Процессор – одна из главных частей персонального компьютера , влияющая на быстроту и мощность устройства. В наше время видов процессоров достаточно много.
1. Сейчас на рынке всего двое производителей процессоров – это intel и amd. Они ежесекундно ведут борьбу друг с другом, все время создавая и выпуская более модернизированные и мощные процессоры.
2. Основной характеристикой скорости работы процессора является тактовая частота. Единицы измерения – герцы. Показывает, сколько процессор делает операций за определенный промежуток времени. В новейших процессорах частота составляет больше 2,5 ГГц и выше, а это 2 миллиарда обращений в секунду.
Купив лицензионный ключ к продолжению культовой экшн Wolfenstein: The New Order на www.gameray.ru/wolfenstein-the-new-order/ по адекватной цене, Вы сможете в полной мере насладиться игровым миром и геймплеем! Еще не играете? Я уже прошел первый эпизод: присоединяйтесь!
3. Количество ядер процессора. Однажды конструкторы процессоров наткнулись на проблему ограничения максимальной тактовой частоты, доступной для производства кристаллов процессора. Тогда придумали производить несколько ядер, идея которых заключалась в параллельном вычислении между каждым ядром. Как оказалось – это не снизило скорость работы компьютера. Так как время идет, то двух ядерные и более процессоры постепенно вытесняют одноядерные.
4. Важной характеристикой процессора является кэш-память. Если не углубляться, то кэш – это память внутри процессора, в которой находится информация, с которой процессор работает именно сейчас. Быстрота считывания из этой памяти гораздо выше аналогичной характеристики с других компонентов персонального компьютера. Кэш-память состоит из трех уровней: 8-128 кб – первый, 128-12288 кб – второй и до 16384 кб – третий. Последний уровень используется не во всех процессорах.
5. Тактовая частота системной шины. Эта характеристика идет рядом с кэш-памятью, так как показывает быстродействие обмена данными с наружными для процессора устройствами. Единицей измерения является герцы и необходимая частота должна составлять минимум 1066 МГц.
6. Сокет – это название места на системной плате, куда устанавливается сам процессор. Бывают разные виды сокетов для процессора. Поэтому при покупке необходимо удостовериться в том, что разъем на системной плате и процессоре идентичны.
7. Варианты продажи. Процессоры продаются в двух комплектациях: непосредственно только процессор и процессор с устройством охлаждения.
Как правильно подобрать процессор для ПК?
Если вы используете компьютер для работы с интернетом, просмотра фильмов, прослушивания музыки и работаете с текстовыми документами, то вам подойдет двуядерный процессор с не большой тактовой частотой. Вам не придется покупать дорогой процессор последнего поколения.
Если же вы будете играть в самые последние новинки игр, обрабатывать видео файлы и фотографии, то вам необходимо будет обзавестись мощным четырехядерным процессором. Он справится с любой задачей, которую бы ему не поставили.
Понимая, как устроен процессор , вы всегда сможете приобрести нужный, но лучше доверить свой выбор профессионалам!
Процессор - это ключевая часть аппаратной системы компьютера, выполняющая логические и вычислительные задачи. От его показателей во многом будет зависеть мощность машины, показатели многозадачности, скорости выполнения поставленных пользователем требований. В зависимости от технических характеристик, торговой марки и типа строения можно выделить несколько разновидностей процессоров.
Классификация процессоров по типу
Цифровые процессоры
Цифро-аналоговый преобразователь (цифровой процессор) предназначен для переработки получаемого цифрового сигнала от того или иного устройства в аналоговый. Сфера применения цифровых преобразователей очень широка. Самым простым примером будут проигрыватели компакт-дисков, в которые вмонтированы элементы данного типа.
Выделяют различные типы аналоговых процессоров: широтно-импульсные модуляторы, ЦАП взвешивающего типа, передискретизации и проч. Поскольку такие процессоры находятся в начале аналогового тракта любой системы, то ее характеристики во многом зависят от показателей ЦАП.
Аналоговые процессоры
Здесь все обстоит ровным счетом наоборот: аналоговый сигнал трансформируется в цифровой.
По типу преобразования выделяют два вида аналогово-цифровых преобразователей АЦП: линейные (встречаются чаще всего) и нелинейные.
Область применения устройств данного формата также широка. В частности, это звукозаписывающее оборудование, ПК, видеокамеры, отдельные приборы для радиопередачи данных и проч.
