В чем измеряют производительность процессора

Обновлено: 04.07.2024

Основным критерием при выборе процессора для нового компьютера является его быстродействие. Чем большим быстродействием обладает процессор, тем быстрее осуществляется работа с различными программами утилитами и самой операционной системой. Быстродействие процессора зависит, как уже было сказано, от тактовой частоты, измеряемой в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). Кроме того, оно зависит от объема кеш-памяти первого и последующих уровней, частоты шины данных (FSB) и разрядности процессора.

Мегагерц — это миллион колебаний в секунду, в то время как гигагерц представляет собой миллиард колебаний в секунду. Обычно принято считать, чем с большей тактовой частотой работает процессор, тем он производительность Однако это далеко не всегда соответствует действительности. Более того, производительность системы в целом сильно зависит не только от процессора, но и от всех других компонентов. Предположим, что вы приобрели процессор Core i3 с тактовой частотой 3 ГГц, однако оперативной памяти установили всего 2048 Мбайт, кроме того, использовали жесткий диск с невысокой скоростью передачи данных. С такой конфигурацией различия в быстродействии между процессором с частотой 2 и 3 ГГц будут едва ли заметными. Другими словами, быстродействие компьютера зависит от производительности самого медленного компонента, будь то процессор, оперативная память, жесткий диск или даже блок питания (поскольку если мощности блока питания не хватит для обеспечения работы аппаратных компонентов, о стабильной работе компьютера можно вообще забыть).

Тактовая частота процессора и её подвох

Рассмотрим подробнее вопрос, почему тактовая частота процессора не гарантирует его высокой работоспособности. Тактовая частота, как понятно из ее названия, состоит из тактов, или периодов тактовой частоты. На каждую операцию, выполняемую процессором, затрачивается один такт и несколько циклов ожидания. Цикл ожидания представляет собой «пустой» такт, т.е. такт, во время которого не выполняются никакие операции. Циклы ожидания необходимы для обеспечения синхронной работы различных по быстродействию компонентов компьютера. На выполнение различных команд тратится разное количество тактов. Например, процессор Core i3 может выполнить минимум 12 команды за каждый такт. Чем меньше тактов требуется для выполнения команды, тем выше быстродействие процессора. Кроме того, на быстродействие влияют и другие факторы, например, объем кеш-памяти первого/второго уровней.

Процессоры Core I и Athlon II обладают различной внутренней архитектурой поэтому команды в них выполняются по-разному. В результате сравнивать эти процессоры по тактовой частоте нельзя. К примеру, процессор Athlon II X4 641 с тактовой частотой 2,8 ГГц обладает производительностью примерно сопоставимой с процессором Core I3, работающим с частотой 3 ГГц.

Сразу хочется сказать, что это не частота на ядро, как было принято ранее, а совокупность сразу нескольких математических величин, именуемых как FLOPS (FLoating-point Operations Per Second) – внесистемная единица производительности.

От чего зависит вычислительная мощность компьютера, и стоит ли обращать внимание на частотный показатель? Во всем этом мы и постараемся разобраться.

Откуда ноги растут

Довольно часто в интернете можно встретить споры о том, что «Intel тащат за счет большей частоты ядер». Иными словами, частотный параметр ставится во главу стола, а остальные нюансы (количество потоков, размер кэша, работа с определенными инструкциями и техпроцесс) почему-то забываются.

Примерно до начала 2000-х годов подобное сравнение имело место быть, поскольку характеристики центрального чипа и его скорость упирались именно в частоту. Достаточно вспомнить следующие названия:

А потом ситуация резко изменилась, поскольку разработчики стали уделять больше времени строительству внутренней архитектуры чипов, добавляя кэш-память, поддержку новых инструкций, способов вычисления и прочих элементов, которые увеличивают производительность без повышения той самой частоты.На арене появились новые критерии скорости:

кэш-память;
частота шины данных;
разрядность.

Т.е. определить возможности чипа, опираясь на один лишь частотный потенциал, стало практически невозможно.

