Какой процессор первым превысил планку в 1ггц
Обновлено: 07.07.2024
Корпорация Intel представила десятое поколение мобильных процессоров семейства Comet Lake-H для высокопроизводительных ноутбуков.
В состав новой линейки вошли шесть чипов, которые имеют от четырех до восьми ядер с поддержкой технологии Hyper-Threading и базовым термопакетом (TDP) 45 Вт. Все они построены на архитектуре Skylake и производятся по 14-нанометровому техпроцессу. Три наиболее «продвинутых» процессора из линейки способны работать на рекордной для своего класса тактовой частоте, которая превышает 5 ГГц. Однако для ее достижения есть несколько существенных условий.
Достижение столь высоких частот обеспечивается применением технологии Intel Thermal Velocity Boost (TVB). Это сравнительно новая функция, поддержкой которой оснащаются наиболее мощные CPU Intel, начиная с восьмого поколения. Она позволяет автоматически на непродолжительное время повышать тактовую частоту одного или нескольких ядер больше, чем просто при использовании технологии Intel Turbo Boost.
Прирост тактовой частоты зависит от разницы между текущей температурой чипа и максимальной, которая установлена производителем. По достижении порогового значения температуры частота процессора будет постепенно снижаться. К примеру, чипы семейства Comet Lake-H позволяют «выжать» дополнительные 200 МГц при температуре ниже 65 градусов Цельсия. Таким образом, продолжительность работы процессора в режиме TVB напрямую зависит от эффективности работы системы охлаждения ПК.
Характеристики чипов
Флагманом линейки выступает восьмиядерный Core i9-10980HK с базовой тактовой частотой в 2,3 ГГц и функцией автоматического «разгона» до 5,3 ГГц при помощи TVB. Также он обладает разблокированным множителем, что позволит владельцу поэкспериментировать с «разгоном» вручную. Новинку в своем пресс-релизе Intel охарактеризовала как «самый быстрый мобильный процессор».
Следующим по уровню производительности идет чип Core i7-10875H, который также оснащен восемью ядрами, но работает на более низких частотах – 2,3 ГГц и 5,1 ГГц соответственно, а его множитель заблокирован. Еще два Core i7 процессора – 10850H и Core i7-10750H – имеют по шесть ядер, а также предлагают частоты в 2,7/5,0 ГГц и 2,6/5,1 ГГц. Причем множитель первого из них частично разблокирован. Все чипы Core i7 семейства Comet Lake-H поддерживают технологию TVB.
Замыкают линейку процессоры Core i5-10300H и Core i5-10400H с наиболее скромными характеристиками: четыре ядра, заблокированный множитель и тактовые частоты 2,6/4,6 ГГц и 2,5/4,5 ГГц. Поддержка TVB отсутствует.
Все процессоры семейства поддерживают до 128 ГБ оперативной памяти DDR4-2933, до 40 линий PCI Express, стандарты Thunderbolt 3 и Wi-Fi 6, а также фирменную память Intel Optane.
Производительность
Говоря о производительности процессоров Comet Lake-H, Intel сравнивает их с собственными чипами 2017 г. выпуска.
Так, по данным компании, новый Core i9-10980HK обеспечивает прирост частоты кадров в играх в диапазоне 23-54%, вдвое более высокую скорость 4К-рендеринга и до 44% большую общую производительность по сравнению с Core i7-7820HK.
Разделяй и зарабатывай: сегментация сети создает новые источники дохода
Новый же Intel Core i7-10750H, согласно результатам тестирования, проведенного Intel, обеспечивает до 70% большую скорость обработки видео в разрешении 4K, до 44% более высокую частоту кадров в играх в сравнении с i7-7700HQ. Общий прирост производительности может достигать 33%.
Продукты на базе Comet-Lake H
Согласно заявлению Intel, в 2020 г. выйдет более 100 новых моделей ноутбуков на базе чипов семейства Comet Lake-H. Среди них 30 устройств с ультратонким корпусом.
В частности, ранее были анонсированы ноутбуки компании MSI – GS66 Stealth, GE66 Rider и Creator 17, старт продаж которых запланирован на 17 апреля. Ближе к концу апреля также ожидается появление в продаже лэптопов Gigabyte Aorus 15G, 17G и 17X с процессорами Comet Lake-H.
И все-таки раньше процессорная жизнь была веселее. Приблизительно четверть века назад человечество перешагнуло барьер в 1 кГц, и эта размерность исчезла из процессорного лексикона. «Мощность» процессора стала исчисляться в мегагерцах тактовой частоты (что, строго говоря, неправильно). Еще года три назад каждый 100-мегагерцевый шаг на повышение тактовой частоты отмечался как настоящее событие: с продолжительной маркетинговой артподготовкой, технологическими презентациями и в финале — праздником жизни. Так было приблизительно до тех пор, пока частота «настольных» процессоров не добралась до 600 МГц (когда тезку Mercedes поминали всуе в каждой публикации), а основной технологией производства чипов не стала 0,18 мкм. Потом стало «неинтересно»: повышения тактовой частоты происходили ежемесячно, а под занавес прошлого года Intel и вовсе «подорвала» информационный рынок, объявив одновременно 15 новых процессоров. Пятнадцать кремниевых микросенсаций комом упали на наши головы, и за разбирательством особенностей каждого представленного чипа был утерян общий праздничный дух события. Поэтому ничего удивительно, что два ведущих производителя процессоров для ПК (Intel и AMD) чересчур буднично преодолели планку в 1 ГГц, сделав вид, что ничего особенного не произошло. В ворохе Internet-комментариев попалось лишь одно вычурное сравнение с преодолением звукового барьера, а так — никакого салюта и шампанского. Оно и понятно: планы разработчиков уже давно устремлены в загигагерцевое пространство. Кристалл Intel Willamette с тактовой частотой 1,3-1,5 ГГц мы увидим уже во второй половине этого года, а говорить будем уже об особенностях архитектуры, а не о циклах в секунду.