Процессоры с многозадачной (нечеткой) логикой
В английском для этого применяется термин fuzzy logic. Их работа строится на базе нечеткой математики, которая позволяет работать с входными данными, постоянно меняющимися во времени, то есть с такими, параметры которых нельзя задать однозначно.
Для этого система сначала анализирует имеющиеся численные данные (например, результаты социологического опроса или информацию, полученную от измерительного устройства) и переводит их в нечеткий формат (фаззирует). Далее она обрабатывает данные по установленным правилам и после этого путем дефаззирования переводит информацию в привычный вид и выдает готовые результаты работы.
Возможности fuzzy logic процессоров хотя и не безграничны, но все же достаточно привлекательны для того, чтобы использовать их в самых разных областях, в частности, для эффективного решения некоторых задач NASA.
Классификация по торговой марке
Ключевыми марками, занимающимися выпуском процессоров для ПК, являются Intel и AMD. Долгое время между этими двумя крупными компаниями идет нешуточная борьба за лидерство на рынке. А поскольку продукты и одного, и второго бренда очень качественные, говорить о том, процессор чьего производства лучше, очень сложно. В каждом отдельном случае приходится сравнивать схожие модели устройств от разных марок между собой. В каких-то случаях выигрывает Intel, а в каких-то лавры отдаются AMD.
Также существуют процессоры IBM, однако не так давно, осенью 2014 года компания объявила о своем намерении передать данную сферу производства компании GlobalFoundries. За собой же известный бренд сохранит право на дальнейшие разработки в области многообещающих процессоров нового поколения линейки Power.
Классификация по техническим параметрам
Говоря про то, какие есть процессоры в зависимости от их характеристик, можно выделить группу очень мощных устройств, средние по своим возможностям процессоры, а также достаточно слабые устройства, которые подойдут только для выполнения базовых задач (в случае с ПК это будет серфинг в интернете, работа с Microsoft Office, видео- и аудиофайлами).
Ключевыми параметрами процессора являются:
- Разрядность. Это показатель, который определяет число бит информации, анализируемых процессором за одну операцию. Соответственно, чем этот показатель выше, тем лучше. Бывают 32-, 64- и 128-битные процессоры.
- Тактовая частота - темп выполнения операций. Другими словами, это показатель быстродействия устройства. Измеряется данный показатель в мегагерцах (МГц) или гигагерцах (ГГц). Разброс в данных достаточно большой - от 900 МГц до 4 ГГц. Естественно, процессоры с последним показателем являются самыми скоростными.
- Количество ядер (2, 4, 6, 8, 10, 12). Данный показатель во многом определяет степень многозадачности ПК. Однако большое количество ядер еще не означает, что ваш процессор будет значительно эффективнее своих «менее ядерных» конкурентов, поскольку сегодня далеко не каждая программа, написанная для ПК, учитывает данный показатель.
- Кэш-память. Она необходима процессору для хранения временных данных, получаемых в процессе выполнения задач. Данный параметр позволяет ПК не дожидаться отклика оперативной памяти, а работать на основе той информации, которая хранится в кэш-памяти процессора. Это положительно сказывается на производительности. Кэш-память бывает трех уровней. Первый уровень - самый дорогостоящий. Такая память работает на одной тактовой частоте с процессором и задействуется напрямую его ядрами. Второй уровень отличается от первого меньшей скоростью, но большей вместительностью. Третий уровень хотя и заметно быстрее оперативной памяти, однако и существенно более медленный, чем память первых двух уровней. Но зато и объем у нее самый большой, а потому такую кэш-память ставят в очень мощные ПК, призванные выполнять ресурсоемкие задачи.
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 . 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.
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.
Год назад, подводя итог напряженной борьбы за лидерство на рынке процессоров для ПК между компаниями Intel и AMD, мы отдали пальму первенства компании AMD, чьи процессоры на тот момент были и производительнее и дешевле и имели меньшее тепловыделение. За прошедший год ситуация изменилась кардинальным образом, что связано прежде всего с выходом нового поколения процессоров Intel на основе микроархитектуры Intel Core. И если говорить о сегодняшнем положении дел, то безоговорочное лидерство на рынке процессоров для ПК принадлежит компании Intel.
