Современные процессоры Intel и AMD (стр. 1 из 4). Современные процессоры

Современные процессоры Intel и AMD

Категория: Инструкции, просмотров: 5910, комментариев: 1, Дата: 7-08-2012, 07:27 Теги: Intel, AMD, процессор, компьютер

Автор: Aleks

Раньше, выбирая процессор для своего компьютера, пользователи в основном обращали внимание на бренд и на тактовую частоту. Сегодня ситуация немного изменилась. Нет, вам и сегодня нужно будет сделать выбор между двумя производителями - Intel и AMD, но на этом дело не закончится. Времена изменились и обе компании выпускают хороший качественный продукт, который может удовлетворить потребности практически любых требовательных пользователей. Однако у каждого изделия производителей есть свои сильные и слабые стороны, проявляющиеся в быстродействии различных программных приложений, а также в разбросе цены и производительности. Плюс сегодня процессор с намного меньшей тактовой частотой может спокойно обойти более быстрого собрата, а многоядерный процессор может оказаться медленнее процессора созданного на основе старой архитектуры, при определенной нагрузке на систему. Так какой купить процессор? Мы расскажем, вам чем отличаются друг от друга современные процессоры, а выбор уже за вами.

Характеристики современных процессоров 1. Тактовая частота процессора Этот показатель, по которому определяется количество тактов (операций) которое может сделать процессор за секунду времени. Раньше этот показатель был решающим при выборе компьютера и субъективной оценке производительности процессора. Сейчас же, настали времена, когда этот показатель у подавляющего большинства современных процессоров достаточен для выполнения стандартных задач, поэтому при работе со многими приложениями значительного роста производительности, из-за более высокой тактовой частоты не будет. Теперь производительность определяется другими параметрами. 2. Количество ядер Большинство современных компьютерных процессоров имеет по два или более ядра, исключение могут составить только самые бюджетные модели. Здесь вроде все логично – больше ядер, выше производительность, но на деле оказывается, что не так все просто. В некоторых приложениях повышение производительности действительно может быть обусловлено количеством ядер, но в других приложениях многоядерный процессор может уступить своему предшественнику с меньшим количеством ядер. 3 Объем кэш-памяти у процессоров Для того чтобы повысить скорость обмена данными с оперативной памятью компьютера, на производимые процессоры устанавливают дополнительные блоки памяти с высокой скоростью (так называемые кэши первого, второго, третьего уровней, или LI, L2, L3 cache). Опять, кажется все логично - чем больше объем кэш-памяти в процессоре, тем выше его производительность. Но тут опять всплывают разные модели процессоров, которые, как правило, отличаются между собой сразу несколькими техническими параметрами, поэтому выявить прямую зависимость производительности от размера кэш-памяти чипа практически не представляется возможным. Более того, от специфики кода программных приложений также многое зависит. Некоторые приложения при большом кэше, дают заметный прирост производительности, другие наоборот начинают работать хуже из-за программного кода. 4 Ядро Ядро является основой любого процессора, от которой и отталкиваются другие характеристики. Можно встретить два процессора с похожими на первый взгляд техническими характеристиками (количество ядер, тактовая частота), но с разной архитектурой и они будут показывать в тестах производительности и программных приложениях абсолютно разные результаты. По традиции, процессоры, созданные на базе новых ядер, намного лучше оптимизированы для работы с различными программами и поэтому демонстрируют лучшую производительность по сравнению с моделями, созданными на основе устаревших технологий (даже если тактовые частоты совпадают). 5 Технический процесс Это масштабы современных технологий, которые собственно и определяют размеры полупроводниковых элементов, служащих во внутренних цепях процессора. Чем миниатюрней эти элементы, тем совершенней применяемая технология. Это совсем не означает, что современный процессор, созданный на основе современного технического процесса, будет быстрее представителя старой серии. Просто он может, например, греться меньше, а значит, и работать более эффективно. 6 Front Side Bus (FSB) Частота системной шины – это скорость, с которой ядро процессора обменивается данными с ОЗУ, дискретной видеокартой, и периферийными контролерами материнской платы компьютера. Здесь все просто. Чем выше пропускная способность, тем соответственно выше у компьютера производительность (при прочих равных технических характеристиках рассматриваемых компьютеров). Расшифровка названий процессоров Intel

Научиться ориентироваться в огромной номенклатуре различных названий процессоров компании Intel довольно просто. Вначале нужно разобраться с позиционированием самих процессоров: Core i7 – на данный момент топовая линия компании Core i5 – отличаются высокой производительностью Core i3 – невысокая цена, высокая/средняя производительность Все процессоры Core i серии построены на основе ядра Sandy Bridge и относятся ко второму поколению процессоров Intel Core. Названия большинства моделей начинаются с цифры 2, а более современные модификации, созданные на основе последнего ядра Ivy Bridge, маркируются цифрой 3. Теперь очень легко определить, какого поколения тот или иной процессор, и на основе какого ядра он создан. К примеру, Core i5-3450 принадлежит к третьему поколению на ядре Ivy Bridge, а Core i5-2310 – соответственно второе поколение на основе ядра Sandy Bridge. Когда вы знаете тип ядра процессора, то уже можете приблизительно судить не только о его возможностях, но и о потенциальном тепловыделении при загрузке. Представители третьего поколения греются намного меньше своих предшественников благодаря более современному техпроцессу. Помимо цифр, в названиях процессоров иногда используют суффиксы: К - для процессоров с разблокированным коэффициентом умножения (это дает опытным пользователям, разбирающимся в компьютерах, самостоятельно разгонять процессор) S -для продуктов с повышенной энергоэффективностью, Т - для самых экономичных процессоров. Intel Core 2 Quad

Линия популярных четырехьядерных процессоров на базе уже устаревшего ядра Yorkfield (техпроцесс 45 нм), благодаря привлекательной низкой цене и достаточно высокой производительности, линия этих процессоров актуальна и в сегодняшние дни. Intel Pentium и Celeron При маркировке бюджетных процессоров Pentium и Celeron используют обозначения G860, G620 и некоторые другие. Чем выше число после буквы, тем соответственно процессор производительнее. Если маркировочные числа отличаются незначительно, то, скорее всего, речь идет о различных модификациях чипов в одной производственной линейке, обычно разница между ними небольшая и заключается только в нескольких сотнях мегагерц тактовой частоты ядра. Иногда различаются и объем кэш-памяти, и даже в количество ядер, а это уже намного сильнее влияет на различия в мощности и производительности. Поэтому, будет лучше, если вы не будете полагаться на маркировку чипов, а уточните все технические характеристики на официальном сайте продавца или производителя, ведь это займет мало времени, но поможет сохранить нервы и деньги. Показательным примером может являться то, что различающиеся по цене лишь на 200 рублей процессоры Celeron G440 и Celeron G530 на самом деле имеют разное количество ядер (Celeron G440 – одно, Celeron G530 - два), разную тактовую частоту ядра (у G530 на 800 МГц больше), также у G530 вдвое больший кэш. Однако тепловыделение у последнего процессора почти в два раза больше, хотя оба процессора созданы на основе одного ядра Sandy Bridge. Технологии процессоров Intel Процессоры от компании Intel, сегодня считаются самыми производительными, благодаря семейству Core i7 Extreme Edition. В зависимости от модели они могут иметь до 6 ядер одновременно, тактовую частоту до 3300 МГц и до 15 Мб кэш памяти L3. Самые популярные ядра в сегменте настольных процессоров создаются на основе Intel - Ivy Bridge и Sandy Bridge. Также как и у конкурента, в процессорах компании Intel применяются фирменные технологии собственной разработки для повышения эффективности работы системы. 1. Hyper Threading - За счет этой технологии, каждое физическое ядро процессора способно обрабатывать по два потока вычислений одновременно, получается, что число логических ядер фактически удваивается. 2. Turbo Boost - Позволяет пользователю совершить автоматический разгон процессора, не превышая при этом максимально допустимый предел рабочей температуры ядер. 3. Intel QuickPath Interconnect (QPI) - Кольцевая шина QPI соединяет все компоненты процессора, за счет этого сводятся к минимуму все возможные задержки при обмене информацией. 4. Visualization Technology - Аппаратная поддержка решений виртуализации. 5. Intel Execute Disable Bit - Практически антивирусная программа, она обеспечивает аппаратную защиту от возможных вирусных атак, в основе которых лежит технология переполнения буфера. 6. Intel SpeedStep-Инструмент позволяющий изменять уровень напряжения и частоты в зависимости от создаваемой нагрузки на процессор. Расшифровка названий процессоров AMD

AMD FX Топовая линейка компьютерных многоядерных процессоров со специально снятым ограничением на множитель (ради возможности самостоятельного разгона) для обеспечения высокой производительности при работе с требовательными приложениями. Исходя из первой цифры названия, можно сказать, сколько ядер установлено в процессор: FX-4100 - четыре ядра, FX-6100 соответственно шесть ядер и FX-8150 имеет восемь ядер. В линейке этих процессоров существует и несколько модификаций, несколько отличающихся тактовой частотой (у процессора FX-8150 она на 500 МГц выше, чем у процессора FX-8120). AMD А Линия со встроенным внутрь процессора графическим ядром. Цифровое обозначение в названии указывает на принадлежность к конкретному классу производительности: АС - производительность, достаточная для подавляющего большинства стандартных ежедневных задач, А6 - производительность, достаточная для создания видеоконференции в высоком разрешении HD, А8 - производительность, достаточная для уверенного просмотра Blu-ray-фильмов с эффектом 3D или запуска современных 3D-игр в мультидисплейном режиме (с возможностью одновременного подключения четырех мониторов). AMD Phenom II и Athlon II Самые ранние процессоры из линейки AMD Phenom II были официально выпущены еще в далеком 2010 году, но благодаря низкой цене и достаточно большой производительности они и сегодня пользуются определенной популярностью. На количество ядер у процессора указывает цифра в названии следующая сразу после символа X. К примеру, маркировка процессора AMD Phenom II Х4 Deneb говорит нам, что он принадлежит к семейству процессоров Phenom II, имеет четыре ядра и создан на базе ядра Deneb. Полностью аналогичные правила маркировки можно увидеть и в серии Athlon. AMD Sempron Под этим названием производитель выпускает бюджетные процессоры, предназначенные для настольных офисных компьютеров. Технологии процессоров AMD

Самые топовые модели процессоров из линейки AMD FX, созданные на основе нового ядра Zambezi, могут предложить требовательному пользователю восемь ядер, 8-мегабайтный кэш L3 и тактовую частоту процессора до 4200 М Гц. Большинство современных процессоров созданных компанией AMD по умолчанию поддерживают следующие технологии: 1. AMD Turbo CORE - Эта технология призвана автоматически регулировать производительность всех ядер процессора, за счет управляемого разгона (подобная технология у компании Intel имеет название TurboBoost). 2. AVX (Advanced Vector Extensions), ХОР и FMA4 - Инструмент, имеющий расширенный набор команд, специально созданных для работы с числами с плавающей точкой. Однозначно полезныйинструментарий. 3. AES (Advanced Encryption Standard) - В программных приложениях использующих шифрование данных, повышает производительность. 4. AMD Visualization (AMD-V) - Эта технология виртуализации, помогает обеспечить разделение ресурсов одного компьютера между несколькими виртуальными машинами. 5. AMD PowcrNow! - Технология управления питанием. Она помогают пользователю добиться повышения производительности, за счет динамической активации и деактивации части процессора. 6. NX Bit - Уникальная антивирусная технология, помогающая предотвратить инфицирование персонального компьютера определенными видами вредоносных программ. Сравнение производительности процессоров

