Отличаются ли чем то процессоры разной частоты
Обновлено: 07.07.2024
A: FPU, это Floating Point Unit. А проще говоря, блок операций с плавающей точкой или математический сопроцессор. Применён был впервые в процессоре Intel 80486 (1989 год).
Q: Что такое системная шина?
A: Системная шина (FSB) служит для связи процессора с остальными компонентами системы. Процессор имеет две частоты: внутреннюю и внешнюю. Внутренняя, это та самая, которая является его основной характеристикой. Внешняя же частота, это частота работы системной шины. Для Pentium 3 характерны были частоты системной шины в 100 и 133Mhz. У первых Pentium 4 реальная частота составляет 100Mhz, но зато передаётся четыре пакета данных за такт, т. е. скорость передачи данных получилась как при 400Mhz. У Athlon`ов все очень похоже, только передаётся 2 пакета за такт.
Q: Для чего нужна кэш память процессора?
A: Процессоры всегда работали быстрее, чем память, причем со временем разрыв между этими скоростями все увеличивается. Чем медленнее память, тем больше процессору приходится ждать. В кэш памяти находятся машинные слова (можно их назвать данными), которые чаще всего используются процессором. Если ему требуется какое-нибудь слово, то он сначала обращается к кэш памяти. Только если его там нет, он обращается к основной памяти. Существует принцип локализации, по которому в кэш вместе с требуемым в данный момент словом загружаются также и соседние с ним слова, т.к. велика вероятность того, что они в ближайшее время тоже понадобятся. У обыкновенных процессоров существует кэш память двух уровней. Кэш первого уровня (L1) обычно разделён пополам, половина выделена для данных, а другая половина под инструкции. Кэш второго уровня (L2) предназначается только для данных. Пропускная способность оперативной памяти конечно высока, но кэш память всегда работает в несколько раз быстрее. У старых процессоров (Pentium, K6 и др.) плата с кэшем L2 находилась на материнской плате. Скорость работы кэша при этом была довольно низкой, но её хватало. У Athlon K7, P2 и первых P3 кэш был помещён на специальную плату и работал на 1/2, 1/3 или 2/3 скорости ядра. У последних процессоров, в целях увеличения быстродействия, кэш L2 интегрирован в ядро и работает на его полной частоте. Стандартным и достаточным на данный момент считается объём кэша L2 в 256Kb. Многие процессоры имеют 512Kb L2. В ряде случаев большой кэш весьма полезен. С одной стороны, чем больше кэш, тем лучше, но с другой стороны, при увеличении кэша увеличивается время доступа к нему.
Q: Что такое ядро?
A: Ядро, это как бы версия (вариант) процессора. Процессоры с разными ядрами, это можно сказать разные процессоры. Разные ядра отличаются по размеру кэш памяти, частоте шины, технологии изготовления и т. п. Чем новее ядро, тем лучше процессор разгоняется. В качестве примера можно привести P4, который имеет (на данный момент) два ядра Willamette и Northwood. Первое ядро производилось по 0.18мкм технологии и работало исключительно на 400Mhz шине. Самые младшие модели имели частоту 1.3Ghz, максимальные частоты для ядра находились немного выше 2Ghz. Своими разгонными качествами эти процессоры особо не славились. Позже был выпущен Northwood. Он уже был выполнен по 0.13мкм технологии и поддерживал шину в 400 и 533Mhz, а также имел увеличенный объём кэш памяти. Переход на новое ядро позволил значительно увеличить производительность и максимальную частоту. Младшие процессоры Northwood с частотой 1.6Ghz прекрасно разгоняются. Из данного примера можно делать для себя вывод, что это разные процессоры.
Q: Что такое степпинг (stepping) процессора?
A: Степпинг означает внутреннюю версию процессора. При исправлении мелких недочетов или ошибок в микрокоде выпускается модификация процессора, имеющая новый номер версии. По логике, чем больше степпинг, тем стабильнее себя ведет и лучше разгоняется процессор.
Q: Отличаются ли чем-то процессоры разной частоты?
A: Нет, если это одинаковые процессоры, то конструктивных отличий у них быть не может. Следует знать, что процессоры могут иметь разные ядра, поэтому и из-за разной номинальной частоты они могут лучше / хуже разгоняться и меньше / больше греться. Процессор на одном ядре часто имеет несколько вариантов (степпингов).
Q: Что такое MMX, 3DNow!, SSE?
A: Это так называемые дополнительные наборы инструкций. Они применяются в современных процессорах и способны значительно ускорить их работу. Естественно только при условии поддержки данных наборов со стороны приложения. К сожалению процессора, поддерживающего все возможные (употребляемые) наборы инструкций не существует. Intel является законодателем мод в данном случае. Все современные процессоры поддерживают набор инструкций MMX, который был самым первым (разработан еще в 1997 году). P3 поддерживают SSE, а P4 еще и SSE2. Современные процессоры AMD Athlon (Duron) поддерживают наборы инструкций 3DNow!+ и MMX+, в Athlon XP была добавлена поддержка SSE.
Q: Что такое коэффициент умножения и заблокированный коэффициент?
A: Коффициент умножения, это та цифра, на которую умножается частота системной шины, в результате чего получается рабочая частота процессора. Заблокированный коэффициент означает, что процессор будет умножать системную шину всегда на одну и ту же цифру. Т. е. разгон без увеличения частоты шины для такого процессора невозможен. У процессоров Athlon коэффициент можно разблокировать соединением мостиков на процессоре, а в некоторых случаях он изначально не заблокирован. Но у всех процессоров Intel, которые сейчас есть в продаже, коэффициент заблокирован и разблокировке не поддается.
Q: Что такое “мостики” на процессоре?
Q: Я хочу знать точные характеристики моего процессора, как их можно выяснить?
A: Можно разобрать компьютер, снять кулер и посмотреть на маркировку процессора. Но легче и разумней выяснить всё при помощи какой-либо программы. Наиболее популярна и информативна программа WCPUID. Так же можно воспользоваться программой SiSoft Sandra, которая отображает достаточно подробную информацию обо всех компонентах компьютера.
Q: Как узнать поддерживает ли моя плата какой-то конкретный процессор?
