Jadrom je kryštál (kameň), kremíkový čip, ktorým je samotný procesor.
Jadro je ako verzia (variant) procesora.
Procesory s rôznymi jadrami sú, dalo by sa povedať, rôzne procesory.
Rôzne jadrá sa líšia veľkosťou vyrovnávacej pamäte, frekvenciou zbernice, technológiou výroby atď.
Čím novšie je jadro, tým lepší procesor zrýchľuje.
Príkladom je P4, ktorý má (at tento moment) dve jadrá Willamette a Northwood.
Prvé jadro bolo vyrobené technológiou 0,18 mikrónu a fungovalo výhradne na 400 MHz zbernici.
Najnižšie modely mali frekvenciu 1,3 Ghz, maximálne frekvencie pre jadro boli o niečo vyššie ako 2 Ghz.
Tieto procesory sa nepreslávili najmä svojimi kvalitami pretaktovania.
Northwood bol neskôr prepustený.
Bol už vyrobený pomocou technológie 0,13 mikrónu a podporoval zbernicu 400 a 533 Mhz a mal tiež zvýšenú kapacitu vyrovnávacej pamäte.
Prechodom na nové jadro sa výrazne zvýšil výkon a maximálna frekvencia.
Junior procesory Northwood s frekvenciou 1,6 Ghz sa dobre pretaktujú.
Z tohto príkladu môžete usúdiť, že ide o rôzne procesory.
V rámci rovnakej architektúry sa môžu rôzne procesory navzájom značne líšiť.
A tieto rozdiely sú stelesnené v rôznych jadrách procesorov, ktoré majú určitý súbor presne definovaných charakteristík.
Najčastejšie sú tieto rozdiely stelesnené v rôznych frekvenciách systémovej zbernice (FSB), veľkostiach vyrovnávacej pamäte druhej úrovne, podpore určitých nových inštrukčných systémov alebo technologických procesoch, ktorými sa vyrábajú procesory.
Zmena jadra v rovnakej rodine procesorov často znamená zmenu pätice procesora, čo vyvoláva problémy s ďalšou kompatibilitou základné dosky.
V procese vylepšovania jadra musia výrobcovia v ňom vykonať menšie zmeny, ktoré si nemôžu nárokovať „správne meno“.
Takéto zmeny sa nazývajú revízie jadra a sú najčastejšie označené alfanumerickými kombináciami.
Nové revízie toho istého jadra však môžu obsahovať celkom viditeľné inovácie.
takže, Spoločnosť Intel zaviedol podporu pre 64-bitovú architektúru EM64T v určitých procesoroch rodiny Pentium 4 práve v procese zmeny revízie.
Odpovede na otázky
Radeon Software Adrenalin Edition 17.12.1 - nový balík ovládače AMD
Nové ovládače prinášajú zlepšenie výkonu v mnohých populárne hry, medzi ktoré patria Tom Clancy's Ghost Recon Wildlands, Mass Effect: Andromeda Overwatch, Prey a Project Cars 2.
V porovnaní s ovládačmi Radeon Software Crimson ReLive Edition môžu majitelia adaptérov Radeon očakávať zvýšenie výkonu o 10 % až 19 %.
Tu je však potrebné urobiť výhradu, že výkon Adrenalin je porovnávaný s úplne prvou verziou ovládačov ReLive.
Vývojári navyše skrátili čas odozvy – v projektoch ako Counter Strike záleží na každej milisekunde.
Zvýšenie výkonu ocenia majitelia konfigurácií s dvoma grafickými kartami pracujúcimi v režime CrossFire.
Napríklad vo Far Cry Primal je dvojica Radeon RX 580 presne dvakrát rýchlejšia ako jedna grafická karta.
Technológia Radeon WattMan bola vylepšená tak, aby umožňovala ukladanie vlastných profilov, ich opätovné načítanie neskôr a zdieľanie s ostatnými používateľmi Radeonu.
Nezabúda sa ani na ťažiarov kryptomien.
Pri použití špeciálneho výpočtového režimu (Compute Profile) dosahuje nárast 15 % – tieto výsledky boli získané na systéme s grafickou kartou Radeon RX 570 4GB pri ťažbe kryptomeny Ethereum.
Technológia s názvom Radeon Chill bola vylepšená a funguje už takmer vo všetkých hrách.
V krátkosti si pripomeňme jeho podstatu: keď sa pohyb v hre spomalí, snímková frekvencia sa zníži.
Znížený výkon tiež znižuje spotrebu energie.
Vďaka tomu sa šetrí energia batérie notebooku.
Príjemným sprievodným javom tejto technológie je zníženie hladiny hluku.
Nezabudlo sa ani na čoraz populárnejší fenomén streamovania videohier.
Nový softvér AMD má veľmi široké možnosti na organizovanie vysokokvalitného vysielania hier na internete.
Priamo cez ovládací panel ovládača môžete prepojiť svoje účty YouTube alebo Twitch a jednoducho organizovať živé vysielanie hier v globálnej sieti.
Intel predstavil procesory generácie Gemini Lake
Ide o CPU s veľmi nízkou spotrebou energie, zamerané na kompaktné počítače, relatívne lacné modely, hybridné riešenia a rôzne zariadenia, kde je úroveň TDP kritická.
Procesory Gemini Lake nahradili generáciu Apollo Lake, ktorá zaplnila medzeru lacných notebookov kvôli takmer úplnej absencii lacných CPU zo starších rodín Intel.
Gemini Lake je nástupcom rodiny Atom, Intel práve túto značku nepoužíva.
V novej generácii je momentálne šesť procesorov: dvojica Pentium Silver a štyri modely Celeron.
Zároveň tri modely podmienečne patria do segmentu stolných počítačov a tri do mobilného segmentu.
Modely s indexom N patria do mobilného segmentu a modely s indexom J patria do segmentu desktopov.
Všetky procesory dostali dvojkanálový pamäťový radič s podporou DDR4/LPDDR4.
UHD Graphics 600 GPU obsahuje 12 výkonných jednotiek, zatiaľ čo UHD Graphics 605 má 18 jednotiek.