Когда говорят о процессорах для ПК, то имеют в виду процессоры либо компании Intel, либо компании AMD (о процессорах других компаний не имеет смысла даже вспоминать в силу их нераспространенности на рынке). Собственно, именно упорная, ожесточенная конкуренция этих двух гигантов компьютерного рынка и является тем самым двигателем прогресса, который позволяет создавать все более производительные процессоры и от которого в конечном счете выигрывают потребители. Безусловно, обе компании в этом вопросе придерживаются собственного мнения. К примеру, говоря о развитии микропроцессоров, компания Intel любит ссылаться на закон Мура, тем не менее слабо верится, что индустрия процессоров достигла бы таких высот, если бы Intel не испытывала постоянное давление со стороны AMD.
Острая борьба между Intel и AMD происходит с переменным успехом то одной, то другой компании. К примеру, если говорить о текущем годе, то вплоть до лета явный перевес (не в смысле объема продаж, а в смысле спроса на процессоры) был на стороне AMD, чьи процессоры считались лучше по совокупности своих потребительских качеств. Однако летом произошло событие, кардинально изменившее положение дел на рынке. Компания Intel анонсировала новое поколение энергоэффективных процессоров на основе микроархитектуры Intel Core. Семейство процессоров для настольных ПК на основе этой революционной микроархитектуры получило название Intel Core 2 Duo. Собственно, после появления этого нового семейства микропроцессоров, которые по всем параметрам оказались лучше тех, что имеются в арсенале AMD, лидерство вновь захватила компания Intel. Впрочем, к новому семейству процессоров Intel мы еще вернемся, а пока более детально рассмотрим те характеристики процессоров, на которые стоит обращать внимание.
Характеристики современных процессоров
Современный процессор для ПК - это сложнейшее устройство с множеством технических характеристик. И однозначного ответа на вопрос, какой процессор лучше, просто не существует в силу того, что нельзя все характеристики процессора свести к единому интегральному критерию, который мог бы служить показателем его качества.
Если попытаться классифицировать все характеристики современных процессоров с точки зрения пользователя, то можно выделить четыре основные группы:
- производительность;
- энергоэффективность;
- функциональные возможности;
- стоимость.
Если со стоимостью все понятно, то вот остальные характеристики процессоров нуждаются в комментариях.
Энергоэффективность
Еще два-три года назад выбор процессора для ПК ограничивался рассмотрением двух составляющих - производительности процессора и его стоимости, причем на производительность процессора однозначно указывала его тактовая частота. Однако времена меняются, и уже сейчас сводить все только к производительности и стоимости - значит сильно упрощать реальную ситуацию. Кроме абсолютной производительности процессоры принято характеризовать энергоэффективностью, то есть производительностью в расчете на ватт потребляемой электроэнергии. Ранее, когда потребляемая процессором мощность составляла всего несколько десятков ватт, на такую характеристику, как энергоэффективность, просто не обращали внимание. Однако при достижении потребляемой процессором мощности рубежа в 100 Вт и даже его превышении энергоэффективность стала одной из важнейших характеристик процессора.
И дело даже не только (и не столько) в том, что чем выше потребляемая процессором мощность, тем больше приходится платить за электроэнергию (в России эта проблема не столь актуальна), а в том, что процессоры с высоким энергопотреблением трудно охлаждать. Приходится использовать массивные и шумные кулеры, что исключает возможность создавать малошумные ПК. Естественно, оптимальным решением будет производительный процессор с низким энергопотреблением, что, собственно, и отражено в понятии энергоэффективности.
Понятно, что энергоэффективность процессора, как и его производительность, не имеет численного выражения и в этом смысле не является технической характеристикой процессора. В то же время энергоэффективность зависит от таких характеристик, как микроархитектура процессора, технологический процесс производства, тактовая частота, потребляемая мощность и поддержка процессором функции энергосбережения.
Функциональные возможности
Кроме производительности и энергоэффективности, современные процессоры характеризуются набором поддерживаемых технологий. К примеру, современные процессоры Intel (в зависимости от модели) поддерживают такие технологии, как технология виртуализации Intel Virtualization Technology (Intel VT), технология защиты от вирусов Execute Disable Bit, технология 64-разрядных вычислений Intel Extended Memory 64 Technology (Intel EM64T), технология защиты от перегрева Intel Thermal Monitor 2, технологии энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep и Enhanced Halt State (C1E).