A: Есть несколько способов. Можно послать письмо в фирму производитель по электронной почте с вопросом (на английском естественно и точно указав модель платы). А можно и просто спросить на каком-либо форуме. В инструкции будут упомянуты только те процессоры, которые существовали на момент выхода платы. Чаще всего поддержка процессора на каком-то новом ядре реализуется при помощи прошивки новой версии BIOS. Искать новую версию нужно на сайте производителя. Ну а если ничего выяснить по какой-то причине не удаётся, то проверять совместимость придётся на практике - установив процессор на плату.
Q: Разные процессоры имеют разные разъёмы, почему это так и совместимы ли они между собой?
A: Процессоры имеют разные разъёмы по причине принципиальных конструктивных отличий (количество транзисторов, архитектура и т. п.). Пока было только два принципиально разных типа разъёмов - Slot и Soсket. Cлот был использован только из-за необходимости помещения кэша поближе к ядру и больше применяться скорее всего не будет. Socket же продолжает развиваться - количество контактов все растёт и растёт. Кстати почти всегда процессоры Intel под Socket 370 можно использовать на слотовой плате при помощи специального переходника (процессор должен также поддерживаться материнской платой). Существуют также редко встречающиеся переходники с Socket 423 на Socket 478, позволяющие использовать более поздние модели Pentium 4 со старыми материнскими платами. Процессоры Intel и AMD начиная с Athlon K7 не совместимы между собой (по разъёму). Ранее они использовали одинаковые процессорные Socket`ы.
Q: Отличаются ли OEM и Retail-варианты процессора? Вроде Retail лучше гонится?
A: В OEM-варианте комплект содержит лишь процессор в пластиковой упаковке (или без неё), и, соответственно, дешевле. Retail (boxed) поставляется в красочной коробке, в которой находятся инструкция по установке и кулер (довольно неплохой). Нельзя сказать, что сами чипы чем-то отличаются. В деле оверклокинга немаловажную роль играет кулер. К боксовым процессорам прилагается довольно приличные кулеры, которые обеспечивает лучшее охлаждение, чем NoName, который вам, скорее всего, предложат при покупке OEM-варианта.
Q: Чем отличаются процессоры Pentium и Celeron, Athlon и Duron?
A: У процессоров Celeron в два или четыре раза меньше кэш памяти второго уровня (первые Celeron`ы вообще не имели кэша второго уровня). У них по сравнению с Pentium понижена системная шина. У процессоров Duron по сравнению с Athlon тоже меньше кэш памяти в 4 раза и тоже ниже системная шина. Основные характеристики процессоров можно посмотреть в таблице в конце статьи. Есть задачи, в которых между обычными и урезанными процессорами почти нет разницы, а в некоторых случаях отставание довольно серьёзное. Но в среднем, при сравнении с неурезанным процессором той же частоты, отставание это равно 10-30%. Зато урезанные процессоры имеют тенденцию лучше гнаться из-за меньшего объёма кэш памяти. Короче говоря, если разница в цене между нормальным и урезанным процессором значительная, то стоит брать урезанный. Хотя здесь необходимо отметить, что последние P4 Celeron Northwood работают весьма плохо по сравнению с полноценными P4 на том же ядре, отставание в некоторых ситуациях достигает 50%.
Q: Какой процессор сейчас наиболее выгоден по соотношению цена / качество?
A: На данный момент это младшие модели Athlon XP. Они стоят уже совсем недорого (в 2 с лишним раза дешевле аналогичных по скорости Pentium 4) и работают примерно так же. Процессоры Duron, хоть и стоят еще дешевле, но и по скорости они значительно проигрывают Athlon XP. Если вы хотите проапгрейдить старую систему на Socket 370, то вполне можно брать Celeron Tualatin 1000-1200Mhz. Эти процессоры имеют приличный разгонный потенциал и кэш 256 килобайт.
Q: Если Athlon XP такой дешевый, значит у него есть недостатки, какие?
A: Во-первых, у AXP вместо частоты пишется рейтинг, т. е например 1700+ процессор реально работает на частоте 1466Mhz, но по скорости соответствует Athlon (Thunderbird) 1700Mhz. Основным недостатком недавно считалась температура. Но последние модели по тепловыделению сравнимы Pentium 4. По надёжности процессоры теперь тоже не сильно уступают P4, они хоть и не могут сами понижать частоту, но обзавелись встроенным термодатчиком и защитной пластинкой на ядре (начиная с Thoroughbred). Поэтому вероятность сгорания / повреждения кристалла стала значительно меньше. Все глюки приписываемые AMD часто являются следствием неустановленных универсальных драйверов для чипсетов VIA (VIA 4 in 1 Service Pack). Тем же, кому нужна 100% гарантия надёжности, возможно лучше поставить себе Pentium 4. Работают процессоры Atholn XP и Pentium 4 в разных приложениях очень по-разному. Например, в сложных математических вычислениях (архивация, кодирование в MPEG4 и др.) P4 часто обыгрывает AXP. Но есть и ряд программ, лучше работающих с AXP. В основном это - игры. Для обычного пользователя (играющего пользователя ;) стоит ориентироваться именно на них, так как перекодировка в любом случае требует много времени, а играм, наоборот, необходимо провести все вычисления как можно быстрее. Нужно признаться, что последние модели AXP все же стали иногда ощутимо отставать от P4. Но нельзя забывать, что AMD не стоят на месте и скоро уже выпустят процессоры AXP Barton с 400Mhz шиной и принципиально новые 64 битные K8.
Q: Почему Pentium 4 в некоторых программах / тестах отстает по скорости от аналогичного по частоте / рейтингу Athlon и даже Pentium 3?