CPU sa vyrábajú pomocou 14-nanometrovej výrobnej technológie a majú dizajn FCBGA1090 bez ohľadu na platformu.
V procesoroch debutuje technológia Local Adaptive Contrast Enhancement (LACE).
Súdiac podľa popisu je určený na úpravu obrazu na obrazovke v závislosti od vonkajšieho osvetlenia.
Intel navyše tvrdí, že procesory Gemini Lake sú prvé medzi riešeniami spoločnosti, ktoré dostávajú podporu pre gigabitové Wi-Fi.
Presnejšie povedané, štandard 2x2 802.11ac sa používa s kanálmi s frekvenciou 160 MHz.
Zaznamenať môžete aj podporu HDMI 2.0 a obrazový výstup v 4K pri 60 fps.
Prvé počítače založené na nových CPU sa objavia v prvom štvrťroku 2018.
O procesoroch AMD Ryzen druhej generácie
AMD plánuje v dohľadnej dobe vydať nástupcov desktopových procesorov Ryzen.
Podľa uniknutej cestovnej mapy bude druhá generácia čipov Ryzen, známa aj pod kódovým označením Pinnacle Ridge, debutovať koncom februára.
Podľa správ budú nové procesory vyrábané podľa 12-nanometrových technických noriem FinFET v zariadeniach GlobalFoundries.
Najprv sa na pulty obchodov dostanú staršie čipy Ryzen 7 a potom v marci AMD vydá cenovo dostupnejšie riešenia pre rady Ryzen 5 a Ryzen 3.
Tieto „kamene“ budú mať dizajn AM4 a budú kompatibilné s komerčne dostupnými základnými doskami na báze čipsety AMD séria 300.
Treba mať na pamäti, že so spomínanými CPU sa do predaja dostanú nové dosky založené na logike AMD série 400, relevantné pre tých, ktorí zostavujú systém od nuly alebo prechádzajú zo starších platforiem.
Líniu desktopových procesorov pre masovú platformu AM4 môžu viesť 12-jadrové riešenia pracujúce na výrazne vyšších frekvenciách ako ich predchodcovia.
Najmä vlajková loď Ryzen 7 2800X bude pracovať na frekvenciách od 4,6 do 5,1 GHz v režime boost, zatiaľ čo pre Ryzen 7 1800X sa pohybujú od 3,6 do 4 GHz.
Dôležité je, že zvýšenie počtu jadier žiadnym spôsobom neovplyvní odporúčanú cenu nových CPU, ktoré budú identické s 8-jadrovými analógmi, ktoré sú už dostupné na predaj.
Viacjadrový procesor - CPU, obsahujúci dve alebo viac výpočtových jadier na jednom procesorovom čipe alebo v jednom balení.
Medzi viacjadrovými procesormi v tejto chvíli môžeme vyzdvihnúť
*procesory určené predovšetkým pre vstavané a mobilných aplikácií, v ktorej vývojári venovali veľkú pozornosť prostriedkom a metódam znižovania spotreby energie (SEAforth (SEAforth24, seaforth40), Tile (Tile36, Tile64, Tile64pro), AsAP-II, CSX700);
*procesory pre výpočtové alebo grafické stanice, kde problémy so spotrebou energie nie sú také kritické (grafické procesory, napríklad procesory radu g80 od NVIDIA, projekt Larrabee od Intelu, sem patrí aj Cell procesor od IBM, aj keď počet procesorových jadier je relatívne nízka);
* takzvané procesory mainstream - určený pre servery, pracovné stanice a osobné počítače(AMD, Intel, Sun);
- Počet jadier (Number of cores. Core) - kremíkový kryštál s plochou približne jeden štvorcový centimeter, na ktorom sa implementujú mikroskopické logické prvky schému zapojenia procesor, takzvaná architektúra. Každé jadro systém vníma ako samostatný, nezávislý procesor so všetkými potrebnými funkciami.)
Frekvencia hodín (hodiny sú elementárnou operáciou za sekundu, ktorú môže procesor vykonať. Počet hodinových cyklov je preto ukazovateľom toho, koľko operácií za sekundu dokáže procesor spracovať. Jednotkou merania tohto parametra je gigahertz GHz.)
Cache pamäť (pamäť priamo zabudovaná v procesore a slúžiaca na ukladanie a prístup k často používaným dátam sa nazýva cache pamäť. Delí sa na niekoľko úrovní – L1, L2 a L3. Vyššia úroveň vyrovnávacej pamäte má väčší objem, ale menej vysoký -rýchlosť prístupu k dátam.)
Bitová kapacita (určuje množstvo informácií, ktoré je možné vymeniť medzi procesorom a RAM za jeden hodinový cyklus. Tento parameter sa meria v bitoch. Parameter bitovej kapacity ovplyvňuje množstvo možnej pamäte RAM – 32-bitový procesor dokáže pracovať iba so 4 GB pamäte RAM.)
Výkon
Spotreba energie
Rozmery
cena
Triedy úloh, pre ktoré sú určené
Porovnávacie charakteristiky výkon procesora, spotreba energie a rýchlosť výmeny dát sú uvedené v tabuľkách
(Mflops – milión operácií s pohyblivou rádovou čiarkou za sekundu)
Významný príspevok k celkovému výkonu procesora a efektívnosti jeho prevádzky má štruktúra medzijadrových spojení a organizácia pamäťového subsystému, najmä vyrovnávacej pamäte.
Procesor CSX700
Architektúra procesora CSX700 bola navrhnutá tak, aby riešila takzvaný problém veľkosti, hmotnosti a výkonu (SWAP), ktorý zvyčajne trápi vstavané vysokovýkonné aplikácie. Integráciou procesorov, systémové rozhrania a vstavanou pamäťou na opravu chýb je CSX700 cenovo efektívne, spoľahlivé a vysokovýkonné riešenie, ktoré spĺňa požiadavky moderné aplikácie.