Просматривая прайс-листы с ценами и характеристиками современных процессоров, можно прийти в настоящее замешательство. Удивительно, но процессор большим количеством ядер на борту и с большей тактовой частотой может стоить дешевле, чем экземпляры с меньшим количеством ядер и с меньшими тактовыми частотами. Все дело в том, что настоящая производительность процессора зависит не только от основных характеристик, но и от эффективности работы самого ядра, поддержки современных технологий и конечно от возможностей самой платформы, для которой создан процессор (можно вспомнить про логику системной платы, про возможности видеосистемы, про пропускную способность шины и многое другое). Именно поэтому, нельзя судить о производительности процессора, на основе одних только характеристик написанных на бумаге, нужно иметь данные и о результатах независимых тестов производительности(желательно с теми приложениями, с которыми планируется постоянно работать). В зависимости от типа создаваемой нагрузки похожие процессоры могут выдавать совершенно разные результаты, при работе с одними и теми же программами. Как же неподготовленному человеку разобраться, какой тип профессора подходит именно для него? Давайте попробуем в этом разобраться, проведя сравнительное тестирование процессоров с одинаковой розничной стоимостью в различных программных приложениях. 1. Работа с офисным программным обеспечением. При использовании привычных офисных приложений и браузеров прирост производительности можно достичь за счет большей тактовой частоты процессора. Большой объем кэш памяти или большое число ядер не даст ожидаемого прироста скорости работы приложений данного типа. К примеру, более дешевый по сравнению с Intel Celeron G440 процессор AMD Sempron 145 на основе 45-нм ядра Sargas показывает в тестах с офисными приложениями лучшую производительность, а ведь продукт Intel создан на более современном 32-нм ядре Sandy Bridge.Тактовая частота – вот залог успеха, при работе с офисными приложениями. 2. Компьютерные игры. Современные 3D-игры с выставленными на максимум настройками - одни из самых требовательных к комплектующим компьютера. Процессоры показывают прирост производительности в современных компьютерных играх по мере роста количества ядер и увеличения объема кэш-памяти (конечно если при этом, оперативная память и видеосистема удовлетворяют всем современным требованиям). Взять хотя бы процессор AMD FX-8150 с 8 ядрами и 8 мегабайтами кэш-памяти третьего уровня. При тестировании он выдает лучший результат в компьютерных играх, чем практически одинаковый по цене Phenom II Х6 Black Thuban 1100T с 6 ядрами, но с 6 мегабайтами кэш-памяти третьего уровня. Как уже было подмечено выше, при тестировании офисных программ картина с производительностью прямо противоположная. Если начать тестировать производительность в современных играх двух близких по цене процессоров марок FX-8150 и Core i5-2550К, то окажется, что последний демонстрирует лучшие результаты, несмотря на то, что у него меньше ядер, и он имеет меньшую тактовую частоту и даже объем кэш памяти у него меньше. Скорее всего, здесь, с точки зрения эффективности, основную роль сыграла более удачная архитектура самого ядра. 3. Растровая графика. Популярные графические приложения, такие как Adobe Photoshop, ACDSee и Image-Magick изначально созданы разработчиками с отличной многопоточной оптимизацией, это значит, что при постоянной работе с этими программами дополнительные ядра не будут лишними. Существует и большое количество программных пакетов, абсолютно не использующих многоядерность (Painishop или GIMP). Получается, нельзя однозначно утверждать, какой технический параметр у современных процессоров больше других влияет на увеличение скорости работы растровых редакторов. Разные программы, работающие с растровой графикой, требовательны к самым различным параметрам, таким как тактовая частота, количество ядер (особенно относится к реальной производительности одного ядра), и даже к объему кэш-памяти. Тем не менее, недорогой Core 13-2100 в тестах показывает намного большую производительность в такого рода приложениях, чем, например, тот же FX-6100, и это даже несмотря на то, что базовые характеристики у Intel немного проигрывают. 4. Векторная графика. В наше время процессоры очень странно проявляют себя, работая с такими популярными программными пакетами как CorelDraw и Illustrator. Общее количество ядер процессора практически никак не влияет на производительность приложений, это говорит об отсутствии у данного вида программного обеспечения многопоточной оптимизации. В теории для нормальной работы с векторными редакторами двухядерного процессора даже будет много, так как здесь на первый план выходит тактовая частота. Примером может служить AMD Аб-3650, который с четырьмя ядрами, но с маленькой тактовой частотой не может соперничать в векторных редакторах с бюджетным двухядерным Pentium G860, у которого тактовая частота немного выше (при этом стоимость процессоров практически одинаковая). 5. Кодирование аудио. При работе с аудиоданными можно наблюдать абсолютно противоположные результаты. При кодировании звуковых файлов производительность растет по мере увеличения количества ядер процессора и по мере увеличения тактовой частоты. Вообще, для совершения операций такого плана вполне достаточно даже 512 мегабайт кэш-памяти, так как при обработке потоковых данных этот вид памяти практически не используется. Наглядным примером служит восьмиядерный процессор FX-8150, который при процессе конвертации аудиофайлов в разные форматы, показывает результат намного лучше, чем более дорогостоящий четырехъядерный Core 15-2500К, благодаря большему количеству ядер. 6. Кодирование видео. Архитектура ядра при кодировании видеофайлов в таких программных пакетах как Premier, Expression Encoder или Vegas Pro, играет большую роль. Здесь упор делается на быстрые ALU/FPU – это аппаратные вычислительные блоки ядра, ответственные за логические и арифметические операции при обработке данных. Ядра с разной архитектурой (даже если это разные линейки одного производителя) в зависимости от типа нагрузки, обеспечивают разный уровень производительности Процессор Core i3-2120 на основе ядра Sandy Bridge от компании Intel, с меньшей тактовой частотой, меньшим объемом кэш-памяти и меньшим количеством ядер, выигрывает у процессора AMD FX-4100 построенного на ядре Zambezi, который стоит практически те же деньги. Такой необычный результат можно объяснить различиями в архитектуре ядра и лучшей оптимизацией под конкретные программные приложения. 7. Архивация. Если вы за своим компьютером часто занимаетесь архивированием и распаковкой объемных файлов в таких программах как WinRAR или 7-Zip, то обратите внимание на объем кэш-памяти своего процессора. В таких делах кэш-память имеет прямую пропорциональность: чем она больше, тем больше производительность компьютера при работе с архиваторами. Показателем служит, процессор AMD FX-6100 с установленными на борту 8 Мб кэш-памяти уровня 3. Он управляется с задачей архивирования намного быстрее, чем сопоставимые по цене процессоры Core i3-2120 с 3 мегабайтами кэш-памяти третьего уровня и Core 2 Quad Q8400 с 4 мегабайтами кэш памяти второго уровня. 8. Режим экстремальной многозадачности. Некоторые пользователи работают сразу с несколькими ресурсоемкими программными приложениями с параллельно активированными фоновыми операциями. Только подумайте, вы на своем компьютере распаковываете огромный RAR -архив, одновременно слушаете музыку, редактируете несколько документов и таблиц, при этом у вас запущен Skype и интернет-браузер с несколькими открытыми вкладками. При таком активном использовании компьютера очень важную роль играет возможность процессора выполнять несколько потоков операций параллельно.Получается, что первостепенное значение при таком использовании занимает количество ядер у процессора. С многозадачностью справляются многоядерные процессоры AMD Phenom II Хб и FX-8xxx. Здесь стоит отметить, что AMD FX-8150 с восемью ядрами на борту, при одновременной работе нескольких приложений, имеет немного больший запас производительности, чем, к примеру, более дорогой процессор Core i5-2500K со всего четырьмя ядрами. Конечно, если требуется максимальная скорость, то лучше смотреть в сторону процессоров Core i7, которые способны легко обогнать FX-8150. Вывод

В заключение можно сказать, что на общую производительность системы влияет огромное количество различных факторов. Конечно, хорошо иметь процессор с высокой тактовой частотой, большим количеством ядер и объемом кэш-памяти, плюс не плохо бы самую современную архитектуру, но все эти параметры имеют разное значение для разных типов задач. Вывод напрашивается сам собой: если хотите с толком вложить деньги в обновление компьютера, то определите самые приоритетные задачи и представьте сценарии повседневного использования. Зная конкретные цели и задачи, вы сможете легко выбрать оптимальную модель, которая наилучшим образом подойдет именно под ваши потребности, работу и, самое главное, бюджет.

studfiles.net

Современные процессоры

Основные характеристики процессора

Современные модели ЦП значительно превосходят по быстродействию своих предшественников. Этим они обязаны нескольким значительным усовершенствованиям.

1. Увеличение тактовой частоты. Самый простой способ сделать процессор более производительным – повысить его тактовую частоту [1]. Начиная с 1971 года, когда появился первый микропроцессор, тактовая частота увеличилась в 25 000 раз (см. врезку на следующей странице). Однако с увеличением тактовой частоты возрастает и энергопотребление, а также выделение тепла, которое нужно как-то отводить от чипа (иначе процессор будет работать нестабильно). Заметим, что тактовая частота является только одним из факторов, определяющих производительность современного процессора, но не единственным. Поэтому «гонка частот» пошла на спад, и современные процессоры по частотным характеристикам недалеко продвинулись по сравнению с моделями двух- и трехлетней давности: тактовые частоты топовых ЦП едва превысили отметку в 3 ГГц.

2. Наличие нескольких ядер. Большинство современных процессоров являются двухъядерными (Dual Core). Это значит, что в одной микросхеме, по сути, находятся сразу два процессора. Уже появились модели, которые состоят из четырех ядер (Quad Core), например, Intel Core 2 Quad и AMD Phenom X4. В будущем количество ядер в процессорах будет только возрастать, потому как увеличивать их число проще, чем постоянно поднимать тактовую частоту.

3. Увеличение объема кэш-памяти. Данные, с которыми работает процессор, и команды для их обработки помещаются в оперативной памяти, но помимо нее, в сам ЦП встроена кэш-память (cache), доступ к которой осуществляется гораздо быстрее. В кэш помещаются наиболее часто используемые процессором данные и куски программного кода. Чем больше объем кэш-памяти, тем выше скорость работы процессора на реальных задачах (при этом прирост производительности сильно зависит от самой задачи). Вся кэш-память делится на два уровня. К первому уровню процессор получает доступ быстрее, поэтому в нем содержится самая нужная информация. В кэш второго уровня попадают менее «ходовые» данные. Объем первого уровня невелик и у нынешних ЦП различается не столь сильно, поэтому является менее показательной характеристикой. А кэш-память второго уровня увеличивается ударными темпами: у современных двухъядерных процессоров она может иметь объем до 6 Мб, а у четырехъядерных - до 12 Мб.

4. Увеличение тактовой частоты фронтальной шины. Обмен данными современных процессоров с оперативной памятью происходит через канал, называемый фронтальной шиной (Front Side Bus – FSB). Чем выше ее тактовая частота, тем быстрее происходит передача данных. Первые процессоры Pentium 4 c шиной 400 МГц могли сообщаться с памятью на скорости 3, 2 Гб в секунду. Пропускная способность современных процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad с шиной 1333 МГц достигает 10, 6 Гб в секунду.

5. Все вышеперечисленные достижения стали возможными благодаря постоянно развивающимся технологиям производства микропроцессоров. Последние модели четырехъядерных ЦП Intel содержат 820 (!) млн транзисторов. Для того чтобы уместить такое огромное количество элементов на площади, равной паре квадратных сантиметров, нужно уменьшить их до микроскопических размеров. Попутно уменьшается количество выделяемого тепла, и становится возможной работа на более высоких частотах. Размер транзистора передовых современных ЦП составляет всего 45 нанометров (для сравнения: толщина человеческого волоса равна 10 000 нанометров). В 2009 году производство процессоров перейдет уже на 32-нанометровую технологию.

Выбор процессора

Итак, параметры числа, определяющие производительность ЦП – тактовая частота, количество вычислительных ядер, объем кэш-памяти и частота системной шины. Однако, все не так просто. Прежде чем идти в магазин за новым процессором, нужно найти ответы на ряд важных вопросов.

Нужно ли покупать самый быстрый процессор?

