями (Приложение В). Характеристики процессора (Таблица 2)

Таблица 2. Краткая характеристика процессора AMD FX-8150

Модель	AMD FX-8150
Тактовая частота (номинальная), МГц	3600
Максимальная тактовая частота с TC 2.0, МГц - для 8 ядер - для 4 ядер	3900 4200
Частота шины HT, МГц	2200
Объем кэш-памяти L1, КБ	4 x 64 (инструкции) 8 x 16 (данные)
Объем кэш-памяти L2, МБ	4 х 2
Объем кэш-памяти L3, МБ	8
Количество ядер	8
Напряжение питания, В	1.18
Тепловой пакет, Вт	125
Критическая температура, °C	61
Техпроцесс, нм	32
Встроенный контроллер памяти

Продолжение Таблицы 2

Типы памяти	DDR3-1066/1333/1600/1866
Число каналов памяти	2
Максимальный объем памяти, ГБ	16
Максимальная пропускная способность, ГБ/c	21,3
Средняя цена $	200

Восьми ядерный процессор AMD FX-8150 принадлежит семейству Zambezi и изготовлен согласно 32 нм технологического процесса. Тактовая частота процессора составляет 3,6 ГГц, при этом напряжение питания ядра 1,2 В. Отличительной особенностью новой архитектуры является поддержка более широкого набора инструкций: AVX в реализации Intel с дополнением XOP, а также FMA4 (одновременная работа с 4-мя операндами), которые «перекочевали» из набора инструкций SSE5. Фактические характеристики процессор были получены с помощью CPU-Z (Приложение А, Рисунок А.2, А.3, А.4)

3. Сравнение характеристик

Тестовое ПО: SiSoft Sandra 2012, Prime95, FutureMark PC Mark 7 Basic Edition, 64-битная версия CPU-Z 1.52.2, FutureMark 3DMark, WinRar 4.20, True Crypt 7.1 a. Использованное программное обеспечение, представляется в широком доступе.

Перейдём непосредственно к тестам, результаты которых представлены ниже.

Первый тест проведём с помощю Futuremark (финская разработка) обеспечивает комплексное тестирование компьютеров под управлением Windows 7. PCMark 7 предоставляет возможность сравнить результаты своего компьютера, ноутбука или Wintel-планшета с тысячами других систем, определить его слабые места и оценить прирост производительности после обновления процессора, видеокарты, памяти или жёсткого диска, позволяет получить взвешенную оценку производительности компьютера на широком спектре оборудования и в различных сценариях использования, отражая преимущества новых технологий.

3DMark 11 – Последняя версия всемирно известного пакета 3D тестов. Тестовые сцены в 3DMark 11 написаны специально для нового бенчмарка, в них используются техники тесселяции, объёмного освещения, продвинутой постобработки. Тест физики имитирует поведение множества твёрдых объектов и выполняется на CPU, а комбинированный включает вычислительную нагрузку и на CPU и на GPU.

SiSoftware Sandra - это системный анализатор для 32-х и 64-битных версий Windows, включающий в себя тестовые и информационный модули. Sandra позволяет получить сведения о процессоре, чипсете, видеоадаптере, портах, принтерах, звуковой карте, памяти, сети, Windows, AGP, соединениях ODBC, USB2, Firewire, и других. Результаты тестов представлены в (Приложении Диаграммы 1 – 7). После вышеприведённых тестов можно подытожить следующее Первое необходимо отметить неплохой прирост производительности в результате использования технологии Intel Turbo Boost 2.0. (чуть больше 5%) среднего прироста производительности, что даёт возможность системе справляться с ресурсоемкими задачами за меньший промежуток времени.

По цене Intel Core i5-3470 занимает позицию практически «золотой середины» если сравнивать его с Intel Core i5-3570К и Intel Core i5-3330, однако различия в уровне производительности разительны. Что же касается компании AMD, то AMD FX-8150 обеспечивает на 7% выше уровень производительности, однако в некоторых тестах все-таки уступает оппоненту. Основное различие состоит в уровне производительности каждого ядра, которое определяется при рендеринге изображения, но этот недостаток компенсируется их количеством, поэтому если собирать производительную и экономичную систему, то однозначно стоит обратить внимание на продукцию компании Intel.