В процессорах AMD тоже присутствуют аналогичные технологии, но называются они по-другому, да и реализованы несколько иначе. К примеру, в зависимости от модели, в процессорах AMD могут поддерживаться технология 64-разрядных вычислений AMD 64, технология антивирусной защиты NX Bit, технология виртуализации AMD Virtualization и технология энергосбережения AMD Cool ‘n’ Quiet.
Производительность
Под производительностью процессора принято понимать скорость выполнения им задачи (какого-либо приложения), то есть чем меньше времени затрачивает процессор на реализацию той или иной задачи, тем выше его производительность. Казалось бы, такой подход к понятию производительности процессора вполне логичен. Однако не все так просто. Рассмотрим простой пример. Пусть имеется два процессора и два приложения. Первый процессор демонстрирует более высокую производительность в первом приложении, а второй процессор - во втором. Возникает вопрос: какой из двух процессоров считать более производительным? Ответ здесь отнюдь не тривиален, и реальная ситуация такова, что какие-то процессоры демонстрируют более высокую производительность на одном наборе приложений, а какие-то - на другом. В этом смысле более корректно говорить не об абсолютной производительности процессора (как о некой абсолютной истине), а о производительности на наборе приложений.
На производительность процессора оказывают непосредственное влияние его микроархитектура, размер кэша, тактовая частота и количество ядер процессора. Напомним, что, кроме одноядерных, в настоящее время существует большое многообразие двухъядерных процессоров для ПК. Собственно, переход от одноядерных процессоров к многоядерным - это современный тренд в развитии процессоров. Причина перехода к многоядерности вполне очевидна. Дело в том, что на протяжении всей истории развития процессоров одним из самых эффективных способов увеличения производительности являлось наращивание тактовой частоты. В то же время увеличение тактовой частоты приводит к нелинейному росту потребляемой процессором мощности со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями. Собственно, энергопотребление процессоров сегодня уже достигло той критической отметки, когда дальнейшее увеличение тактовой частоты стало невозможным, поскольку процессоры просто нечем будет охлаждать. А это означает, что возникла необходимость в поиске кардинально иных способов увеличения производительности процессоров, и один из них - переход от одноядерных процессоров к двухъядерным и многоядерным. Причем это действительно революционный шаг в развитии процессоров, поскольку он не просто меняет архитектуру процессоров, но и требует изменения всей инфраструктуры, включая программное обеспечение. Дело в том, что многоядерные процессоры могут дать выигрыш по производительности только в том случае, если используется оптимизированное под многоядерность, хорошо распараллеливаемое программное обеспечение (операционная система и приложения). Если же программный код написан таким образом, что подразумевает только последовательное выполнение инструкций, то от многоядерности проку не будет.
Модельный ряд процессоров Intel
Современный модельный ряд процессоров Intel для ПК довольно широк и включает несколько семейств:
- Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Extreme;
- Intel Pentium Processor Extreme Edition;
- Intel Pentium D;
- Intel Pentium 4;
- Intel Celeron D.
Конечно, флагманским семейством процессоров Intel является именно Intel Core 2 Duo, на которое в настоящее время имеет смысл ориентироваться, если, конечно, речь не идет о бюджетных или офисных ПК начального уровня.
Семейство двухъядерных процессоров Intel Core 2 Extreme и Intel Core 2 Duo
Если вспомнить историю процессоров Intel, то можно заметить, что все первенцы, созданные на базе новой процессорной микроархитектуры, либо уступали по производительности процессорам на основе микроархитектуры предыдущего поколения, либо приблизительно соответствовали им. Во всяком случае, внедрение новой процессорной микроархитектуры никогда не сопровождалось резким скачком производительности процессоров. Именно так, например, обстояли дела при внедрении архитектуры Intel NetBurst. Первые процессоры Intel Pentium 4 на основе этой микроархитектуры уступали по производительности последним процессорам семейства Intel Pentium III. В этом плане новая микроархитектура всегда рассматривалась в качестве потенциала для дальнейшего роста производительности процессоров, которого уже невозможно было достичь на основе микроархитектуры предыдущего поколения, но сам процесс перехода с одной микроархитектуры на другую никогда не сопровождался скачком производительности. Однако с микроархитектурой Intel Core, пришедшей на смену Intel NetBurst, все произошло иначе. То ли процессоры Intel слишком долго ругали, то ли сказалась потеря доли рынка, то ли просто по-другому не получилось, но факт остается фактом - новая микроархитектура Intel Core стала не просто базисом для дальнейшего роста производительности процессоров, но и обеспечила своеобразный скачок производительности. То есть производительность уже первых сэмплов процессоров для настольных ПК на основе микроархитектуры Intel Core оказалась гораздо выше производительности и процессоров предыдущего поколения Intel, и процессоров AMD. Сегодня процессоры на основе микроархитектуры Intel Core являются безоговорочными лидерами и по абсолютной производительности, и по энергоэффективности.