Architektúra procesora je optimalizovaná pre masívny dátový paralelizmus a je navrhnutá s vysoký stupeň efektívnosť a spoľahlivosť. Architektúra je zameraná na inteligentné spracovanie signálu a spracovanie obrazu v časovej a frekvenčnej oblasti.
Čip CSX700 obsahuje 192 vysokovýkonných procesorových jadier, integrovaných vyrovnávacia pamäť Veľkosť 256 KB (dve banky po 128 KB), vyrovnávacia pamäť údajov a vyrovnávacia pamäť inštrukcií, ochrana ECC interných a externá pamäť, vstavaný radič priameho prístupu do pamäte. Technológia ClearConnect NoC sa používa na zabezpečenie on-chip a inter-chip sietí (obr. 11).
Procesor pozostáva z dvoch relatívne nezávislých modulov MTAP (MultiThreaded Array Processor) obsahujúcich inštrukčné a dátové cache, riadiace jednotky pre procesorové prvky a sadu 96 výpočtových jadier (obr. 12).
Ryža. 12. Bloková štruktúra MTAP
Každé jadro má duálnu jednotku s pohyblivou rádovou čiarkou (sčítanie, násobenie, delenie, druhá odmocnina, podporované čísla s jednoduchou a dvojitou presnosťou), 6 KB vysokovýkonnej pamäte RAM a 128-bajtový súbor registra. Podporovaný je 64-bitový virtuálny adresný priestor a 48-bitový reálny adresový priestor.
technické údaje procesor:
frekvencia hodín jadra 250 MHz;
96 GFlopov pre dáta s dvojitou alebo jednoduchou presnosťou;
podporuje 75 GFlops pre benchmark double precision matrix multiplication (DGEMM);
výkon celočíselných operácií 48 ШАОs;
strata výkonu 9 W;
šírka pásma internej pamäťovej zbernice 192 GB/s;
dve externé pamäťové zbernice 4 GB/s;
rýchlosť výmeny dát medzi jednotlivými procesormi 4 GB/s;
rozhrania PCIe, 2 DDR2 DRAM (64 bitov).
Navrhnuté pre nízkoenergetické systémy, tento procesor beží pri relatívne nízkej rýchlosti hodín a má mechanizmus riadenia frekvencie, ktorý vám umožňuje prispôsobiť výkon aplikácie špecifickej spotrebe energie a tepelnému prostrediu.
CSX700 je podporovaný profesionálnym vývojovým prostredím (SDK) založeným na technológii Eclipse s nástrojmi na vizuálne ladenie aplikácií založených na optimalizovanom kompilátore ANSI C s rozšíreniami pre paralelné programovanie. Okrem štandardnej knižnice C existuje sada optimalizovaných knižníc s funkciami ako FFT, BLAS, LAPACK atď.
Moderné procesory Intel a AMD
Trh moderných procesorov je rozdelený medzi dvoch hlavných konkurentov – Intel a AMD.
Procesory od Intelu sú dnes považované za najvýkonnejšie vďaka rodine Core i7 Extreme Edition. V závislosti od modelu môžu mať až 6 jadier súčasne, frekvenciu až 3300 MHz a až 15 MB L3 cache. Najpopulárnejšie jadrá v segmente desktopových procesorov sú založené na Intel – Ivy Bridge a Sandy Bridge.
Procesory Intel využívajú proprietárne technológie na zvýšenie efektívnosti systému.
1. Hyper Threading- Vďaka tejto technológii je každé fyzické jadro procesora schopné spracovať dve vlákna výpočtov súčasne, ukazuje sa, že počet logických jadier sa v skutočnosti zdvojnásobí.
2. Turbo Boost – Umožňuje používateľovi automaticky pretaktovať procesor bez prekročenia maximálneho prípustného limitu prevádzkovej teploty jadra.
3. Intel QuickPath Interconnect (QPI) – Kruhová zbernica QPI spája všetky komponenty procesora, čím sa minimalizujú všetky možné oneskorenia pri výmene informácií.
4. Vizualizačná technológia – Hardvérová podpora virtualizačných riešení.
5. Intel Execute Disable Bit – prakticky antivírusový program, poskytuje hardvérovú ochranu pred možnými vírusovými útokmi na základe technológie pretečenia vyrovnávacej pamäte.
6. Intel SpeedStep - nástroj, ktorý umožňuje meniť úrovne napätia a frekvencie v závislosti od zaťaženia vytvoreného na procesore.
Core i7 je v súčasnosti najvyššou líniou spoločnosti
Core i5 - vysoký výkon
Core i3 – nízka cena, vysoký/stredný výkon
Najrýchlejšie procesory AMD sú stále pomalšie ako najrýchlejšie procesory Intel (údaje z novembra 2010). Ale vďaka môjmu dobrý pomer ceny a kvalita, procesory AMD, hlavne pre stolné počítače, sú výbornou alternatívou k procesorom Intel.
Pre procesory Athlon II a Phenom II je dôležitý nielen takt, ale aj počet procesorových jadier. Athlon II a Phenom II, v závislosti od modelu, môžu mať dve tri alebo štyri jadrá. Šesťjadrový model – iba séria Highend Phenom II.
Väčšina moderné procesory vytvorené spoločnosťou AMD štandardne podporujú nasledujúce technológie:
1. AMD Turbo CORE – Táto technológia je navrhnutá tak, aby automaticky regulovala výkon všetkých jadier procesora prostredníctvom riadeného pretaktovania (podobná technológia od Intelu sa nazýva TurboBoost).
2. AVX (Advanced Vector Extensions), XOP a FMA4 – Nástroj, ktorý má rozšírenú sadu príkazov špeciálne navrhnutých pre prácu s číslami s pohyblivou rádovou čiarkou. Určite užitočná súprava nástrojov.
3. AES (Advanced Encryption Standard) – B softvérové aplikácie používanie šifrovania údajov zlepšuje výkon.
4. AMD Visualization (AMD-V) – Táto virtualizačná technológia pomáha zabezpečiť zdieľanie zdrojov jedného počítača medzi viacerými virtuálnymi strojmi.
5. AMD PowcrNow! - Technológia správy napájania. Pomáhajú používateľovi dosiahnuť zlepšený výkon dynamickou aktiváciou a deaktiváciou častí procesora.