В отношении встроенного графического ядра Intel HD Graphics 2500 оно обеспечит базовый уровень производительности и и прекрасно решит офисные и мультимедийными задачи

Энергопотребление

Одним из основных плюсов 22-нм техпроцесса, применяемого для выпуска процессоров поколения Ivy Bridge, Intel называет уменьшившееся тепловыделение и энергопотребление полупроводниковых кристаллов. (Приложение Б. Диаграмма 7) Это нашло отражение и в официальных спецификациях Core i5 третьего поколения: для них установлен не 95-ваттный, как раньше, а 77-ваттный тепловой пакет. Однопоточная нагрузка, при которой у процессоров с турбо-режимом частота повышается до максимальных значений, приводит к заметным различиям в потреблении. В первую очередь в глаза бросаются совершенно нескромные аппетиты AMD FX-8150. После проведения замеров энергопотребления было установлено, что в режиме простоя система на базе AMD FX-8150 потребляет 80 Вт, и это довольно много. В случае же загрузки системы энергопотребление превышает 200 Вт. Довольно высокие показатели энергопотребления были выявлены также после выполнения разгона и составили 178 Вт в простое, в случае же подачи нагрузки колебались в диапазоне 350-400 Вт. Таким образом, AMD FX-8150 очень сложно назвать экономичным с точки зрения потребления энергии ЦП.

4. Оценка раз гоночного потенциала процессоров

Разгон Intel Core i5-3470.

Неотъемлемым элементом оценки производительности процессора является его разгон. За счет «тонкой» настройки режима Turbo Boost 2.0 и небольшого увеличения опорной шины удалось разогнать процессор до отметки в 3884 МГц. Для стабилизации системы напряжение было увеличено до 1,12 В. Это достигнут за счет фиксации множителя в настройках Turbo Boost 2.0 на отметке х37 и поднятия частоты системной шины до 105 МГц.

Параллельно с увеличением тактовой частоты ЦП удалось выполнить разгон ОЗУ. По итогу всех манипуляций память стала работать на уровне 1888 МГц. Результаты можно увидеть в (Таблица 3).

Таблица 3 - Данные после разгона ЦП от Intel.

Тестовый пакет		Номинальный	Разогнанный	Прирост, %
Futuremark PCMark 7	PCMark Score	3446	3725	8.10%
Futuremark 3DMark11	Score	7923	8856	11.78%
Futuremark 3DMark11	Physics	7210	8212	13.90%
Futuremark 3DMark Vantage	CPU Score	18908	21736	14.96%
SiSoft Sandra 2012	Арифметический	72.75	83	14.09%
SiSoft Sandra 2012	Мультимедийный	173.45	198	14.15%
WinRAR 4.20	Память	5317	6106	14.84%
TrueCrypt 7.1a (Serpent-Twofish-AES, MB/s)	Encryption	156	179	14.74%
TrueCrypt 7.1a (Serpent-Twofish-AES, MB/s)	Decryption	168	191	13.69%

Средний прирост производительности в результате разгона составил 13 %.

Разгон AMD FX-8150 с архитектурой Bulldozer

В результате теста система стабильно работала при увеличении частоты 4615 МГц, при этом напряжение на ядре пришлось поднять до 1,452 В.

Частота работы памяти после разгона процессора составила 1872 МГц. Результаты можно увидеть в (Таблица 4).

Таблица 4 - Данные после разгона ЦП от AMD.

Тестовый пакет		Номинальный	Разогнанный	Прирост, %
Futuremark PCMark'05	CPU	9729	11042	13,50
Futuremark 3DMark'06	Mark Score	6613	6685	1,09
Futuremark 3DMark'06	CPU Score	5591	6632	18,62
WinRAR 4.20	Память	3287	3587	9,13
Futuremark 3DMark Vantage v.1.0.1	PMark Score	11531	11977	3,87
Futuremark 3DMark Vantage v.1.0.1	CPU Score	18905	23103	22,21

Средний прирост производительности процессора, в результате разгона составил 14,15%. Самым чувствительным к разгону ПО оказались вычислительные задачи, для которых подобные действия закончилось более чем 20% прибавкой производительности AMD FX-8150, Из этого делаем вывод, что данный процессор является лидером среди процессоров в разгонном потенциале и достаточно низкой стоимости в сравнении с подобными решениями компании Intel. Однако для выполнения рядовых задач приобретение данного процессора будет не самой оптимальной покупкой.

mc-plc.ru

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Сравнительные характеристики процессоров

Аннотация: Приводится сравнение характеристик процессоров по показателям: разрядность, производительность, потребляемая мощность, размеры, классы задач, на которые рассчитаны, стоимость. Приводится также примерная классификация рассмотренных выше процессоров.