A: Все дело в том, что у P4 очень длинный конвейер выполнения инструкций. Чем длиннее конвейер, тем легче наращивать тактовую частоту, но тем меньше производительности получается на каждый полученный мегагерц. И наоборот. Чем на большее количество стадий рассчитан конвейер, тем меньше работы приходится на каждый отдельный такт и тем быстрее этот такт выполняется. Допустим, у нас имеется простейший блок из нескольких, связанных друг с другом операций:
Первая операция будет находиться в кэше инструкций столько времени, сколько понадобится для выполнения операции 2. Вторая операция будет выполняться тем больше тактов, чем длиннее конвейер. Pentium 3 имеет конвейер длиной 12 стадий, Athlon - 10 стадий. Pentium 4 пока является абсолютным чемпионом по длине конвейера, то есть имеет самое меньшее время выполнения такта, позволяющее достичь максимальной тактовой частоты, но и самые большие задержки для связанных друг с другом операций. Более важным становится предсказание того, выполнение какой инструкции понадобится, задолго до самого процесса ее выполнения. И, естественно, ошибка на этой стадии - выбор не той ветви, по которой пойдет процесс выполнения программы, будет весьма и весьма сказываться на производительности процессора. В целочисленных операция P4 работает очень хорошо, а вот в операциях с плавающей точкой у него ситуация похуже, там он проигрывает AXP. На самом деле все сложнее, но не имеет особого смысла вникать во все эти тонкости. Также важно, что еще недавно очень мало было приложений поддерживающих набор инструкций SSE2, использованный в P4 и способный значительно скорость его работы. При перекодировании больших объемов данных, где львиную долю всего процесса занимает переписывание информации из одного места памяти в другое, P4 лидирует. В играх же, начать следующие вычисления, как правило, не удается, не закончив предыдущие (процессор частично простаивает, пока предыдущая инструкция не выйдет с конвейера). И вот тут голову поднимает AXP. Масла в огонь подливают и различные наборы инструкций: 3DNow, 3DNow+, SSE, SSE2, - где скорость работы зависит от того, под какой процессор оптимизировано приложение. Первые модели P4 на ядре Willamette действительно ощутимо проигрывали иногда даже низшим по частоте моделям Pentium 3, не говоря уж об Athlon`ах. Но сейчас это отставание проявляется очень редко, если говорить о последних P4 Northwood c 533Mhz шиной (максимальная частота шины у AXP пока - 333Mhz).
Q: Насколько хороши процессоры VIA C3?
A: Единственным их достоинством являются низкое тепловыделение. Рассеиваемая мощность у них 5—20 Ватт против 40-60 у AXP и P4. C3 совместимы с устаревшим Socket 370, хотя не со всеми платами, например для нового ядра Nehemiah требуется поддержка Tualatin`а со стороны платы. По скорости они очень сильно уступают (до 50%, иногда даже больше) аналогичным по частоте процессорам Intel и AMD из-за маленького размера кэша (64Кб L1 и L2) и еще по ряду причин. Даже некоторые усовершенствования вроде поддержки SSE им ничего особо не дали. В продаже данных процессоров почти нет и я ничуть об этом не сожалею :). В случае если вам нужна тихая машина (такому процессору часто достаточно только радиатора), а скорость не важна, то можно взять. Теоретически они должны бы разгонятся неплохо (технология изготовления достаточно прогрессивная), но на практике этого не наблюдается.
Q: Имеет ли смысл использовать двухпроцессорную систему?
A: Для игр нет, они просто чаще всего не будут использовать второй процессор. Для других задач это может быть полезным. Но обязательно при этом использование операционную системы с поддержкой нескольких процессоров, например Windows 2000. Самая большая проблема в материнской плате. Таких плат пока мало в продаже, они дороги и почти не имеют возможностей разгона :(.
Q: Отличаются ли чем-то процессоры для двухпроцессорных конфигураций от обычных?
A: Обычно отличий по производительности нет (при одинаковых основных характеристиках). Есть отличия по цене, конструкции и названию. Для работы в двухпроцессорных конфигурациях предназначены процессоры Intel Xeon, Pentium 3-S, AMD Athlon MP. Обычные процессоры AMD Athlon можно заставить работать в двухпроцессорной конфигурации замыканием последнего мостика группы L5 (подробнее о мостиках смотрите дальше).
Q: Что такое Hyper Threading?
A: Данная технология предназначена для увеличения эффективности работы процессора. По оценкам Intel, большую часть времени работает всего 30% всех исполнительных устройств в процессоре. Поэтому возникла идея каким-то образом использовать и остальные 70% (как вы уже знаете Pentium 4, в котором применяют эту технологию, отнюдь не страдает от избыточной производительности на мегагерц). Суть Hyper Threading состоит в том, что во время исполнения одной "нити" программы, простаивающие исполнительные устройства могут перейти на исполнение другой "нити" программы. Т. е. получается нечто вроде разделение одного физического процессора на два виртуальных. Возможны и ситуации, когда попытки одновременного исполнения нескольких "нитей" приведут к ощутимому падению производительности. Например, из-за того, что размер кэша L2 довольно мал, а активные "нити" будут пытаться загрузить кэш. Возможна ситуация, когда борьба за кэш приведет к постоянной очистке и перезагрузке данных в нем (следовательно будет падать скорость). Очень важно помнить, что пока наблюдается отсутствие нормальной поддержки со стороны операционных систем и, самое главное, необходимость перекомпиляции, а в некоторых случаях и смены алгоритма, приложений, чтобы они в полной мере смогли воспользоваться Hyper Threading. Первые тесты это уже доказывают, ощутимого прироста в скорости нет, иногда наблюдается даже некоторое падение производительности.
Вам может быть любопытно, как новые поколения процессоров могут быть быстрее при тех же тактовых частотах, что и старые процессоры. Это просто изменения в физической архитектуре или что-то большее?
Почему, например, двухъядерный Core i5 с частотой 2,66 ГГц будет быстрее, чем Core 2 Duo с частотой 2,66 ГГц, который также является двухъядерным?
Это из-за новых инструкций, которые могут обрабатывать информацию за меньшее количество тактов? Какие ещё архитектурные изменения затронуты?
Почему процессоры нового поколения быстрее при той же тактовой частоте?
Обычно это не из-за новых инструкций. Это просто потому, что процессору требуется меньше циклов инструкций для выполнения тех же инструкций. Это может быть по большому количеству причин:
- Большие кеши означают меньше времени на ожидание памяти.
- Больше исполнительных единиц означает меньше времени на ожидание начала выполнения инструкции.
- Лучшее предсказание ветвления означает меньше времени, затрачиваемого на умозрительное выполнение инструкций, которые на самом деле никогда не нужно выполнять.
- Улучшения исполнительного модуля сокращают время ожидания выполнения инструкций.
- Более короткие конвейеры (pipeline) означают, что конвейеры заполняются быстрее.