Что влияет на производительность современных процессоров?

Итак, давайте знакомиться с понятиями, которые характеризуют работу процессора, скорость вычислений и все прочие параметры.

Разрядность – определяет размер обработки данных за такт. На данный момент существуют как 32-битные, так и 64-битные варианты. Представим, что размер данных – 1 байт (8 бит). Если чип вычисляет 4 байта информации за прогон – он 32-битный, если 8 байт – 64-битный.

Логика элементарна до безобразия: при сравнивании 2 ЦП с идентичной частотой и разной разрядностью победит тот, который обладает 64-битным набором логики (разница колеблется от 10 до 20%).

Техпроцесс (литография) – количество транзисторов, размещенных на кристалле. Чем их больше – тем выше мощность, частоты, разгонный потенциал и ниже температура под нагрузкой. Процесс измеряется в нанометрах и на данный момент Компаниями Intel и AMD успешно освоены ЦП на техпроцессе 14 и 12 нм соответственно.

Кэш-память – массив сверхскоростной и эффективной ОЗУ внутри чипа, которая отвечает за основные вычисления и обмен готовыми результатами операций с оперативной памятью ПК и прочими компонентами системы. От объема кэша зависит скорость и работоспособность компьютера.

Если у вас на руках 2 модели с идентичными частотами и техпроцессом, лучше будет та, у которой кэш третьего уровня (L3) выше, или вообще присутствует.

Рабочая температура – показатель, который напрямую влияет на производительность. Если вы решили разогнать чип, и он дошел до своего предела относительно температур – ЦП либо начнет троттлить, либо отключится, вызвав перезагрузку компьютера. Но не стоит злоупотреблять работоспособностью процессора на максимально возможных температурах – кристалл довольно быстро откажет и начнет разрушаться.Системная шина и множитель – отвечают за разгон частот. Если вы хотите заняться оверклокингом, то множитель должен быть разблокирован на камне. Более того, делается это только на соответствующей материнской плате с чипсетом Z370 (Intel Coffee Lake) или B350, X370/X470 (AMD Ryzen).

Потенциал «разгоняемого» камня значительно выше, а потому данная покупка имеет большую ценность на будущее, да и запас прочности кристалла будет существенно выше.

Наличие встроенного графического процессора – дополнительное ядро, ответственное за графические вычисления и дополнительные задачи, связанные с обработкой изображений. Зачастую это полноценный GPU, который, правда, не имеет собственной оперативной памяти и черпает ее из ОЗУ компьютера.

Наличие вспомогательного ядра, пусть и специализированного, существенно повышает общую шустрость кристалла, обеспечивая большую производительность в сравнении с обычными процессорами.

Количество физических ядер – определяет не только скорость обработки информации, но и количество одновременно выполняемых задач, с которыми ЦП может справляться без потери мощностей и троттлинга. Здесь ситуация весьма нестандартная по нескольким причинам:

большинство рабочих и офисных приложений задействуют от 1 до 4 ядер, а потому здесь на первое место выходит как раз частота чипа;
профессиональные приложения, способные использовать абсолютно все рабочие ядра, получают отличную возможность развернуться на полную катушку, обеспечивая высокую скорость работы.

Поддержка многопоточности (Hyper-Threading или SMT) – виртуальное удвоение вычислительных ядер для более грамотного распараллеливания задач в процессе работы.

Грамотное определение производительности

Предположим, что вы более-менее разобрались в ситуации, но все равно не можете понять, какой из процессоров лучше? Возьмем ту же ситуацию с Intel Core i7 8700k, который вполне реально разогнать до 4,9 ГГц на воздушном охлаждении, и AMD Ryzen 7 2700X и его 4,3 ГГц в режиме оверклокинга. Казалось бы – выбор в пользу «синих» очевиден, но на практике «красный» лагерь рвет и мечет.И вот тут уже на помощь приходят те самые бенчмарки, тесты и сравнения двух популярных моделей в реальных рабочих приложениях и синтетике. Одним из наиболее наглядных вариантов выступает бенчмарк Cinebench r15, который показывает статистику модели как в стоке, так и под несколькими видами разгона:

автоматический;
ручной;
экстремальный (издевательства оверклокеров под жидким азотом).