Интегральные характеристики

Среди многоядерных процессоров к данному моменту можно выделить процессоры, предназначенные в основном для встраиваемых и мобильных приложений, в которых большое внимание разработчиков было уделено средствам и методам снижения энергопотребления, процессоры для вычислительных или графических станций, где вопросы энергопотребления не столь критичны, процессоры т .н. мейнстрима — предназначенные для серверных, рабочих станций и персональных компьютеров.

К первому классу можно отнести процессоры семейств SEAforth (SEAforth34, seaforth50), Tile (Tile36, Tile64, Tile64pro), AsAP-II, CSX700. Во второй класс попадают прежде всего графические процессоры, например, процессоры серии g80 от NVIDIA, проект Larrabee от Intel, отчасти сюда можно отнести и процессор Cell от IBM, хотя количество вычислительных ядер у него относительно невысоко. Третий класс составляют процессоры, выпускаемые такими промышленными гигантами, как AMD, Intel, Sun.

Среди вышеперечисленных к асимметричным можно отнести процессоры AsAP, Cell, МС- $\ast$ , NVCom-01. Остальные процессоры имеют однотипные ядра ( таблица 15.1).

Таблица 15.1. Классификация многоядерных процессоров, представленных на современном рынке Архитектуры MIMD SIMD (потоковые) SMP AMP

SEAforth, Tile, Larrabee, Opteron, Nehalem, Ultra Sparc, 1891ВМ3, ARM MPCore	G80, CSX700
Cell, AsAP, МС- $\ast$ , NVCom-01

Произведем сравнение их характеристик по следующим показателям: разрядность, производительность, потребляемая мощность, стоимость, размеры, классы задач, на которые рассчитаны. Безусловно, данное сравнение не вполне корректно, так как даст только абсолютные или пиковые показатели процессоров, безотносительно к задачам или тестам, однако оно даст общую картину — своего рода срез.

Сравнительные характеристики производительности процессоров, потребляемой мощности и скоростей обмена данными представлены в таблицах 15.2 и 15.3.

Таблица 15.2. Производительность многоядерных процессоров Процессор Количество ядер Миллионов операций в секунду (общее) МФлопс (общее) Количество потоков на ядро Потребляемая мощность, Вт SEAforth50 Tile64pro Tile-Gx100 AsAP CSX700 Larrabee G80 Mips32 1004k xlp832 ARM11 MPCore ARM Cortex-A9 MPCore ARM Cortex-A5 MPCore Cell Broadband AMD Opteron Sun Ultra Spark T2 Intel Core i7 МС-24 МС-0226 NVCom-01 МС-0428

40	26000	–	1	0,5
64	443000	–	1	20
100	750000		1	10-50
167	10824-196800	770	1	0,01-10
192	48000	96000	1	9
$\sim$ 32		2000	4
128		518000	96	150
4	3200	90	2	0,4
8	4000-16000		4	15-50
4	1200-2400		1
4	$\sim$ 8000		1
4	$\sim$ 2000		1
9	17000	250000	2	80
4/6/12	21600-46800	28800-41600/ 2 40-75 43200-62400/ 86400-124800	2	40-75
4/6/8	7200-22400	11000	8	46/57/91
4/8	38400-105600	60000-70000	2	90-130
2	640	480	1	1,5
3	1600	1200	1
3	4800	3600	1	0,28-1,0
5		>8000

Таблица 15.3. Скорости передачи данных и топология связей Процессор Топология Скорость передачи данных между ядрами Скорость обмена с памятью SEAforth50 решетка Tile64pro сеть (толстое дерево) Tile-Gx100 сеть (толстое дерево) AsAP ячеистая сеть CSX700 линейка Larrabee двойное кольцо G80 шина в памяти xlp832 сеть передачи сообщений ARM11 MPCore шина ARM Cortex-A9 MPCore шина ARM Cortex-A5 MPCore шина Cell Broadband два двойных кольца AMD Opteron перекрестный коммутатор Sun Ultra Spark T2 перекрестный коммутатор Intel Core i7 перекрестный коммутатор 1891ВМ3 точка-точка МС-12(1892ВМ3Т) шина МС-24 шина МС-0226 звезда NVCom-01 звезда МС-0428 звезда

3,6 Гб/с	0,9 Гб/с
27 Тб/с	25,6 Гб/с
200 Тб/с	500 Гб/с
1200 Мб/с
4 Гб/с	2х4 Гб/с

	76 Гб/с
	51,2 Гб/с
1,3 Гб/с	1,3 Гб/с
1,3 Гб/с	1,3 Гб/с
1,3 Гб/с	1,3 Гб/с
25,6 Гб/с	25,6 Гб/с
3,2 Гб/с / 9,6 Гб/с	5,3 Гб/с
60 Гб/с	50 Гб/с
12,8 Гб/с	32 Гб/с
	2,664 Гб/с

Производительность отдельных ядер

Достаточно интересно также сравнить характеристики отдельных ядер многоядерных процессоров — производительность, количество поддерживаемых потоков выполнения, потребляемая мощность ( таблица 15.4).