6. NX Bit – Jedinečná antivírusová technológia, ktorá pomáha predchádzať infekcii osobného počítača určitými typmi malvéru.
Použitie v GIS
Geografické informačné systémy sú multifunkčné nástroje na analýzu konsolidovaných tabuľkových, textových a kartografických údajov, demografických, štatistických, pozemkových, obecných, adresných a iných informácií. Veľa jadrové procesory sú potrebné na rýchle spracovanie rôznych typov informácií, pretože výrazne urýchľujú a rozdeľujú prácu programov.
ZÁVER
Prechod na viacjadrové procesory sa stáva hlavným zameraním na zlepšenie výkonu. V súčasnosti sa za najbežnejšie považujú 4- a 6-jadrové procesory. Každé jadro systém vníma ako samostatný, nezávislý procesor so všetkými potrebnými funkciami. Technológia viacjadrových procesorov umožnila paralelizáciu výpočtových operácií, v dôsledku čoho sa zvýšil výkon PC.
http://www.intuit.ru/department/hardware/mcoreproc/15/
http://kit-e.ru/articles/build_in_systems/2010_2_92.php
http://softrew.ru/instructions/266-sovremennye-processory.html
http://it-notes.info/centralnyj-processor/
http://www.mediamarkt.ru/mp/article/AMD,847020.html
Výhody viacjadrových procesorov
Schopnosť distribuovať prácu programov, napríklad hlavné aplikačné úlohy a úlohy na pozadí operačný systém cez viacero jadier;
Zvýšenie rýchlosti programov;
Výpočtovo náročné procesy prebiehajú oveľa rýchlejšie;
Efektívnejšie využitie výpočtovo náročných multimediálnych aplikácií (napríklad video editory);
Znížená spotreba energie;
Práca užívateľa PC sa stáva pohodlnejšou;
Sergej Ozerov,
Nedávno dvaja mikroprocesoroví giganti – Intel a AMD – spoločne vydali svoje prvé dvojjadrové procesory, ktoré už stihli narobiť poriadny hluk. Ukázalo sa, že nové mikroprocesory sú nielen zaujímavé, ale sú to veľmi mnohostranné produkty, ktorých dôkladné štúdium nemožno obmedziť na jednu alebo dve recenzie napísané v horúčave. O týchto novinkách sa pokúsime porozprávať podrobnejšie a pokiaľ možno z rôznych uhlov...
Nedávno teda dvaja mikroprocesoroví giganti – Intel a AMD – spoločne vydali svoje prvé dvojjadrové procesory, ktoré už stihli narobiť veľa hluku. Tieto produkty neboli len poslednými konkurenčnými novinkami od lídrov odvetvia osobných počítačov (ako sa to v posledných rokoch často stáva), ale svojím vzhľadom predznamenali začiatok (nebojme sa veľkých slov) celej éry (v r. taktický a dokonca strategický zmysel) „desktop“ computingu, ďalšie kolo prieniku profesionálnych technológií do spotrebiteľského segmentu. Ukázalo sa, že nové mikroprocesory sú nielen zaujímavé, ale sú to veľmi mnohostranné produkty, ktorých dôkladné preštudovanie sa nemôže obmedziť na jednu alebo dve recenzie napísané v horúčave (za ktoré možno považovať väčšinu článkov s testami narýchlo dokončenými o niekoľko dní). po obdržaní vzoriek). Pokúsime sa o týchto nových produktoch hovoriť podrobnejšie a pokiaľ možno z rôznych uhlov pohľadu, bez toho, aby sme sa obmedzovali na striktný časový rámec. Pozývame však našich čitateľov aj na diskusiu o týchto produktoch – na našom Fóre a vo forme autorských poznámok, ktoré s úspešnou kombináciou talentu a vynaliezavosti tých, ktorí ich napísali, môžu byť publikované na našom zdroji. :)
Ale začneme, ako sa patrí, teóriou. Našťastie je tu jednoznačne o čom diskutovať.
Klasifikácia: SMP, NUMA, klastre...
Je zrejmé, že „nohy“ nových procesorov vyrastajú z viacprocesorových systémov. A existuje nespočetné množstvo možností na vytváranie viacprocesorových systémov: aj jednoduchý zoznam všetkého, čo bolo vytvorené za posledné roky, by zabralo príliš veľa miesta. Existuje však všeobecne uznávaná klasifikácia:
(Symetrické systémy s viacerými procesormi). V takomto systéme majú všetky procesory úplne rovnaký prístup k zdieľanej pamäti RAM (pozri obrázok). Práca s takýmito systémami je pre programátorov skutočným potešením (ak, samozrejme, vytváranie viacvláknového kódu možno nazvať „potešením“), pretože s architektúrou počítača nie sú spojené žiadne špecifické „funkcie“. Ale, bohužiaľ, je veľmi ťažké vytvoriť takéto systémy: 2-4 procesory sú praktický limit pre SMP systémy, ktoré stoja rozumné peniaze. Samozrejme, za pár stoviek tisíc dolárov si môžete kúpiť systémy s veľkým počtom procesorov... ale za cenu niekoľkých miliónov (!) dolárov za SMP s 32 CPU sa stáva ekonomicky výhodnejšie použiť lacnejšie architektúry.