Разработка процессора для обеспечения высокой производительности — это гораздо больше, чем просто увеличение тактовой частоты. Существует множество других способов повышения производительности, которые возможны благодаря закону Мура и играют важную роль в разработке современных процессоров.
Тактовая частота не может расти бесконечно
На первый взгляд может показаться, что процессор просто выполняет поток инструкций одну за другой, при этом производительность увеличивается за счёт более высоких тактовых частот. Однако одного лишь увеличения тактовой частоты недостаточно. Потребляемая мощность и тепловая мощность увеличиваются с увеличением тактовой частоты.
При очень высоких тактовых частотах необходимо значительное увеличение напряжения ядра процессора. Поскольку TDP увеличивается пропорционально квадрату Vcore, мы в конечном итоге достигаем точки, когда чрезмерное энергопотребление, тепловая мощность и требования к охлаждению предотвращают дальнейшее увеличение тактовой частоты. Этот предел был достигнут в 2004 году, во времена Pentium 4 Prescott. Хотя недавние улучшения в энергоэффективности помогли, значительное увеличение тактовой частоты уже невозможно.
График заводских тактовых частот современных ПК для энтузиастов за многие годы.
В соответствии с законом Мура, наблюдением, которое гласит, что количество транзисторов в интегральной схеме удваивается каждые 18–24 месяца, главным образом в результате уплотнения кристалла, были реализованы различные методы, повышающие производительность. Эти методы совершенствовались и совершенствовались на протяжении многих лет, что позволяет выполнять больше инструкций за определённый период времени. Эти методы обсуждаются ниже.
На первый взгляд последовательные потоки инструкций часто можно распараллелить
Хотя программа может просто состоять из серии инструкций, выполняемых одна за другой, эти инструкции или их части очень часто могут выполняться одновременно. Это называется параллелизмом на уровне инструкций (ILP). Использование ILP жизненно важно для достижения высокой производительности, и современные процессоры используют для этого множество методов.
Конвейерная обработка разбивает инструкции на более мелкие части, которые могут выполняться параллельно
Каждую инструкцию можно разбить на последовательность шагов, каждый из которых выполняется отдельной частью процессора. Конвейерная обработка инструкций позволяет нескольким инструкциям проходить эти шаги одна за другой, не дожидаясь полного завершения каждой инструкции. Конвейерная обработка обеспечивает более высокие тактовые частоты: при выполнении одного шага каждой инструкции в каждом тактовом цикле для каждого цикла потребуется меньше времени, чем если бы целые инструкции должны были выполняться по одной за раз.
Классический конвейер RISC состоит из пяти этапов: выборка инструкций, декодирование инструкций, выполнение инструкций, доступ к памяти и обратная запись. Современные процессоры разбивают выполнение на множество этапов, создавая более глубокий конвейер с большим количеством этапов (и увеличивая достижимую тактовую частоту, поскольку каждый этап меньше и требует меньше времени для завершения), но эта модель должна обеспечить базовое понимание того, как работает конвейерная обработка.
Используются кэши для ускорения доступа к памяти
Современные процессоры могут выполнять инструкции и обрабатывать данные намного быстрее, чем к ним можно получить доступ в основной памяти. Когда процессору требуется доступ к ОЗУ, выполнение может приостанавливаться на длительные периоды времени, пока данные не станут доступными. Чтобы смягчить этот эффект, в процессор включены небольшие области высокоскоростной памяти, называемые кешами.
Из-за ограниченного пространства, доступного на кристалле процессора, кэши имеют очень ограниченный размер. Чтобы максимально использовать эту ограниченную емкость, кеши хранят только самые последние или часто используемые данные (временная локальность). Поскольку доступы к памяти имеют тенденцию группироваться в определенных областях (пространственной локальности), блоки данных рядом с тем, к чему недавно осуществлялся доступ, также хранятся в кэше. См .: Местоположение ссылки
Кеши также организованы на нескольких уровнях разного размера для оптимизации производительности, поскольку кеши большего размера, как правило, медленнее, чем кеши меньшего размера. Например, процессор может иметь кэш уровня 1 (L1) размером всего 32 КБ, в то время как его кэш уровня 3 (L3) может иметь размер в несколько мегабайт. Размер кеша, а также ассоциативность кеша, которая влияет на то, как процессор управляет заменой данных в полном кэше, значительно влияют на прирост производительности, получаемый с помощью кеша.
Итак, как эти методы со временем улучшают производительность процессора?
С годами конвейеры стали длиннее, что сократило время, необходимое для завершения каждого этапа, и, следовательно, позволило повысить тактовую частоту. Однако, помимо прочего, более длинные конвейеры увеличивают штраф за неправильное предсказание ветвления, поэтому конвейер не может быть слишком длинным. Пытаясь достичь очень высоких тактовых частот, процессор Pentium 4 использовал очень длинные конвейеры, до 31 ступени в Prescott. Чтобы уменьшить дефицит производительности, процессор будет пытаться выполнять инструкции, даже если они могут дать сбой, и будет продолжать попытки, пока они не достигнут успеха. Это привело к очень высокому энергопотреблению и снижению производительности, получаемой от гиперпоточности. Новые процессоры больше не используют конвейеры такой длины, особенно после того, как масштабирование тактовой частоты достигло предела; Haswell использует конвейер, длина которого варьируется от 14 до 19 этапов, а архитектуры с низким энергопотреблением используют более короткие конвейеры (Intel Atom Silvermont имеет от 12 до 14 этапов).
Точность предсказания ветвлений улучшилась с более продвинутыми архитектурами, уменьшив частоту сбросов конвейера, вызванных неверным предсказанием, и позволив одновременно выполнять больше инструкций. Учитывая длину конвейеров в современных процессорах, это критически важно для поддержания высокой производительности.
С увеличением бюджета транзисторов в процессор могут быть встроены более крупные и более эффективные кэши, что сокращает задержки из-за доступа к памяти. Доступ к памяти может потребовать более 200 циклов для выполнения в современных системах, поэтому важно максимально снизить потребность в доступе к основной памяти.