Таблица 15.4. Производительность отдельных ядер Процессор Разрядность Миллионов операций в секунду Количество потоков на ядро Потребляемая ядром мощность,Вт Удельная потребляемая ядром мощность,мВт/МIPS Ватт/поток SEAforth50 Tile64pro Tile-Gx100 AsAP CSX700 Larrabee G80 Mips32 1004k xlp832 ARM11 MPCore ARM Cortex-A9 MPCore ARM Cortex-A5 MPCore Cell Broadband AMD Opteron Sun Ultra Spark T2 Intel Core i7 1891ВМ3 МС-12(1892ВМ3Т) МС-24(1892ВМ2Я) МС-0226(1892ВМ5Я) NVCom-01 МС-0428

18	700	1	0,0125	0,018	0,0125
32	700	1	0,3125	0,446	0,3125
32	866	1	0,3125	0,361	0,3125
64	3000-4500	1	0,1-0,5	0,033-0,11	0,1-0,5
16	66	1	0,0001	0,001	0,0001
16	1000	1	0,0599	0,060	0,0599
32	250	1	0,0469	0,188	0,0469
32/512		4
32	1350	96	1,1719	0,868	0,0122
32	800	2	0,1000	0,125	0,0500
32	500	4	1,8750	3,750	0,4688
32	2000	4	6,2500	3,125	1,5625
32	320-620	1	0,075-0,260	0,23-0,43	0,075-0,260
32	1000-2000	1
32	480	1	0,06	0,12	0,06
64/128	4000	2	8,8889	2,222	4,4444
64	5400	2	10,0000	1,852	5,0000
64	7800		12,5000	1,603	6,2500
64	1800	8	11,5000	6,389	1,4375
64	2200	8	9,5000	4,318	1,1875
64	2800	8	11,3750	4,063	1,4219
64	9600	2	22,5000	2,344	11,2500
64	13200	2	16,2500	1,231	8,1250
64	500	1	2,5	0,005	2,5
32/64	80/320	1	0,7/0,5	0,009/0,0016	0,7/0,5
32/64	80/320	1/2	0,7/0,8	0,009/0,0016	0,7/0,5
32/64	100/800	1/2	0,7/0,8	0,009/0,0016	0,7/0,5
32/64		1
32/64		1

Немалый вклад в общую производительность процессора и эффективность его работы вкладывает и структура межъядерных связей и организация подсистемы памяти, в частности кэш-памяти ( таблица 15.5).

Таблица 15.5. Кэш-память Процессор Количество ядер Размер кэша, байт L1 L2 L3 L1-I L1-D SEAforth50 Tile64pro Tile-Gx100 AsAP CSX700 Larrabee G80 Mips32 1004k xlp832 ARM11 MPCore ARM Cortex-A9 MPCore ARM Cortex-A5 MPCore Cell Broadband AMD Opteron Sun Ultra Spark T2 Intel Core i7 1891ВМ3 МС-12 (1892ВМ3Т) МС-24 МС-0226) NVCom-01 МС-0428

40	641
64	16 К	64 К	5 М2
100	32 К	32 К	256 К	32 М3
167	1284	1285
192	6 К
$\sim$ 32	64 К	256 К
128	5 К	32 К6
4	8-64 К	8-64 К
8	64 К	32 К	512 К	8 М(5)
4	16 К	16 К
4	16 К	16 К
4	16 К	16 К
9	16 К	16 К	512 К7
4/6/12	64К/64К/128К		512К/512К/512К	2М (4М)/6М8
4/6/8	16 К	8 К	4 М9
4/8	32 К	32 К	256 К	8 М10
2	16 К	32 К	512 М11
2		16 К
2		16 К
3		16 К
3		16 К
5

В плане управления энергопотреблением процессора интересны разработки компании Intel, направленные на реализацию метода динамического регулирования интенсивности выполнения инструкций (Energy Per Instruction — EPI) в зависимости от степени параллелизма программы. Была показана эффективность регулирования тактовой частоты в асимметричной мультипроцессорной системе в зависимости от уровня активности вычислительных ядер.

Можно выделить несколько схем управления энергопотреблением многоядерных процессоров, реализуемых на данный момент:

перевод неактивных ядер в состояние низкого энергопотребления;
изменение тактовой частоты ядер в зависимости от их активности;
изменение напряжения питания процессора или отдельных ядер;
изменение тактовой частоты процессора;
изменение и напряжения, и тактовой частоты ядер процессора.