(systémy s nejednotným prístupom do pamäte). Pamäť sa stáva „heterogénnou“: jedna jej časť je „rýchlejšia“, druhá „pomalšia“ a odpoveď z tejto „vzdialenej“ časti možno vo všeobecnosti očakávať „pár rokov“. V tomto prípade sa v systéme vytvárajú zvláštne „ostrovy“ s vlastnou rýchlou „lokálnou“ RAM, prepojené relatívne pomalými komunikačnými linkami. Prístupy do „vlastnej“ pamäte sa vyskytujú rýchlo, do „niekoho iného“ - pomalšie, a čím „ďalej“ sa nachádza pamäť niekoho iného, tým pomalší je prístup k nej (pozri obrázok). Vytváranie systémov NUMA je oveľa jednoduchšie ako SMP, ale písanie programov je ťažšie - bez zohľadnenia heterogenity pamäte nemôžete napísať efektívny program pre NUMA.
|
|
3. Napokon posledným typom viacprocesorových systémov je klastre. Jednoducho vezmeme určitý počet „takmer nezávislých“ počítačov (uzlov klastra alebo „uzlov“) a spojíme ich vysokorýchlostnými komunikačnými linkami. „Zdieľaná pamäť“ tu nemusí byť vôbec, ale v zásade nie je ťažké ju implementovať ani tu, čím sa vytvorí „veľmi heterogénny“ systém NUMA. V praxi je však zvyčajne pohodlnejšie pracovať s klastrom v „explicitnej“ forme, ktorá v programe explicitne popisuje všetky prenosy údajov medzi jeho uzlami. To znamená, že ak stále môžete vytvárať programy pre NUMA, takmer bez premýšľania o tom, „ako to funguje“ a odkiaľ pochádzajú údaje potrebné na fungovanie vlákien; potom pri práci s klastrom musíte veľmi jasne popísať, kto čo a kde robí. To je pre programátorov veľmi nepohodlné a navyše to výrazne obmedzuje použiteľnosť klastrových systémov. Klaster je však veľmi lacný.
Intel dnes uprednostňuje vytváranie SMP systémov; AMD, IBM a Sun sú niektoré varianty NUMA. Hlavnou „oblasťou použitia“ klastrov sú superpočítače.
Viacjadrové procesory
Hlavné míľniky v histórii dvojjadrových procesorov sú nasledovné:
1999 – oznámenie prvého dvojjadrového procesora na svete (IBM Power4 pre servery)
2001 – začiatok predaja dvojjadrového IBM Power4
2002 - takmer súčasne AMD a Intel oznamujú vyhliadky na vytvorenie svojich dvojjadrových procesorov
2002 – uvoľnenie procesorov Intel Xeon A Intel Pentium 4 s technológiou Hyper-Threading poskytujúcou virtuálne duálne procesory na jednom čipe
2004 – Sun predstavil svoj dvojjadrový procesor (UltraSPARC IV)
2004 – IBM vydala druhú generáciu svojich dvojjadrových procesorov (IBM Power5). Každé jadro procesora Power5 podporuje analógovú technológiu Hyper-Threading
2005, 18. marec – Intel uviedol na trh prvý dvojjadrový procesor x86 na svete
2005, 21. marec – AMD oznámila kompletný rad serverových dvojjadrových procesorov Opteron, oznámila desktopové dvojjadrové procesory Athlon 64 X2 a začala dodávať dvojjadrový Opteron 8xx
2005, 20. – 25. máj – AMD začína dodávať dvojjadrový Opteron 2xx
2005, 26. máj – Intel uvádza na trh dvojjadrové Pentium D pre masové počítače
2005, 31. mája – AMD začína dodávať Athlon 64 X2
Myšlienka viacjadrového procesora vyzerá na prvý pohľad úplne triviálne: jednoducho zabalíme dva alebo tri (alebo toľko, koľko sa zmestí) procesory do jedného puzdra - a počítač získa schopnosť vykonávať niekoľko programových vlákien súčasne. Vyzerá to ako jednoduchá stratégia... ale jej konkrétne implementácie v nedávno vydaných desktopových procesoroch od AMD a Intelu sú výrazne odlišné. Líšia sa natoľko, že čisto „kvantitatívne“ maličkosti sa nakoniec zmenia na kvalitatívne rozdiely medzi spracovateľmi týchto dvoch spoločností. Preto predtým, ako prejdeme k samotným testom moderných dvojjadrových procesorov, skúsme pochopiť rozdiely v prístupoch týchto mikroprocesorových gigantov a takpovediac „vopred“ si urobiť nejaké predpoklady o ich výkone.
Intel Smithfield: „klasika žánru“
Pri vytváraní viacjadrových procesorov pre stolné počítače sa mikroprocesorový gigant najprv rozhodol ísť cestou „najmenšieho odporu“ a pokračoval v tradícii vytvárania svojich obvyklých SMP systémov so spoločnou zbernicou. Takýto systém MP vyzerá mimoriadne jednoducho: jeden čipset, ku ktorému patria všetky RAM a jedna procesorová zbernica, ku ktorej sú pripojené všetky procesory:
V prípade nových dvojjadrových procesorov Smithfield sú dve konvenčné jadrá podobné Prescott jednoducho umiestnené vedľa seba na rovnakej kremíkovej matrici a elektricky pripojené k rovnakej (spoločnej) systémovej zbernici. Tieto jadrá nemajú žiadnu spoločnú konštrukciu obvodu.
Dnešné jadro Smithfield je „monolitické“ (dve jadrá tvoria jeden procesorový čip), no ďalšia generácia desktopových procesorov Intel (Presler, vyrábaná 65 nm technológiou) bude ešte triviálnejšia – dva identické jednojadrové procesorové čipy (Cedar Mill ) budú jednoducho zabalené v jednom obale (pozri obrázok).
|
|
|
Prvý bude úplne rovnaký serverový procesor Intel tejto mikroarchitektúry, teraz známy pod názvom Dempsey. Ale ak má Smithfield 1 MB vyrovnávacej pamäte druhej úrovne na jadro, Presler a Dempsey budú mať 2 MB na jadro.
|
|
|
Medzitým Intel neskôr uvedie na trh ďalšie, zložitejšie varianty mikroarchitektúry dvojjadrových procesorov, medzi ktorými stojí za zmienku Montecito (dvojjadrový Itanium), Yonah (dvojjadrový analóg Pentium M) a Paxville pre viacprocesorové servery na založené na Intel Xeon MP. V marci tohto roku Patrick Gelsinger oznámil, že Intel vyvíja až 15 rôznych viacjadrových CPU a korporácia dokonca päť z nich predviedla v prevádzke.