Ответ – нет. Даже если вы играете в трехмерные игры или работаете с профессиональными графическими приложениями, ваш компьютер должен обладать хорошим, но не обязательно самым быстрым и новейшим ЦП, так как у них тоже есть свои недостатки:

1. Высокая цена. Стоимость «флагманских» моделей процессоров весьма высока. Например, за самый быстрый ЦП из тех, которые сейчас производит компания Intel – четырехъядерный Core 2 Extreme QX9770 – придется выложить от 44 тыс. рублей. При этом за 25-30 тыс. рублей можно приобрести целый компьютер с очень достойной производительностью, укомплектованный процессором Core 2 Duo E8500 стоимостью около 8 тыс. рублей, быстродействие которого в большинстве случаев будет ненамного меньше показателей более мощных аналогов. Кроме того, современные производительные процессоры раскрывают свой потенциал полностью лишь в том случае, если и остальные компоненты компьютера – графическая карта, оперативная память и жесткий диск – тоже принадлежат к «высшей категории». В противном случае, общая производительность системы будет ограничена ее самым слабым звеном. А компьютер, полностью состоящий только из самых дорогих комплектующих, стоит от 60 до 150 тыс. рублей.

Если же задачи, которые вы решаете на компьютере, ограничиваются просмотром веб-сайтов, прослушиванием музыки и работой с текстом, то вам с избытком хватит мощности относительно дешевого двухъядерного процессора. Такого, например, как Athlon 64 X2 5000+ фирмы AMD (стоит он от 2 тыс. рублей). Компьютеры на основе таких ЦП с полной комплектацией и соответствующим программным обеспечением можно купить за 15 тыс. рублей.

2. Помимо астрономической цены, производительные процессоры характеризуются высоким энергопотреблением. Особенно это ощутимо при максимальной нагрузке: потребляемая мощность может достигать 130 Ватт, в то время как у менее производительных моделей этот показатель не превысит 65 или даже 45 Ватт. Наличие такого процессора требует мощной системы охлаждения, которая сделает ваш компьютер либо более шумным, либо более дорогим.

Спасает только то, что процессор работает при максимальной загрузке так же редко, как машина ездит на предельной скорости. Поэтому все современные ЦП, как и процессоры для ноутбуков, оснащены технологией экономии энергии. У фирмы AMD она называется Cool’n’Quiet, у Intel – Enhanced SpeedStep. Суть и той, и другой заключается в следующем: при отсутствии необходимости работать с высокой производительностью процессор снижает тактовую частоту, а при повышении нагрузки снова ее увеличивает.

Действительно ли двухъядерный процессор работает в два раза быстрее одноядерного, а четырехъядерный – в четыре?

Вовсе не обязательно. Более того, одноядерные процессоры с высокой тактовой частотой могут работать быстрее двухъядерных с меньшей тактовой частотой. Дело в том, что для полноценного использования ресурсов двух и более ядер программное обеспечение должно эффективно разделять нагрузку на несколько потоков.

1. Многопоточные вычисления должны поддерживать прикладные программы, на что уходит дополнительный труд разработчиков ПО. Расходы на оптимизацию программного обеспечения под технологию многоядерных процессоров столь велики, что множество программных продуктов до сих остаются неоптимизированными. Но поскольку компьютеров с многоядерными процессорами становится все больше, разработчикам приходится не отставать.

Уже существуют некоторые программы, работа которых значительно улучшается при использовании многоядерных процессоров – например, современные версии программ-архиваторов или кодировщиков видео.

К числу «консервативных» приложений относятся компьютерные игры, многие из которых работают быстрее при наличии одноядерного процессора с более высокой тактовой частотой, чем двухъядерного с более низкой. Но есть и оптимизированные под многоядерные процессоры игровые релизы, например, Supreme Commander, Crysis и World in Conflict.

Заметим, что практически все современные процессоры теперь выпускаются как минимум с двумя ядрами, так что выбирать стало не из чего. Более актуален выбор между двух- и четырехъядерными ЦП, и здесь очень важен один момент: как бы соблазнительно не выглядел процессор «4 в 1» толку от дополнительной пары ядер в большинстве случаев еще меньше, чем от перехода с одного ядра на два.

2. Операционная система также должна поддерживать многопоточную технологию. В старых версиях «операционок» – например, Windows 98 и Me – из всех ядер процессора будет работать только одно. Для операционной системы Windows XP нужно установить пакет обновлений Service Pack 2, чтобы фоновые задания переназначались на второе ядро процессора. Лучше всех совместима с многоядерной технологией Windows Vista: она может распределять по разным ядрам не только фоновые задачи, но и вычислительные процессы отдельных программ. Так, например, пока одно ядро процессора занято демонстрацией видео, а на другом работает антивирус.

Несмотря на увеличение количества транзисторов, физические размеры процессоров постепенно уменьшаются

Можно ли определить производительность процессора по названию?

Долгое время о производительности процессора можно было судить по его тактовой частоте. Однако правило «чем больше частота, тем больше производительность» уже не актуально. Компании-производители процессоров – AMD и Intel – отказались от «гонки мегагерц» и даже в названии моделей ЦП используют не частоту, а числовые индексы.

При этом по-прежнему действует принцип: чем больше число в названии модели, тем быстрее процессор. Например, процессор Core 2 Duo E8200 имеет два ядра и частоту 2, 66 ГГц, а процессор E8400 – те же два ядра и частоту около 3, 0 ГГц.

Фирма AMD измеряет производительность процессоров Athlon X2 в единицах частоты старых процессоров Athlon Thunderbird, хотя более уместно сравнение с Pentium 4 в качестве эталона. Так, в названии 2, 4-гигагерцевого процессора AMD Athlon 64 3800+ цифры «3800» обозначают частоту, которую должен был бы иметь старый одноядерный процессор Athlon Thunderbird, чтобы сравняться с этой моделью в производительности. Сейчас фирма AMD отказывается от такой маркировки и переходит на абстрактную нумерацию моделей. К примеру, процессор Phenom X3 8650 оснащен тремя ядрами с тактовой частотой 2, 3 ГГц, а в процессоре Phenom X4 9850 работают четыре ядра с тактовой частотой 2, 5 ГГц.

mirznanii.com

Современные процессоры Intel и AMD • Intel Xeon

Современные процессоры Intel и AMD

Однако у каждого изделия производителей есть свои сильные и слабые стороны, проявляющиеся в быстродействии различных программных приложений, а также в разбросе цены и производительности.

Плюс сегодня процессор с намного меньшей тактовой частотой может спокойно обойти более быстрого собрата, а многоядерный процессор может оказаться медленнее процессора созданного на основе старой архитектуры, при определенной нагрузке на систему.

Мы расскажем вам, чем отличаются друг от друга современные процессоры, а выбор уже за вами.

Характеристики современных процессоров

1. Тактовая частота процессора

Этот показатель, по которому определяется количество тактов (операций) которое может сделать процессор за секунду времени. Раньше этот показатель был решающим при выборе компьютера и субъективной оценке производительности процессора.

Сейчас же, настали времена, когда этот показатель у подавляющего большинства современных процессоров достаточен для выполнения стандартных задач, поэтому при работе со многими приложениями значительного роста производительности, из-за более высокой тактовой частоты не будет. Теперь производительность определяется другими параметрами.

2. Количество ядер

Большинство современных компьютерных процессоров имеет по два или более ядра, исключение могут составить только самые бюджетные модели. Здесь вроде все логично – больше ядер, выше производительность, но на деле оказывается, что не так все просто. В некоторых приложениях повышение производительности действительно может быть обусловлено количеством ядер, но в других приложениях многоядерный процессор может уступить своему предшественнику с меньшим количеством ядер.

3 Объем кэш-памяти у процессоров

Для того чтобы повысить скорость обмена данными с оперативной памятью компьютера, на производимые процессоры устанавливают дополнительные блоки памяти с высокой скоростью (так называемые кэши первого, второго, третьего уровней, или LI, L2, L3 cache). Опять, кажется все логично — чем больше объем кэш-памяти в процессоре, тем выше его производительность.

Но тут опять всплывают разные модели процессоров, которые, как правило, отличаются между собой сразу несколькими техническими параметрами, поэтому выявить прямую зависимость производительности от размера кэш-памяти чипа практически не представляется возможным.

Более того, от специфики кода программных приложений также многое зависит. Некоторые приложения при большом кэше, дают заметный прирост производительности, другие наоборот начинают работать хуже из-за программного кода.

4 Ядро

Ядро является основой любого процессора, от которой и отталкиваются другие характеристики. Можно встретить два процессора с похожими на первый взгляд техническими характеристиками (количество ядер, тактовая частота), но с разной архитектурой и они будут показывать в тестах производительности и программных приложениях абсолютно разные результаты.

По традиции, процессоры, созданные на базе новых ядер, намного лучше оптимизированы для работы с различными программами и поэтому демонстрируют лучшую производительность по сравнению с моделями, созданными на основе устаревших технологий (даже если тактовые частоты совпадают).

5 Технический процесс

Это масштабы современных технологий, которые собственно и определяют размеры полупроводниковых элементов, служащих во внутренних цепях процессора. Чем миниатюрней эти элементы, тем совершенней применяемая технология. Это совсем не означает, что современный процессор, созданный на основе современного технического процесса, будет быстрее представителя старой серии. Просто он может, например, греться меньше, а значит, и работать более эффективно.

6 Front Side Bus (FSB)

Частота системной шины – это скорость, с которой ядро процессора обменивается данными с ОЗУ, дискретной видеокартой, и периферийными контролерами материнской платы компьютера. Здесь все просто. Чем выше пропускная способность, тем соответственно выше у компьютера производительность (при прочих равных технических характеристиках рассматриваемых компьютеров).

Расшифровка названий процессоров Intel

Core i7 – на данный момент топовая линия компании

Core i5 – отличаются высокой производительностью

Core i3 – невысокая цена, высокая/средняя производительность

Все процессоры Core i серии построены на основе ядра Sandy Bridge и относятся ко второму поколению процессоров Intel Core. Названия большинства моделей начинаются с цифры 2, а более современные модификации, созданные на основе последнего ядра Ivy Bridge, маркируются цифрой 3.

Теперь очень легко определить, какого поколения тот или иной процессор, и на основе какого ядра он создан. К примеру, Core i5-3450 принадлежит к третьему поколению на ядре Ivy Bridge, а Core i5-2310 – соответственно второе поколение на основе ядра Sandy Bridge.

Когда вы знаете тип ядра процессора, то уже можете приблизительно судить не только о его возможностях, но и о потенциальном тепловыделении при загрузке. Представители третьего поколения греются намного меньше своих предшественников благодаря более современному техпроцессу.

Помимо цифр, в названиях процессоров иногда используют суффиксы:

К — для процессоров с разблокированным коэффициентом умножения (это дает опытным пользователям, разбирающимся в компьютерах, самостоятельно разгонять процессор)

S -для продуктов с повышенной энергоэффективностью, Т — для самых экономичных процессоров.

Intel Core 2 Quad

Intel Pentium и Celeron

При маркировке бюджетных процессоров Pentium и Celeron используют обозначения G860, G620 и некоторые другие. Чем выше число после буквы, тем соответственно процессор производительнее. Если маркировочные числа отличаются незначительно, то, скорее всего, речь идет о различных модификациях чипов в одной производственной линейке, обычно разница между ними небольшая и заключается только в нескольких сотнях мегагерц тактовой частоты ядра. Иногда различаются и объем кэш-памяти, и даже в количество ядер, а это уже намного сильнее влияет на различия в мощности и производительности.

Поэтому, будет лучше, если вы не будете полагаться на маркировку чипов, а уточните все технические характеристики на официальном сайте продавца или производителя, ведь это займет мало времени, но поможет сохранить нервы и деньги.

Показательным примером может являться то, что различающиеся по цене лишь на 200 рублей процессоры Celeron G440 и Celeron G530 на самом деле имеют разное количество ядер (Celeron G440 – одно, Celeron G530 — два), разную тактовую частоту ядра (у G530 на 800 МГц больше), также у G530 вдвое больший кэш. Однако тепловыделение у последнего процессора почти в два раза больше, хотя оба процессора созданы на основе одного ядра Sandy Bridge.

Технологии процессоров Intel

Процессоры от компании Intel, сегодня считаются самыми производительными, благодаря семейству Core i7 Extreme Edition. В зависимости от модели они могут иметь до 6 ядер одновременно, тактовую частоту до 3300 МГц и до 15 Мб кэш памяти L3. Самые популярные ядра в сегменте настольных процессоров создаются на основе Intel — Ivy Bridge и Sandy Bridge.