Основной подход к организации многопоточности ядер — параллелизм на уровне потоков (уменьшение времени простоя из-за ожидания данных из памяти или загрузка различных исполнительных блоков процессора) в сочетании с параллелизмом на уровне инструкций (параллельное исполнение нескольких команд за цикл).

Рассматривая многоядерные процессоры (many-core), в итоге можно выделить два направления, по которым на данный момент идет развитие многоядерных процессоров.

Первое: специализированные многоядерные процессоры — процессоры с относительно простыми ядрами небольшой разрядности, с эффективной системой управления энергопотреблением. Как правило, они нацелены на применение в качестве контроллеров в сенсорных системах, мобильных устройствах и устройствах с автономным питанием, для первичной цифровой обработки сигналов. Ключевые свойства процессоров этого направления — низкое удельное энергопотребление ядер; возможности полного останова ядер; небольшое количество инструкций, поддерживаемых ядром; отсутствие кэш-памяти. На сегодняшний день наиболее яркие представители этого направления — процессоры семейств SEAforth, AsAP.

Второе направление: многоядерные процессоры общего назначения — их ядра по сложности приближаются к ядрам процессоров общего назначения, имеют развитую систему кэш-памяти, высокопроизводительную систему связей между ядрами. Круг применений данных процессоров шире — бортовые вычислительные системы, системы, обслуживающие сетевые приложения, обработка мультимедийных данных и сигналов, высокопроизводительные кластеры. Ко второму направлению можно отнести процессоры семейств Tile и CSX.

Общим для многоядерных процессоров пока остается поддержка их ядрами одного потока выполнения (хотя в процессорах Tile и присутствует параллелизм на уровне инструкций).

Среди мультиядерных процессоров (multi-core) стоит выделить следующие направления.

Первое — асимметричные процессоры со специализированными ядрами. Сочетают в себе ядро общего назначения и ядра сигнальных процессоров. Вполне возможно, в будущем к сигнальным ядрам могут добавиться и криптографические модули — для аппаратной поддержки коммуникационных функций. Пока к данному направлению можно отнести процессоры Cell, процессоры серии "Мультикор".

Второе направление включает в себя процессоры для мобильных устройств. Процессоры этого направления имеют развитую шинную систему, низкое энергопотребление. Наиболее яркие представители — ARM Cortex-A MPCore, MIPS32 1004K.

Третье направление — многопотоковые (в некоторых источниках — мультитредовые) мультиядерные процессоры. Высокоинтегрированные процессорные системы — "системы (серверы) на кристалле"). В развитии данного направления, скорее всего, следует ожидать сближения "обычных" мультиядерных и графических процессоров, расширения поддержки виртуализации процессоров, увеличения количества одновременно поддерживаемых потоков. К третьему направлению можно отнести графические процессоры, процессоры фирм AMD, Intel, Sun (Oracle), процессоры серии XLP.

Краткие итоги

В развитии многоядерных процессоров (many-core) можно выделить два направления:

специализированные многоядерные процессоры — процессоры с относительно простыми ядрами небольшой разрядности, с эффективной системой управления энергопотреблением;
многоядерные процессоры общего назначения — их ядра по сложности приближаются к ядрам процессоров общего назначения, имеют развитую систему кэш-памяти, высокопроизводительную систему связей между ядрами.

Среди мультиядерных процессоров (multi-core) стоит выделить следующие направления:

асимметричные процессоры со специализированными ядрами;
процессоры для мобильных устройств;
многопотоковые (в некоторых источниках — мультитредовые) мультиядерные процессоры, представляющие по сути высокоин-тегрированные процессорные системы — "системы (серверы) на кристалле".

Основные схемы управления энергопотреблением многоядерных процессоров, реализуемые на данный момент:

перевод неактивных ядер в состояние низкого энергопотребления;
изменение тактовой частоты ядер в зависимости от их активности;
изменение напряжения питания процессора или отдельных ядер;
изменение тактовой частоты процессора;
изменение и напряжения, и тактовой частоты ядер процессора.

Контрольные вопросы

Каковы основные направления развития процессоров?
Ядра каких процессоров имеют аппаратную поддержку нескольких потоков исполнения?
Какие методы управления энергопотреблением наиболее часто применяются в современных процессорах?

Упражнения

Оцените эффективность различных схем управления энергопотреблением процессоров.
Сравните показатели производительности многоядерных и мультиядерных процессоров.