1. Процесор ... він же CPU (central processing unit) * Завжди актуальні питання, на що варто звертати...
2. Частота процесора, кількість ядер, багатопоточність.
3. Що ж нам дає багатоядерність?
4. Кеш пам'ять процесора.
5. Фірмові технології.
6. Додатково.
7. Вбудоване в процесор відеоядро .
8. Сокети для процесорів. Терміни життя платформ.
9. Охолодження процесора.
10. Висновок.

Процесор ... він же CPU (central processing unit)

* Завжди актуальні питання, на що варто звертати увагу при виборі процесора, щоб не помилитися.

Наша мета в даній статті - описати всі фактори, які впливають на продуктивність процесора і інші експлуатаційні характеристики.

Напевно ні для кого не секрет, що процесор - є головною обчислювальної одиницею комп'ютера. Можна навіть сказати - найголовніша частина комп'ютера.

Саме він займається обробкою практично всіх процесів і завдань, які відбуваються в комп'ютері.

Будь то - перегляд відео, музика, інтернет серфінг, запис і читання в пам'яті, обробка 3 Dи відео, ігор. І много чего Іншого.

Тому до вибору Ц ентрального П роцессор, варто поставитися дуже ретельно. Може вийти ситуація, що ви вирішили поставити потужну відеокарту і не відповідає її рівню процесор. У цьому випадку процесор, що не буде розкривати потенціал відеокарти, що буде гальмувати її роботу. Процесор буде повністю завантажений і буквально кипіти, а відеокарта буде чекати своєї черги, працюючи на 60-70% від своїх можливостей.

Саме тому, при виборі збалансованого комп'ютера, не варто нехтувати процесором на користь потужної відеокарти. Потужності процесора має бути достатньо для розкриття потенціалу відеокарти, інакше це просто викинуті гроші.

Intel vs. AMD

* Догонялки назавжди

Корпорація Intel, має величезні людськими ресурсами, і майже невичерпними фінансами. Багато інновації в напівпровідникової індустрії і нові технології йдуть саме з цієї компанії. Процесори і розробки Intel, в середньому на 1-1,5 року випереджають напрацювання інженерів AMD. Але як відомо, за можливість мати найсучаснішими технологіями - доводиться платити.

Цінова політика процесорів Intel, грунтується як на кількості ядер, кількості кеша, а й на «свіжості» архітектури, продуктивності на такт ват, техпроцесу чіпа. Значення кеш-пам'яті, «тонкощі техпроцесу» та інші важливі характеристики процесора розглянемо нижче. За володіння такими технології як HT (Hyper Threading) і вільного множника частоти, теж доведеться викласти додаткову суму.

Компанія AMD, на відміну від компанії Intel, прагне до доступності своїх процесорів для кінцевого споживача і до грамотної цінової політики.

Можна навіть сказати, що AMD - «Народна марка». В її цінниках ви знайдете те, що вам потрібно за дуже привабливою ціною. Зазвичай через рік, після появи нової технології у компанії Intel, з'являється аналог технології від AMD. Якщо ви не женіться за найвищою продуктивністю і більше звертаєте увагу на цінник, ніж на наявність передових технологій, то продукція компанії AMD - саме для вас.

Цінова політика AMD, більше ґрунтується на кількості ядер і зовсім небагато - на кількості кеш пам'яті, наявності архітектурних поліпшень. У деяких випадках, за можливість мати кеш пам'яттю третього рівня, доведеться трохи доплатити (Phenom має кеш пам'ять 3 рівня, Athlon задовольняється лише обмеженою, 2 рівня). Але іноді AMD «балує» своїх фанатів можливість розблокувати більш дешеві процесори, до більш дорогих. Розблокувати можна ядра або кеш-пам'ять. Поліпшити Athlon до Phenom. Таке можливо завдяки модульній архітектурі і при нестачі деяких дешевших моделей, AMD просто відключає деякі блоки на кристалі більш дорогих (програмно).

Ядра - залишаються практично незмінними, відрізняється тільки їх кількість (справедливо для процесорів 2006-2011 років). За рахунок модульності своїх процесорів, компанія відмінно справляється зі збутом отбракованних чіпів, які при відключенні деяких блоків, стають процесором з менш продуктивної лінійки.