На моей памяти о заветном гигагерце активно заговорили еще больше года назад, когда жарким калифорнийским утром зимой 1999 года Альберт Ю продемонстрировал Pentium III 0,25 мкм, работающий на частоте 1002 МГц. Под общие аплодисменты зала как-то забылось, что та демонстрация напоминала фокус. Уже позже выяснилось, что процессор «разгонялся» в криогенной установке. Есть даже косвенные свидетельства того, что холодильником послужила серийная установка фирмы KryoTech. Так или иначе, про гигагерц забыли на год, хотя процессоры подобрались к этой частоте достаточно близко. Любопытно, что зимой 2000 года председатель совета директоров Intel, легендарный Энди Гроув при содействии Альберта Ю опять повторил испытанный трюк Intel. На форуме IDF Spring’2000 он продемонстрировал тестовый образец процессора Intel Willamette, работающий на тактовой частоте 1,5 ГГц. Полтора миллиарда циклов в секунду — и все при комнатной температуре! Отрадно, что Willamette — это еще и микропроцессор с новой архитектурой, а не просто слегка улучшенный Pentium III. Но об этом — чуть ниже.
Свой маркетинговый гигагерц давно уже имелся и в запасе AMD. Компания официально сотрудничает с «повелителями холода» из фирмы KryoTech, а Athlon оказался вполне перспективным процессором для разгона в условиях экстремального охлаждения. Гигагерцевое решение на базе охлажденного Athlon 850 МГц было доступно в продаже еще в январе.
Маркетинговая ситуация несколько накалилась, когда в начале марта AMD начала отгрузку в ограниченных количествах комнатно-температурных процессоров Athlon c частотой 1 ГГц. Делать нечего, и Intel пришлось доставать туза из рукава — Pentium III (Coppermine) 1 ГГц. Хотя выпуск последнего планировался на вторую половину года. Но ни для кого не секрет, что взятие гигагерцевого барьера — аг преждевременный как для AMD, так и для Intel. Но им так хотелось быть первыми. Вряд ли можно позавидовать двум респектабельным компаниям, которые бегают вокруг единственного стула с цифрой 1 и с ужасом ждут, когда оборвется музыка. AMD просто удалось усесться первой — и больше это ровным счетом ничего не значит. Как в космонавтике: человека первыми запустили в СССP, а летать стали чаще (и дешевле) «вторые» американцы. Ну и наоборот: они — на Луну, а мы сказали «фи», и весь задор пропал. Впрочем, гонка тактовых частот давно уже имеет чисто маркетинговую подоплеку: люди, как известно, склонны покупать мегагерцы, а не индексы производительности. Тактовая частота процессора, как и прежде, — вопрос престижа и мещанский показатель «навороченности» компьютера.
Еще один подрастающий игрок микропроцессорного рынка — тайваньская фирма VIA месяц назад официально представила своего первенца. Микропроцессор, известный ранее под кодовым именем Joshua, получил очень оригинальное название Cyrix III и начал конкурировать с Celeron снизу, в нише самых дешевых компьютеров. Конечно, в ближайший год ему не видать частоты в гигагерц как своих ушей, но этот «настольный» чип интересен уже самим фактом своего существования во враждебном окружении.
В данном обзоре речь, как всегда, пойдет о новых продуктах и планах ведущих разработчиков микропроцессоров для ПК, без оглядки на то, преодолели ли они гигагерцевый избирательный барьер.
Intel Willamette — новая архитектура 32-разрядного чипа
32-разрядный процессор Intel с кодовым именем Willamette (по названию реки в штате Орегон, протяженностью 306 км) появится на рынке во второй половине этого года. Основанный на новой архитектуре, он станет самым мощным процессором Intel для настольных систем, а его стартовая частота будет существенно выше 1 ГГц (ожидается 1,3-1,5 ГГц). Поставки тестовых образцов процессора OEM-производителям ведутся уже почти два месяца. Чипсет для Willamette известен под кодовым именем Tehama.
Что же скрывается под загадочным термином «новая архитектура»? Для начала — поддержка внешней тактовой частоты 400 МГц (то есть частоты системной шины). Это в три раза быстрее, чем хваленые 133 МГц, поддерживаемые современными процессорами класса Pentium III. На самом деле 400 МГц – это результирующая частота: то есть шина имеет частоту 100 МГц, но способна передавать четыре порции данных за цикл, что и дает в сумме аналог 400 МГц. Шина будет использовать протокол обмена данными, аналогичный тому, что реализован у шины P6. Скорость передачи данных у этой 64-разрядной синхронной шины составляет 3,2 Гбайт/с. Для сравнения: у шины GTL+ 133 МГц (той, что используют современные Pentium III) пропускная способность составляет чуть больше 1 Гбайт/с.
И, наконец, третья ключевая особенность Willamette — более глубокая конвейеризация. Вместо 10 стадий теперь используется 20, что позволяет существенно увеличить общую производительность при обработке отдельных сложных математических приложений и повысить тактовую частоту. Правда «глубокий» конвейер — это палка о двух концах: время отработки операции резко сокращается, но увеличивающееся время задержки при отработке взаимозависимых операций может «компенсировать» прирост производительности конвейера. Для того чтобы этого не произошло, разработчикам пришлось увеличить интеллектуальность конвейера — повысить точность предсказания переходов, которая превысила в среднем 90%. Еще один путь повышения эффективности длинного конвейера — приоритезация (упорядочение) инструкций в кэше. Функция кэша в этом случае — расположить инструкции в том порядке, в котором они должны выполняться. Это чем-то напоминает дефрагментацию жесткого диска (только внутри кэша).