Также как и у конкурента, в процессорах компании Intel применяются фирменные технологии собственной разработки для повышения эффективности работы системы.

1. Hyper Threading — За счет этой технологии, каждое физическое ядро процессора способно обрабатывать по два потока вычислений одновременно, получается, что число логических ядер фактически удваивается.

2. Turbo Boost — Позволяет пользователю совершить автоматический разгон процессора, не превышая при этом максимально допустимый предел рабочей температуры ядер.

3. Intel QuickPath Interconnect (QPI) — Кольцевая шина QPI соединяет все компоненты процессора, за счет этого сводятся к минимуму все возможные задержки при обмене информацией.

4. Visualization Technology — Аппаратная поддержка решений виртуализации.

5. Intel Execute Disable Bit — Практически антивирусная программа, она обеспечивает аппаратную защиту от возможных вирусных атак, в основе которых лежит технология переполнения буфера.

6. Intel SpeedStep-Инструмент позволяющий изменять уровень напряжения и частоты в зависимости от создаваемой нагрузки на процессор.

Расшифровка названий процессоров AMD

Топовая линейка компьютерных многоядерных процессоров со специально снятым ограничением на множитель (ради возможности самостоятельного разгона) для обеспечения высокой производительности при работе с требовательными приложениями. Исходя из первой цифры названия, можно сказать, сколько ядер установлено в процессор: FX-4100 — четыре ядра, FX-6100 соответственно шесть ядер и FX-8150 имеет восемь ядер. В линейке этих процессоров существует и несколько модификаций, несколько отличающихся тактовой частотой (у процессора FX-8150 она на 500 МГц выше, чем у процессора FX-8120).

AMD А

Линия со встроенным внутрь процессора графическим ядром. Цифровое обозначение в названии указывает на принадлежность к конкретному классу производительности: АС — производительность, достаточная для подавляющего большинства стандартных ежедневных задач, А6 — производительность, достаточная для создания видеоконференции в высоком разрешении HD, А8 — производительность, достаточная для уверенного просмотра Blu-ray-фильмов с эффектом 3D или запуска современных 3D-игр в мультидисплейном режиме (с возможностью одновременного подключения четырех мониторов).

AMD Phenom II и Athlon II

Самые ранние процессоры из линейки AMD Phenom II были официально выпущены еще в далеком 2010 году, но благодаря низкой цене и достаточно большой производительности они и сегодня пользуются определенной популярностью.

На количество ядер у процессора указывает цифра в названии следующая сразу после символа X. К примеру, маркировка процессора AMD Phenom II Х4 Deneb говорит нам, что он принадлежит к семейству процессоров Phenom II, имеет четыре ядра и создан на базе ядра Deneb. Полностью аналогичные правила маркировки можно увидеть и в серии Athlon.

AMD Sempron

Под этим названием производитель выпускает бюджетные процессоры, предназначенные для настольных офисных компьютеров.

Технологии процессоров AMD

Большинство современных процессоров созданных компанией AMD по умолчанию поддерживают следующие технологии:

1. AMD Turbo CORE — Эта технология призвана автоматически регулировать производительность всех ядер процессора, за счет управляемого разгона (подобная технология у компании Intel имеет название TurboBoost).

2. AVX (Advanced Vector Extensions), ХОР и FMA4 — Инструмент, имеющий расширенный набор команд, специально созданных для работы с числами с плавающей точкой. Однозначно полезный инструментарий.

3. AES (Advanced Encryption Standard) — В программных приложениях использующих шифрование данных, повышает производительность.

4. AMD Visualization (AMD-V) — Эта технология виртуализации, помогает обеспечить разделение ресурсов одного компьютера между несколькими виртуальными машинами.

5. AMD PowcrNow! — Технология управления питанием. Она помогают пользователю добиться повышения производительности, за счет динамической активации и деактивации части процессора.

6. NX Bit — Уникальная антивирусная технология, помогающая предотвратить инфицирование персонального компьютера определенными видами вредоносных программ.

Сравнение производительности процессоров

Именно поэтому, нельзя судить о производительности процессора, на основе одних только характеристик написанных на бумаге, нужно иметь данные и о результатах независимых тестов производительности (желательно с теми приложениями, с которыми планируется постоянно работать). В зависимости от типа создаваемой нагрузки похожие процессоры могут выдавать совершенно разные результаты, при работе с одними и теми же программами. Как же неподготовленному человеку разобраться, какой тип процессора подходит именно для него? Давайте попробуем в этом разобраться, проведя сравнительное тестирование процессоров с одинаковой розничной стоимостью в различных программных приложениях.

1. Работа с офисным программным обеспечением. При использовании привычных офисных приложений и браузеров прирост производительности можно достичь за счет большей тактовой частоты процессора. Большой объем кэш памяти или большое число ядер не даст ожидаемого прироста скорости работы приложений данного типа. К примеру, более дешевый по сравнению с Intel Celeron G440 процессор AMD Sempron 145 на основе 45-нм ядра Sargas показывает в тестах с офисными приложениями лучшую производительность, а ведь продукт Intel создан на более современном 32-нм ядре Sandy Bridge. Тактовая частота – вот залог успеха, при работе с офисными приложениями.

2. Компьютерные игры. Современные 3D-игры с выставленными на максимум настройками — одни из самых требовательных к комплектующим компьютера. Процессоры показывают прирост производительности в современных компьютерных играх по мере роста количества ядер и увеличения объема кэш-памяти (конечно если при этом, оперативная память и видеосистема удовлетворяют всем современным требованиям). Взять хотя бы процессор AMD FX-8150 с 8 ядрами и 8 мегабайтами кэш-памяти третьего уровня. При тестировании он выдает лучший результат в компьютерных играх, чем практически одинаковый по цене Phenom II Х6 Black Thuban 1100T с 6 ядрами, но с 6 мегабайтами кэш-памяти третьего уровня. Как уже было подмечено выше, при тестировании офисных программ картина с производительностью прямо противоположная.

Если начать тестировать производительность в современных играх двух близких по цене процессоров марок FX-8150 и Core i5-2550К, то окажется, что последний демонстрирует лучшие результаты, несмотря на то, что у него меньше ядер, и он имеет меньшую тактовую частоту и даже объем кэш памяти у него меньше. Скорее всего, здесь, с точки зрения эффективности, основную роль сыграла более удачная архитектура самого ядра.

3. Растровая графика. Популярные графические приложения, такие как Adobe Photoshop, ACDSee и Image-Magick изначально созданы разработчиками с отличной многопоточной оптимизацией, это значит, что при постоянной работе с этими программами дополнительные ядра не будут лишними. Существует и большое количество программных пакетов, абсолютно не использующих многоядерность (Painishop или GIMP). Получается, нельзя однозначно утверждать, какой технический параметр у современных процессоров больше других влияет на увеличение скорости работы растровых редакторов. Разные программы, работающие с растровой графикой, требовательны к самым различным параметрам, таким как тактовая частота, количество ядер (особенно относится к реальной производительности одного ядра), и даже к объему кэш-памяти. Тем не менее, недорогой Core 13-2100 в тестах показывает намного большую производительность в такого рода приложениях, чем, например, тот же FX-6100, и это даже несмотря на то, что базовые характеристики у Intel немного проигрывают.

4. Векторная графика. В наше время процессоры очень странно проявляют себя, работая с такими популярными программными пакетами как CorelDraw и Illustrator. Общее количество ядер процессора практически никак не влияет на производительность приложений, это говорит об отсутствии у данного вида программного обеспечения многопоточной оптимизации. В теории для нормальной работы с векторными редакторами двухядерного процессора даже будет много, так как здесь на первый план выходит тактовая частота.

Примером может служить AMD Аб-3650, который с четырьмя ядрами, но с маленькой тактовой частотой не может соперничать в векторных редакторах с бюджетным двухядерным Pentium G860, у которого тактовая частота немного выше (при этом стоимость процессоров практически одинаковая).

5. Кодирование аудио. При работе с аудиоданными можно наблюдать абсолютно противоположные результаты. При кодировании звуковых файлов производительность растет по мере увеличения количества ядер процессора и по мере увеличения тактовой частоты. Вообще, для совершения операций такого плана вполне достаточно даже 512 мегабайт кэш-памяти, так как при обработке потоковых данных этот вид памяти практически не используется. Наглядным примером служит восьмиядерный процессор FX-8150, который при процессе конвертации аудиофайлов в разные форматы, показывает результат намного лучше, чем более дорогостоящий четырехъядерный Core 15-2500К, благодаря большему количеству ядер.

6. Кодирование видео. Архитектура ядра при кодировании видеофайлов в таких программных пакетах как Premier, Expression Encoder или Vegas Pro, играет большую роль. Здесь упор делается на быстрые ALU/FPU – это аппаратные вычислительные блоки ядра, ответственные за логические и арифметические операции при обработке данных. Ядра с разной архитектурой (даже если это разные линейки одного производителя) в зависимости от типа нагрузки, обеспечивают разный уровень производительности

Процессор Core i3-2120 на основе ядра Sandy Bridge от компании Intel, с меньшей тактовой частотой, меньшим объемом кэш-памяти и меньшим количеством ядер, выигрывает у процессора AMD FX-4100 построенного на ядре Zambezi, который стоит практически те же деньги. Такой необычный результат можно объяснить различиями в архитектуре ядра и лучшей оптимизацией под конкретные программные приложения.

7. Архивация. Если вы за своим компьютером часто занимаетесь архивированием и распаковкой объемных файлов в таких программах как WinRAR или 7-Zip, то обратите внимание на объем кэш-памяти своего процессора. В таких делах кэш-память имеет прямую пропорциональность: чем она больше, тем больше производительность компьютера при работе с архиваторами. Показателем служит, процессор AMD FX-6100 с установленными на борту 8 Мб кэш-памяти уровня 3. Он управляется с задачей архивирования намного быстрее, чем сопоставимые по цене процессоры Core i3-2120 с 3 мегабайтами кэш-памяти третьего уровня и Core 2 Quad Q8400 с 4 мегабайтами кэш памяти второго уровня.

8. Режим экстремальной многозадачности. Некоторые пользователи работают сразу с несколькими ресурсоемкими программными приложениями с параллельно активированными фоновыми операциями. Только подумайте, вы на своем компьютере распаковываете огромный RAR -архив, одновременно слушаете музыку, редактируете несколько документов и таблиц, при этом у вас запущен Skype и интернет-браузер с несколькими открытыми вкладками. При таком активном использовании компьютера очень важную роль играет возможность процессора выполнять несколько потоков операций параллельно. Получается, что первостепенное значение при таком использовании занимает количество ядер у процессора.

С многозадачностью справляются многоядерные процессоры AMD Phenom II Хб и FX-8xxx. Здесь стоит отметить, что AMD FX-8150 с восемью ядрами на борту, при одновременной работе нескольких приложений, имеет немного больший запас производительности, чем, к примеру, более дорогой процессор Core i5-2500K со всего четырьмя ядрами. Конечно, если требуется максимальная скорость, то лучше смотреть в сторону процессоров Core i7, которые способны легко обогнать FX-8150.

Современные процессоры Intel и AMD

Вывод напрашивается сам собой: если хотите с толком вложить деньги в обновление компьютера, то определите самые приоритетные задачи и представьте сценарии повседневного использования. Зная конкретные цели и задачи, вы сможете легко выбрать оптимальную модель, которая наилучшим образом подойдет именно под ваши потребности, работу и, самое главное, бюджет.

Читайте также: hПроцессоры Intel Core i3, i5 и i7: разница между ними и какой из них вам действительно нужен?

intel-xeon.ru

Современные процессоры Intel и AMD

Реферат выполнил: Волощенко А. П., гр. Э-25

Таганрогский Государственный Радиотехнический Университет

Таганрог 2005 г

Введение

Процессоры персональных компьютеров отвечают единому стандарту, который задан фирмой Intel, мировым лидером в производстве процессоров для ПК. В старых компьютерах мы можем найти процессоры типов PentiumII, Pentium III, в новейших - Pentium 4. Фирма AMD выпускает процессоры, в общем аналогичные интеловским, но называются они немного иначе: K6 (пентиум второй), К7 или Athlon (пентиум третий). Поэтому AMD приходится предугадывать будущее индустрии, иногда опережая Intel с ее полумиллиардными доходами. Предсказуемо появление новых идей у отстающей компании — для нее это способ выжить. Но неожиданно то, что иногда эти идеи принимает на вооружение и Intel. Речь идет о IBM-совместимых персональных компьютерах. На нашем рынке, как, впрочем, и в мире, их подавляющее большинство. В расчёте именно на этот стандарт пишутся игры, программы и прочее.