Компанія багато років працювала над абсолютно новою архітектурою під кодовим ім'ям Bulldozer, але на момент виходу в 2011 році, нові процесори показали не найкращу продуктивність. AMD грішила на операційні системи, що вони не розуміють архітектурних особливостей здвоєних ядер і «інший многопоточности».

За словами представників компанії, слід чекати особливих виправлень і латочок, щоб відчути всю продуктивність даних процесорів. Однак на початку 2012 року, представники компанії Microsoft відклали вихід оновлення для підтримки архітектури Bulldozer на другу половину року.

Частота процесора, кількість ядер, багатопоточність.

За часів Pentium 4 і до нього - частота процесора, була головним фактором продуктивності процесора при виборі процесора.

Це не дивно, адже архітектури процесорів - спеціально розроблялися для досягнення високої частоти, особливо сильно це відбилося як раз в процесорі Pentium 4 на архітектурі NetBurst. Висока частота, була неефективна при тому довгому конвеєрі, що був використаний в архітектурі. Навіть Athlon XP частотою 2Ггц, за рівнем продуктивності був вище ніж Pentium 4 c 2,4 Ггц. Так що, це був чистої води маркетинг. Після цієї помилки, компанія Intel усвідомила свої помилки і повернулася на бік добра початку працювати не над частотної складової, а над продуктивністю на такт. Від архітектури NetBurst довелося відмовитися.

З приходом архітектури Core - все змінилось. Гонка по частоті - змінилася гонкою за кількістю ядер і кращої реалізації виконання паралельних обчислень, розгалужених інструкцій. Маючи короткий обчислювальний конвеєр, процесори на Core архітектурі (до речі заснованої на архітектурі Pentium M, який частково запозичив свою у Pentium III), навіть з удвічі нижчою частотою, виявилися попереду Pentium 4.

Архітектура Core, так само привнесла монолітний кристал на одній підкладці, з декількома ядрами. Все це в сумі, на момент виходу процесора, привнесло еволюцію на ринок процесорів. Настала ера багатоядерних процесорів, яка триватиме, поки це буде дозволяти техпроцес і закон Мура .

Що ж нам дає багатоядерність?

Чотирьох-ядерний процесор з частотою 2,4 Ггц, в багато-потокових додатках, теоретично буде зразковим еквівалентом, одноядерного процесора з частотою 9,6Ггц або 2-х ядерного процесора з частотою 4,8 Ггц. Але це тільки теоретично. Практично ж, два двоядерних процесора в двох сокетних материнської плати, будуть швидше одного 4-ядерного, на тій же частоті функціонування. Обмеження по швидкості шини і затримки пам'яті дають про себе знати.

* За умови однакових архітектур і кількості кеш пам'яті

Багатоядерність, дає можливість виконувати інструкції і обчислення по частинам. Наприклад потрібно виконати три арифметичні дії. Перші два виконуються на кожному з ядер процесора і результати складаються в кеш-пам'ять, де з ними може бути виконано наступне дію будь-яким з вільних ядер. Система дуже гнучка, але без належної оптимізації може і не працювати. Тому дуже важлива оптимізація під багатоядерність для архітектури процесорів в середовищі ОС.

Додатки, які «люблять» і використовують багатопоточність: архіватори, програвачі та кодувальники відео, антивіруси, програми дефрагментатори, графічні редактори, браузери, Flash.

Так само, до «любителям» многопоточности, можна віднести такі операційні системи як Windows 7 і Windows Vista, а так само багато ОС, засновані на ядрі Linux, які працюють помітно швидше при наявності многоядерного процесора.

Більшості ігор, буває цілком достатньо 2-х ядерного процесора на високій частоті. Зараз проте, виходить все більше ігор «заточених» під багатопоточність. Взяти хоча б такі SandBox гри, як GTA 4 або Prototype, в які на 2-х ядерному процесорі з частотою нижче 2,6 Ггц - комфортно себе не відчуваєш, фреймрейт провалюється нижче 30 кадрів в секунду. Хоча в даному випадку, швидше за все причиною таких казусів є «слабка» оптимізація ігор, недолік часу чи «не прямі» руки тих, хто переносив гри з консолей на PC.