Кэш кэшем, но наибольшие нарекания в течение длительного времени вызывала производительность блока целочисленных вычислений у современных процессоров. Целочисленные способности процессоров особо критичны при выполнении офисных приложений (всяких там Word и Excel). Из года в год что Pentium III, что Athlon показывали просто смешной прирост производительности на целочисленных вычислениях при повышении тактовой частоты (счет шел на единицы процентов). В Willamettе реализовано два модуля целочисленных операций. Пока о них известно то, что каждый способен выполнять две инструкции за такт. Это значит, что при частоте ядра в 1,3 ГГц результирующая частота целочисленного модуля эквивалентна 2,6 ГГц. А таких модулей, подчеркиваю, два. Что позволяет выполнять, по сути, четыре операции с целыми числами за такт.
О размере кэша в предварительной спецификации Willamette, опубликованной Intel, не упоминается. Но есть «утечки», свидетельствующие о том, что кэш L1 будет иметь размер 256 Кбайт (у Pentium II/III кэш L1 составляет 32 Кбайт — 16 Кбайт для данных и 16 Кбайт для инструкций). Тот же ореол таинственности окружает и объем кэша L2. Наиболее вероятный вариант — 512 Кбайт.
Процессор Willamette, по некоторым данным, будет поставляться в корпусах с матрично-штырьковым расположением контактов для розетки типа Socket-462.
AMD Athlon: 1,1 ГГц — демонстрация, 1 ГГц — поставки
Словно отыгрываясь за предыдущую стратегию следования за лидером, компания AMD проворно щелкнула по носу всей компьютерной индустрии, продемонстрировав в начале зимы процессор Athlon c тактовой частотой 1,1 ГГц (точнее — 1116 МГц). Все решили, что шутит. Дескать, ну есть у нее удачные процессоры, но все знают, насколько велик временной лаг между демонстрацией и массовым производством. Но не тут-то было: спустя месяц Advanced Micro Devices начала серийные поставки процессоров Athlon с тактовой частотой 1 ГГц. А все сомнения в их реальной доступности развеяли компании Compaq и Gateway, предложившие элитные системы на базе этих чипов. Цена, конечно, не оставляла особо приятного впечатления. Гигагерцевый Athlon стоит около 1300 долл. в партиях по тысяче штук. Но у него есть вполне приятные младшие братья: Athlon 950 МГц (1000 долл.) и Athlon 900 МГц (900 долл.) Однако таких процессоров мало, поэтому и цены заоблачные.
Продемонстрированный ранее Athlon 1116 МГц сам по себе был примечательным. Проектные нормы — 0,18 мкм, использованы медные соединения, тепловыделение — нормальное: работает при комнатной температуре с обычным активным радиатором. Но, как оказалось, то был не просто Athlon (у «просто» межсоединения алюминиевые), а Athlon Professional (кодовое название — Thunderbird). Реальное появление такого процессора на рынке ожидается лишь в середине года (предположительно в мае). Только частота будет пониже, и стоить он будет не «гигагерц долларов», а заметно дешевле.
Сейчас о процессоре Athlon на ядре Thunderbird известно пока не очень много. Он будет использовать не Slot A (как современные версии Athlon от 500 МГц), а матричный разъем Socket A. Cooтветственно и корпус у процессора будет «плоский», а не массивный «вертикальный» картридж. Ожидается, что к лету процессоры на ядре Thunderbird будут выпущены с тактовыми частотами от 700 до 900 МГц, а гигагерц появится чуть позже. Вообще, учитывая темпы снижения цен на новые процессоры, вполне реальным становится приобретение к Новому году этакого компьютера начального ценового диапазона на базе Athlon 750 МГц или около того.
С другой стороны, основным претендентом на компьютеры low-end в линейке AMD остается еще не объявленный процессор на ядре Spitfire. Ему отводится роль младшего конкурента Intel Celeron. Spitfire будет корпусироваться для установки в процессорную розетку Socket A (питание — 1,5 В), а его тактовая частота к началу осени может достигнуть 750 МГц.
Коротко о многогигагерцевых амбициях IBM
Пока весь мир по старинке радуется взятию гигагерца, IBM рассказывает о технологии, позволяющей прибавлять чипам по гигагерцу в год. По крайней мере на 4,5 ГГц при существующих технологиях производства полупроводников вполне можно рассчитывать. Итак, согласно данным IBM, разработанная ею технология IPCMOS (Interlocked Pipelined CMOS) позволит года через три обеспечить массовый выпуск чипов с тактовой частотой 3,3-4,5 ГГц. При этом энергопотребление понизится раза в два относительно параметров современных процессоров. Суть новой процессорной архитектуры состоит в использовании распределенных тактовых импульсов. В зависимости от сложности задачи тот или иной блок процессора будет работать на более высокой или более низкой тактовой частоте. Идея лежала на поверхности: все современные процессоры используют централизованную тактовую частоту — все элементы ядра, все вычислительные блоки синхронизируются с ней. Грубо говоря, пока все операции на одном «витке» не завершатся, к следующей процессор не приступит. В результате «медленные» операции сдерживают быстрые. Кроме того, получается, что если вам требуется выбить пыльный ковер, то вам приходится трясти весь дом. Децентрализованный механизм подачи тактовой частоты в зависимости от потребностей того или иного блока позволяет быстрым блокам микросхемы не ждать отработки медленных операций в других блоках, а заниматься, условно говоря, своим делом. В результате снижается и общее энергопотребление (трясти надо только ковер, а не весь дом). Инженеры IBM совершенно правы, когда говорят о том, что повышать синхронную тактовую частоту из года в год станет все труднее. В этом случае единственный путь — применение децентрализованной подачи тактовой частоты либо и вовсе переход на принципиально новые (квантовые, наверное) технологии создания микросхем.