Новые двухъядерные процессоры Intel для настольных ПК были известны ранее под кодовым названием Conroe, но после официального анонса это семейство получило название Intel Core 2 Duo.
Семейство двухъядерных процессоров для настольных ПК Intel Core 2 Duo включает несколько моделей, отличающихся тактовой частотой и размером L2-кэша (табл. 1). Кроме того, к этому семейству можно отнести и топовую модель Intel Core 2 Extreme X6800 серии Extreme Edition, которая отличается от остальных процессоров семейства Intel Core 2 Duo только тактовой частотой и энергопотреблением.
Буква в названии модели процессора обозначает его энергопотребление (TDP), в частности буква «E» соответствует энергопотреблению 65 Вт. Как видим, практически все процессоры для настольных ПК семейства Intel Core 2 Duo имеют максимальное энергопотребление равное 65 Вт. И только один процессор серии Extreme Edition (модель X6800) обладает максимальным энергопотреблением 75 Вт.
Все процессоры семейства Intel Core 2 Duo поддерживают технологии, которые использовались и в процессорах предыдущих поколений, - Intel Virtualization Technology, Execute Disable Bit и Intel Extended Memory 64 Technology (Intel EM64T). Кроме того, в этих процессорах реализованы такие функции, как Intel Thermal Monitor 2 и Enhanced Halt State (C1E).
Нужно отметить, что процессор Intel Core 2 Extreme X6800 - флагманская модель всего семейства процессоров Intel - в розничной сети отсутствует, поэтому мы и не указываем его стоимость. Кроме того, цена процессора зависит от типа поставки: есть коробочный вариант (BOX), когда вместе с процессором продается кулер, и OEM-вариант - процессор без кулера.
Семейство процессоров Intel Pentium Processor Extreme Edition
В современном семействе Extreme Edition (табл. 2) процессоров Intel насчитывается три модели: Intel Pentium Processor Extreme Edition 965, 955 и 840 - все они являются двухъядерными, причем каждое ядро процессора основано на микроархитектуре NetBurst.
Несмотря на тот факт, что Extreme Edition является флагманским семейством процессоров Intel, ориентироваться на эти процессоры сегодня вряд ли имеет смысл. Во-первых, потому, что эти процессоры основаны на уже морально устаревшей микроархитектуре NetBurst. Во-вторых, энергопотребление этих процессоров составляет 130 Вт и для их охлаждения требуется очень мощный кулер. В-третьих, по производительности и тем более по энергоэффективности эти процессоры уступают топовым моделям семейства Intel Core 2 Duo. В-четвертых, их стоимость составляет более 1000 долл. И наконец, главное - купить эти процессоры практически невозможно, поскольку их просто нет в продаже. А потому их рассмотрение интересно исключительно в познавательном плане.
Процессор Intel Pentium Processor 965 Extreme Edition (Pentium 965 EE) (кодовое название Presler) выполняется по 65-нм технологическому процессу и имеет двухъядерную архитектуру. Каждое его ядро основано на микроархитектуре NetBurst. При этом используется технология размещения двух раздельных ядер в одной упаковке. К тому же оба ядра процессора имеют собственный кэш второго уровня (L2) объемом 2 Мбайт, поэтому общий объем L2-кэша составляет 4 Мбайт. Как и все процессоры семейства Extreme Edition, процессор Pentium 965 EE поддерживает технологию Hyper-Threading, что в совокупности обеспечивает одновременную обработку до четырех потоков. Кроме того, в данном процессоре реализованы технологии Intel Extended Memory 64 Technology, Execute Disable Bit (XD), технология виртуализации Intel Virtualization Technology (VT), а также технологии тепловой защиты Thermal Monitor и Thermal Monitor 2.