Navyše, ak v polovici roku 2004 predstavitelia Intelu poznamenali, že viacjadrové procesory nie sú „ďalšími pretekmi o výkon“, keďže softvérová infraštruktúra ešte nebola veľmi pripravená na podporu takýchto procesorov s optimalizovanými aplikáciami, Intel teraz vyrobil viacjadrové procesory. prioritou vo všetkých základných oblastiach činnosti, vrátane vývoja a ladenia aplikácií (dobre, snáď okrem komunikačných a senzorových sietí - zatiaľ ;)). A to nie je prekvapujúce - je čoraz ťažšie zvyšovať taktovaciu frekvenciu procesorov, a preto je potrebné hľadať niečo, čo by nahradilo „preteky o megahertz“. A pridaním jadier sa už dá výrazne zvýšiť výkon v rade moderných aplikácií bez zvyšovania frekvencií. A ten notoricky známy Mooreov zákon (zdvojnásobenie počtu tranzistorov na čipoch) by mal byť niečím podporený a viacjadro je na to takmer najjednoduchší spôsob... :)
V skutočnosti je viacjadrový v súčasnom chápaní Intelu jednou z troch možných možností:
1. Nezávislé jadrá procesora, každé s vlastnou vyrovnávacou pamäťou, sú umiestnené na rovnakom čipe a jednoducho používajú spoločné systémová zbernica. Ide o 90nm Pentium D založené na jadre Smithfield.
2. Podobná možnosť je, keď je niekoľko rovnakých jadier umiestnených na rôznych čipoch, ale spojených dohromady v jednom procesorovom balíku (viacčipový procesor). Pôjde o 65-nanometrovú generáciu procesorov rodiny Pentium a Xeon založených na jadrách Presler a Dempsey.
3. Nakoniec môžu byť jadrá pevne prepletené na rovnakom čipe a použiť nejaké zdieľané zdroje kryštál (povedzme zbernica a vyrovnávacia pamäť). Toto je najbližšie Itanium v jadre Montecito. A tiež mobilný Yonah, ktorého vydanie sľubuje poriadny hluk.
Na okraj poznamenávame, že Montecito, vyrobené pomocou 90-nm procesnej technológie, bude mať v porovnaní so svojím predchodcom na 130-nm jadre Madison množstvo ďalších výhod: prítomnosť Hyper-Threadingu (to znamená, že bude viditeľný v systéme ako 4 logické procesory), citeľne nižšia spotreba energie, vyšší výkon (1,5-krát alebo vyšší), štyrikrát väčšia veľkosť vyrovnávacej pamäte (nad 24 MB: 2x1 MB L2 inštrukcie, 2x12 MB L3 dáta), 1,72 miliardy tranzistorov oproti 410 miliónom a viac. Tento procesor bude uvedený na trh v štvrtom štvrťroku 2005.
|
|
|
|
Nemenej zaujímavý je aj prvý dvojjadrový mobilný procesor Yonah, ktorý by sa mal objaviť začiatkom roka 2006 ako súčasť novej mobilnej platformy Napa. Yonah bude mať dve výpočtové jadrá, ktoré využívajú spoločnú 2 MB L2 cache a spoločný radič systémovej zbernice QPB s frekvenciou 667 MHz. Vyrábať sa bude 65-nm technológiou vo formových faktoroch PGA 478 a BGA 479, bude obsahovať 151,6 milióna tranzistorov, podporuje technológiu XD-bit a podľa predbežných informácií podporuje niektoré mechanizmy priamej interakcie jadier medzi sebou.
|
|
Intel navyše nevylučuje možnosť, že procesory založené na „mobilnom“ jadre Yonah budú použité nielen v určitých segmentoch trhu. stolné počítače(na tento účel už boli vyvinuté a predvedené zodpovedajúce minikoncepty pre domáce a kancelárske PC), ale dokonca aj v kompaktných, ekonomických serveroch.
V skutočnosti v každom odvetví existuje rozdelenie produktov do cieľových kategórií. Existuje veľa lacných produktov, ktoré majú základné vlastnosti a funkčnosť; sú určené pre veľkú väčšinu používateľov. Drahé zariadenia s hmotnosťou jemné úpravy a špecifické funkcie. A rozdiel medzi týmito dvoma skupinami používateľov nie je taký malý, ako by sa na prvý pohľad mohlo zdať.
Zahŕňa tých ľudí, ktorí už nemajú dostatok príležitostí vstupný level; títo používatelia takpovediac „vyrástli“ a rozpočtové produkty ich už neuspokojujú. Na druhej strane, špičkové produkty sú pre nich dosť drahé a z hľadiska skúseností na to ešte „nedorástli“. A práve pre túto skupinu ľudí vyrábajú spoločnosti rôzne produkty strednej úrovne so strednou sadou funkcií. A je úplne jedno, o akých produktoch hovoríme Mobilné telefóny alebo kamery (čo je teraz takmer to isté), stereo systémy alebo autá.
Na dokončenie tejto myšlienky by sme chceli zdôrazniť, že veľa začínajúcich používateľov často kupuje produkty strednej úrovne „pre rast“. Inými slovami, v počiatočnej fáze využívajú len základné schopnosti, no s pribúdajúcimi skúsenosťami postupne využívajú čoraz väčší rozsah funkcií. Obchodníci využili túto myšlienku pozoruhodne dobre a v niektorých odvetviach majú produkty strednej ceny najvyššie percento.
Teraz prejdime priamo k predmetu našej recenzie, konkrétne k štvorjadrovému procesoru Intel Q8300 na jadro Yorkfield. Spočiatku boli všetky procesory so štyrmi jadrami určené výhradne pre pracovné stanice používané profesionálnymi používateľmi. Tie používajú softvérové balíky vhodné pre ich úroveň, ktoré sú optimalizované pre viacvláknové výpočty. Pre týchto používateľov zostali naše odporúčania vždy rovnaké: na dosiahnutie najlepšieho výkonu si musíte zakúpiť najnovšiu platformu (výnimkou bol NetBurst) a používať rýchly procesor, ako aj maximálne možné (zodpovedajúce možnostiam OS) množstvo pamäte RAM.