В основе любой ПЭВМ лежит использование микропроцессоров. Он является одним из самых важнейших устройств в компьютере, которым привычно характеризуют уровень производительности ПК. Микропроцессор является "мозгом" и "сердцем" компьютера. Он осуществляет выполнение программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера. Когда выбирают себе компьютер, первым делом выбирают себе микропроцессор, который будет соответствовать требованиям, тех или иных людей. От процессора зависит, как быстро будут запускаться программы, и даже насколько быстро будет происходить процесс архивации данных в WinRAR, не говоря уже о создании трёхмерной анимации в 3D MAX Studio. Из всего выше сказанного, я считаю, что моя тема очень актуальна и значима на сегодняшний день.

Цель моей работы состоит в том, чтобы провести сравнение нескольких самых популярных, на сегодняшний день, процессоров и выявить лидера среди них.

Функции и строение процессора

Микропроцессор - центральное устройство (или комплекс устройств) ЭВМ (или вычислительной системы), которое выполняет арифметические и логические операции, заданные программой преобразования информации, управляет вычислительным процессом и координирует работу устройств системы (запоминающих, сортировальных, ввода — вывода, подготовки данных и др.). В вычислительной системе может быть несколько параллельно работающих процессоров; такие системы называют многопроцессорными. Наличие нескольких процессоров ускоряет выполнение одной большой или нескольких (в том числе взаимосвязанных) программ. Основными характеристиками микропроцессора являются быстродействие и разрядность. Быстродействие - это число выполняемых операций в секунду. Разрядность характеризует объём информации, который микропроцессор обрабатывает за одну операцию: 8-разрядный процессор за одну операцию обрабатывает 8 бит информации, 32-разрядный - 32 бита. Скорость работы микропроцессора во многом определяет быстродействие компьютера. Он выполняет всю обработку данных, поступающих в компьютер и хранящихся в его памяти, под управлением программы, также хранящейся в памяти. Персональные компьютеры оснащают центральными процессорами различных мощностей.

Функции процессора:

обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

программное управление работой устройств компьютера.

Модели процессоров включают следующие совместно работающие устройства:

Устройство управления (УУ). Осуществляет координацию работы всех остальных устройств, выполняет функции управления устройствами, управляет вычислениями в компьютере.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Так называется устройство для целочисленных операций. Арифметические операции, такие как сложение, умножение и деление, а также логические операции (OR, AND, ASL, ROL и др.) обрабатываются при помощи АЛУ. Эти операции составляют подавляющее большинство программного кода в большинстве программ. Все операции в АЛУ производятся в регистрах - специально отведенных ячейках АЛУ. В процессоре может быть несколько АЛУ. Каждое способно исполнять арифметические или логические операции независимо от других, что позволяет выполнять несколько операций одновременно. Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические и логические действия. Логические операции делятся на две простые операции: "Да" и "Нет" ("1" и "0"). Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

AGU (Address Generation Unit) - устройство генерации адресов. Это устройство не менее важное, чем АЛУ, т.к. оно отвечает за корректную адресацию при загрузке или сохранении данных. Абсолютная адресация в программах используется только в редких исключениях. Как только берутся массивы данных, в программном коде используется косвенная адресация, заставляющая работать AGU.

Математический сопроцессор (FPU). Процессор может содержать несколько математических сопроцессоров. Каждый из них способен выполнять, по меньшей мере, одну операцию с плавающей точкой независимо от того, что делают другие АЛУ. Метод конвейерной обработки данных позволяет одному математическому сопроцессору выполнять несколько операций одновременно. Сопроцессор поддерживает высокоточные вычисления как целочисленные, так и с плавающей точкой и, кроме того, содержит набор полезных констант, ускоряющих вычисления. Сопроцессор работает параллельно с центральным процессором, обеспечивая, таким образом, высокую производительность. Система выполняет команды сопроцессора в том порядке, в котором они появляются в потоке. Математический сопроцессор персонального компьютера IBM PC позволяет ему выполнять скоростные арифметические и логарифмические операции, а также тригонометрические функции с высокой точностью.

Дешифратор инструкций (команд). Анализирует инструкции в целях выделения операндов и адресов, по которым размещаются результаты. Затем следует сообщение другому независимому устройству о том, что необходимо сделать для выполнения инструкции. Дешифратор допускает выполнение нескольких инструкций одновременно для загрузки всех исполняющих устройств.

Кэш-память. Особая высокоскоростная память процессора. Кэш используется в качестве буфера для ускорения обмена данными между процессором и оперативной памятью, а также для хранения копий инструкций и данных, которые недавно использовались процессором. Значения из кэш-памяти извлекаются напрямую, без обращения к основной памяти. При изучении особенностей работы программ было обнаружено, что они обращаются к тем или иным областям памяти с различной частотой, а именно: ячейки памяти, к которым программа обращалась недавно, скорее всего, будут использованы вновь. Предположим, что микропроцессор способен хранить копии этих инструкций в своей локальной памяти. В этом случае процессор сможет каждый раз использовать копию этих инструкций на протяжении всего цикла. Доступ к памяти понадобиться в самом начале. Для хранения этих инструкций необходим совсем небольшой объём памяти. Если инструкции в процессор поступают достаточно быстро, то микропроцессор не будет тратить время на ожидание. Таким образом экономиться время на выполнение инструкций. Но для самых быстродействующих микропроцессоров этого недостаточно. Решение данной проблемы заключается в улучшении организации памяти. Память внутри микропроцессора может работать со скоростью самого процессора.

Кэш первого уровня (L1 cache). Кэш-память, находящаяся внутри процессора. Она быстрее всех остальных типов памяти, но меньше по объёму. Хранит совсем недавно использованную информацию, которая может быть использована при выполнении коротких программных циклов.

Кэш второго уровня (L2 cache). Также находится внутри процессора. Информация, хранящаяся в ней, используется реже, чем информация, хранящаяся в кэш-памяти первого уровня, но зато по объёму памяти он больше.

Кэш третьего уровня (L3 cache). Находиться внутри процессора. По объему больше чем память первого и второго уровней(512Кб-2Мб). Увеличивает пропускную способность памяти.

Основная память. Намного больше по объёму, чем кэш-память, и значительно менее быстродействующая.

Многоуровневая кэш-память позволяет снизить требования наиболее производительных микропроцессоров к быстродействию основной динамической памяти. Так, если сократить время доступа к основной памяти на 30%, то производительность хорошо сконструированной кэш-памяти повыситься только на 10-15%. Кэш-память, как известно, может достаточно сильно влиять на производительность процессора в зависимости от типа исполняемых операций, однако ее увеличение вовсе не обязательно принесет увеличение общей производительности работы процессора. Все зависит от того, насколько приложение оптимизировано под данную структуру и использует кэш, а также от того, помещаются ли различные сегменты программы в кэш целиком или кусками.

Кэш-память не только повышает быстродействие микропроцессора при операции чтения из памяти, но в ней также могут храниться значения, записываемые процессором в основную память; записать эти значения можно будет позже, когда основная память будет не занята. Такая кэш-память называется кэшем с обратной записью (write back cache). Её возможности и принципы работы заметно отличаются от характеристик кэша со сквозной записью (write through cache), который участвует только в операции чтения из памяти.

Шина - это канал пересылки данных, используемый совместно различными блоками системы. Шина может представлять собой набор проводящих линий в печатной плате, провода, припаянные к выводам разъемов, в которые вставляются печатные платы, либо плоский кабель. Информация передается по шине в виде групп битов. В состав шины для каждого бита слова может быть предусмотрена отдельная линия (параллельная шина), или все биты слова могут последовательно во времени использовать одну линию (последовательная шина). К шине может быть подключено много приемных устройств - получателей. Обычно данные на шине предназначаются только для одного из них. Сочетание управляющих и адресных сигналов, определяет для кого именно. Управляющая логика возбуждает специальные стробирующие сигналы, чтобы указать получателю, когда ему следует принимать данные. Получатели и отправители могут быть однонаправленными (т.е. осуществлять только либо передачу, либо прием) и двунаправленными (осуществлять и то и другое). Однако самая быстрая процессорная шина не сильно поможет, если память не сможет доставлять данные с соответствующей скоростью.

mirznanii.com

Все о современных процессорах | Прочее | Статьи

Основные характеристики процессораСовременные модели ЦП значительно превосходят по быстродействию своих предшественников. Этим они обязаны нескольким значительным усовершенствованиям.1. Увеличение тактовой частоты. Самый простой способ сделать процессор более производительным – повысить его тактовую частоту [1]. Начиная с 1971 года, когда появился первый микропроцессор, тактовая частота увеличилась в 25 000 раз (см. врезку на следующей странице). Однако с увеличением тактовой частоты возрастает и энергопотребление, а также выделение тепла, которое нужно как-то отводить от чипа (иначе процессор будет работать нестабильно). Заметим, что тактовая частота является только одним из факторов, определяющих производительность современного процессора, но не единственным. Поэтому «гонка частот» пошла на спад, и современные процессоры по частотным характеристикам недалеко продвинулись по сравнению с моделями двух- и трехлетней давности: тактовые частоты топовых ЦП едва превысили отметку в 3 ГГц.2. Наличие нескольких ядер. Большинство современных процессоров являются двухъядерными (Dual Core). Это значит, что в одной микросхеме, по сути, находятся сразу два процессора. Уже появились модели, которые состоят из четырех ядер (Quad Core), например, Intel Core 2 Quad и AMD Phenom X4. В будущем количество ядер в процессорах будет только возрастать, потому как увеличивать их число проще, чем постоянно поднимать тактовую частоту.3. Увеличение объема кэш-памяти. Данные, с которыми работает процессор, и команды для их обработки помещаются в оперативной памяти, но помимо нее, в сам ЦП встроена кэш-память (cache), доступ к которой осуществляется гораздо быстрее. В кэш помещаются наиболее часто используемые процессором данные и куски программного кода. Чем больше объем кэш-памяти, тем выше скорость работы процессора на реальных задачах (при этом прирост производительности сильно зависит от самой задачи). Вся кэш-память делится на два уровня. К первому уровню процессор получает доступ быстрее, поэтому в нем содержится самая нужная информация. В кэш второго уровня попадают менее «ходовые» данные. Объем первого уровня невелик и у нынешних ЦП различается не столь сильно, поэтому является менее показательной характеристикой. А кэш-память второго уровня увеличивается ударными темпами: у современных двухъядерных процессоров она может иметь объем до 6 Мб, а у четырехъядерных - до 12 Мб.4. Увеличение тактовой частоты фронтальной шины. Обмен данными современных процессоров с оперативной памятью происходит через канал, называемый фронтальной шиной (Front Side Bus – FSB). Чем выше ее тактовая частота, тем быстрее происходит передача данных. Первые процессоры Pentium 4 c шиной 400 МГц могли сообщаться с памятью на скорости 3,2 Гб в секунду. Пропускная способность современных процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad с шиной 1333 МГц достигает 10,6 Гб в секунду.5. Все вышеперечисленные достижения стали возможными благодаря постоянно развивающимся технологиям производства микропроцессоров. Последние модели четырехъядерных ЦП Intel содержат 820 (!) млн транзисторов. Для того чтобы уместить такое огромное количество элементов на площади, равной паре квадратных сантиметров, нужно уменьшить их до микроскопических размеров. Попутно уменьшается количество выделяемого тепла, и становится возможной работа на более высоких частотах. Размер транзистора передовых современных ЦП составляет всего 45 нанометров (для сравнения: толщина человеческого волоса равна 10 000 нанометров). В 2009 году производство процессоров перейдет уже на 32-нанометровую технологию.