При покупці нового процесора для ігор, зараз варто звертати увагу на процесори з 4-ма і більше ядрами. Але все ж, не варто нехтувати 2-х ядерними процесорами з «верхньої категорії». У деяких іграх, дані процесори відчувають себе деколи краще, ніж деякі багатоядерні.

Кеш пам'ять процесора.

кеш пам'ять - це виділена область кристала процесора, в якій обробляються і зберігаються проміжні дані між процесорними ядрами, оперативною пам'яттю і іншими шинами.

Вона працює на дуже високій тактовій частоті (зазвичай на частоті самого процесора), має дуже високу пропускну здатність і процесорні ядра працюють з нею безпосередньо (L1).

Через її брак, процесор може простоювати в трудомістких завданнях, чекаючи поки в кеш надійдуть нові дані для обробки. Так само кеш-пам'ять служить для запису часто повторюваних даних, які при необхідності можуть бути швидко відновлені без зайвих обчислень, що не змушуючи процесор витрачати час на них знову.

Продуктивності, так само додає факт, якщо кеш пам'ять об'єднана, і все ядра рівноправно можуть використовувати дані з неї. Це дає додаткові можливості для багатопотокового оптимізації.

Такий прийом, зараз використовується для кеш пам'яті 3-го рівня. У процесорів Intel існували процесори з об'єднаної кеш пам'яттю 2-го рівня (C2D E 7 ***, E 8 ***), завдяки яким і з'явився цей спосіб збільшити многопоточную продуктивність.

При розгоні процесора, кеш пам'ять може стати слабким місцем, не даючи розігнати процесор більше, ніж її гранична частота функціонування без помилок. Однак плюсом є те, що вона буде працювати на тій же частоті, що і розігнаний процесор.

Загалом, чим більше кеш пам'яті, тим швидше процесор. В яких саме додатках?

У всіх додатках, де використовується безліч числових даних з плаваючою комою, інструкцій і потоків, кеш пам'ять активно використовується. Кеш пам'ять дуже люблять архіватори, кодировщики відео, антивіруси та графічні редактори і т.д.

Сприятливо до великої кількості кеш-пам'яті відносяться гри. Особливо стратегії, авто-симулятори, RPG, SandBox і всі ігри, де є багато дрібних деталей, часток, елементів геометрії, потоків інформації та фізичних ефектів.

Кеш пам'ять грає дуже чималу роль в розкритті потенціалу систем з 2-ма і більше відеокартами. Адже якась частка навантаження, лягає на взаємодію ядер процесора як між собою, так і для роботи з потоками декількох відео-чіпів. Саме в цьому випадку важлива організація кеш - пам'яті, і дуже корисна кеш пам'ять 3-го рівня великого обсягу.

Кеш пам'ять, завжди оснащується захистом від можливих помилок (ECC), при виявленні яких, ведеться їх виправлення. Це дуже важливо, адже маленька помилочка в кеш пам'яті, при обробці може перетворитися в гігантську, суцільну помилку, від якої «ляже» вся система.

Фірмові технології.

H yper T hreading (Гіпер-потоковість, HT) -

вперше технологія була застосована в процесорах Pentium 4, але працювала не завжди коректно і часто більше гальмувала процесор, ніж прискорювала. Причиною був занадто довгий конвеєр і не доведена до розуму система передбачення розгалужень. Застосовується компанією Intel, аналогів технології поки немає, якщо не брати до уваги аналогом то? що реалізували інженери компанії AMD в архітектурі Bulldozer.

Принцип системи такий, що на кожне фізичне ядро, створюється по два обчислювальних потоку, замість одного. Тобто, якщо у вас 4-х ядерний процесор з HT (Core i 7), то віртуальних потоків у вас 8.

Приріст продуктивності досягається за рахунок того, що в конвеєр можуть надходити дані вже в його середині, а не обов'язково спочатку. Якщо якісь блоки процесора, здатні виконати цю дію простоюють, вони отримують завдання до виконання. Приріст продуктивності не такий як у справжніх фізичних ядер, але який можна порівняти (~ 50-75%, в залежності від роду додатки). Досить рідко буває, що в деяких додатках, HT негативно впливає на продуктивність. Пов'язано це з поганою оптимізацією додатків під цю технологію, неможливість зрозуміти, що присутні потоки «віртуальні» і відсутність обмежувачів для навантаження потоків рівномірно.