Думая о журавле, IBM крепко держит в руках синицу — процессор PowerPC. В совсем недалеком будущем компания выпустит гигагерцевый PowerPC, изготовленный по 0,22-микронной шестислойной технологии с медными межсоединениями.
VIA Cyrix III — иногда лучше жевать, чем говорить
Торговали — веселились, подсчитали — прослезились. Приблизительно так можно охарактеризовать ситуацию вокруг выпуска первого процессора VIA на основе технологий приобретенной ею ранее компании Cyrix. Процессор, ранее известный как Joshua на ядре Cayenne, был объявлен в конце февраля на выставке CeBit’2000. Первенца окрестили VIA Cyrix III. Из-за подобного названия так и подмывает отнести его к тому же классу, что и Pentium III. Но это ошибка. Сама VIA позиционирует его как конкурента Intel Celeron — процессора для систем начального уровня. Но и это оказалось излишне самонадеянным поступком.
Однако начнем с достоинств нового процессора. Он рассчитан на установку в процессорную розетку Socket 370 (как и Celeron). Однако, в отличие от Celeron, Cyrix III поддерживает внешнюю тактовую частоту (частоту системной шины) не 66 МГц, а 133 МГц — как у самых современных Pentium III семейства Coppermine. Второе ключевое достоинство Cyrix III — интегрированный на кристалле кэш второго уровня (L2) емкостью 256 Кбайт — как у новых Pentium III. Кэш первого уровня — тоже большой (64 Кбайт).
И, наконец, третье достоинство — поддержка набора SIMD-команд AMD Enhanced 3DNow!. Это действительно первый пример интеграции 3Dnow! для Socket 370-процессоров. Мультимедийные инструкции AMD уже широко поддерживаются производителями программного обеспечения, что хоть отчасти поможет компенсировать скоростное отставание процессора на графических и игровых приложениях.
Руководитель VIA Уэн Чи Чен (в прошлом, кстати, процессорный инженер Intel) изначально собирался противопоставить Celeron низкую цену Cyrix III. Насколько это удалось — судите сами. Cyrix III PR 500 стоит от 84 долл., а Cyrix III PR533 — от 99 долл. Короче, Celeron порой стоит и дешевле. Первые испытания процессора (проведенные, конечно, не в России) показали, что его производительность на офисных приложениях (там, где акцент делается на целочисленные вычисления) мало уступает Celeron, а вот на мультимедийных разрыв очевиден. Конечно, не в пользу Cyrix III. Ну что ж, первый блин комом. Однако в резерве VIA есть еще интегрированный процессор Samuel, построенный на ядре IDT WinChip4. Там результат может оказаться лучше.
Alpha тоже получит заслуженный гигагерц
Компания Compaq (владелец части наследства DEC, включая процессор Alpha) намерена во второй половине года выпустить версию серверного RISC-процессора Alpha 21264 с тактовой частотой 1 ГГц. А следующий ее чип — Alpha 21364 — и вовсе стартует именно с этой пороговой частоты. Кроме того, усовершенствованная версия «Альфы» будет оборудована 1,5-мегабайтным кэшем L2 и контроллером памяти Rambus.
Содержание
Содержание
Процессоры для персональных компьютеров прошли огромный путь с 70-х годов прошлого века и до наших дней. Давайте вспомним самые интересные процессоры и то, как росла их тактовая частота год за годом, от 2-4 МГц в 70-х и до 5000 МГц в 2019 году.
Что значат "МГц" процессора?
Тактовая частота процессоров - это одна из их главных характеристик. Она характеризует производительность процессора, через количество выполняемых операций в секунду. Однако процессоры с одной и той же тактовой частотой нельзя сравнивать "в лоб", они могут иметь различную производительность, так как на выполнение одной операции разным системам может требоваться различное количество тактов.
Яркий пример - процессоры AMD и Intel, иногда отличающиеся по частотам на 30-40% при сопоставимой производительности.
70-е годы
Другие производители не заставили себя долго ждать, Motorola представила процессор 6800, работающий на частоте 2 МГц, а годом спустя компания MOS Technology выпускает процессор 6502 с частотой лишь 1 МГц.
В 1976 году на рынок был выпущен процессор Zilog Z80 с частотами от 2,5 до 8 МГц. Это был уже серьезный прирост частоты.
Несмотря на то, что названия этих процессоров мало что говорят современному пользователю ПК, на них была построена масса популярных компьютеров и игровых приставок: микрокомпьютер Altair-8800, Dendy (Nintendo Entertainment System), Apple I, Apple II, Commodore PET и популярнейший Sinclair ZX-Spectrum.
В 1978 году компания Intel выпустила первый 16-битный микропроцессор 8086 с частотами 4 МГц — 10 МГц, его можно назвать прадедушкой процессоров, работающих в наших ПК и основателем платформы PC компьютеров.
80-е годы
Далее произошел скачек производительности процессоров с выходом Intel 80286 в 1982 году. Он работал на невысоких частотах — от 6 МГц, до 12,5 МГц. А вот последующий за ним Intel 80386 в 1985 году принес большой рост и производительности, и частоты, которая доходила до 40 МГц. AMD уже тогда выпускала конкурентов — процессор Am386DX на 40 МГц.
В 1989 году выходит Intel 80486 с частотами 25 МГц — 50 МГц.
90-е годы
Знаменитые процессоры Pentium, на базе архитектуры P5, выходят в 1993 году с частотами 60 МГц или 66 МГц и достигают огромных, по тем меркам, частот в 100-233 МГц у Pentium MMX, к концу 90-х годов. Параллельно развиваются процессоры PowerPC, DEC Alpha и некоторые другие, но они мало интересны пользователям ПК.