Выбор процессораИтак, параметры числа, определяющие производительность ЦП – тактовая частота, количество вычислительных ядер, объем кэш-памяти и частота системной шины. Однако, все не так просто. Прежде чем идти в магазин за новым процессором, нужно найти ответы на ряд важных вопросов.

Нужно ли покупать самый быстрый процессор?Ответ – нет. Даже если вы играете в трехмерные игры или работаете с профессиональными графическими приложениями, ваш компьютер должен обладать хорошим, но не обязательно самым быстрым и новейшим ЦП, так как у них тоже есть свои недостатки:1. Высокая цена. Стоимость «флагманских» моделей процессоров весьма высока. Например, за самый быстрый ЦП из тех, которые сейчас производит компания Intel – четырехъядерный Core 2 Extreme QX9770 – придется выложить от 44 тыс. рублей. При этом за 25-30 тыс. рублей можно приобрести целый компьютер с очень достойной производительностью, укомплектованный процессором Core 2 Duo E8500 стоимостью около 8 тыс. рублей, быстродействие которого в большинстве случаев будет ненамного меньше показателей более мощных аналогов. Кроме того, современные производительные процессоры раскрывают свой потенциал полностью лишь в том случае, если и остальные компоненты компьютера – графическая карта, оперативная память и жесткий диск – тоже принадлежат к «высшей категории». В противном случае, общая производительность системы будет ограничена ее самым слабым звеном. А компьютер, полностью состоящий только из самых дорогих комплектующих, стоит от 60 до 150 тыс. рублей.

Действительно ли двухъядерный процессор работает в два раза быстрее одноядерного, а четырехъядерный – в четыре? Вовсе не обязательно. Более того, одноядерные процессоры с высокой тактовой частотой могут работать быстрее двухъядерных с меньшей тактовой частотой. Дело в том, что для полноценного использования ресурсов двух и более ядер программное обеспечение должно эффективно разделять нагрузку на несколько потоков.1. Многопоточные вычисления должны поддерживать прикладные программы, на что уходит дополнительный труд разработчиков ПО. Расходы на оптимизацию программного обеспечения под технологию многоядерных процессоров столь велики, что множество программных продуктов до сих остаются неоптимизированными. Но поскольку компьютеров с многоядерными процессорами становится все больше, разработчикам приходится не отставать.Уже существуют некоторые программы, работа которых значительно улучшается при использовании многоядерных процессоров – например, современные версии программ-архиваторов или кодировщиков видео.К числу «консервативных» приложений относятся компьютерные игры, многие из которых работают быстрее при наличии одноядерного процессора с более высокой тактовой частотой, чем двухъядерного с более низкой. Но есть и оптимизированные под многоядерные процессоры игровые релизы, например, Supreme Commander, Crysis и World in Conflict.Заметим, что практически все современные процессоры теперь выпускаются как минимум с двумя ядрами, так что выбирать стало не из чего. Более актуален выбор между двух- и четырехъядерными ЦП, и здесь очень важен один момент: как бы соблазнительно не выглядел процессор «4 в 1» толку от дополнительной пары ядер в большинстве случаев еще меньше, чем от перехода с одного ядра на два.2. Операционная система также должна поддерживать многопоточную технологию. В старых версиях «операционок» – например, Windows 98 и Me – из всех ядер процессора будет работать только одно. Для операционной системы Windows XP нужно установить пакет обновлений Service Pack 2, чтобы фоновые задания переназначались на второе ядро процессора. Лучше всех совместима с многоядерной технологией Windows Vista: она может распределять по разным ядрам не только фоновые задачи, но и вычислительные процессы отдельных программ. Так, например, пока одно ядро процессора занято демонстрацией видео, а на другом работает антивирус.Несмотря на увеличение количества транзисторов, физические размеры процессоров постепенно уменьшаются

Можно ли определить производительность процессора по названию?Долгое время о производительности процессора можно было судить по его тактовой частоте. Однако правило «чем больше частота, тем больше производительность» уже не актуально. Компании-производители процессоров – AMD и Intel – отказались от «гонки мегагерц» и даже в названии моделей ЦП используют не частоту, а числовые индексы.При этом по-прежнему действует принцип: чем больше число в названии модели, тем быстрее процессор. Например, процессор Core 2 Duo E8200 имеет два ядра и частоту 2,66 ГГц, а процессор E8400 – те же два ядра и частоту около 3,0 ГГц.Фирма AMD измеряет производительность процессоров Athlon X2 в единицах частоты старых процессоров Athlon Thunderbird, хотя более уместно сравнение с Pentium 4 в качестве эталона. Так, в названии 2,4-гигагерцевого процессора AMD Athlon 64 3800+ цифры «3800» обозначают частоту, которую должен был бы иметь старый одноядерный процессор Athlon Thunderbird, чтобы сравняться с этой моделью в производительности. Сейчас фирма AMD отказывается от такой маркировки и переходит на абстрактную нумерацию моделей. К примеру, процессор Phenom X3 8650 оснащен тремя ядрами с тактовой частотой 2,3 ГГц, а в процессоре Phenom X4 9850 работают четыре ядра с тактовой частотой 2,5 ГГц.Хотя числовые индексы позволяют узнать, как процессоры из одной серии соотносятся друг с другом по быстродействию, сравнить между собой ЦП из конкурирующих «станов» можно только на основании тестирования.

Что скрывается за обозначениями Conroe или Wolfdale?После названия модели процессора в таблице на странице 114 в кавычках указаны дополнительные обозначения. Например, в одной строке рядом с названием Core 2 Duo стоит обозначение Conroe, а в другой – Wolfdale. В данном случае Core 2 Duo – это торговая марка, наименование модели процессора, а Conroe или Wolfdale – название ядра, микросхемы, заключенной в ЦП. Таким образом, под одной и той же маркой могут существовать несколько разных устройств, подчас ощутимо отличающихся друг от друга производительностью.По названию ядра специалист может определить характеристики процессора. Например, Conroe изготовлен по по 65-нанометровой технологии, оснащен 4 Мб кэш-памяти и имеет максимальную тактовую частоту 3 ГГц. Его последователь Wolfdale выполнен по 45-нанометровой технологии, благодаря чему фирме Intel удалось увеличить кэш-память до 6 Мб, а тактовую частоту – до 3,16 ГГц.

Чьи процессоры лучше – Intel или AMD?В настоящий момент технологическим лидером является фирма Intel, но по соотношению «цена/производительность» выигрывает продукция AMD.Топовые процессоры фирмы Intel работают быстрее, чем аналогичные ЦП производства AMD, хотя процессоры AMD Phenom в среднем ценовом диапазоне тоже весьма достойны. При этом «камни» Intel стоят достаточно дорого: в линейке процессоров Quad-Core представлено сразу 6 моделей стоимостью более 10 тыс. рублей, а самый дорогой процессор AMD стоит максимум 9 тыс. рублей.Если вы не собираетесь выжимать из ПК максимум, постоянно нагружая его ресурсоемкими приложениями, выбор процессора AMD позволит сэкономить деньги. Особенно в том случае, если у вас уже есть компьютер на базе процессора Athlon X2 с разъемом Socket AM2 – новый процессор Phenom X3 или X4 станет для него хорошим подспорьем.

Как узнать, какой процессор подходит для компьютера?Нужно выяснить, обладает ли новая модель, которую вы собрались купить, разъемом, совместимым с вашей материнской платой. Процессорный разъем также называется «сокет» (socket). В настоящее время существует 6 видов сокетов для настольных компьютеров.1. Socket 478 предназначен для процессоров Pentium 4, Mobile Pentium 4 и Celeron, а также Celeron D производства фирмы Intel.2. Socket 775 – последователь сокета 478, предназначенный для процессоров Intel Pentium 4, Pentium D Celeron, Celeron D, Core 2 Duo и Core 2 Quad.3. Socket 754 и 939 предназначены для процессоров фирмы AMD: Athlon-64 и Sempron.4. Socket AM2 – это разъем, который используется всеми современными процессорами AMD – Athlon X2 и Phenom.5. Socket AM2+ – новая версия существующего разъема AMD, предназначенная специально для процессоров Phenom. Athlon X2 работает в материнских платах с сокетом AM2+ точно так же, как в старых, а вот производительность Phenom в системе с Socket AM2 будет частично ограничена.

ofcomp.ucoz.ru

Современные процессоры

Современные процессоры Нынешние технологии и устройства развиваются семимильными шагами. Еще каких-то 10 лет назад компьютеры были такими, как любой современный смартфон по своим возможностями. Сейчас же создаются все новые и новые девайсы, а старые улучшаются до, казалось бы, невозможного.

Будь это компьютер, ноутбук, моноблок, смартфон, планшет или еще что-то – основным источником, стержнем и сердцем этой системы будет процессор. Именно он отвечает за выполнение задач, а значит, от него зависит большая часть работы устройства. Сегодня мы обсудим современные процессоры, посмотрим на разницу и уже практически вечные споры о конкуренции двух гигантов: Intel и AMD.

Почему, собственно, существует этот самый спор в выборе производителей. Все упирается в то, что процессоры компании AMD значительно дешевле аналогичной продукции конкурента. Многие уверяют в том, что цена упирается в бренд, а технических отличий вообще нет. В целом, это было бы очень неразумно. Обе компании успешно развиваются, применяют свои технологии, имеют свою аудиторию. Если, допустим (!), у АМД процессоры слабее в производительности, чем у Intel, вполне логично, что они стоят меньше.

Многие тесты, обзоры и проверка на практике говорят о том, что завышенная цена на Intel вовсе не завышена, а весьма оправдана. Потому что процессоры АМД менее производительны и сильнее нагреваются, что тоже сказывается на работе. Естественно, это касается каких-то сопоставимых моделей.

Перейдем непосредственно к обзору современных процессоров. В процессоре вам стоит обращать внимание на такие характеристики как количество ядер процессора и его тактовая частота. Это не все, естественно, но вам хватит и этого. Опять-таки все зависит от того, для каких задач вам нужен компьютер (ноутбук, моноблок). Если ваши цели достаточно просты: домашний компьютер, для учебы, работы с офисными программами и интернетом, вам можно посмотреть в сторону AMD Sempron X2 (это 2ух ядерный процессор с частотой 2.5 ГГц) или Intel Pentium Dual Core G870 (2ух ядерный процессор конкурент с частотой 3.1 ГГц).

Для более сложных работ (обработка трехмерной графики, работа с различными эмуляторами, проектирование) и современных игр, нужно уже смотреть на более дорогие и производительные модели.

Если смотреть в сторону Intel, то это следующие модели: Intel Core i5-3570K (это 4ех ядерный процессор, с частотой 3.4ГГц) или Intel Core i7-3770 (аналогичные характеристики, разное поколение).

Среди моделей компании AMD можно обратить внимание на следующие модели, которые так же отлично себя показывают на практике: AMD FX-8150 (8 ядерный процессор с частотой 3.6 ГГц) или AMD Trinity A10-5800K (4 ядра и 3.8 ГГц – частота).

Выбор остается за вами. Учитывайте, что цена может отличаться в 1.5-2 раза в сторону дороговизны Intel. Если вам это не принципиально важно, можете смело брать AMD и получите хорошую производительность. Главное – не забывать, что хоть процессор и важен, но не только от него зависит вся производительность.

collect-computer.ru

2-е полугодие 2009 / Аналитика

Этой публикацией мы начинаем новый сезонный цикл справочных статей в разделе "Энциклопедия", посвящённых современным компонентам настольных и мобильных систем – процессорам, графическим картам, модулям памяти и т.п. По аналогии с предыдущими материалами, новые статьи сезона осень-зима 2009/2010 расскажут читателям о компонентах, актуальных на сегодняшний день и в обозримом будущем. Однако наши материалы - не механическое копирования справочных данных с сайтов производителей, тем более что большинство из них в последнее время значительно повысили уровень подачи информации о собственных изделиях. Не секрет, что сегодня производитель может предлагать одновременно продукцию двух, трёх, а то и более поколений, при этом каждое из них будет по-своему привлекательно. Однако зачастую новым поколениям продуктов производители присваивают новое брендовое имя, и мы зачастую получаем два-три изделия со сравнимой производительностью, но с совершенно разными названиями и ценой. Более того, 4/5-значный цифро-буквенный индекс, отличающий продукты внутри серии, далеко не всегда прозрачен для понимания, что также добавляет путаницы при выборе. Усугубляет ситуацию также невозможность с ходу, без специальных таблиц, определить по названию устройства ключевые характеристики - тактовую частоту, объём кэш-памяти, разъём, поддерживаемую память и пр. Таким образом, наши справочники призваны помочь читателю разобраться прежде всего в той мешанине названий, серий и индексов, которые он каждый раз наблюдает в прайс-листах при выборе новинки. Разумеется, справочная информация не подменяет собой статьи с тестированиями, лишь дополняет их.