Okrem profesionálov však existuje mnoho ďalších používateľov, ktorí niekedy pracujú s viacvláknovými programami. Niektorí po večeroch študujú nový balík, iní robia „šašaš“ a iní si doma vytvárajú polotovary, aby mohli na druhý deň skončiť v práci. Toto sú používatelia, ktorí potrebujú lacný procesor maximálny počet jadrá.
Ďalšia skupina používateľov má od multithreadingu a celkovo od počítačov úplne ďaleko. Kupujú štvorjadrové procesory, pretože sú „dvakrát lepšie ako dvojjadrové“.
Situácia vo všeobecnosti nie je nová - naraz takto „kúpili megahertz“. Je jasné, že títo kupujúci nezískajú zo štyroch jadier žiadnu skutočnú výhodu, pretože veľká väčšina domácich aplikácií nie je optimalizovaná pre multithreading. Posúďte sami: po spustení hry ste nútení pozrieť si jedno až štyri videá s logami vývojárskych spoločností a držiteľov licencií. Ďalšie video by mohlo byť úvodné. A po dokončení všetkých videí hru práve sa začína načítavať a robí to dosť dlho. Prečo sa hra nemôže načítať paralelne pri rolovaní? V zásade je odpoveď jasná: vývoj programov bez optimalizácie je oveľa jednoduchší a hlavne finančne výhodnejší!
Dobre, toto všetko sme povedali viac ako raz v tej či onej forme. Teraz sa obráťme na Intel, ktorý po prechode na 45nm procesnú technológiu rýchlo nasýtil trh štvorjadrovými procesormi špičková úroveň. Po tomto začal Intel postupne uvádzať na trh lacnejšie štvorjadrové procesory s mierne zníženou vyrovnávacou pamäťou a relatívne nízkymi taktovacími rýchlosťami.
Prvým takýmto produktom bol procesor Q8200 založený na jadre Yorkfield, s taktovacou frekvenciou 2,33 GHz a 1333 MHz QPB zbernicou. Pripomeňme, že väčšina špičkových 4-jadrových procesorov radu Q9xxx má vyrovnávaciu pamäť L2 = 12 MB (2x 6 MB) a iba model Q9300 je vybavený L2 = 6 MB (2x 3 MB). A aby lacnejšie procesory v rýchlosti nepredbiehali tie drahšie, Intel pokračoval v praxi „sekania“ cache druhej úrovne a pre sériu Q8xxx bol jej objem stanovený na 4 MB (2x 2 MB). Podľa toho vyzerá „tabuľka poradí“ 4-jadrových procesorov Intel takto:
| názov | Počet jadier |
Frekvencia, GHz |
Faktor |
|||
| Core 2 Extreme QX9770 | ||||||
| Core 2 Extreme QX9650 | ||||||
| Core 2 Quad Q9550 | ||||||
| Core 2 Quad Q9450 | ||||||
| Core 2 Quad Q9300 | ||||||
| Core 2 Quad Q8300 | ||||||
| Core 2 Quad Q8200 |
Okrem týchto špecifikácií majú procesory ešte jeden parameter, ktorý sa neustále mení (pred krízou by sme písali – klesajúci). Toto je maloobchodná cena. Pre profesionálov je to jedno, ale pre poloprofesionálnych používateľov to stále platí. Pre druhých je tu dobrá správa: testovací procesor Q8300 stojí približne 230 USD a jeho OEM verzia stojí približne 200 USD! A zhruba povedané, dostaneme štyri 2,5 GHz procesory za 50 dolárov za každý. Z pohľadu profesionálov ide o voľnú hru.
Takže darček vyzerá takto:
Zadná strana:
Nástroj CPU-Z poskytuje nasledujúce informácie:
Funkčne nie je tento procesor v žiadnom prípade horší ako jeho starší bratia. To znamená, že procesor podporuje všetky rozšírené inštrukčné sady, ako aj všetky moderné technológie Intel z hľadiska úspory energie. Jediná vec, ktorá odlišuje procesory ôsmej série od deviatej, je nedostatok virtualizačnej technológie.
Pretaktovanie
Pár slov o pretaktovaní. Procesor Q8300 by mal byť na jednej strane veľmi atraktívny z pohľadu pretaktovania. Tento predpoklad podporuje fakt, že frekvenčný potenciál jadra Yorkfield je v oblasti 4 GHz. Túto frekvenciu sme navyše dosiahli pred viac ako rokom, keď sme testovali procesor Core 2 Extreme QX9650. Odvtedy sa Intel určite optimalizoval a zlepšil technologický postup a frekvenčný potenciál sa zvýšil.
Je však potrebné zvážiť niektoré negatívne aspekty. Po prvé, QX9650 sme pretaktovali zvýšením multiplikátora, ktorý je pre tento model odomknutý. Naopak, Q8300 má uzamknutý násobič, a to relatívne vysoká frekvencia systémová zbernica znamená pomerne nízky štandardný multiplikátor. To je presne to, čo je, a rovná sa 7,5; Navyše je tiež zablokovaný.
Výsledkom je, že na pretaktovanie na 4 GHz by frekvencia FSB mala byť okolo 533 MHz. Pre väčšinu moderných základných dosiek nie je táto frekvencia niečo prehnané: neustále dosahujeme frekvencie 550 MHz a vyššie. Za zváženie však stojí, že tieto testy sa vykonávajú s dvojjadrovým procesorom, pričom procesor so štyrmi jadrami výrazne zvyšuje zaťaženie systémovej zbernice. V dôsledku toho je overclocker nútený výrazne zvýšiť napätie na FSB, zvýšiť napätie PLL a zvoliť GTL. Napriek tomu väčšina nadšencov čelí značným problémom okolo 500 MHz. Narazili sme aj na tieto problémy: konečným výsledkom bola stabilná frekvencia FSB 480 MHz, čo dávalo výslednú frekvenciu procesora 3,6 GHz.
Na jednej strane možno výsledok považovať za celkom dobrý, keďže Intel na výrobu drahých vysokofrekvenčných procesorov používa tie „najlepšie jadrá“ a to, čo zostáva na lacné. Na druhej strane v nás zostal silný dojem, že ak by bol násobič odomknutý, mohli sme Q8300 bez problémov spustiť na 4 GHz.