Новые процессоры могут лучше использовать преимущества ILP за счёт более продвинутой суперскалярной логики выполнения и «более широких» конструкций, которые позволяют одновременно декодировать и выполнять больше инструкций. Архитектура Haswell может декодировать четыре инструкции и выполнять 8 микроопераций за такт. Увеличение бюджета транзисторов позволяет включать в ядро процессора больше функциональных блоков, таких как целочисленные ALU. Ключевые структуры данных, используемые при неупорядоченном и суперскалярном выполнении, такие как станция резервирования, буфер переупорядочения и регистровый файл, расширены в новых конструкциях, что позволяет процессору искать более широкое окно инструкций для использования их ILP. Это основная движущая сила повышения производительности современных процессоров.
Более сложные инструкции включены в новые процессоры, и всё большее число приложений используют эти инструкции для повышения производительности. Достижения в технологии компиляторов, включая улучшения в выборе инструкций и автоматической векторизации, позволяют более эффективно использовать эти инструкции.
В дополнение к вышесказанному, большая интеграция частей, ранее внешних по отношению к ЦП, таких как северный мост, контроллер памяти и линии PCIe, сокращает ввод-вывод и задержку памяти. Это увеличивает пропускную способность за счёт сокращения простоев, вызванных задержками доступа к данным с других устройств.
С компьютерным железом всегда было связано много мифов — часть из них действительно в некоторых случаях имеет смысл, но хватает и укоренившихся, типа «чем тяжелее блок питания, тем он лучше», или «чем больше видеопамяти, тем быстрее видеокарта». И в этой статье я разберу основные мифы, связанные с процессорами.
1. Чем больше частота, тем быстрее процессор
Миф уходит корнями в 90-ые, когда многие пользователи, дабы не разбираться в непонятных Intel 386, 486 и Pentium просто смотрели на частоту — если у какого-то процессора она была выше, то он действительно оказывался быстрее. Однако сейчас это в общем и целом не верно: процессоры могут иметь различные архитектуры с абсолютно разной производительностью на герц, поэтому какой-нибудь Apple A7 с частотой в 1.3 ГГц оказывается на уровне Snapdragon 800 с частотой в 2.2 ГГц и в этом нет ничего странного. Но если речь идет о процессорах одного поколения и одной линейки, то это в целом работает: так, i5-8400 с частотой в 2.8 ГГц действительно медленнее i5-8500 с частотой в 3 ГГц.
2. От разгона процессоры сгорают
Стоит различать программные и «железячные» параметры процессора. Так, частота — это чисто программный параметр: к примеру, для энергосбережения она может снижаться до сотен мегагерц, а при сильной нагрузке взлетать до нескольких гигагерц. Поэтому банальное увеличение частоты никак навредить не может — максимум вы получите нестабильную работу процессора, но сжечь его таким способом точно не сможете.
Совсем другое дело — напряжение. Это — «железячный» параметр: с одной стороны, чем выше напряжение, тем более высокие частоты становятся доступны процессору. С другой стороны, у каждого процессора есть безопасный диапазон напряжений, и при выходе из него есть ненулевой шанс обеспечить себе поход в магазин за новым CPU.
3. Высокие температуры быстро убивают процессор
Есть мнение, что работая при температурах, близких к максимальным, процессор проживет меньше. С физической точки зрения смысл в этом есть — при высоких температурах деградация кремниевого кристалла идет быстрее. Но тут есть два важных замечания: во-первых, критические температуры, которые указывают производители, берутся с хорошим запасом зачастую в пару десятков градусов. Во-вторых, срок жизни кремниевого кристалла — это многие десятилетия (сейчас хватает самолетов начала 90-ых годов, «мозг» которых — Intel 386 тех же лет, и они отлично работают), поэтому незначительное уменьшение срока жизни при нагреве вы гарантированно не заметите, сменив процессор гораздо раньше.
А вот что действительно может заставить деградировать процессор быстрее, так это повышение напряжения до близких к критическим: в таком случае негативные эффекты можно увидеть уже спустя год — процессор будет не способен нормально работать на той частоте, с которой не было проблем при покупке, и придется ее снижать.
4. Архитектура ARM лучше x86
В последнее время ведутся разговоры о том, что ARM лучше x86, и скоро будет массовый переход компьютеров на новую архитектуру. Тут следует понимать, что нет такого понятия, как хорошая или плохая архитектура — есть понятие хороший или плохой процессор. Сравнение ARM и x86 выглядит как сравнение атомного реактора и двигателя внутреннего сгорания: вроде и тот и тот берут на входе топливо и дают на выходе энергию, но делают это абсолютно разными способами, и чтобы сравнить их производительность и эффективность нужно уже брать конкретных представителей и сравнить их между собой. Аналогично и с архитектурами — имеет смысл брать представителей каждой и сравнивать, после чего делать вывод, что какой-то из них быстрее/энергоэффективнее/дешевле, а другой наоборот.
5. Чем больше ядер у процессора, тем лучше
6. Все эти Xeon с AliExpress — головная боль и танцы с бубнами
В последние несколько лет популярность Xeon с китайских торговых площадок выросла в разы (как и цены на них, увы). Причина этому проста: сервера переводят на более новое «железо», а старое, отработавшее 5-7 лет, списывают и продают за копейки, и его с большим удовольствием скупают китайцы. В итоге зачастую за 500-2000 рублей на Ali можно купить топовый процессор для своего сокета, десктопный аналог которого может стоить в разы дороже.
Основная критика идет из-за того, что с сокетом LGA775 и Xeon 5450 (и аналогами), с которых все и начиналось, действительно есть некоторые проблемы — нужно перепрошивать BIOS, не все платы совместимы и так далее. Но если брать более новые процессоры и сокеты — к примеру, Xeon X3440 и LGA1156 — то тут проблем нет вовсе, потому что поддержка серверных CPU уже есть в BIOS материнских плат на LGA1156, и вам просто нужно заменить процессор в сокете, после чего все заработает без всяких танцев с бубном.
7. Если процессор не раскрывает видеокарту, то это плохой процессор
«Секта раскрывателей» образовалась всего несколько лет назад, когда с выходом PlayStation 4 и Xbox One создатели игр сильно увеличили требования к CPU. Что «проповедует» эта «секта»? Если процессор не может нагрузить видеокарту на 100%, то значит вы или зря заплатили за такую мощную видеокарту, или зря сэкономили на процессоре.