Разнообразие процессоров Intel для настольных ПК

Открыв сегодняшний прайс-лист, покупатель имеет возможность наблюдать огромное разнообразие семейств процессоров Intel – вместе с процессорами Celeron с 3-значным цифровым индексом можно увидеть 2-ядерные Celeron с 5-символьным индексом (буква и 4 цифры). Кроме ещё встречающихся чипов Pentium 4 с 3-значным цифровым индексом есть возможность выбора из вариантов Pentium Dual Core с 5-символьным буквенно-цифровым индексом. Процессоры Core 2 и вовсе представлены самыми разными 2- и 4-ядерными вариантами с широким спектром 5-символьных индексов. Наконец, к наиболее современным процессорам Core i7 и Core i5, маркируемым, как и чипы два поколения назад, 3-значным цифровым индексом, в прайс-листах скоро добавятся Core i3. У покупателя, время от времени совершающего апгрейд или покупающего (собирающего) новую систему, такое разнообразие может вызвать определённое замешательство, особенно при отсутствии свободного времени на изучение архитектурных особенностей каждой серии. Ценовой фактор, надо отметить, далеко не всегда поможет выбрать наиболее оптимальный вариант процессора, поскольку примерно одинаковой цена может быть на процессоры разных поколений, с разным объёмом кэш-памяти, тактовой частотой и так далее. Прибавьте сюда наметившийся переход с одного процессорного разъёма на другой, а также ряд немаловажных, но невыраженных явно факторов, как, например, архитектура ядра, технологический процесс производства, TDP и пр., и вы получите сложность выбора сегодняшнего дня. Единого готового рецепта выбора подходящего процессора, увы, не существует. Кто-то анализирует статьи с практическими испытаниями чипов, и затем, определившись с серией, выбирает из неё модель по средствам или по сумме характеристик. Другой открывает прайс-лист, находит в нём все модели, подпадающие под его бюджет, а затем начинает сравнивать достойных претендентов между собой. Третий попросту идёт в магазин и надеется на компетентность менеджера. Четвёртый берёт с собой в магазин компетентных советчиков и так далее. Наш справочник в этом плане обладает тем преимуществом, что с его помощью можно освежить в памяти все ключевые факторы, влияющие на выбор, и затем совершить покупку процессора более осмысленно.

Конструктивный фактор: разъёмы процессоров Intel для настольных ПК

На заре развития процессоростроения никаких особенных проблем с выбором конструкции процессора не существовало, поскольку чипы в большинстве случаев попросту запаивали в плату – как это делается сегодня с процессорами для телефонов, коммуникаторов, ряда моделей нетбуков и даже ноутбуков. Позже, благодаря возможности замены процессора, было реализовано преимущество более экономного наращивания производительной мощи без замены всей системы. Первое время процессорные разъёмы, моду на которые диктовал лидер этого сектора, компания Intel, были общими для всех чипов с архитектурой x86, однако в канун Миллениума компания Intel приняла решение запатентовать свой собственный процессорный разъём Socket 370. Остальные производители какое-то время выжимали "остатки" из представленного ещё во времена первых Pentium (1994) 321-контактного разъёма Socket 7 и даже некоторое время выпускали чипы под Super Socket 7 (1998), однако делать нечего, им также пришлось разрабатывать собственные проприетарные разъёмы. Благодаря кросс-патентным соглашениям какое-то время разъём Socket 370 также использовала компания VIA, но затем ей также пришлось разрабатывать свои варианты. Долгое время – вплоть до 2004 года, процессоры Intel были представлены в корпусах со штырьковыми контактами (PGA), которые вставлялись в процессорный разъём с соответствующими отверстиями. Также поставлялись варианты в корпусировке BGA – Ball Grid Array, с контактными площадками непосредственно для запайки в плату, но к нашей сегодняшней теме эти чипы не имеют отношения. Стремительный рост количества сигнальных и силовых контактов привёл к тому, что уже в эпоху Socket 478 попасть 478 процессорными выводами во все 478 отверстий разъёма удавалось не всегда, при неудачной инсталляции ножки чипа попросту гнулись. Поэтому следующий, ныне здравствующий процессорный разъём – LGA775, имел другую, более надёжную конструкцию. Land Grid Array (LGA) – это по сути массив 775 контактных площадок на процессоре, а процессорный разъём, в свою очередь, оснащён 775 подпружиненными выступающими контактами. Процессор просто "укладывается" в жёстко размеченный разъём и затем надёжно защёлкивается специальным зажимом. С 2004 года и поныне корпусировка LGA присуща всем процессорам Intel для настольных ПК. Таблица ниже отражает лишь основные вехи развития процессорных разъёмов Intel. Современному покупателю из всего этого списка интересны лишь последние 3 строки. Давно списанные с производства процессоры под Socket 478 ещё встречаются на вторичном рынке, но вряд ли стоит на них тратиться, поскольку никаких перспектив дальнейшего обновления такой системы нет, лучше уж потратиться на недорогой процессор LGA775. Чипы LGA775 пока что остаются основным предложением для настольных систем начального и массового уровня. Они также широко представлены в сегменте чипов для производительных настольных систем, однако их уже начали теснить новые LGA1366- и LGA1156-чипы Core i7 и Core i5. Несмотря на то что цены на модели LGA1156 пока что "кусаются", именно за ними ближайшее будущее, поскольку с грядущим в скором времени выходом бюджетных процессоров Core i3 они начнут вытеснять своих предсшественников LGA775 более энергично.

Разъёмы и контактные системы процессоров Intel для настольных ПК
Название	Поддерживаемые CPU	Примечание
DIP	Intel 8086, 8088	DIP40
Socket 1	Intel 80486	PGA169 (Pin Grid Array)
Socket 2	Intel 80486	PGA238
Socket 3	Intel 80486	PGA237
Socket 4	Intel Pentium	PGA273
Socket 5	Intel Pentium	PGA320
Socket 7	Intel Pentium	PGA321
Socket 8	Intel Pentium Pro	PGA387
Slot 1	Intel Pentium II	Slot 242
Socket 370	Intel Pentium III, Celeron	PGA370
Socket-W	Intel Pentium 4	Socket 423 - ядро Williamette
Socket-N	Intel Pentium 4, Pentium 4 EE, Celeron	Socket 478
Socket-J	Core 2 Quad Extreme QX9775	LGA771 (J - отменённое ядро Jayhawk)
Socket-T	Intel Pentium 4, Pentium D, Celeron, Celeron D, Pentium XE, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Core 2 Quad, Core 2 Quad Extreme	LGA775 (Land Grid Array. T - отменённое ядро Tejas)
Socket-B	Intel Core i7, Core i7 Extreme, Core i9	LGA1366
Socket-H	Intel Core i7, Core i5, Core i3	LGA1156

Микроархитектуры процессоров Intel. Предыстория

Информация о внутренней организации тех или иных процессоров – обычно удел специалистов и энтузиастов, большинство покупателей, приобретающих компьютер для работы и развлечений, (а не для экспериментов над ним) вряд ли интересуют вопросы внутренней архитектуры чипов. И действительно, в рамках этого справочного материала нет смысла углубляться в организацию модуля ветвления предсказаний, строение кэш-памяти, взаимодействие ядер и прочие специфические вопросы строения чипов. Тем более что на страницах 3DNews регулярно появляются специальные материалы, где подробно рассматривается специфика различных процессорных архитектур и перспективы их развития. Список таких материалов можно найти в конце этой статьи. Однако некоторые базовые термины, названия и определения всё же лучше знать и помнить - хотя бы для того, чтобы быть полностью уверенным в правильности выбора наиболее перспективной платформы. Прежде всего необходимо помнить, что термин микроархитектура процессора на практике означает определённый набор инструкций, реализованный в том или ином дизайне процессора. Иными словами, микроархитектура процессора – это достаточно широкое определение набора базовых свойств чипа, на основе которого в дальнейшем разрабатываются и производятся варианты с тем набором возможностей, который востребован рынком. Возможно, кому-то более понятной будет аналогия между микроархитектурой процессора и базовым дизайном автомобиля. Во всех этих случаях разрабатывается базовый концепт, на базе которого, варьируя дополнительные функции – форму кузова, варианты двигателя и пр., в дальнейшем можно выпустить и седан, и универсал, и даже лёгкий грузовичок – да хоть кабриолет, лишь бы был спрос. Так и процессорная микроархитектура – на её базе выпускаются CPU со специфическими функциональными возможностями для каждого сектора рынка - серверного, настольных и мобильных ПК. Наш экскурс по этой теме мы начнём с ноября 2000 года, когда впервые была представлена революционная по тем временам процессорная микроархитектура Intel NetBurst (рабочее название P68). Сменив собой предшествующую архитектуру P6, Intel NetBurst активно развивалась до 2006 года. В течение этого времени на базе этой микроархитектуры было выпущено множество модификаций процессоров в семействах Celeron, Celeron D, Pentium 4, Pentium D, Pentium 4 Extreme Edition и Pentium Extreme Edition. Здесь также стоит остановиться и дать определение термину "процессорное ядро". Под этим определением обычно подразумевают реализацию дизайна процессорной микроархитектуры для определённого рынка. Так, практическими реализациями микроархитектуры Intel NetBurst для сектора настольных ПК стали постепенно сменявшие друг друга процессорные ядра Willamette, Northwood, Prescott, Prescott-2M, Smithfield, Cedar Mill и Presler (а также разрабатывавшийся, но не пошедший в серию дизайн Tejas). Для ноутбуков и серверов существовали свои реализации микроархитектуры NetBurst с соответствующим набором специфических функций. Таким образом, процессорное ядро – это законченный дизайн, по которому на фабрике изготавливается новая серия процессоров. При этом также необходимо помнить, что выпуск новой серии процессоров на базе нового процессорного ядра совсем не означает, что эти процессоры обязательно должны иметь новое розничное имя или новый товарный знак. Например, процессоры Celeron выпускались на базе различных версий ядер в рамках микроархитектуры NetBurst. Однако совсем не факт, что процессор Celeron, который вы видите в сегодняшнем прайс-листе магазина, выполнен с микроархитектурой NetBurst или, скажем, на ядре Prescott. Напротив, названия популярных брендов – такие как например Pentium или Celeron, зачастую успевают пережить несколько поколений процессорных ядер и даже микроархитектур. К настоящему времени процессоры с микроархитектурой NetBurst давно не выпускаются и вошли в историю. Наследником NetBurst стала представленная в июле 2006 года микроархитектура Intel Core, также известная под рабочим названием NGMA (Intel Next-Generation Micro-Architecture). В кои веки новая многоядерная процессорная микроархитектура Intel не стала результатом прямого развития предыдущей версии, NetBurst, но базировалась на продукте "побочной" эволюции, мобильном процессорном ядре Yonah (Pentium M), которое в свою очередь представляет собой удачное развитие более ранней микроархитектуры 1995 года Intel P6 (Pentium III, частично Pentium Pro). Создаваемое как решение для экономичных портативных ПК, ядро Yonah при сравнимой производительности смогло значительно обойти по энергопотреблению достаточно "прожорливые" чипы с микроархитектурой NetBurst. Однако нельзя говорить что микроархитектура Intel Core является "чистым" наследником ядра Yonah, ибо при её разработке инженеры Intel также применили лучшие архитектурные узлы и модули микроархитектуры NetBurst. Именно поэтому на стыке двух инженерных решений родилась революционная по тем временам новая микроархитектура Intel Core. Впрочем, говорить об этой микроархитектуре в прошедшем времени пока рановато, поскольку в настоящее время большинство процессоров, продающихся в магазинах, выполнены именно на базе процессорных ядер Intel Core. Первыми процессорными ядрами на базе Intel Core были Merom для мобильных ПК, Conroe для настольных ПК и Woodcrest для серверов и рабочих станций. Важно подчеркнуть, что при этом архитектурно чипы были почти идентичны, а основная разница заключалась в типах использовавшихся процессорных разъёмов, тактовой частоте системной шины и энергопотреблении. Одно-, двух- и четырёхядерные процессоры с микроархитектурой Core для настольных ПК также выпускались (а некоторые выпускаются и до сих пор) с дизайном процессорных ядер Conroe-L (Celeron), Allendale (Celeron, Pentium Dual Core, Core 2 Duo), Conroe (Core 2 Duo), Wolfdale (Pentium Dual Core, Core 2 Duo), Kentsfield (Core 2 Quad), Yorkfield (Core 2 Quad), Conroe XE, Kentsfield XE и Yorkfield XE (Core 2 Extreme), Wolfdale (Core 2 Duo). Большинство современных процессоров с микроархитектурой Core – таких как, например, чипы Core 2 Duo серии E8000 на ядре Wolfdale (аналог для мобильных ПК – ядро Penryn, также используется в ряде экономичных десктопов), выпускаются нынче с соблюдением норм 45-нм технологического процесса. Эти чипы поддерживают новейшие расширения пакета инструкций, включая SSE4.1, при их производстве используются новые материалы, такие как high-k диэлектрики на основе соединений гафния. Процессорное 2-ядерное ядро Wolfdale обладает 6 Мб кэша L2 и поддерживает системную шину частотой 1333 МГц. Именно эти процессоры пользуются популярностью у современных любителей разгона. Процессоры Core 2 серий E7xxx и Pentium Dual Core серий E5xxx/E6xxx выпускаются на базе усечённой версии ядра, Wolfdale-3M, и обладают 3 Мб и 2 Мб кэша L2, соответственно.