Turbo Boost - дуже корисна технологія, яка збільшує частоту функціонування найбільш використовуваних ядер процесора, в залежності від рівня їх завантаженості. Дуже корисна тоді, коли програма не вміє використовувати всі 4 ядра, і завантажує тільки одне або два, при цьому їх частота роботи підвищується, що частково компенсує продуктивність. Аналогом даної технології у компанії AMD, є технологія Turbo Core.

SSE , 3 dnow! інструкції. Призначені для прискорення роботи процесора в мультимедіа обчисленнях (відео, музика, 2D / 3 Dграфіка і т.д.), а також прискорюють роботу таких програм як архіватори, програми для роботи з зображеннями і відео (за підтримки інструкцій даними програмами).

3 dnow! - досить стара технологія AMD, яка містить додаткові інструкції по обробці мультимедіа контенту, крім SSE першої версії.

* А саме можливість потокової обробки дійсних чисел одинарної точності.

Наявність самої нової версії - є великим плюсом, процесор починає більш ефективно виконувати певні завдання при належній оптимізації ПО. Процесори AMD носять схожі назви, але трохи інші.

* Приклад - SSE 4.1 (Intel) - SSE 4A (AMD).

До того ж, дані набори інструкцій не ідентичні. Це аналоги, в яких є невеликі відмінності.

Cool'n'Quiet, SpeedStep, CoolCore, Enchanced Half State (C1E) і т. Д.

Дані технології, при низькому навантаженні зменшують частоту процесора, за допомогою зменшення множника і напруги на ядрі, відключення частини кеша і т.д. Це дозволяє процесору набагато менше грітися і споживати менше енергії, менше шуміти. Якщо знадобиться потужність, то процесор повернеться в нормальний стан за частки секунди. На стандартних настройках Bios практично завжди включені, при бажанні їх можна відключити, для зменшення можливих «фризів» при перемиканні в 3D іграх.

Деякі з цих технологій, керують швидкістю обертання вентиляторів в системі. Наприклад, якщо процесор не потребує посиленого відведення тепла і не навантажений, швидкість вентилятора процесора зменшується (AMD Cool'n'Quiet, Intel Speed Step).

Intel Virtualization Technology і AMD Virtualization.

Ці апаратні технології дозволяють за допомогою спеціальних програм запускати кілька операційних систем відразу, без будь-якої сильної втрати в продуктивності. Так само, її використовують для правильної роботи серверів, адже часто, на них встановлена ​​далеко не одна ОС.

Execute Disable Bit і No eXecute Bit - технологія, покликана захистити комп'ютер від вірусних атак і програмних помилок, які можуть викликати крах системи за допомогою переповнення буфера.

Intel 64, AMD 64, EM 64 T - дана технологія дозволяє процесору працювати як в ОС з 32-х бітної архітектурою, так і в ОС з 64-х бітної. Система 64 bit - з точки зору вигоди, для рядового користувача відрізняється тим, що в даній системі можна використовувати більш 3.25Гб оперативної пам'яті. У 32-х бітних системах, використовувати б про льшие обсяг оперативної пам'яті не представляється можливим, через обмеженого обсягу пам'яті, що адресується *.

Більшість додатків з 32-х bit архітектурою, можна запустити на системі з 64-х бітної ОС.

* Що ж поробиш, якщо в далекому 1985 році, ніхто й подумати не міг про такі гігантських, за мірками того часу, обсягах оперативної пам'яті.

Додатково.

Пара слів про техпроцессе .

На цей пункт варто звернути пильну увагу. Чим тонше техпроцес, тим менше процесор споживає енергії і як наслідок - менше гріється. І крім усього іншого - має більш високий запас міцності для розгону.