Тактовая частота процессора равна 3,73 ГГц (частота системной шины 266 МГц, коэффициент внутреннего умножения х14). Тепловой пакет (TDP) нового процессора составляет 130 Вт, а диапазон рабочих напряжений - от 1,2 до 1,375 В. Температура корпуса процессора при максимальном тепловыделении не должна превышать 68,6 °C.
Процессор Intel Pentium Processor 955 Extreme Edition (Pentium 955 EE) во многом похож на Pentium 965 EE и, по сути, отличается от него лишь тактовой частотой и степпингом ядра: тактовая частота Pentium 955 EE равна 3,46 ГГц (частота системной шины - 266 МГц, коэффициент внутреннего умножения - х13).
Процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 (Pentium 840 EE) (кодовое название Smithfield) выполняется по 90-нм технологическому процессу, при этом размер самого кристалла процессора составляет 206 мм2, а количество транзисторов внутри процессора равно 230 млн. В отличие от процессоров Pentium 960 EE и 950 EE, в которых двухъядерная архитектура организована как два отдельных процессора в одной упаковке, в процессоре Pentium 840 EE два ядра выполнены на одном кристалле, причем каждое из них имеет собственный кэш второго уровня (L2) объемом 1 Мбайт, а следовательно, общий объем кэша L2 составляет 2 Мбайт. Ядра процессора Pentium 840 EE имеют микроархитектуру NetBurst. Данный процессор поддерживает технологию Hyper-Threading, что в совокупности обеспечивает обработку до четырех потоков, а потому один такой физический процессор определяется операционной системой как четыре логических. Кроме того, этот процессор поддерживает технологии Intel Extended Memory 64 Technology, Execute Disable Bit, а также технологии тепловой защиты Thermal Monitor и Thermal Monitor 2, а вот технология энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep, к сожалению, отсутствует.
Тактовая частота процессора составляет 3,2 ГГц (частота FSB - 1066 МГц).
Производительность центрального процессора зависит от показателей разрядности, частоты и особенностей архитектуры процессора. От этой интегральной величины зависит работа ЭВМ в целом, а значит, при выборе придется обратить внимание на все характеристики процессора. Процессор должен обладать достаточной производительностью для решения определенных задач.
На рынке процессоров два крупных, лидирующих производителя: Intel и AMD. Характеристики процессоров у разных производителей различны. Многое зависит от совершенства технологий, использованных материалов, компоновки и других нюансов.
Тактовая частота процессора
Тактовая частота указывает скорость работы процессора в герцах (ГГц) – количество рабочих операций в секунду. Тактовая частота процессора подразделяется на внутреннюю и внешнюю. Да, эта характеристика процессора значительно влияет на скорость работы вашего ПК, но производительность зависит не только он неё.
- Внутренняя тактовая частота обозначает темп, с которым процессор обрабатывает внутренние команды. Чем выше показатель – тем быстрее внешняя тактовая частота.
- Внешняя тактовая частота определяет, с какой скоростью процессор обращается к оперативной памяти.
Разрядность процессора
Разрядность представляет собой предельное количество разрядов двоичного числа, над которым единовременно может производиться машинная операция передачи информации. Чем больше разрядность, тем выше производительность процессора. Сейчас большинство процессоров имеют разрядность в 64 бита и поддерживают от 4 гигабайт ОЗУ. Это одна из основных характеристик процессора, но далеко не единственная, при выборе нужно руководствоваться не только ей.
Размерность технологического процесса
Определяет размеры транзистора (толщину и длину затвора). Частота работы кристалла определяется частотой переключений транзисторов (из закрытого состояния в открытое). Если меньше размер, значит меньше площадь, а значит и выделение тепла. Размерность технологического процесса измеряется в нанометрах, чем меньше этот показатель, тем лучше.
Сокет или разъем
Гнездовой или щелевой разъем, предназначен для интеграции чипа ЦП в схему материнской платы. Каждый разъем допускает установку только определенного типа процессоров, сверьте сокет выбранного процессора с вашей материнской платой, она должна ему соответствовать.
Тип гнездового разъема:
- PGA (Pin G rid Array ) – корпус квадратной или прямоугольной формы, штырьковые контакты.
- BGA (Ball G rid Array ) – шарики припоя.
- LGA (Land Grid Array) – контактные площадки.