Много полезной информации можно найти на профильных Youtube-каналах и ресурсах типа Sisoftware Sandra

Итоги

Как вы поняли из вышесказанного, тактовая частота – далеко не самый главный показатель мощности процессора, хоть и является основным. Производительность чипа зависит от совокупности нескольких величин, да и пользователь должен четко понимать, для каких целей используется тот или иной ЦП.

Очень надеюсь, что данный материал помог прокачать ваш скилл компьютерной грамотности, которым вы теперь можете поделиться с друзьями и знакомыми, когда речь зайдет о производительности системы и факторов на нее влияющих.

Обязательно прочтите другие наши публикации, в которых мы подробно описываем важные аспекты при выборе процессора. Следите за обновлениями блога, чтобы не пропустить новые интересные материалы. До новых встреч, пока.

Проверяйте результаты эталонных тестов процессора каждый раз, когда покупаете, самостоятельно собираете или модернизируете ПК.

Синтетические тесты полезны для оценки общей мощности вашего процессора.

Реальные тесты позволяют получить аналитическую информацию о производительности в конкретных приложениях.

Измеряйте частоту кадров и время их смены как при игре вне сети, так и при ее трансляции в прямом эфире с помощью внутриигровых эталонных тестов.

Уделяйте особое внимание оценке для нескольких ядер при тестировании в играх и программном обеспечении, которые используют большое количество потоков.

Эталонные тесты процессора важны для того, чтобы определить, сможет ли ваш процессор запустить игры и приложения, которые вам нравятся. Вот, что нужно знать для начала 1 .

Существует несколько способов оценки относительной производительности процессоров. Рекомендуем начать со сравнения заявленных спецификаций: в одном поколении продукции у процессора с большим количеством ядер и более высокой тактовой частотой производительность, как правило, лучше.

Но что, если вы хотите сравнить самую старшую модель процессора с процессором среднего уровня, выпущенным несколько лет назад? Или если вам нужно оценить прирост производительности от нового процессора в конкретной игре или приложении?

Именно здесь могут помочь эталонные тесты процессора.

Что такое эталонные тесты процессора?

Эталонные тесты позволяют легко сравнить производительность нескольких процессоров с помощью стандартизированной серии тестов. Они полезны в следующих случаях:

При покупке или самостоятельной сборке нового ПК. Используйте оценки эталонных тестов, чтобы узнать, какие игры и приложения сможет запустить система. Списки с оценками можно найти на веб-сайтах с обзорами, например Tom's Hardware.
Перед модернизацией процессора. Если вы планируете модернизировать процессор, сравните результаты эталонных тестов для различных ЦП на веб-сайте с обзорами или, что еще лучше, на веб-сайте компании, которая разработала программное обеспечение для эталонного тестирования.
После модернизации процессора. Выполните эталонные тесты самостоятельно, чтобы узнать предварительную информацию о возможностях системы после модернизации важного компонента.
При оверклокинге процессора. Чтобы оценить прирост производительности после оверклокинга, выполните эталонные тесты для вашего процессора с помощью специальной программы, такой как Intel® Extreme Tuning Utility.

Тесты и инструменты для эталонного тестирования процессора

Эксперты в области оценки производительности процессоров используют различные эталонные тесты. Эти тесты делятся на две категории: синтетические и реальные.

Синтетические эталонные тесты

Используйте синтетические эталонные тесты для быстрого сравнения процессоров.

Синтетические тесты — это программы, которые моделируют выполнение множества разных задач: 3D-рендеринг, сжатие файлов, просмотр веб-сайтов, вычисления с плавающей запятой и т. д. После измерения уровня производительности процессора в каждой задаче результаты объединяются в общую оценку.