Почему вообще это происходит? Процессор в игре отвечает за подготовку кадров для видеокарты, физику, искусственный интеллект и т.д., соответственно он может подготовить определенное количество кадров в секунду — к примеру, 50. Видеокарта тоже может обработать и вывести на экран определенное количество кадров, и если их больше 50 в секунду — она некоторое время будет простаивать, а процессор «молотить» на 100%, если меньше 50 — наоборот, видеокарта будет работать на 100%, а процессор будет временами «отдыхать».
Причем следует понимать, что и топовые процессоры тоже могут подготовить не больше определенного количества кадров в секунду, просто в их случае эти цифры могут быть больше 100, а то и 200 — с учетом того, что их зачастую ставят с топовыми видеокартами и ультра-настройками графики, то обычно упор идет именно в GPU. Но если вы искусственно возьмете и снизите разрешение до HD, а настройки до минимальных, то можно будет увидеть, как какой-нибудь i9-9900K будет работать на 100%, а GTX 1060 прохлаждаться.
Отсюда можно сделать легкий вывод — от процессорозависимости можно всегда легко избавиться. Видеокарта прохлаждается? Поднимите настройки графики, увеличьте разрешение — в итоге вы получите более красивую картинку с ровно такой же производительностью. Разумеется, мы не рассматриваем случай, когда процессор тянет игру еле-еле в 15 FPS — даже в таком случае зачастую можно будет полностью нагрузить видеокарту, но вот играть будет все равно не приятно, хотя и, конечно, красиво.
8. 100% нагрузка на процессор убивает его быстрее
Не самый частый миф — обычно проводится аналогия с техникой, которая при работе на максимум изнашивается и ломается быстрее. Но вот в процессоре нет механических частей, а деградация при нормальных условиях работы — процесс крайне медленный, и вы гораздо раньше купите себе новый ПК.
9. Водяное охлаждение процессора лучше воздушного
С точки зрения физики все верно: вода (или большая часть жидкостей) — куда лучший проводник тепла, чем воздух. Однако следует понимать, что на рынке существует множество так называемых супер-кулеров, способных отвести и 200, и 250 Вт от процессора, чего с головой хватит для 99% пользователей ПК, причем стоят они зачастую дешевле СВО с такими же возможностями.
Так что брать СВО имеет смысл только в двух случаях: или у вас в компактном корпусе стоит мощный процессор, и супер-кулеры в него не помещаются, или же у вас разогнанный под 4.5 ГГц топовый 32-ядерный AMD Threadripper, потребляющий 400+ Вт. Во всех других случаях «водянка» обычно становится пустой тратой денег и возможными проблемами в будущем.
10. Спецификации процессора на сайте производителя — правда в последней инстанции
Следует понимать, что очень многое на сайте производителя пишется с элементами маркетинга. Откровенной лжи, конечно же, не будет, но вот недоговорок может быть много: так, для нового i9-9900K указан теплопакет в 95 Вт, но вот на практике даже без разгона на максимальной частоте TurboBoost он может потреблять. аж до 200 Вт, то есть вдвое больше. Казалось бы, Intel врет? Ничуть — при родных 3.6 ГГц процессор действительно укладывается в 95 Вт, а TurboBoost — функция необязательная. Поэтому лучше смотреть реальную производительность и тепловыделение в обзорах.
Как видите, мифов о процессорах хватает. Знаете какие-нибудь еще? Пишите об этом в комментариях.
Процессор есть тепло, немудрено почему у меня дома все еще холодно!
а практике даже без разгона на максимальной частоте TurboBoost он может потреблять. аж до 200 Вт
Можно подумать "Ксеоны", не жрут в простое больше, обычного i7? Cколько стоит мать на 1156 ? Проще переплатить за гарантию(новенький процессор купить) Чем купить не известно что, у китайцев. P.S Мать на 775 сокет обойдется в 1400р, если что.
WanRoi
WanRoi написал: Cколько стоит мать на 1156 ? Проще переплатить за гарантию(новенький процессор купить) Чем купить не известно что, у китайцев.
если у тебя уже есть система на старом сокете с простеньким процем, можно продлить ей жизнь, купив недорогой xeon. и это действительно может быть отличным вариантом. собирать полностью устаревшую систему из непонятных б/ушных комплектующих - это да, мягко говоря, спорно.
meagarry Так в том и прикол культ какой-то этого старого мусора берут с али б/у матерь и проц и типа дешевле нового Ryzen 1600 ))) Идиотизм там зашкаливает, причем весь youtube таким бредом заполнен !
ARM это "новая архитектура" ))))) Это 80-е годы ппц ! Кто такие тупые блоги делает ?? ARM "новая архитектура" АХАХАХАХ )))
я думаю более тонкий тех процесс куда более склонен к поражению температурами и напряжением поэтом сравнивать кокой то там и9 9909 и 286 несколько некоректо так то например у меня где-то там валяется добрая видеокарта со слоновым тех процессором и гддр2 причем я пускал ее без охлаждения вовсе и мне не удалось ее убить и в свою очередь не факт чо этого не произойдет с новенькой вегой. с другой стороны считается качество современной электроники возросло по сравнию с былинной на чем я на своем примере убедился ибо например моя первая ПеКа была чувствительна к грозе и каждой вспышкой молнии поблизости комп реально давал лаг. касательно архитектуры х86 некоторые поговаривают что это далеко не самая удачная ПеКа архитектура 70х годков и что в общем тоу она достигла своего предела и тормози прогресс накладывая существенные ограничения на процессоры а те в свою очередь могут эволюционировать только в парадигме потребной этих стандартов что делает микросхему большой толстой и неэффективной но имеющие ряд преимуществ перед монолитными эвм былинными основанных на иных наборах логики в свое время. а вот какой нибудь супер пупер мультигиперпоточный профессор с чисослодробилкой мог бы поднять скорость в параллельных вычислениях и как следствие быстродействие компа в целом. например гпу очень так не плохо эволюционируют по сравнению с цпу. но тут надо знать пека матан чтоб этот вопрос со сменой логической парадигмы уразумевать. является ли арм в этом плане лучшей архитектурой совершенно неизвестно. и так же стоит отметить что всякое популярное по создается именно под х86 и в целом под бинарный одномерный принцип с небольшим хаком неопределенности и всякой матрицы. а пункт 7 - значится есть пека тезис что системные требования растут быстрее для гпу нежели для цпу таким образом это некая динамичная во времени система поэзия которой не может означать очевидного вина или слива так еще сильно разнится как в самой игре так и между играми. тема раскрытия более актуальна для старых процессоров которые объективно не способны дать требуемого от пека, когда встает вопрос о замене на некоторою видеокарту которая сама по себе с запредельно мощным процессором способна исполнить свое предназначение. а видеокарта при топовом процессоре чаще всего расходным пека материалом и обычно топовый процессор готов к раскрытию нескольких поколений видеокарт то есть такой ситуации когда новая крутая видеокарта устаревает а более новая и быстрая продолжает добавлять фпс такой системе.
вполне годная и полезная инфа
Такое чувство, что 7 пункт писал школьник. Про пропускную способность и её ограничения, влияние на загрузку видяхи ничего не сказано, как и про потоки.
Немногие компоненты компьютера важны настолько же, насколько важен его центральный процессор (CPU). Он постоянно обрабатывает огромные объемы данных и отвечает за большую часть математических расчетов, которые проводятся где-то в недрах системы. В общем, к выбору CPU нужно подходить, вооружившись всеми необходимыми знаниями по теме.
Процесс покупки процессора может сбить с толку поначалу — количество характеристик, в которых нужно разобраться, велико, и не все они так просты, какими кажутся. В этой статье мы расскажем обо всем, что действительно важно, а затем предложим вашему вниманию несколько моделей от AMD и Intel, которые можно быстро и удобно заказать у одного из магазинов нашего каталога.
AMD или Intel?
Производителей процессоров для обычных домашних и рабочих ПК на всю планету всего два — это AMD и Intel. Примерно до 2017 года лучшим выбором практически во всех случаях были модели Intel, но к этому моменту AMD догнала и во много обогнала своего конкурента. И «красная», и «синяя» команды сегодня практически не имеют недостатков.
Разница между AMD Ryzen / Threadripper и Intel Core все еще сохраняется, но теперь она далеко не такая существенная, какой была еще несколько лет назад. Так, топовые (т.е. самые дорогие) Intel в целом слегка лучше показывают себя в играх, зато Ryzen считаются лучшим выбором для рендеринга видео или какой-то другой профессиональной деятельности, да и в играх ненамного хуже.
В любом случае, если вы собираете новый компьютер, очень важно подобрать подходящие друг к другу компоненты; в этом случае речь идет о процессоре и материнской плате. Кстати, традиционно материнские платы с чипсетами Intel заметно дороже, чем материнские платы на чипсетах AMD.
Маркировка моделей и поколений
Очень многое о любом процессоре можно узнать, если просто внимательно посмотреть на его название. AMD и Intel маркируют свои CPU по-разному, но разобраться в их схемах достаточно просто.
Начнем с AMD. Самая свежая линейка ее процессоров — Ryzen 5000. Первая цифра обозначает поколение, вторая (и иногда третья) — расположение модели в рамках этого поколения. Так, 5600X и 5800X принадлежат к одному и тому же поколению, но 5800X значительно быстрее. 3800X — аналог 5800X, но более старый.
Также у разных Ryzen в названиях есть одна из четырех цифр — 3, 5, 7 или 9 (Ryzen 3 3200G, Ryzen 5 5600X и так далее). Они в целом обозначают сегмент производительности — от самого низкого к самому высокому.
Схема Intel похожа — первые пару цифр обозначают поколение, а остальные — позиционирование процессора в рамках этого поколения. Например, Core i9-10900K — CPU 10 поколения, который заметно быстрее, чем Core i5-10600K того же поколения. Обозначения «i3», «i5», «i7» и «i9» — примерно то же самое, что и отдельные цифры в названиях Ryzen.
К этой схеме у Intel добавляются суффиксы, которые обозначают наличие или отсутствие какой-то функции или части чипа. Вот их список:
G1-G7: обозначает скорость графической подсистемы;
E: Embedded-процессоры для IoT-устройств;
F: не имеет видеочипа;
G: имеет графический чип;
H: высокое энергопотребление, для ноутбуков;
HK: высокое энергопотребление, возможность разгона, для ноутбуков;
HQ: высокое энергопотребление, четыре ядра, для ноутбуков;
K: возможность разгона;
S: особое издание;
T: низкое энергопотребление;
U: низкое энергопотребление, для ноутбуков;
Y: очень низкое энергопотребление, для ноутбуков.
К счастью, в случае с CPU для настольных ПК запоминать все эти суффиксы не нужно — достаточно держать в уме «F» и «K».
Ядра и потоки
Важнейший параметр любого современного процессора — количество ядер. Каждое из них занимается собственными расчетами, а современные приложения и игры умеют распараллеливать вычисления так, что повышение количества ядер приводит к серьезному увеличению производительности.
Потоки — это, если не вдаваться в технические подробности, «виртуальные ядра». Благодаря технологиям Hyper-threading у Intel и SMT у AMD (поддерживаются практически всеми более-менее дорогими моделями CPU) каждое ядро их процессоров отвечает за два вычислительных потока.
Если вам нужен самый бюджетный ПК для серфинга в сети и работы с простыми документами, хватит и двухядерного процессора (лучше — с HT или SMT). Во всех остальных случаях разумный минимум — 4 ядра и 8 вычислительных потоков.
К этому моменту в продаже появились довольно доступные бюджетные 6-ядерные процессоры — и от Intel, и от AMD. По нашему мнению, это оптимальный вариант — 4 ядра могут стать проблемой уже очень скоро (и будут проблемой в некоторых задачах и многих играх уже сейчас).
8 и более ядер — это пока что территория профессионалов и стримеров, которым от CPU нужна либо работа в по-настоящему «тяжелых» приложениях, либо одновременная работа с игрой и ПО для стриминга. Здесь ограничений уже нет — если бюджет позволяет, можно выбрать и 10-ядерный, и 12-ядерный, и 16-ядерный процессор — например, Ryzen 9 5950X. А еще есть 64-ядерные (!) AMD Threadripper!
Тактовая частота и IPC
Гонки тактовой частоты процессоров давно закончились. Или нет? На самом поверхностном уровне более высокая частота действительно обозначает большую скорость расчетов. Чем больше у CPU гигагерц, тем лучше он будет справляться со своими задачами.