Кэш-память процессора
Кэш-память процессора является одной из ключевых характеристик, на которую стоит обратить внимание при выборе. Кэш-память – массив сверхскоростной энергозависимой ОЗУ. Является буфером, в котором хранятся данные, с которыми процессор взаимодействует чаще или взаимодействовал в процессе последних операций. Благодаря этому уменьшается количество обращений процессора к основной памяти. Этот вид памяти делится на три уровня: L1, L2, L3. Каждый из уровней отличается по размеру памяти и скорости, и задачи ускорения у них отличаются. L1 — самый маленький и быстрый, L3 — самый большой и медленный. Чем больше объем кэш-памяти, тем лучше. К каждому уровню процессор обращается поочередно (от меньшего к большему), пока не обнаружит в одном из них нужную информацию. Если ничего не найдено, обращается к оперативной памяти.
Энергопотребление и тепловыделение
Чем выше энергопотребление процессора, тем выше его тепловыделение. Нужно позаботиться о достаточном охлаждении.
TDP (Thermal Design Power) – параметр, указывающий на то количество тепла, которое способна отвести охлаждающая система от определенного процессора при наибольшей нагрузке. Значение представлено в ваттах при максимальной температуре корпуса процессора.
ACP (Average CPU Power) – средняя мощность процессора, показывающая энергопотребление процессора при конкретных задачах.
Значение параметра ACP на практике всегда ниже TDP.
Рабочая температура процессора
Наивысший показатель температуры поверхности процессора, при котором возможна нормальная работа (54-100 °С). Этот показатель зависит от нагрузки на процессор и от качества отвода тепла. При превышении предела компьютер либо перезагрузится, либо просто отключится. Это очень важная характеристика процессора, которая напрямую влияет на выбор типа охлаждения.
Множитель и системная шина
Эти параметры необходимы скорее тем, кто со временем планирует разогнать свой камень. Front Side Bus – частота системной шины материнской платы. Тактовая частота процессора является произведением частоты FSB на множитель процессора. У большинства процессоров заблокирован разгон по множителю, поэтому приходится разгонять по шине. Стоит ознакомиться с этой характеристикой процессора более детально, если вы через какой-то промежуток времени захотите увеличить производительность программным способом, без апгрейда железа.
Встроенное графическое ядро
Процессор может быть оснащен графическим ядром, отвечающим за вывод изображения на ваш монитор. В последние годы, встроенные видеокарты такого рода хорошо оптимизированы и без проблем тянут основной пакет программ и большинство игр на средних или минимальных настройках. Для работы в офисных приложениях и серфинга в интернете, просмотра Full HD видео и игры на средних настройках такой видеокарты вполне достаточно, и это Intel.
Что касается процессоров от компании AMD, их встроенные графические процессоры более производительные, что делает процессоры от AMD приоритетнее для любителей игровых приложений, желающих сэкономить на покупке дискретной видеокарты.
Количество ядер (потоков)
Многоядерность одна из важнейших характеристик центрального процессора, но в последнее время ей уделяют слишком много внимания. Да, сейчас уже нужно постараться, чтобы найти рабочие одноядерные процессоры, они себя благополучно изжили. На замену одноядерным пришли процессоры с 2, 4 и 8 ядрами.
Если 2 и 4-ядерные вошли в обиход очень быстро, процессоры с 8 ядрами пока не так востребованы. Для использования офисных приложений и серфинга в интернете достаточно 2 ядер, 4 ядра требуются для САПР и графических приложений, которым просто необходимо работать в несколько потоков.
Что касается 8 ядер, очень мало программ поддерживают так много потоков, а значит, такой процессор для большинства приложений просто бесполезен. Обычно, чем меньше потоков, тем больше тактовая частота. Из этого следует, что если программа, адаптированная под 4 ядра, а не под 8, на 8-ядерном процессе она будет работать медленнее. Но этот процессор отличное решение для тех, кому необходимо работать сразу в большом количестве требовательных программ одновременно. Равномерно распределив нагрузку по ядрам процессора можно наслаждаться отличной производительностью во всех необходимых программ.
В большинстве процессоров количество физических ядер соответствует количеству потоков: 8 ядер – 8 потоков. Но есть процессоры, где благодаря Hyper-Threading, к примеру, 4-ядерный процессор может обрабатывать 8 потоков одновременно.
Заключение
Из статьи вы узнали о существующих характеристиках центральных процессоров, теперь вы в курсе, на что нужно обратить внимание при выборе. Если информация в статье больше не актуальна, сообщите об этом в комментариях, тогда мы обновим или дополним информацию в статье.