Оценки называют синтетическими, потому что тесты, используемые для их расчета, являются моделированием. Они не измеряют производительность процессора в конкретном приложении (например, набор программного обеспечения для работы с 3D-объектами или игра), а моделируют рабочую нагрузку, которую приложение может выполнять на процессоре в разных условиях.

Другими словами, синтетические эталонные тесты не позволяют точно спрогнозировать производительность. Вместо этого, они широко используются для сравнения относительной производительности процессоров. Например:

PassMark выполняет сложные математические вычисления для определения производительности процессора при сжатии файлов, шифровании, а также задач, связанных с физикой.
3DMark измеряет способность системы обрабатывать 3D-графику в играх.
PCMark 10 оценивает возможности системы по выполнению рабочих процессов в бизнесе, а также повседневных задач в офисных приложениях.
Intel® Extreme Tuning Utilityвыполняет нагрузочные тесты процессоров помимо оверклокинга и мониторинга их работы.

Каждое из этих приложений имеет базу данных оценок для разных процессоров, что позволяет легко и быстро сравнить относительную мощность процессора.

Реальные эталонные тесты

Используйте реальные эталонные тесты, если вы планируете использовать ПК для конкретных задач и вам нужно точно узнать о его производительности в определенных приложениях.

Эти тесты выполняют тяжелые рабочие нагрузки в реальных программах, а затем измеряют время, которое потребовалось для их завершения. В результате они предоставляют надежную предварительную информацию о производительности системы при использовании тех же настроек.

Существуют следующие широко используемые приложения для выполнения реальных эталонных тестов:

7-Zip для измерения скорости сжатия и распаковки данных процессора.
Blender для измерения скорости 3D-рендеринга процессора.
HandBrake для измерения скорости кодировки видео процессора.

Другим видом реальных тестов являются инструменты для внутриигрового эталонного тестирования. Это неинтерактивные сцены, которые доступны в некоторых играх. Используйте внутриигровые эталонные тесты, чтобы узнать, как процессор влияет на частоту кадров во время обычной игры, а также ее потоковой трансляции.

Эти тесты обеспечивают воспроизводимую среду тестирования. До тех пор пока конфигурация вашей системы остается неизменной, эталонные тесты дают точное представление о производительности, которую вы получите в игре.

Что означает статистика эталонного теста

Теперь когда вы знаете о различных видах эталонных тестов, давайте поговорим об интерпретации их оценок.

В синтетических тестах система оценки может меняться в зависимости от программы. Оценки часто измеряются в баллах (которые могут называться по-другому в разных программах). Процессор, чья оценка выше, обладает лучшей производительностью. Однако важном помнить о том, что разные процессоры предназначены для различных целей, а не только для игр. Поэтому следует использовать тест для конкретных задач, которые будет выполнять процессор.

Реальные тесты, напротив, измеряют производительность на основе нескольких факторов.

Пропущенные кадры. В эталонных тестах с потоковой трансляцией пропущенные кадры означают количество кадров, потерянных при кодировании видео. В результате зритель может наблюдать прерывистую картинку. Чем ниже процент пропущенных кадров, тем лучше.
Частота кадров (для видео). В тестах с кодированием видео частота кадров означает количество кадров, которое ваш процессор кодирует в секунду. Чем больше, тем лучше.
Частота кадров (для игр). Во внутриигровых эталонных тестах частота кадров означает количество кадров, которые отображаются в секунду. Чем выше частота кадров, тем плавнее игровой процесс (однако следует также учитывать время смены кадра).
Время смены кадра (1% и 0,1%). Во внутриигровых эталонных тестах время смены кадра (или темп смены кадра) означает количество миллисекунд между кадрами. В идеале этот значение этого фактора не должно меняться. В противном случае темп смены кадра будет неравномерным, и будет создаваться эффект заторможенного изображения. Чем меньше миллисекунд, тем лучше. В случае преобразования этого фактора в частоту кадров для отображения ее среднего значения, чем его значение выше, тем лучше.
ГБ/с (гигабайты в секунду). В тестах с шифрованием ГБ/с означает пропускную способность. Чем больше, тем лучше.
MIPS (количество миллионов инструкций в секунду). В тестах со сжатием данных MIPS означает количество низкоуровневых инструкций, выполняемых процессором каждую секунду. Чем это значение выше, тем лучше. Однако при сравнении процессоров разных поколений оценки рекомендуется воспринимать скептически, так как у них разные средства выполнения инструкций.
Время рендеринга. В эталонных тестах с рендерингом время рендеринга означает скорость, с которой процессор отображает геометрию, освещение и текстуры в трехмерной сцене. Чем меньше время, тем лучше.