Но тут в дело вступает показатель IPC — по сути, он обозначает производительность на каждый герц частоты. И этот показатель отличается в зависимости от архитектуры, на основе которой построен процессор — таким образом, прямое сравнение частот, скажем, Ryzen 5 5600X на архитектуре Zen 3 и Core i5-11600K на архитектуре Cypress Cove будет бесполезным занятием.
В общем и целом, если вы столкнулись с проблемой выбора из двух-трех моделей, и хотите четко понять то, как они отличаются в скорости работы, просто поищите в интернете результаты их тестирования. Лучше — из независимых и авторитетных источников. Из названия и характеристик процессора эту информацию получить сложно.
Встроенный графический чип
Некоторые процессоры могут использовать собственный графический чип, который позволит компьютеру успешно работать без дискретной (и дорогой!) видеокарты в слоте PCIe. У Intel графическая подсистема есть очень у многих CPU, а у AMD — лишь у бюджетных моделей (если мы говорим о моделях для настольных ПК).
Естественно, ожидать высокой скорости работы от этих видеочипов не стоит, но их вполне хватит для работы с документами, серфинга в сети и даже нетребовательных игр вроде Rocket League или Counter-Strike: Global Offensive.
Покупка CPU с таким видеочипом в качестве основы бюджетного компьютера — вполне разумный шаг. В будущем в корпус всегда можно будет добавить традиционную видеокарту!
Энергопотребление и тепловыделение
Тут все зависит от системы охлаждения и того, насколько тихим вы хотите сделать ваш ПК. И, конечно же, сколько денег вы хотите на него потратить — всегда можно купить очень дорогую систему водяного охлаждения, которая справится даже с флагманскими CPU и будет практически бесшумной.
В характеристиках своих процессоров AMD и Intel указывают параметр TDP, который измеряется в ваттах. Это примерный (именно примерный!) уровень энергопотребления CPU при максимальной загрузке — соответственно, благодаря закону сохранения энергии примерно столько же ватт нужно будет рассеять в воздухе вокруг кулеру.
Кстати говоря, довольно часто современные процессоры (если это не топовые модели) поставляют с кулерами в комплекте. Если вы не слишком волнуетесь о разгоне (о котором можно написать много других статей) и шуме, просто используйте их.
Топ-10 процессоров
AMD Ryzen 5 5600X
Один из лучших CPU на рынке в данный момент. Заплатить за него придется довольно ощутимую сумму, но за нее вы получите чип, который еще очень долго будет актуальным и уже сейчас легко побеждает в своем классе всех конкурентов — и в играх, и в профессиональных приложениях. В сравнении с Ryzen 5 3600X предыдущего поколения он стал заметно быстрее, но если ваш бюджет ограничен, то 5 3600X тоже будет хорошим выбором.
Особенности:
AMD Athlon 3000G
Ультрабюджетный процессор AMD, который при желании можно даже разгонать. Да, тут всего два ядра, но зато на борту есть видеочип Vega 3. Невероятно выгодное предложение для тех, кому высокая производительность не нужна.
Особенности:
AMD Ryzen 3 3200G
Более дорогая бюджетная модель, которая тоже оснащена видеочипом (чуть более быстрым), но использует четыре ядра. В связке с быстрой видеокартой Ryzen 3 3200G хорошо себя покажет даже в требовательных играх — настолько хорошо отладили и оптимизировали свою архитектуру инженеры AMD.
Особенности:
AMD Ryzen 9 5900X
Топовый Ryzen, к которому очень сложно придраться. Стоит 5900X очень дорого, но и предлагает невероятно высокую скорость работы. При этом тепловыделение этого чипа не так уже высоко, а 12 ядер делают его выбором для тех, кто хочет собрать ПК сейчас и не беспокоиться о его начинке на протяжении как минимум лет пяти.
Особенности:
AMD Ryzen 9 5950X
Вариант для тех, кто экономить ни на чем не намерен. 16 ядер в процессоре для обычного настольного ПК! Еще не так давно это предложение повергло бы в шок любого эксперта. При этом максимальная частота 5950X без разгона может достигать 4.9 ГГц — это просто невероятно быстрый CPU. С невероятно высокой ценой и соответствующими требованиями к охлаждению.
Особенности:
Intel Core i5-10600K
Intel уже успела выпустить свои процессоры 11 поколения, но ее процессоры 10 поколения все еще остаются весьма привлекательными (в основном потому, что изменения в новом поколении не так уж и заметны). Core i5-10600K — очень даже «крепкий середнячок», который часто успешно конкурирует с Ryzen, а при использовании мощной системы охлаждения еще и хорошо разгоняется.
Особенности:
Intel Core i5-11600K
11 поколение Core не назовешь идеальным, но в этом случае прирост производительности и правда заметен. Как и прирост цены. 11600K прослужит немного дольше, чем 10600K, а еще оснащен более быстрым видеочипом. Но это очень, очень горячий процессор — для Core i5 потребление 200 Вт (!) под нагрузкой при заявленном TDP в 125 Вт — это что-то возмутительное. Выбирайте эту модель, если собираетесь уделить внимание охлаждению и корпусу, внутри которого будет хорошо проходить воздух.
Особенности:
Intel Core i5-10400F
Хоть это и Core i5, 10400F — один из самых доступных процессоров Intel за последнее время. За сравнительно небольшие деньги вы получаете 6 ядер и 12 вычислительных потоков на не самой стыдной тактовой частоте. Отличный выбор для не слишком дорогих, но сердитых ПК! ПК с дискретной видеокартой — своего видеочипа у 10400F нет.
Особенности:
Intel Core i7-10700K
Самый быстрый чип Intel из тех, которые мы бы назвали «разумной покупкой». 8 ядер, 16 вычислительных потоков, тактовая частота аж до 5.1 ГГц и возможность разгона — все как надо! Только приготовьте лучше какой-нибудь мощный AiO-кулер.
Особенности:
Intel Core i9-10900K
Один из флагманских CPU Intel прошлого поколения, который, что удивительно, заметно быстрее Core i9 11 поколения (у него 8 ядер, а не 10). Если вы считаете себя фанатом «синей команды» и имеете достаточный бюджет, 10900K — это то, что вам нужно, и прослужит он еще несколько лет без всяких оговорок.
Читайте также: