Kompiuterio procesoriaus charakteristika

Čia pateikiamos svarbios procesorių savybės:

Pagrindinė procesoriaus charakteristika yra jo AMD arba „Intel“ ir jo modelis. Nors konkuruojantys dviejų kompanijų modeliai pasižymi panašiomis savybėmis ir našumu, negalima įdiegti AMD procesoriaus į „Intel“ suderinamą pagrindinę plokštę ar atvirkščiai.

Kita svarbi procesoriaus charakteristika yra lizdas, kuriam jis pritaikytas. Pavyzdžiui, jei keičiate procesorių „Socket 478“ pagrindinėje plokštėje, turite pasirinkti pakaitinį procesorių, sukurtą tam lizdui pritaikyti. 5-1 lentelė apibūdina atnaujinimo problemas pagal procesoriaus lizdą.

5-1 lentelė: Atnaujinimas pagal procesoriaus lizdo tipą

Procesoriaus laikrodžio greitis, nurodytas megahercais (MHz) arba gigahercais (GHz), lemia jo našumą, tačiau laikrodžio greitis yra beprasmis visose procesoriaus linijose. Pavyzdžiui, 3,2 GHz „Prescott-core“ „Pentium 4“ yra maždaug 6,7% greitesnis nei 3,0 GHz „Prescott-core“ „Pentium 4“, kaip rodo santykinis laikrodžio greitis. Tačiau 3,0 GHz „Celeron“ procesorius yra lėtesnis nei 2,8 GHz „Pentium 4“, visų pirma todėl, kad „Celeron“ turi mažesnę L2 talpyklą ir naudoja lėtesnį pagrindinės magistralės greitį. Panašiai, kai „Pentium 4“ buvo pristatytas 1,3 GHz dažniu, jo našumas iš tikrųjų buvo prastesnis nei 1 GHz „Pentium III“ procesoriaus, kurį ketinta pakeisti. Tai buvo tiesa, nes „Pentium 4“ architektūra yra ne tokia efektyvi, kaip ankstesnė „Pentium III“ architektūra.

Laikrodžio greitis nenaudingas lyginant AMD ir „Intel“ procesorius. AMD procesoriai veikia daug mažesniu nei „Intel“ procesorių greičiu, tačiau per vieną laikrodį žymi maždaug 50% daugiau darbo. Apskritai kalbant, „AMD Athlon 64“, veikiantis 2,0 GHz dažniu, yra maždaug toks pat, kaip ir „Intel Pentium 4“, veikiantis 3,0 GHz dažniu.

'''MODEL NUMBERS VERSUS CLOCK SPEEDS''' Because AMD is always at a clock speed disadvantage versus Intel, AMD uses model numbers rather than clock speeds to designate their processors. For example, an AMD Athlon 64 processor that runs at 2.0 GHz may have the model number 3000+, which indicates that the processor has roughly the same performance as a 3.0 GHz Intel model. (AMD fiercely denies that their model numbers are intended to be compared to Intel clock speeds, but knowledgeable observers ignore those denials.) Intel formerly used letter designations to differentiate between processors running at the same speed, but with a different host-bus speed, core, or other characteristics. For example, 2.8 GHz Northwood-core Pentium 4 processors were made in three variants: the Pentium 4/2.8 used a 400 MHz FSB, the Pentium 4/2.8B the 533 MHz FSB, and the Pentium 4/2.8C the 800 MHz FSB. When Intel introduced a 2.8 GHz Pentium 4 based on their new Prescott-core, they designated it the Pentium 4/2.8E. Interestingly, Intel has also abandoned clock speed as a designator. With the exception of a few older models, all Intel processors are now designated by model number as well. Unlike AMD, whose model numbers retain a vestigial hint at clock speed, Intel model numbers are completely dissociated from clock speeds. For example, the Pentium 4 540 designates a particular processor model that happens to run at 3.2 GHz. The models of that processor that run at 3.4, 3.6, and 3.8 GHz are designated 550, 560, and 570 respectively.

The pagrindinio autobuso greitis , dar vadinamas autobuso greitis priekyje, FSB greitis arba paprasčiausiai FSB , nurodo duomenų perdavimo greitį tarp procesoriaus ir lustų rinkinio. Spartesnis pagrindinės magistralės greitis prisideda prie didesnio procesoriaus našumo net procesoriams, dirbantiems tuo pačiu taktiniu greičiu. AMD ir „Intel“ skirtingai įgyvendina kelią tarp atminties ir talpyklos, tačiau iš esmės FSB yra skaičius, atspindintis maksimalų įmanomą duomenų blokų perdavimo per sekundę kiekį. Atsižvelgiant į faktinį priimančiosios magistralės 100 MHz dažnio dažnį, jei duomenis galima perduoti keturis kartus per laikrodžio ciklą (taigi „keturių siurblių“), faktinis FSB greitis yra 400 MHz.

Pavyzdžiui, „Intel“ pagamino „Pentium 4“ procesorius, kurie naudoja 400, 533, 800 arba 1066 MHz pagrindinės magistralės greitį. 2,8 GHz „Pentium 4“, kurio pagrindinės magistralės greitis 800 MHz, yra šiek tiek greitesnis nei „Pentium 4 / 2.8“ su 533 MHz pagrindinės magistralės greičiu, o tai savo ruožtu yra šiek tiek greitesnis nei „Pentium 4 / 2,8“ su 400 MHz pagrindinės magistralės dažniu. autobuso greitis. Viena iš priemonių, kurią „Intel“ naudoja išskirdama savo pigesnius „Celeron“ procesorius, yra sumažėjęs pagrindinės magistralės greitis, palyginti su dabartiniais „Pentium 4“ modeliais. „Celeron“ modeliuose naudojami 400 MHz ir 533 MHz pagrindinės magistralės greičiai.

Visi „Socket 754“ ir „Socket 939 AMD“ procesoriai naudoja 800 MHz pagrindinės magistralės greitį. (Tiesą sakant, kaip ir „Intel“, AMD pagrindinę magistralę valdo 200 MHz dažniu, tačiau keturračiai ją pumpuoja iki efektyvaus 800 MHz.) „Socket SEMPRON“ procesoriai naudoja 166 MHz pagrindinę magistralę, dvigubai pumpuojamą iki efektyvaus 333 MHz pagrindinės magistralės greičio. .

Procesoriai naudoja dviejų tipų laikinąją atmintį, kad pagerintų našumą buferiu pervedimus tarp procesoriaus ir palyginti lėtą pagrindinę atmintį. Dydis 1 sluoksnio talpykla (L1 talpykla , taip pat vadinama 1 lygio talpykla ) yra procesoriaus architektūros ypatybė, kurios negalima pakeisti neperprojektuojant procesoriaus. 2 sluoksnio talpykla (2 lygio talpykla arba L2 talpykla ), tačiau nėra procesoriaus šerdies, o tai reiškia, kad procesorių gamintojai gali gaminti tą patį procesorių su skirtingais L2 talpyklos dydžiais. Pavyzdžiui, įvairius „Pentium 4“ procesorių modelius galima įsigyti su 512 KB, 1 MB arba 2 MB L2 talpyklos, o įvairius „AMD Sempron“ modelius galima įsigyti su 128 KB, 256 KB arba 512 KB L2 talpykla.

Kai kurioms programoms, ypač toms, kurios naudoja mažus duomenų rinkinius, didesnė L2 talpykla pastebimai padidina procesoriaus našumą, ypač „Intel“ modeliuose. (AMD procesoriuose yra įmontuotas atminties valdiklis, kuris tam tikru mastu slepia didesnės L2 talpyklos pranašumus.) Programoms, veikiančioms dideliuose duomenų rinkiniuose, didesnė L2 talpykla teikia tik nežymią naudą.

'''Prescott, the Sad Exception''' It came as a shock to everyone not the least, Intel to learn when it migrated its Pentium 4 processors from the older 130 nm Northwood core to the newer 90 nm Prescott-core that power consumption and heat production skyrocketed. This occurred because Prescott was not a simple die shrink of Northwood. Instead, Intel completely redesigned the Northwood core, adding features such as SSE3 and making huge changes to the basic architecture. (At the time, we thought those changes were sufficient to merit naming the Prescott-core processor Pentium 5, which Intel did not.) Unfortunately, those dramatic changes in architecture resulted in equally dramatic increases in power consumption and heat production, overwhelming the benefit expected from the reduction in process size.

Proceso dydis , taip pat vadinama fab (rikcijos) dydis , nurodomas nanometrais (nm), ir apibrėžia mažiausių atskirų elementų dydį ant procesoriaus štampo. AMD ir „Intel“ nuolat bando mažinti proceso dydį (vadinamą a mirti trauktis ) gauti daugiau procesorių iš kiekvieno silicio plokštelės, taip sumažinant kiekvieno procesoriaus gamybos išlaidas. „Pentium II“ ir ankstyvųjų „Athlon“ procesorių procesai buvo naudojami 350 arba 250 nm. „Pentium III“ ir kai kurie „Athlon“ procesoriai naudojo 180 nm procesą. Naujausiuose AMD ir „Intel“ procesoriuose naudojamas 130 arba 90 nm procesas, o būsimuose procesoriuose - 65 nm.

Proceso dydis yra svarbus, nes, jei visi kiti dalykai yra vienodi, procesorius, kuris naudoja mažesnį proceso dydį, gali veikti greičiau, naudoti mažesnę įtampą, sunaudoti mažiau energijos ir pagaminti mažiau šilumos. Bet kuriuo metu prieinami procesoriai dažnai naudoja skirtingus fab dydžius. Pavyzdžiui, vienu metu „Intel“ pardavė „Pentium 4“ procesorius, kurie naudojo 180, 130 ir 90 nm procesoriaus dydžius, o „AMD“ vienu metu pardavė „Athlon“ procesorius, kurie naudojo 250, 180 ir 130 nm fab dydžius. Kai pasirinksite naujovinimo procesorių, pirmenybę teikite mažesnio fab dydžio procesoriui.

Skirtingi procesorių modeliai palaiko skirtingus funkcijų rinkinius, kai kurie iš jų gali būti svarbūs jums, o kiti - nerūpi. Čia yra penkios potencialiai svarbios funkcijos, kurias gali naudoti kai kurie, bet ne visi dabartiniai procesoriai. Visos šios funkcijos palaikomos naujausiose „Windows“ ir „Linux“ versijose:

SSE3 (srautiniai vienos instrukcijos - kelių duomenų (SIMD) plėtiniai 3) , kurį sukūrė „Intel“ ir kuris dabar yra prieinamas daugumoje „Intel“ procesorių ir kai kurių AMD procesorių, yra išplėstinis komandų rinkinys, skirtas pagreitinti tam tikrų tipų duomenų, dažniausiai sutinkamų vaizdo apdorojimo ir kitose daugialypės terpės programose, apdorojimą. Programa, palaikanti SSE3, gali veikti nuo 10% arba 15% iki 100% greičiau procesoriuje, kuris taip pat palaiko SSE3, nei nepalaikančiame.

Dar neseniai visi kompiuterių procesoriai veikė naudodami 32 bitų vidinius duomenų kelius. 2004 m. AMD pristatė 64 bitų palaikymas su savo „Athlon 64“ procesoriais. Oficialiai AMD vadina šią funkciją x86-64 , bet dauguma žmonių tai vadina AMD64 . Kritiniu požiūriu, AMD64 procesoriai yra suderinami su 32 bitų programine įranga atgaline eiga ir naudoja tą programinę įrangą taip pat efektyviai, kaip ir 64 bitų programinę įrangą. „Intel“, palaikiusi savo 64 bitų architektūrą, kurios suderinamumas su 32 bitais buvo ribotas, buvo priversta pristatyti savo „x86-64“ versiją, kurią ji vadina EM64T (64 bitų išplėstinės atminties technologija) . Kol kas daugumai žmonių 64 bitų palaikymas yra nesvarbus. „Microsoft“ siūlo 64 bitų „Windows XP“ versiją, o dauguma „Linux“ paskirstymų palaiko 64 bitų procesorius, tačiau tol, kol 64 bitų programos tampa vis dažnesnės, 64 bitų procesoriaus paleidimas staliniame kompiuteryje realiai yra mažai naudingas. Tai gali pasikeisti, kai „Microsoft“ (pagaliau) pristatys „Windows Vista“, kuri pasinaudos 64 bitų palaikymo pranašumais ir greičiausiai sukels daugybę 64 bitų programų.

AMD pristatė „Athlon 64“ NX (nėra „eXecute“) technologija, o „Intel“ netrukus sekė savo XDB („eXecute Disable Bit“) technologija. NX ir XDB atlieka tą patį tikslą, leidžiant procesoriui nustatyti, kurie atminties adresų diapazonai yra vykdomi, o kurie - nevykdomi. Jei kodas, pvz., Naudojimasis buferiniu valdymu, bando paleisti nevykdomoje atminties vietoje, procesorius grąžina operacinei sistemai klaidą. „NX“ ir „XDB“ turi didelį potencialą sumažinti virusų, kirminų, Trojos arklių ir panašių išnaudojimų padarytą žalą, tačiau jiems reikalinga operacinė sistema, palaikanti apsaugotą vykdymą, pvz., „Windows XP“ su 2 pakeitimų paketu.

Tiek AMD, tiek „Intel“ siūlo kai kurių savo procesorių modelių energijos mažinimo technologijas. Abiem atvejais mobiliuose procesoriuose naudojama technologija buvo perkelta į stalinius procesorius, kurių energijos suvartojimas ir šilumos gamyba tapo problematiška. Iš esmės šios technologijos veikia mažindami procesoriaus greitį (taigi ir energijos sąnaudas bei šilumos gamybą), kai procesorius veikia tuščiąja eiga arba yra mažai apkrautas. „Intel“ nurodo jų galios mažinimo technologiją kaip EIST (patobulinta „Intel Speedstep“ technologija) . Vadinama AMD versija Cool'n'Quiet . Bet kuri iš jų gali šiek tiek, bet naudingai sumažinti energijos suvartojimą, šilumos gamybą ir sistemos triukšmo lygį.

Iki 2005 m. AMD ir „Intel“ pasiekė praktines ribas, kas įmanoma naudojant vieną procesoriaus branduolį. Akivaizdus sprendimas buvo įdėti du procesoriaus branduolius į vieną procesoriaus paketą. Vėlgi, AMD pasirodė savo elegancija „Athlon 64 X2“ serijos procesoriai, turintys du sandariai integruotus „Athlon 64“ branduolius vienoje mikroschemoje. Dar kartą priverstas žaisti pasivyti, „Intel“ sukandęs dantis sukrėtė dviejų branduolių procesorių, kurį vadina Pentium D . Sukurtas AMD sprendimas turi keletą privalumų, įskaitant aukštą našumą ir suderinamumą su beveik bet kuria senesne „Socket 939“ pagrindine plokšte. Slaptas „Intel“ sprendimas, kuris iš esmės prilygo dviejų „Pentium 4“ branduolių užklijavimui ant vienos mikroschemos jų neintegravus, lėmė du kompromisus. Pirma, „Intel“ dviejų branduolių procesoriai nėra suderinami su ankstesnėmis pagrindinėmis plokštėmis, todėl reikia naujo mikroschemų rinkinio ir naujos serijos pagrindinių plokščių. Antra, kadangi „Intel“ daugiau ar mažiau paprasčiausiai priklijavo du savo branduolius ant vieno procesoriaus paketo, energijos suvartojimas ir šilumos gamyba yra ypač dideli, o tai reiškia, kad „Intel“ turėjo sumažinti „Pentium D“ procesorių laikrodžio greitį, palyginti su greičiausiu vieno branduolio „Pentium“. 4 modeliai.

Visa tai pasakius, „Athlon 64 X2“ anaiptol nėra rankų nugalėtojas, nes „Intel“ buvo pakankamai protinga, kad patraukliai kainuotų „Pentium D“. Pigiausi „Athlon X2“ procesoriai parduodami daugiau nei dvigubai pigiau nei pigiausi „Pentium D“ procesoriai. Nors kainos neabejotinai kris, nesitikime, kad kainų skirtumas labai pasikeis. „Intel“ turi atsarginių pajėgumų, o „AMD“ yra gana ribota galimybė gaminti procesorius, todėl tikėtina, kad artimiausiu metu AMD dviejų branduolių procesoriai bus mokami už aukščiausios kokybės kainą. Deja, tai reiškia, kad dviejų branduolių procesoriai daugumai žmonių nėra tinkama atnaujinimo galimybė. „Intel“ dviejų branduolių procesoriai yra prieinamos kainos, tačiau jiems reikia pakeisti pagrindinę plokštę. AMD dviejų branduolių procesoriai gali naudoti esamą „Socket 939“ pagrindinę plokštę, tačiau patys procesoriai yra per brangūs, kad galėtų būti perspektyvūs kandidatai daugumai naujovintojų.

'''HYPER-THREADING VERSUS DUAL CORE''' Some Intel processors support ''Hyper-Threading Technology (HTT)'', which allows those processors to execute two program threads simultaneously. Programs that are designed to use HTT may run 10% to 30% faster on an HTT-enabled processor than on a similar non-HTT model. (It's also true that some programs run slower with HTT enabled than with it disabled.) Don't confuse HTT with dual core. An HTT processor has one core that can sometimes run multiple threads a dual-core processor has two cores, which can always run multiple threads.

The procesoriaus šerdis apibrėžia pagrindinę procesoriaus architektūrą. Procesorius, parduodamas tam tikru pavadinimu, gali naudoti bet kurį iš kelių branduolių. Pavyzdžiui, pirmieji „Intel Pentium 4“ procesoriai naudojo „Willamette“ šerdis . Vėliau „Pentium 4“ variantuose buvo naudojamas Northwood šerdis, Prescott branduolys, Gallatin šerdis, Prestonia šerdis ir Prescott 2M šerdis . Panašiai buvo gaminami įvairūs „Athlon 64“ modeliai naudojant „ Clawhammer core, Sledgehammer core, Newcastle core, Winchester core, Venice core, San Diego core, Manchester core ir Toledo šerdis .

Pagrindinio pavadinimo naudojimas yra patogus būdas trumpai nurodyti daugelį procesoriaus charakteristikų. Pvz., „Clawhammer“ šerdyje naudojamas 130 nm procesas, 1024 KB L2 talpykla ir palaikomos „NX“ ir „X86-64“ funkcijos, bet ne „SSE3“ ar dviejų branduolių operacijos. Ir atvirkščiai, Mančesterio branduolys naudoja 90 nm procesą, 512 KB L2 talpyklą ir palaiko SSE3, X86-64, NX ir dviejų branduolių funkcijas.

Galite manyti, kad procesoriaus pagrindinis pavadinimas yra panašus į pagrindinės programinės įrangos versijos numerį. Kaip programinės įrangos kompanijos dažnai išleidžia nedidelius atnaujinimus, nekeisdamos pagrindinės versijos numerio, AMD ir „Intel“ dažnai atlieka nedidelius savo branduolių pakeitimus, nekeisdamos pagrindinio pavadinimo. Šie nedideli pakeitimai vadinami pagrindiniai žingsniai . Svarbu suprasti pagrindinių vardų pagrindus, nes procesoriaus naudojamas branduolys gali nulemti jo atgalinį suderinamumą su jūsų pagrindine plokšte. Žingsniai paprastai yra ne tokie reikšmingi, nors į juos taip pat verta atkreipti dėmesį. Pavyzdžiui, tam tikras šerdis gali būti prieinamas B2 ir C0 žingsniuose. Vėlesniame C0 žingsnyje gali būti klaidų taisymai, jis veikia aušintuvu arba gali suteikti kitų privalumų, palyginti su ankstesniu žingsniu. Pagrindinis žingsnis taip pat yra labai svarbus, jei įdiegiate antrą procesorių dviejų procesorių pagrindinėje plokštėje. (Tai yra pagrindinė plokštė su dviem procesoriaus lizdais, priešingai nei dviejų branduolių procesorius vieno lizdo pagrindinėje plokštėje.) Niekada niekada nemaišykite branduolių ar pakopų ant dviejų procesorių pagrindinės plokštės beprotybės (o gal tiesiog nelaimės).

Daugiau apie kompiuterių procesorius