Поскольку некоторые процессоры лучше справляются с определенными видами эталонного тестирования, лучше всего опираться на результаты нескольких тестов, а не одного.

Синтетические и реальные эталонные тесты могут дополнять друг друга. Чтобы получить полное представление о сильных сторонах определенного процессора, изучите результаты синтетических эталонных тестов. Затем используйте реальные эталонные тесты, чтобы больше узнать о производительности процессора при выполнении повседневных задач. Объединив полученную информацию можно понять, какими возможностями обладает процессор.

Например, при покупке процессора для игр используйте оценки эталонных тестов, чтобы определить общий уровень производительности процессора. После того как вы отберете несколько кандидатов, посмотрите на их значение частота кадров и времени его смены в нескольких современных играх (если вы покупаете процессор в ожидании еще не вышедшей игры, можно посмотреть на результаты эталонных тестов в играх, созданных на том же игровом движке, а затем экстраполировать их).

Оценки для одного и нескольких ядер

Эталонные тесты часто имеют результаты для одного и нескольких ядер.

Оценки для одного ядра более актуальны для игр и приложений, которые используют небольшое количество потоков. Это значит, что они полагаются на одно ядро при обработке множества, но не всех, инструкций.

Оценки для нескольких ядер более актуальны для игр и приложений, которые используют большое количество потоков. Это значит, что они обрабатывают инструкции, распределяя их между несколькими ядрами.

Как определить, много ли потоков использует игра?

Откройте диспетчер задач. Запустите игру, откройте диспетчер задач (CTRL+SHIFT+ESC) в Windows 10 и нажмите на вкладку «Быстродействие». Вы увидите динамический график загрузки процессора.
Настройте график процессора. Нажмите правой кнопкой мыши на графике, а затем нажмите «Поменять график на > Логические процессоры». Вы увидите нагрузку на каждое ядро по отдельности.
Сравните степень использования ядер. Если игра использует небольшое количество потоков, большую часть работы будет выполнять одно ядро.

Несмотря на то что некоторые популярные игры, в том числе Fortnite 2 , задействуют мало потоков, все больше игр использует несколько ядер. Такие игры, как Assassin’s Creed: Истоки 3 и Battlefield V 4 , используют большое количество потоков и могут усиливать нагрузку на несколько ядер. Потенциально частота кадров в этих играх будет выше на процессоре с несколькими ядрами.

Конфигурации системы

Хотя эталонные тесты процессора важны, в производительности системы важную роль играет каждый компонент.

Процессор. Игры со сложным искусственным интеллектом, физикой и постобработкой графики, как правило, более ресурсоемкие и лучше работают на процессоре с большим количеством ядер/потоков и более высокой тактовой частотой.
Графический процессор. При оценке производительности вашей системы в играх следует проверять результаты эталонных тестов графического процессора, поскольку некоторые игры в большей степени зависят от него. Например, дискретные видеокарты могут брать на себя большую часть работы по 3D-рендерингу.
Память и система хранения данных. Эти компоненты могут влиять на быстродействие системы и время загрузки.
Программное обеспечение. Независимо от конфигурации вашей системы, производительность в разных играх будет меняться. С этим ничего не поделаешь. Это связано со способом программирования игры. Также на производительность повлияют графические настройки и разрешение, на которых вы играете.

См. нашу статью о том, как предотвратить узкие места, чтобы узнать больше о создании сбалансированной системы.