Постепенно накапливающиеся технологические и инженерные успехи приводят в 1995 году к смене архитектур и на рынок выходит архитектура P6 — CISC-платформа с RISC-ядром. На ней работает знакомый многим Pentium II, вышедший в 1997 году и имевший частоты до 450 МГц. А Pentium III, пришедший ему на смену в 1998 году, уже работал на частоте от 600 МГц (ядро Katmai), до 1130 МГц на ядре Coppermine в 1999 году.
1000 МГц был впечатляющей планкой в 1999 году и перепрыгнуть ее первой старались и Intel и AMD. AMD выпустила новейший процессор Athlon, работающий на частоте 1000 МГц, 6 марта 2000 года и первой покорила рубеж 1000 МГц. Intel не хватило всего 2 дня для победы, она выпустила процессор Pentium III с частотой 1000 МГц 8 марта 2000 года.
2000-е годы
В 2001 году процессоры Pentium III получили ядро Tualatin и частоты до 1400 МГц. У AMD в это время были очень удачные процессоры Athlon и Duron на ядре Thunderbird с частотами до 1400 МГц. Поскольку частоты перевалили за 1000 МГц, теперь проще называть их гигагерцами (ГГц).
Дальше началась захватывающая война между Pentium 4 от Intel и Athlon XP от AMD. Pentium 4 начал с 1.4 ГГц в 2000 году и быстро дошел до 2 ГГц в 2001 году. Athlon XP в 2001 году смог покорить 1,6 ГГц. Так как производительность на МГц у него была выше, AMD ввела так называемый P-рейтинг, который показывал производительность процессоров Athlon XP относительно сопоставимого по мощности процессора Pentium 4 от Intel. Поэтому модель с реальной частотой 1.6 ГГц имела обозначение 1900+.
В 2002 году Pentium 4 достигли частот 3 ГГц, в 2003 — 3.2 ГГц, в 2004 — 3.4 ГГц, в 2005 — 3.8 ГГц. На этом диапазоне частот хотелось бы заострить внимание, во-первых, заметно резкое замедление прироста частот. Процессоры уперлись в технологический потолок, даже сейчас большинство выпускаемых моделей имеют частоты из диапазона 3.2-3.8 ГГц, а ведь достигнуты они были 15 лет назад.
С трудом современные массовые процессоры перевалили потолок в 4 ГГц и сейчас штурмуют 5 ГГц. Intel Core i9-9900KS — первый процессор, который с заводскими настройками работает на частоте 5 ГГц по всем ядрам.
В 2006 году процессор Intel Pentium D960 работал на частоте 3.6 ГГц, Athlon 64 FX-60 на ядре Toledo, на 2.6 ГГц. Гонка частот практически остановилась.
Последующие Core 2 Duo и Core 2 Quad работали все на тех же частотах, что и предшественники. Процессоры Intel Core i3/i5/i7 на микроархитектуре Bloomfield, Gulftown, Sandy Bridge, Ivy Bridge, тоже работали на частотах до 4 ГГц.
2010-е годы
У AMD сменились процессоры Athlon 64 X2, Athlon II, Phenom, Phenom II, не выходя за рамки 4 ГГц. В 2011 году процессоры на архитектуре Bulldozer смогли в турбобусте покорить частоты выше 4 ГГц. У Intel первыми это смогли сделать Core i7 4790K, на ядре Haswell, в 2014 году.
AMD и Intel вели жестокую борьбу за рынок процессоров и цифра 5 ГГц была очень важна. Битва за нее развернулась нешуточная, и победила в ней AMD с FX-9590 на ядре Vishera в 2013 году.
Но это была чисто маркетинговая победа, FX-9590 имел ужасающее энергопотребление в 220 ватт и плачевную производительность. Это не позволило ему стать массовым. Intel смогла достичь заветной цифры в 5 ГГц процессором Core i7-8086K на ядре Coffee Lake лишь в 2018 году.
Наши дни
На сегодняшний день массовые процессоры AMD Ryzen 3000-й серии и Intel Coffee Lake Refresh имеют частоты по всем ядрам в районе 3.9-4.7 ГГц и постепенно подбираются к 5 ГГц при нагрузке на все ядра. 2020 год обещает быть насыщенным в плане анонса новых процессоров, посмотрим, какие частоты покажут AMD Ryzen 4000-й серии и Intel Core десятого поколения.
Может быть, цифра 5 ГГц наконец-то станет массовой, и процессоры начнут покорять 6 ГГц?
В следующих блогах цикла "Интересные цифры" я расскажу о росте частот графических процессоров, объема ОЗУ и жестких дисков персональных компьютеров.
Теперь Intel на собственном опыте испытала ощущения американцев, когда те в 1957 г. проиграли русским, первым запустившим в космос свой спутник. На протяжении многих лет корпорация лидировала в производстве самых быстрых процессоров для ПК. Однако 6 марта сего года случилось непредвиденное. За несколько месяцев до запланированного срока компания AMD удивила мир, выпустив первый ЦП с архитектурой x86, для характеристики скорости которого требуется новый термин - гигагерц.
Теперь Intel на собственном опыте испытала ощущения американцев, когда те в 1957 г. проиграли русским, первым запустившим в космос свой спутник.
На протяжении многих лет корпорация лидировала в производстве самых быстрых процессоров для ПК. Однако 6 марта сего года случилось непредвиденное. За несколько месяцев до запланированного срока компания AMD удивила мир, выпустив первый ЦП с архитектурой x86, для характеристики скорости которого требуется новый термин — гигагерц.
Могущественная Intel никак не могла смириться с тем, что слава достается ее противнику. Пока были известны только планы AMD, фирма Intel энергично готовила к выпуску кристаллы Pentium III с частотами 850 и 866 МГц, однако она мгновенно перестроилась и уже 8 марта анонсировала свои первые
1-ГГц процессоры Pentium III. Да, Intel может похвастаться самым быстрым 1-ГГц процессором, но его превосходство в скорости минимально.
Первые тесты
Для этой статьи были испытаны машины на базе 1-ГГц процессора Athlon, выпущенные фирмами Compaq и Gateway, а также компьютер IBM с 1-ГГц процессором Pentium III. В наборе контрольных задач PC WorldBench 2000 (это обновленная версия тестов, использующих 11 приложений, включая Word, Excel, Netscape Navigator, Quicken, PhotoPaint и др.) система IBM продемонстрировала на 5% более высокий результат, чем занявшая второе место модель Gateway на базе Athlon. Кристаллы Intel с частотой 1 ГГц до III квартала будут поставляться в ограниченных количествах, а это означает, что купить такие ПК можно будет лишь у немногих компаний, скажем, Dell, HP и IBM. В то же время несколько производителей ПК сообщили нам, что AMD уже должна располагать большим количеством 1-ГГц Athlon.
Однако гигагерцевый блеск не должен затмевать и другие новые микросхемы: 850-, 900- и 950-МГц кристаллы Athlon, а также 850- и 866-МГц Pentium III. Мы протестировали машины на базе Athlon-850 фирм Compaq, Cybermax и Gateway плюс систему Dell PIII-866EB, которая показала почти такую же производительность, как 1-ГГц машина IBM. Для многих пользователей выгоднее покупать именно ПК с 850- и 866-МГц процессорами, так как они имеют лучшее соотношение цена/производительность. Так, компьютер Compaq на базе 1-ГГц Athlon работает на 11% быстрее, чем аналогично сконфигурированная модель этой же фирмы, но с 850-МГц кристаллом, однако и стоит он на несколько сотен долларов дороже.
Большой скачок?
Вы еще помните ПК с частотами ниже 100 МГц? Если да, то 1000 МГц могут показаться вам чудом.
При этом важно вот что понимать: Intel и AMD могут поднимать частотную планку и дальше, однако в тестах, основанных на реальных приложениях, системы с частотами 800 и 1000 МГц демонстрируют весьма близкую производительность.
Быстродействие современных компьютеров зависит не только от скорости работы процессора. ЦП можно сравнить с мозгом машины, основной же «костяк», значительно влияющий на быстроту «движения», составляют ОЗУ, системная шина и графическая плата. Эти компоненты способны существенно повлиять на общую производительность ПК как положительно, так и в отрицательно. Сегодня при выборе компьютера как никогда важно учитывать все, что находится внутри этих серых ящиков, а не удовольствоваться только ярлыком с мегагерцами.
Из семи протестированных для этой статьи систем (все они работали под управлением Windows 98 SE) наивысший показатель PC WorldBench 2000 — 165 баллов — продемонстрировала машина IBM Aptiva S Series GZ. На втором и третьем местах с результатами 157 и 156 баллов соответственно оказались системы Gateway Select 1000 с 1-ГГц процессором Athlon и Dell Dimension XPS B-866 с Pentium III-866EB. Как видите, результаты практически одинаковые, хотя машина Dell работает на более низкой тактовой частоте. Почти такой же результат — 154 балла — у модели Compaq Presario 5900Z-1GHz.
Но важнее другое: у процессора Athlon кэш-память второго уровня вынесена за пределы кристалла (в противоположность моделям, где она расположена на той же кремниевой подложке, что и сам ЦП), а это ограничивает системную производительность. У 1-ГГц кристалла Athlon частота кэш-памяти второго уровня составляет треть от частоты ядра ЦП, тогда как у процессора Intel Pentium III Coppermine она расположена на одной подложке и работает с той же частотой, что и ядро. Как показало тестирование, интегрированная кэш-память второго уровня положительно влияет на все стандартные приложения, включая и те, из которых составлен набор PC WorldBench 2000. Существенного прироста производительности можно ожидать от очередного кристалла AMD с кодовым наименованием Thunderbird, у которого кэш-память второго уровня будет интегрированной с ЦП. Появление Thunderbird предполагается где-то между апрелем и июнем.
Проблемы «транспортировки»
Процессор AMD Athlon имеет 200-МГц внешнюю шину — главный «мостик» для передачи данных между ЦП и системой, однако до тех пор, пока компьютеры с 1-ГГц кристаллами Athlon поставляются с 100-МГц памятью типа SDRAM, все преимущества этой быстрой шины реализовать не удастся. В системах с Pentium III Coppermine применяется 100- или 133-МГц внешняя шина. При использовании 133-МГц шины и интегрированной с кристаллом кэш-памяти второго уровня процессоры обозначаются буквами EB. В машине Dell Dimension XPS B-866 установлены кристалл Pentium III-866EB и набор микросхем Intel 820, поддерживающий 133-МГц шину, AGP-графику стандарта 4X. Кроме того, здесь реализована поддержка ATA-66 — улучшенной версии интерфейса IDE для устройств хранения данных, позволяющая передавать информацию с пиковой скоростью 66 Мбайт/с (предыдущий стандарт был ограничен 33 Мбайт/с).
В дополнительных графических тестах, состоящих из игр, САПР и программ моделирования наибольшее влияние на результаты оказывали графические адаптеры, хотя производительность зависела также от системного ОЗУ и частоты шины.
Графические тонкости
Во время тестирования сразу стало очевидно, что горячим поклонникам компьютерных игр при выборе ПК следует отдавать предпочтение тем моделям, в которых установлена графическая плата с памятью типа DDR.
Во всех испытанных системах использовались видеоадаптеры на базе набора микросхем GeForce 256 фирмы NVidia, благодаря дополнительным конвейерам обеспечивающий наиболее качественный 3D-рендеринг на ПК. Самой мощной графической подсистемой была укомплектована машина Dell: ее видеоплата имела 64-Мбайт память типа DDR SDRAM, которая работает значительно быстрее, чем обычная графическая память SDRAM. (Фирма Compaq также планирует поставлять свои модели Presario 5900Z-1GHz с 32-Мбайт графическим ОЗУ типа DDR, но плата в протестированной машине имела 32-Мбайт видеоОЗУ типа SDRAM.)
Монстр компании Dell по большинству тестов промчался быстрее всех, а в контрольной задаче с пакетом моделирования Caligari TrueSpace 4.2 он продемонстрировал скорость 28 кадров/с, опередив с громадным преимуществом ближайшего соперника, у которого этот показатель составил 16 кадров/с. Машины фирм Dell и Gateway особенно хорошо показали себя при выводе геометрических фигур и в играх типа Unreal Tournament и Quake III при высоком разрешении экрана.
Тест с программой AutoCAD 2000 быстрее всех выполнила машина Gateway Select 1000. Столь высокий результат, по-видимому, объясняется превосходным блоком вычислений с плавающей запятой у 1-ГГц процессора Athlon.
Вопрос цены
Собирая такие высококлассные машины, как те, что принимали участие в данном тестировании, производители не скупятся на самые совершенные компоненты, что, естественно, сразу сказывается на цене. Все семь испытанных систем комплектовались 19-дюймовыми мониторами и почти все (за исключением 850-МГц модели Compaq) — жесткими дисками со скоростью вращения шпинделя 7200 об/мин.
Более скромно сконфигурированный Presario 5900Z-850 дешевле своего 1-ГГц собрата на 1235 долл. Он оснащен 20-Гбайт жестким диском и 40X-накопителем CD-ROM вместо DVD-ROM. При этом следует учесть, что сам 850-МГц процессор стоит на 400—500 долл. меньше, чем 1-ГГц кристалл.
Цена машины Gateway Select 1000 на базе 1-ГГц Athlon также высока (3308 долл.), но оправдана для конфигурации, включающей 30-Гбайт жесткий диск, 8X-накопитель DVD-ROM и накопитель CD-RW, но эту цифру можно уменьшить до 2999 долл., если отказаться от CD-RW и выбрать менее дорогие динамики. В протестированной модели Gateway Select 850 не было дисковода CD-RW, а стоила эта машина 2699 долл.
Неплохой конфигурацией отличалась и система Cybermax Enthusiast K7-850 (2499 долл.), в которую входили 27-Гбайт жесткий диск, дисковод CD-RW фирмы Sony и 8X-дисковод DVD-ROM. Еще лучше то, что этот ПК имеет очень хороший запас скорости. В тестах он слегка опередил 850-МГц машины Compaq и Gateway, завершив контрольные задачи PC WorldBench 2000 с показателем 153 балла.
Пользователей, которым нужна особенно высокая вычислительная мощность, может привлечь машина Dell Dimension XPS B-866, даже несмотря на ее высокую цену (3679 долл.). В конфигурацию входят 30-Гбайт жесткий диск, 12X-дисковод DVD-ROM и дисковод CD-RW. При этом нужно иметь в виду, что данная система работает с офисными приложениями почти так же быстро, как модель Gateway с 1-ГГц процессором Athlon, и, заметьте, пальма первенства в большинстве графических тестов досталась именно ей. Если вы используете компьютер преимущественно для редактирования видео, трехмерного моделирования или игр, то вам нужны самая хорошая графическая плата и самое быстрое ОЗУ, — лишь бы хватило денег. Однако большинству пользователей вполне хватит возможностей чуть менее мощного ПК, например такого, как Gateway Select 850 или Cybermax Enthusiast K7-850 ценой ниже 3000 долл.
У Intel проблемы с поставками?
Одним из факторов при сравнении систем может быть срок их поставки заказчику. Так, в конце февраля в США некоторые машины на базе Pentium III поступали к потребителям с задержкой от двух недель до месяца. Дефицит процессоров и наборов микросхем коснулся покупателей ПК на базе Pentium III-800 и других кристаллов — даже машину Dimension с процессором Pentium III-600, заказанную у Dell в конце февраля, пришлось ждать больше двух недель.
Перебои с поставками неблагоприятно сказываются на прибылях производителей ПК, скажем, той же фирмы Dell, и вызывают у потребителей определенный критический настрой. Представитель Gateway сообщил, что проблемы с поставками у Intel вынудили его компанию вновь обратиться с заказами к AMD. «Даже с процессорами Intel начального уровня сложилась сложная ситуация, — отмечает Марк Вина, директор по маркетингу настольных ПК фирмы Compaq. — Видимо, AMD справляется со своей задачей лучше».
Для Intel такая ситуация внове. Многие годы, предшествующие выпуску кристалла Athlon, титул извечного борца с проблемами поставки носила компания AMD. Однако теперь улучшилась даже финансовая ситуация для AMD: зачастую до этого едва окупавшая расходы фирма объявила о 65 млн. долл. прибыли за IV квартал 1999 г.
Большое доверие к AMD как к реальному конкуренту Intel выгодно потребителям, поскольку этим гарантируется продолжение снижения цен. Всего за несколько недель до преподнесения 1-ГГц сюрпризов обе компании на 30% снизили цены на свои процессоры среднего уровня, а это должно привести к уменьшению цен на пару сотен долларов на компьютеры с частотой ниже 850 МГц.
Лучшая стратегия
В ближайшие месяцы прекращения ожесточенной борьбы между AMD и Intel не предвидится, и ее последствия можно будет наблюдать уже этой осенью. К этому времени AMD планирует выпустить набор микросхем 760 для процессоров Athlon, который будет поддерживать более быструю внешнюю шину с частотой 266 МГц и системную память типа DDR SDRAM, способную реализовать преимущества этой шины. Вскоре после этого должен увидеть свет кристалл Intel следующего поколения с кодовым названием Willamette. Обе компании продемонстрировали, что прежде чем появятся Thunderbird и Willamette, они могут и дальше совершенствовать существующие Pentium III и Athlon, вероятно, до 1,1 ГГц.
Если вы соберетесь покупать компьютер в ближайшее время, то получите за свои деньги очень качественную машину. Современные «медленные» 600-МГц системы имеют гораздо более высокую производительность, чем нужно большинству из нас для работы с программами типа Word, Excel, электронной почтой и Web-браузерами.
Как правило, мы рекомендуем покупать систему по принципу «минус один», т. е. на базе процессора с частотой, по крайней мере, на один шаг более низкой, чем у самого производительного из имеющихся на данный момент кристаллов. Сегодня это правило верно, как никогда ранее.
Разумеется, ничто не мешает приобрести гигагерцевый ПК, если, конечно, у вас на это есть деньги. Как обычно, самые дорогие машины выбирают заядлые игроки и профессионалы-графики. Для остальных же из нас гонка на 1 ГГц и выше может стать хорошим спектаклем, наблюдать за которым в течение следующих нескольких месяцев лучше из удобного кресла.
О тестировании
ТАБЛИЦА 1.
В графических тестах победил 866-МГц ПК
Все выше, и выше, и выше.
Чтобы дойти до частоты 500 МГц, процессорам понадобилось почти 20 лет. И всего восемь месяцев, чтобы совершить скачок с 600 МГц до 1 ГГц!
Март 2000
Athlon-1000,
Pentium III-1000,
Athlon-900 и -950,
Pentium III-850 и -866
Февраль 2000
Athlon-850
Январь 2000
Athlon-800
Декабрь 1999 Pentium III-750 и -800
Ноябрь 1999
Athlon-750
Октябрь 1999
Athlon-700,
Pentium III-700 и -733
Август—сентябрь 1999
AMD Athlon-600,
Pentium III-600
Февраль 1999
Intel Pentium III-450 и -500
Май 1997
Intel Pentium II-233
Март 1993
Intel Pentium-60 и -66
Апрель 1989
Intel 486-25
Октябрь 1985
Intel 80386-16
Февраль 1982
Intel 80286-6
Июнь 1979
Intel 8088 5 МГц
Что там дальше, за Pentium III?
В битве с AMD компания Intel выдвинула новый лозунг: «Все внимание — на Willamette!». Этот микропроцессор нового поколения получил свое кодовое название по имени реки в шт. Орегон и должен появиться ближе к концу этого года. Его первая версия будет работать на частоте не менее 1,5 ГГц. Однако для того, чтобы «оживить» сегодняшние приложения и подготовиться к появлению будущего ПО, Intel нужно сделать нечто большее, чем просто увеличить тактовую частоту. Именно поэтому кристалл будет иметь серьезные архитектурные отличия от Pentium III.
Прежде всего, в Willamette применена технология, которую Intel называет Advanced Dynamic Execution (улучшенное динамическое выполнение). «Динамичес-кое» означает, что процессор обрабатывает инструкции в наиболее эффективной последовательности, а не в порядке их поступления. Willamette просчитывает одновременно более 100 инструкций, тогда как у Pentium III их число ограничено 40. Кроме того, два арифметико-логических устройства Willamette работают на удвоенной частоте ядра ЦП и выполняют четыре операции за один такт, т. е. вдвое больше, чем Pentium III. Ускорению обработки данных способствует кэш трассировки выполнения (execution trace cache) — новый тип кэша инструкций первого уровня.
Еще одно изменение коснется системной шины. ПК на базе Willamette будут использовать 400-МГц шину (пропускная способность 3,2 Гбайт/с), тогда как в машинах с Pentium III системная шина работает на частоте 100 или 133 МГц (1056 Мбайт/с). По словам Intel, более быстрая шина особенно важна для будущих приложений, использующих поточное аудио и видео. Чтобы реализовать все преимущества такой шины, в ПК должно применяться скоростное ОЗУ. Компания Intel разработала первый набор микросхем для Willamette под названием Tehama для использования с памятью типа Rambus. (Кстати, даже не рассчитывайте на то, что вам удастся установить Willamette в старые системные платы: при разработке этого процессора не принимались в расчет ни 100- и 133-МГц шины, ни наборы микросхем, поддерживающие память SDRAM.)
Intel также ведет работы над SSE2 — обновленной версией применяемого в Pentium III командного расширения Streaming SIMD. Эта технология может ускорить работу специально оптимизированных для нее программ (хотя на данный момент для большинства пользователей это пока не слишком актуально).
Чтобы выдержать битву с Willamette, компания AMD продолжит улучшать свой Athlon. Примерно между апрелем и июнем запланировано начало поставок версии Athlon (с кодовым названием Thunderbird) с кэш-памятью второго уровня, расположенной на одной подложке с процессором и работающей на полной частоте ядра, а не на одной трети, как в нынешней 1-ГГц модели.
В III или IV квартале AMD собирается выпустить новый набор микросхем 760, благодаря чему в компьютерах на базе Thunderbird можно будет использовать 266-МГц внешнюю шину и системную память типа DDR, которая, по словам AMD, обеспечивает почти такую же производительность, как Rambus, а стоит при этом дешевле. Кроме того, в планы AMD, по словам представителя компании Дрю Преэри, входит «соревнование с Intel по тактовым частотам на протяжении всего этого года». И судя по недавним событиям, это не пустые слова.
Читайте также: