Ликбез по процессорам

Ликбез по процессорам

Сразу скажу, что данная статья рассчитана на неискушенного пользователя ПК. Технически подкованный читатель вряд ли откроет для себя что-то новое. Перед вами своеобразный ликбез по современным центральным процессорам (далее по тексту просто “процессоры”) для настольных компьютеров и ноутбуков. Не вдаваясь в технические детали, я расскажу вам об основных параметрах, на которые стоит обратить внимание при выборе “шасси” для своего ПК.

Первым коммерческим однокристальным микропроцессором стал чип, выпущенный в 1971 году под маркой Intel 4004. С тех пор много воды утекло, и сегодня в индустрии процессоров для персональных компьютеров можно выделить двух основных игроков: Intel Corporation – ~84% доли рынка, и Advanced Micro Devices Inc. – ~10% доли рынка (данные за 2011 год).

intel_logo

 

amd_logo

Традиционно AMD находятся на вторых ролях, выступают в роли догоняющих, хотя, скажу откровенно, были моменты, когда решения от Advanced Micro Devices смотрелись куда привлекательнее Intel’овских.

Аналоги процессоров от AMD всегда стоят дешевле, но чуть больше греются и показывают чуть меньше “попугаев” в бенчмарках. По большому счету преимущество Intel скорее психологическое (потребители привыкли думать, что Intel круче) и позиционное: из-за большей доли в потребительском и профессиональном рынках – любое новое оборудование или программа прежде всего оптимизируется под процессоры от Intel.

Все же в статье при описании параметров и характеристик современных процессоров я не буду привязываться к решениям той или иной компании.

Сокет (Socket)

Первый параметр, который вы должны учесть при выборе процессора – это Сокет (Socket). Сокет – это по сути разъем для подключения процессора к материнской плате. Разные Сокеты – это разное количество контактов и габариты площадки под процессор. Соответственно, процессоры и сокеты разных ревизий будут несовместимы.

39685

Например актуальным Сокетом для Intel на сегодня являются LGA1155, а для AMD – AM3 и AM3+.

Тактовая частота

Тактовая частота – это количество импульсов в секунду, подаваемых на процессор извне. Онахарактеризует производительность процессора, т.е. количество выполняемых операций в секунду. Однако процессоры с одной и той же тактовой частотой могут иметь различную производительность, так как на выполнение одной операции разным процессорам может требоваться различное количество тактов (обычно от долей такта до десятков тактов), а кроме того, процессоры, использующие конвейерную и параллельную обработку, могут на одних и тех же тактах выполнять одновременно несколько операций.

Тактовая частота процессора – самый “боянистый” показатель среди всех характеристик процессоров. И по сей день школьники всего мира частенько меряются письками частотой процессора, пытаясь доказать превосходство своей настольной системы над настольной системой товарища. Да, среди двух одинаковых процессоров бОльшую производительность будет иметь тот, у которого тактовая частота выше, но среди двух процессоров разных типов\классов\моделей процессор с бОльшей тактовой частотой не обязательно будет более производительным. Все же, чем выше данный показатель для отдельно взятого процессора, тем выше его производительность и тем лучше для нас, пользователей.

Частота системной шины

Системная шина или Front Side Bus (FSB) – это шина, обеспечивающая соединение между процессором и системным контроллером (“northbridge” – англ. “северный мост”). Северный мост – это чип, который координирует работу трех наиболее производительных подсистем ПК: процессора, оперативной памяти и дискретной видеокарты.

mb1b

Таким образом, частота системной шины – это частота, с которой передаются данные между процессором и чипсетом. Соответственно, чем выше данный показатель, тем лучше, но все же этот показатель должен быть пропорционален производительности процессора и других подсистем ПК. Иначе говоря, частота системной шины должна как бы “поспевать” за процессором и оперативной памятью.

Количество ядер

Прежде всего надо дать определение тому, что такое многоядерный процессор. Многоядерный процессор – это процессор, содержащий два и более вычислительных ядра на одном процессорном кристалле или в одном корпусе. Т.е. упрощенно в одном процессоре мы получаем две схемы обрабатывающих два и более параллельных потока информации. Или по другому: за один такт многоядерный процессор, в отличии от одноядерного, сделает несколько операций.

Core2E2

На сегодняшний день освоено производство 8-ядерных процессоров для домашних компьютеров, и 16-ядерных для серверных систем. А современные операционные системы такие как Windows7 и MacOS X 10.7(Lion) в полной мере используют возможности многоядерных процессоров и многопоточных вычислений.

Очевидно, что чем больше ядер в процессоре, тем выше производительность. Но не стоит думать, что последняя увеличивается кратно количеству ядер – это не так. Обычно прирост производительности многоядерных процессоров в сравнении с одноядерными варьируется от нескольких процентов до нескольких десятков процентов.

Кэш (Cache)

Кэш – это сверхбыстрая припроцессорная память, содержащая информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше происходит значительно быстрее чем к оперативной памяти или жесткому диску. За счет этого уменьшается среднее время доступа, и увеличивается общая производительность системы.

В большинстве современных процессоров есть три уровня кэша:

L1 cache – самый быстрый кэш. Кэш первого уровня является неотъемлемой частью процессора, он примыкает к функциональным блокам и, как правило, делится на кэш команд и кэш данных.

L2 cache – второй по быстродействию кэш. В современных многоядерных процессорах у каждого ядра есть свой кэш второго уровня. При этом если, например, на упаковке четырехядерного процессора написано что L2 cashe – 1Mb, это значит, что на каждое ядро приходится 1Mb / 4ядра = 0,25Mb кэша.

L3 cashe – наименее быстрый кэш, но при этом может иметь внушительный объем, от нескольких Mb до нескольких десятков Mb. В многоядерных процессорах кэш третьего уровня находится в общем пользовании у всех ядер и предназначен для синхронизации данных раздельных L2 cache.

i5die

Чем больше объем кэшей второго и третьего уровней, тем выше производительность процессора. Зачастую одним из важнейших отличий бюджетных процессоров от процессоров средней и верхней ценовой категории является урезанный объем cache L2 и L3.

Рекомендуется при выборе процессора внимательно отнестись к такому показателю, как объем кэшей L2 и L3.

Техпроцесс

В обиходе под термином “техпроцесс” чаще всего подразумевают разрешающую способность фотолитографии при производстве процессоров. Например, “техпроцесс: 32нм” означает, что наименьший элемент схемы может иметь линейные размеры ~32нм.

CELL-cpu

Чем совершеннее (меньше) техпроцесс, тем меньше линейный размер транзистора, и следовательно, меньше потребляемая мощность и тепловыделение. К тому же на одном кристалле можно разместить бóльшее количество транзисторов. Кроме того можно увеличить тактовую частоту процессора и при этом сохранить надежность системы в целом.

Выбор процессора для настольной системы последнее время стал довольно тривиальной задачей. Зачастую мощность процессора пропорциональна розничной цене. И, если хоть сколько-нибудь озаботиться выбором, достаточно лишь прочесть на тематических ресурсах пару тройку обзоров процессоров, находящихся в заданной ценовой категории. Но не смотря на это очень желательно, и я убежден в этом, иметь базовое представление о характеристиках современного центрального процессора. Надеюсь, данная статья читалась легко, и это самое базовое представление ты, читатель, получил!

Рубрика: Ликбез