Сегодняшний день: Микроархитектура Intel Nehalem

Новейшая архитектура компании Intel, наиболее актуальная на сегодняшний день, носит название Nehalem. Именно эта архитектура лежит в основе новейших процессоров Core i7/i5, именно она будет актуальна ближайшие несколько лет. Этимология наименования новой процессорной микроархитектуры Intel восходит к названию реки в северо-западной части штата Орегон - Nehalem River. Однако нам в первую очередь необходимо помнить, что впервые представленные осенью 2008 года процессоры с микроархитектурой Nehalem поступили в продажу под товарным знаком Intel Core. И здесь главное - избежать путаницы c названием предшествовавшей Nehalem микроархитектуры Intel Core. Микроархитектуру Nehalem можно назвать последней, в которой реализованы элементы раннего предшественника, архитектуры NetBurst. Первые практические реализации на базе Nehalem выпускаются с соблюдение норм 45 нм техпроцесса, однако согласно последним данным, поставки первых массовых партий Nehalem-процессоров с ядром Clarkdale с соблюдением норм 32-нм техпроцесса стартуют ближе к концу 2009 – началу 2010, а уже в первом квартале 2010 года есть планы по доведению выпуска этих чипов до 20% от всех выпускаемых Intel процессоров для настольных ПК. Ожидается, что на рынке со временем будут представлены двух-, четырёх-, шести- и восьмиядерные процессоры Intel для настольных систем с микроархитектурой Intel, при этом один только 4-ядерный вариант будет насчитывать в свой конструкции 731 миллион транзисторов. Ключевые отличия микроархитектуры Nehalem от предшественников заключаются в следующем:

Впервые применён интегрированный в ядро контроллер памяти, поддерживающий двух- и трёхканальную память DDR3 SDRAM (для серверов – 4 канала FB-DIMM). Трёхлучевая симметрия – не маркетинговая экзотика и не дань моде, это всего лишь разумный инженерный подход к максимальному использованию производительности оперативной памяти и процессорного ядра.
В микроархитектуре Nehalem появилась новая межмодульная последовательная шина Intel QuickPath Interconnect (QPI) с архитектурой "точка-точка" (point-to-point). Такая организация межблочных соединений внутри процессора представляет собой более производительное, масштабируемое и экономичное решение нежели традиционная системная шина процессора – Front Side Bus (FSB).
В некоторых модификациях процессоров будет представлено интегрированное графическое ядро (IGP). Графический чип не разводится на процессорном кристалле, однако будет именно интегрирован в единый корпус процессора.
Возвращается технология многопоточной обработки данных – Intel HyperThreading, известная по чипам Pentium 4 и впервые возрождённая в нетбучной микроархитектуре Intel Atom. Теперь каждое ядро процессора вновь способно обрабатывать одновременно два потока данных.
Все новые процессоры, включая версии с четырьмя, шестью и даже восемью ядрами, будут изготавливаться на едином кристалле – в отличие от большинства предшествовавших дизайнов, где в едином корпусе объединялись одно- и двуядерные кристаллы.
В новых чипах дебютирует модуль предсказания ветвлений второго уровня, а также буфер ассоциативной трансляции (Translation lookaside buffer, TLB) второго уровня.

Все процессоры с микроархитектурой Nehalem обладают 32 Кб кэша инструкций L1 и 32 Кб кэша L1 данных на каждое ядро, а также 256 Кб кэша L2 на ядро и, в зависимости от версии процессорного ядра, от 4 Мб до 8 Мб распределённого кэша L3, общего для всех ядер. В таблице представлены процессоры Intel Core i7 и Core i5, актуальные на сегодняшний день.

45-нм процессоры Intel для настольных ПК с микроархитектурой Nehalem
Ядро	Сегмент	Ядра / потоки	Кэш L3	Варианты	Тактовые частоты	TDP	Разъём
Bloomfield	Производительные экстремальные и игровые ПК	4 / 8	8 Мб	Core i7 Extreme 975, 965	3,33 ГГц, 3,20 ГГц	130 Вт	LGA1366
				Core i7 950, 940, 920	3,06 ГГц, 2,93 ГГц, 2,66 ГГц
Lynnfield	Производительные и массовые ПК	4 / 8	8 Мб	Core i7 870, 860, 860s	2,93 ГГц, 2,8 ГГц, 2,53 ГГц	95 Вт, 95 Вт, 82 Вт	LGA1156
		4 / 4		Core i5 750, 750s	2,66 ГГц, 2,4 ГГц	95 Вт, 82 Вт

Ближайшее будущее: Westmere (Nehalem-C) и далее - Sandy Bridge

Совсем скоро – ориентировочно в 4 квартале 2009 года или в самом начале 2010 года, на прилавках появятся первые процессоры Intel, выполненные с соблюдением норм 32-нм технологического процесса. Кроме 32-нм редизайна Nehalem-предшественников новые чипы будут обладать рядом новых особенностей и возможностей, именно поэтому первоначальное рабочее наименование микроархитектуры - Nehalem-C было заменено на Westmere. Однако по большому счёту это тот же Nehalem, только улучшенный. Уже точно известно, что на замену 45-нм ядру Bloomfield придёт 6-ядерный Gainestown. По предварительным данным, в ряду процессоров Westmere так же будут присутствовать 12-ядерные чипы (два 6-ядерных кристалла в едином корпусе). Среди структурных улучшений микроархитектуры следует отметить новое расширение набора инструкций Intel AVX рядом новых аппаратных алгоритмов, позволяющих более чем в три раза ускорить процессы шифрования и дешифровки по протоколу AES. Наряду с этим дебютирует инструкция умножения без переноса PCLMULQDQ с усовершенствованными алгоритмами блочного шифрования, которая обеспечит повышенный уровень безопасности за счет исключения табличных преобразований и защиты от программных атак по внешним каналам. Плюс, в некоторых версиях чипов появится интегрированное графическое ядро. Наконец-то в ряду 32-нм процессоров Westmere дебютируют обещанные варианты с интегрированным графическим ядром. Помимо этого также ожидается повышение производительности технологии виртуализации, а также новая функциональная возможность технологии виртуализации – 16-битный режим VMX Unrestricted Guest. В таблице ниже перечислены процессоры с микроархитектурой Westmere, ожидаемые на рынке одними из первых.

32-нм процессоры Intel для настольных ПК с микроархитектурой Nehalem
Ядро	Сегмент	Ядра / потоки	Кэш L3	Память	Чипы	Тактовые частоты	GPU	TDP	Разъём
Gulftown	Мощные ПК	6 / 12	12 Мб	3 x DDR3 SDRAM 800–1066	Core i7 (i9?), серия 1000	От 2,4 ГГц	-	130 Вт	LGA 1366
Clarkdale	Массовые ПК	2 / 4	4 Мб	2 x DDR3 1066-1333	Core i5 670, 661, 660, 650	3,46 ГГц, 3,33 ГГц, 3,2 ГГц	733 МГц, 900 МГц	73 Вт, 87 Вт	LGA 1156
					Core i5 670, 661, 660, 650	3,46 ГГц, 3,33 ГГц, 3,2 ГГц	733 МГц	73 Вт
					Core i3 540, 530	3,06 ГГц, 2,93 ГГц	733 МГц
		2 / 2	3 Мб	2 x DDR3 1066	Pentium G6950	2,8 ГГц	533 МГц

Обратите внимание: Pentium G6950. Торговая марка Pentium по-прежнему живее всех живых, однако это отнюдь не облегчает нам основную нашу сегодняшнюю задачу классификации различных процессоров Intel. Про микроархитектуру Sandy Bridge (ранее – Gesher, что на иврите означает "мост"), следующую за Nehalem/Westmere, пока что известны лишь общие данные. Согласно предварительной информации, первые чипы Sandy Bridge будут оснащены графическим ядром, "выращенным" на одном кристалле с CPU (в первом поколении интегрированных процессоров - Clarksdale, графика будет просто смонтирована на одной подложке), часть процессоров будет обладать 4/8 ядрами, тактовой частотой до 4 ГГц, 32 Кб кэша инструкций/данных L1 , 512 Кб кэша L2 на ядро, 2-3 Мб эксклюзивного кэша L3 на ядро (до 8-24 Мб в сумме). Разработчики микроархитектуры Sandy Bridge делают акцент на эффективном энергопотреблении процессоров, в том числе, с помощью технологии Dynamic Turbo, при этом рост производительности чипа предполагается нарастить без увеличения размеров ядра, как это было и в случае перехода от Netburst к Core. Это, скорее всего, потребует применения новой внутренней межблочной процессорной шины. Поскольку ключевые усовершенствования микроархитектуры Sandy Bridge нацелены прежде всего на обеспечение высокой производительности при низком энергопотреблении, ожидается, что процессоры Sandy Bridge будут прежде всего нацелены на сектор мобильных ПК. Не исключено, что какое-то достаточно продолжительное время микроархитектуры Nehalem и Sandy Bridge будут существовать и развиваться параллельно: Nehalem для сегментов серверов и высоко производительных настольных систем, Sandy Bridge – для мобильных ПК и компактных экономичных настольных систем. Пока что серверные процессоры Sandy Bridge числятся в планах Intel примерно на 2011 год: сначала будут представлены MP-чипы, и вслед за ними DP-версии с 6 и 12 ядрами. Ожидается, что первые процессоры Sandy Bridge будут представлены в 2010 году и первоначально будут выпускаться с соблюдением норм 32-нм техпроцесса. Из-за достаточно непростого перехода к 22-нм нормам техпроцесса ожидается, что Sandy Bridge будет иметь три переходных дизайна (Sandy Bridge, Ivy Bridge, и ещё один, пока неизвестный Bridge), а не два, как в случае Nehalem/Westmere, и первым 22-нм чипом станут 4/8-ядерные Ivy Bridge для настольных систем. Архитектура, которая появится после Ivy Bridge и для который 22-нм техпроцесс станет "родным" изначально, называется Haswell. Почти вся информация о Haswell пока что на уровне слухов - по крайней мере, на IDF 2009 эту тему вовсе не поднимали, так что теперь будем надеяться, что ясность и в этот вопрос внесёт грядущий IDF 2010.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

3dnews.ru