Výkon
V testovacom systéme boli použité nasledujúce zariadenia:
| Testovacie vybavenie | |
| Základná doska | ASUS P5E3 Premium na čipovej sade Intel X48 |
| Chladič | Gigabyte G-Power |
| Grafická karta | ASUS 8800 GT (GeForce 8800 GT; PCI Express x16)
Verzia ovládača: 180.48 WHQL |
| Zvuková karta | - |
| HDD | Samsung HD160JJ |
| Pamäť | 2x1024 MB Qimonda DDR3-1333; |
| Rám | FSP 550 W |
| OS | MS Vista |
Najprv sa pozrime na výsledky syntetických testov.
Testy aplikačného softvéru.
Kódovanie videa (DivX, Xvid) bolo merané v sekundách, t.j. menej je viac.
Kompresia dát (WinRAR) bola meraná v kb/s, t.j. viac je lepšie.
Teraz - testy herných programov.
závery
Čo sa týka výkonu, procesor Q8300 zaberá presne to miesto, ktoré mu pridelili marketéri Intelu. To znamená, že je rýchlejší a drahší ako procesor Q8200, ale pomalší a lacnejší ako ostatné štvorjadrové procesory Intel. A pred niekoľkými mesiacmi by záver znel takto: pri výbere 4-jadrového procesora musíte venovať pozornosť produktom Intel a riadiť sa svojimi finančnými možnosťami.
S uvedením nových procesorov AMD Phenom II sa však situácia trochu skomplikovala, pretože výber sa zväčšil a problém s výberom procesora sa riešil ťažšie. Faktom je, že špecifický výkon procesorov AM3 je takmer rovnaký ako u procesorov Intel. A zároveň sú procesory AMD lacnejšie. Najmä model Phenom II X4 805 sa predáva za približne 210 dolárov (marec 2009). Preto naša rada pre tých používateľov, ktorí začínajú pracovať s profesionálnymi softvérovými balíkmi, je nasledovná.
V prvej fáze je potrebné posúdiť mieru optimalizácie softvéru používaného pre viacvláknové výpočty. Ak je takáto optimalizácia prítomná, potom má zmysel prejsť na 4-jadrové procesory. Potom musíte určiť, pre ktoré procesory je softvér, ktorý používate, optimalizovaný a na základe toho zakúpiť procesor od požadovaného výrobcu. A až potom má zmysel vyberať konkrétny model procesor, na základe nákladov.
Pre tých používateľov, ktorí plánujú svoj procesor pretaktovať, ešte raz pripomenieme, že procesory radu Q8xxx majú relatívne nízke uzamknuté násobiče a vo väčšine prípadov sa vám nepodarí dosiahnuť technologický limit jadra Yorkfield.
Mimochodom, ak je pretaktovanie na profesionálnych pracovných staniciach jednoznačne odsúdené (lebo tam je dôležitá 100% stabilita), tak pre domáci systém je to len vítané. Faktom je, že bez výrazných finančných investícií môžete výrazne zvýšiť produktivitu. V tomto prípade strata údajov alebo výsledkov výpočtov nespôsobí významnú škodu, pretože vaša poloprofesionálna práca je akýmsi koníčkom.
Dvojjadrový počítač je počítač, ktorého centrálna procesorová jednotka má dve jadrá. Táto technológia umožňuje zvýšiť produktivitu svojej práce do značnej miery.
Čo je to dvojjadrový procesor?
Dvojjadrový procesor je procesor, ktorý má dve jadrá na jednom čipe. Každé z jadier má zvyčajne architektúru Net Burst. Niektoré z dvojjadrových procesorov podporujú aj technológiu Hyper-Threading. Táto technológia umožňuje spracovanie procesov v štyroch nezávislých vláknach. To znamená, že jeden takýto dvojjadrový procesor s touto technológiou (fyzický) nahrádza alebo je ekvivalentom štyroch logických procesorov, z pohľadu operačného systému.
Každé jadro dvojjadrového procesora má teda vlastnú vyrovnávaciu pamäť L2 s určitým množstvom pamäte, ako aj zdieľanú vyrovnávaciu pamäť s dvojnásobným množstvom pamäte. Kryštály, na ktorých sa vyrábajú dvojjadrové procesory, majú spravidla veľkosť okolo dvesto štvorcových milimetrov s počtom tranzistorov presahujúcim dvesto miliónov jednotiek. Stojí za zmienku, že pri takom obrovskom počte prvkov by sa mal tento procesor, zdá sa, vyzdvihnúť veľké množstvo zahriať, a teda patrične ochladiť. Avšak nie je.
Najvyššia povrchová teplota kryštálov je asi 70 °C. Je to spôsobené tým, že napätie napájajúce procesor nepresahuje jeden a pol voltu a najvyššia hodnota Prúd je sto dvadsaťpäť ampérov. Zvýšenie počtu jadier teda nevedie k výraznému zvýšeniu spotreby energie, čo je veľmi dôležité.
Výhody počítačov s dvojjadrovými procesormi
Potreba zvýšiť počet jadier procesora vznikla, keď sa ukázalo, že ďalšie zvýšenie jeho frekvencia hodín nevedie k výraznému zlepšeniu výkonu. Počítače s dvojjadrovými procesormi sú zamerané na používanie aplikácií, ktoré využívajú viacvláknové spracovanie informácií. Preto nie je výhoda takéhoto počítača možná pre všetky programy. Medzi programy, ktoré využívajú možnosti dvoch jadier, patria napríklad programy na vykresľovanie trojrozmerných scén, programy na spracovanie videoobrazov alebo zvukových dát. Dvojjadrový procesor bude tiež užitočný pri súčasnom spustení niekoľkých programov na počítači. V tomto ohľade sa takéto procesory zvyčajne používajú v počítačoch určených na prácu s grafikou, ako aj na prácu s kancelárskymi programami. Teda pre herné potreby túto technológiu druhé jadro je takmer nepoužiteľné.