Чим тонший техпроцес, тим більше можна «загорнути» в чіп транзісторів (І не тільки) і збільшити можливості процесора. Тепловиділення і енергоспоживання при цьому теж зменшується пропорційно, завдяки меншим втратам по току і зменшення площі ядра. Можна помітити тенденцію, що з кожним новим поколінням тієї ж архітектури на новому техпроцессе, росте і енергоспоживання, але це не так. Просто виробники йдуть в сторону ще більшої продуктивності і переступають за межу тепловиділення минулого покоління процесорів через збільшення числа транзисторів, яке не пропорційно зменшенню техпроцесу.

Вбудоване в процесор відеоядро .

Якщо вам не потрібно вбудоване відео ядро, то не варто купувати процесор з ним. Ви отримаєте тільки гірший відведення тепла, зайвий нагрів (не завжди), найгірший розгінний потенціал (не завжди), і переплачені гроші.

До того ж ті ядра, що вбудовані в процесор, годяться тільки для завантаження ОС, інтернет серфінгу і перегляду відео (і то не будь-якої якості).

Тенденції на Сайти Вся все ж змінюються и можлівість купити продуктивний процесор від Intel без відео ядра віпадає все рідше. Політика примусове нав'язування вбудований відео ядра, з'явилася з процесорів Intel під кодовою назв Sandy Bridge, основне нововведення якіх и Було вбудований ядро на тому ж техпроцессе. Відео-ядро, находится спільно з процесором на одному крісталі, и не таке просте як в попередніх поколіннях процесорів Intel. Для тих хто его НЕ вікорістовує, є мінусі у виде деякої переплати за процесор, смещённость джерела нагріву относительно центру тепло - розподільної кришки. Однак є і плюси. Відключене відео ядро, можна використовувати для дуже швидкої кодування відео за допомогою технології Quick Sync укупі зі спеціальним, що підтримує дану технологію ПО. В майбутньому, Intel обіцяє розширити горизонти використання вбудованого відео ядра для паралельних обчислень.

Сокети для процесорів. Терміни життя платформ.

Intel веде грубу політику для своїх платформ. Термін життя кожної (термін початку і кінця продажів процесорів для неї), зазвичай не перевищує 1.5 - 2 роки. До того ж, у компанії є кілька паралельно розвиваються платформ.

Компанія AMD, веде протилежну політику сумісності. На її платформу на сокеті AM 3, будуть підходити все процесори майбутніх поколінь, які підтримують DDR3. Навіть при виході платформи на AM 3+ і більш пізніх, окремо будуть випускатися або нові процесори під AM 3, або нові процесори будуть сумісні зі старими материнськими платами, і можна буде зробити безболісний для гаманця апгрейд, помінявши тільки процесор (без зміни мат.плати , ОЗУ і т.д.) і прошив BIOS материнської плати. Єдині нюанси несумісності можуть бути при зміні типу оператівної пам'яті , Так як буде вимагатися інший контролер пам'яті, вбудований в процесор. Так що сумісність обмежена і підтримується далеко не всіма материнськими платами. Але в цілому, економного користувачеві або тим, хто не звик міняти платформу повністю кожні 2 роки - вибір виробника процесора зрозумілий - це AMD.

Охолодження процесора.

У стандартній комплектації, з процесором йде BOX -овий кулер, який буде просто справлятися зі своїм завданням. Представляє він з себе шматок алюмінію з не дуже високою площею розсіювання. Ефективні кулери на теплових трубках і закріпленими на них пластинами, мають конструкцію, призначену для високоефективного розсіювання тепла. Якщо ви не хочете чути зайвий шум від роботи вентилятора, то вам варто придбати альтернативний, більш ефективний кулер з тепловими трубками, або систему рідинного охолодження замкненого або не замкнута типу. Такі системи охолодження, додатково дадуть можливість розгону для процесора.

Висновок.

Всі важливі аспекти, що впливають на продуктивність і експлуатаційні характеристики процесора, були розглянуті. Повторимо, на що слід звертати увагу:

• вибрати виробника
• архітектура процесора
• техпроцес
• частота процесора
• Кількість ядер процесора
• Розмір і тип кеш-пам'яті процесора
• Підтримка технологій і інструкцій
• якісне охолоджування

Сподіваємося, цей матеріал допоможе вам розібратися і визначитися у виборі відповідного вашим очікуванням процесора.

Вдалого Вибори!