Потребность проведения тестирования компьютерного процессора появляется в случае выполнения процедуры разгона или сравнения характеристик с другими моделями. Встроенные инструменты операционной системы сделать этого не позволяют, поэтому необходимо использование стороннего программного обеспечения. Популярные представители такого софта предлагают на выбор несколько вариантов анализов, о которых и пойдет речь далее.

Проводим тестирование процессора

Хотелось бы уточнить, что вне зависимости от типа анализа и используемого ПО, при проведении данной процедуры на CPU подаются нагрузки разного уровня, а это сказывается на его нагреве. Поэтому сначала мы советуем провести замер температур в состоянии простоя, а уже потом переходить к осуществлению основной задачи.

Температура выше сорока градусов во время простоя считается высокой, из-за чего этот показатель во время анализа под сильными нагрузками может возрасти до критического значения. В статьях по ссылкам ниже вы узнаете о возможных причинах перегрева и отыщите варианты их решения.

Теперь мы перейдем к рассмотрению двух вариантов анализа центрального процессора. Как уже было сказано выше, температура CPU во время этой процедуры повышается, поэтому после проведения первого теста советуем подождать хотя бы час перед началом второго. Лучше всего перед каждым анализом замерять градусы, чтобы точно убедиться в отсутствии ситуации возможного перегрева.

Способ 1: AIDA64

AIDA64 – одна из самых популярных и мощных программ для мониторинга системных ресурсов. Ее инструментарий включает в себя множество полезных функций, которые будут полезны как опытным пользователям, так и новичкам. Среди этого списка есть и два режима тестирования комплектующих. Начнем с первого:

«Тест GPGPU»

Давайте затронем самый важный вопрос – значение всех полученных показателей. Во-первых, сама AIDA64 не уведомляет вас о том, насколько производительным является протестированное комплектующее, поэтому все познается в сопоставлении вашей модели с другой, более топовой. На скриншоте ниже вы увидите результаты такого сканирования для i7 8700k. Данная модель является одной из самых мощных из предыдущего поколения. Поэтому достаточно просто обратить внимание на каждый параметр, чтобы понять, насколько используемая модель близка к эталонной.

Во-вторых, такой анализ будет максимально полезен перед проведением разгона и после него для сравнения общей картины производительности. Особое внимание мы хотим обратить на значения «FLOPS», «Memory Read», «Memory Write» и «Memory Copy». Во FLOPS измеряется общий показатель производительности, а скорость чтения, записи и копирования позволит определить быстродействие комплектующего.

Вторым режимом является анализ стабильности, который практически никогда не проводится просто так. Эффективен он будет во время проведения разгона. Перед началом этой процедуры проводится тест на стабильность, а также после, чтобы убедиться в нормальном функционировании комплектующего. Сама задача выполняется следующим образом:

«Сервис»

«Тест стабильности системы»

Исходя из полученных чисел, решайте, стоит ли дальше разгонять комплектующее или оно достигло предела своей мощности. Детальные инструкции и рекомендации по проведению разгона вы найдете в других наших материалах по ссылкам ниже.

Способ 2: CPU-Z

Иногда у пользователей появляется необходимость сравнить общую производительность своего процессора с какой-нибудь другой моделью. Проведение такого тестирования доступно в программе CPU-Z и оно поможет определить, насколько отличаются по мощности два комплектующих. Проводится анализ так:

Ознакомиться с результатами тестирования большинства моделей CPU можно в соответствующем разделе на официальном сайте разработчика CPU-Z.

Как видите, узнать детали о производительности центрального процессора можно довольно легко, если использовать наиболее подходящее программное обеспечение. Сегодня вы были ознакомлены с тремя основными анализами, надеемся, они помогли вам узнать необходимую информацию. Если у вас остались вопросы по этой теме, смело задавайте их в комментариях.

Мы рады, что смогли помочь Вам в решении проблемы.

Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.

Опишите, что у вас не получилось. Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.

Читайте также: