Datoru procesora raksturojums

Šeit ir svarīgas procesoru īpašības:

Procesora galvenā raksturīgā iezīme ir tā AMD vai Intel un tā modelis. Kaut arī abu uzņēmumu konkurējošajiem modeļiem ir līdzīgas funkcijas un veiktspēja, jūs nevarat instalēt AMD procesoru ar Intel saderīgā mātesplatē vai otrādi.

Vēl viena raksturīga procesora īpašība ir ligzda, kurai tā ir paredzēta. Piemēram, nomainot procesoru Socket 478 mātesplatē, jums jāizvēlas aizstājējprocesors, kas paredzēts šai kontaktligzdai. 5-1. Tabula apraksta jaunināšanas problēmas pēc procesora ligzdas.

5-1. Tabula: Jaunināmība pēc procesora ligzdas veida

Procesora pulksteņa ātrums, kas norādīts megahercos (MHz) vai gigahercos (GHz), nosaka tā veiktspēju, bet pulksteņa ātrumi visā procesora līnijās nav nozīmes. Piemēram, 3,2 GHz Prescott-core Pentium 4 ir par aptuveni 6,7% ātrāks nekā 3,0 GHz Prescott-core Pentium 4, kā tas liecina par relatīvo pulksteņa ātrumu. Tomēr 3,0 GHz Celeron procesors ir lēnāks nekā 2,8 GHz Pentium 4, galvenokārt tāpēc, ka Celeron ir mazāka L2 kešatmiņa un tiek izmantots lēnāks resursdatora kopnes ātrums. Līdzīgi, kad Pentium 4 tika ieviests ar 1,3 GHz frekvenci, tā veiktspēja faktiski bija zemāka nekā 1 GHz Pentium III procesoram, kuru bija paredzēts nomainīt. Tas bija taisnība, jo Pentium 4 arhitektūra ir mazāk efektīva pulkstenī pret pulksteni nekā iepriekšējā Pentium III arhitektūra.

Pulksteņa ātrums ir bezjēdzīgs, lai salīdzinātu AMD un Intel procesorus. AMD procesori darbojas ar daudz mazāku pulksteņa ātrumu nekā Intel procesori, taču vienā pulksteni atzīmē ar aptuveni 50% vairāk darba. Vispārīgi runājot, AMD Athlon 64, kas darbojas ar 2,0 GHz frekvenci, kopējais sniegums ir aptuveni tāds pats kā Intel Pentium 4, kas darbojas ar 3,0 GHz frekvenci.

'''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 uzņēmēja-autobusa ātrums , ko sauc arī par priekšējās puses autobusa ātrums, FSB ātrums , vai vienkārši FSB , norāda datu pārraides ātrumu starp procesoru un mikroshēmojumu. Lielāks resursdatora kopnes ātrums veicina lielāku procesora veiktspēju pat procesoriem, kas darbojas ar tādu pašu pulksteņa ātrumu. AMD un Intel atšķirīgi ievieš ceļu starp atmiņu un kešatmiņu, taču būtībā FSB ir skaitlis, kas atspoguļo maksimāli iespējamo datu bloku pārsūtīšanas daudzumu sekundē. Ņemot vērā faktisko resursdatora-kopnes pulksteņa ātrumu 100 MHz, ja datus var pārsūtīt četras reizes vienā pulksteņa ciklā (tādējādi “četrsūknējot”), faktiskais FSB ātrums ir 400 MHz.

Piemēram, Intel ir ražojis Pentium 4 procesorus, kas izmanto resursdatora kopnes ātrumu 400, 533, 800 vai 1066 MHz. 2,8 GHz Pentium 4 ar 800 MHz resursdatora kopnes ātrumu ir nedaudz ātrāks nekā Pentium 4 / 2.8 ar 533 MHz resursdatora kopnes ātrumu, kas savukārt ir nedaudz ātrāks nekā Pentium 4 / 2.8 ar 400 MHz resursdatora ātrumu. autobusa ātrums. Viens pasākums, ko Intel izmanto, lai atšķirtu savus zemākos Celeron procesorus, ir samazināts resursdatora kopnes ātrums salīdzinājumā ar pašreizējiem Pentium 4 modeļiem. Celeron modeļi izmanto 400 MHz un 533 MHz resursdatora kopnes ātrumus.

Visi Socket 754 un Socket 939 AMD procesori izmanto 800 MHz resursdatora kopnes ātrumu. (Patiesībā, tāpat kā Intel, arī AMD saimniekdatora kopni darbina ar 200 MHz frekvenci, bet četrriteņi to iesūknē efektīvajā 800 MHz frekvencē.) Socket Sempron procesori izmanto 166 MHz resursdatora kopni, kas dubultā sūknēta līdz efektīvam 333 MHz resursdatora kopnes ātrumam .

Procesori izmanto divu veidu kešatmiņu, lai uzlabotu veiktspēju, buferējot pārsūtīšanu starp procesoru un salīdzinoši lēnu galveno atmiņu. Izmērs 1. slāņa kešatmiņa (L1 kešatmiņa , ko sauc arī par 1. līmeņa kešatmiņa ) ir procesora arhitektūras iezīme, kuru nevar mainīt, nepārstrādājot procesoru. 2. slāņa kešatmiņa (2. līmeņa kešatmiņa vai L2 kešatmiņa ), tomēr ir ārpus procesora kodola, kas nozīmē, ka procesoru veidotāji var ražot to pašu procesoru ar dažādiem L2 kešatmiņas izmēriem. Piemēram, dažādi Pentium 4 procesoru modeļi ir pieejami ar 512 KB, 1 MB vai 2 MB L2 kešatmiņu, un dažādi AMD Sempron modeļi ir pieejami ar 128 KB, 256 KB vai 512 KB L2 kešatmiņu.

Dažām lietojumprogrammām, īpaši tām, kas darbojas ar maziem datu kopumiem, lielāka L2 kešatmiņa ievērojami palielina procesora veiktspēju, īpaši Intel modeļiem. (AMD procesoriem ir iebūvēts atmiņas kontrolleris, kas zināmā mērā slēpj lielākas L2 kešatmiņas priekšrocības.) Lietojumprogrammām, kas darbojas ar lielām datu kopām, lielāka L2 kešatmiņa sniedz tikai nelielu labumu.

'''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.

Procesa lielums , ko sauc arī par fab (rikācijas) izmērs , ir norādīts nanometros (nm), un nosaka mazāko atsevišķo elementu izmēru uz procesora formas. AMD un Intel nepārtraukti mēģina samazināt procesa lielumu (saukto a mirst sarauties ), lai iegūtu vairāk procesoru no katras silīcija plāksnītes, tādējādi samazinot katra procesora ražošanas izmaksas. Pentium II un agrīnajiem Athlon procesoriem tika izmantots 350 vai 250 nm process. Pentium III un daži Athlon procesori izmantoja 180 nm procesu. Jaunākie AMD un Intel procesori izmanto 130 vai 90 nm procesu, un nākamie procesori izmantos 65 nm procesu.

Procesa lielumam ir nozīme, jo, ja visas pārējās lietas ir vienādas, procesors, kas izmanto mazāku procesa izmēru, var darboties ātrāk, izmantot zemāku spriegumu, patērēt mazāk enerģijas un saražot mazāk siltuma. Procesori, kas pieejami jebkurā brīdī, bieži izmanto dažādus fabrikas izmērus. Piemēram, vienā reizē Intel pārdeva Pentium 4 procesorus, kas izmantoja 180, 130 un 90 nm procesu izmērus, un AMD vienlaikus pārdeva Athlon procesorus, kas izmantoja 250, 180 un 130 nm fab izmērus. Izvēloties jaunināšanas procesoru, dodiet priekšroku procesoram ar mazāku fab izmēru.

Dažādi procesoru modeļi atbalsta dažādas funkciju kopas, no kurām dažas var būt svarīgas jums un citas neraizējas. Šeit ir piecas potenciāli svarīgas funkcijas, kas ir pieejamas dažiem, bet ne visiem pašreizējiem procesoriem. Visas šīs funkcijas atbalsta jaunākās Windows un Linux versijas:

SSE3 (straumēšana ar vienas instrukcijas - vairāku datu (SIMD) 3. paplašinājumu) , kuru izstrādājusi Intel un kas tagad ir pieejama lielākajai daļai Intel procesoru un dažiem AMD procesoriem, ir paplašināts instrukciju komplekts, kas paredzēts, lai paātrinātu noteikta veida datu apstrādi, kas parasti sastopama video apstrādē un citās multivides lietojumprogrammās. Lietojumprogramma, kas atbalsta SSE3, var darboties no 10% vai 15% līdz 100% ātrāk procesorā, kas atbalsta arī SSE3, nekā tajā, kas neatbalsta.

Vēl nesen visi datoru procesori darbojās ar 32 bitu iekšējiem datu ceļiem. 2004. gadā AMD ieviesa 64 bitu atbalsts ar viņu Athlon 64 procesoriem. Oficiāli AMD sauc šo funkciju x86-64 , bet lielākā daļa cilvēku to sauc AMD64 . Kritiski, AMD64 procesori ir savietojami ar 32 bitu programmatūru un palaiž šo programmatūru tikpat efektīvi kā 64 bitu programmatūru. Intel, kurš bija sava 64 bitu arhitektūras aizstāvis, kuram bija tikai ierobežota 32 bitu savietojamība, bija spiests ieviest savu x86-64 versiju, ko tā sauc EM64T (paplašinātās atmiņas 64 bitu tehnoloģija) . Pagaidām lielākajai daļai cilvēku 64 bitu atbalsts nav svarīgs. Microsoft piedāvā Windows XP 64 bitu versiju, un lielākā daļa Linux izplatījumu atbalsta 64 bitu procesorus, taču, kamēr 64 bitu lietojumprogrammas nav kļuvušas izplatītākas, 64 bitu procesora darbināšanai galddatorā ir maz ieguvumu reālajā dzīvē. Tas var mainīties, kad Microsoft (beidzot) piegādās Windows Vista, kas izmantos 64 bitu atbalsta priekšrocības un, iespējams, radīs daudzas 64 bitu lietojumprogrammas.

Ar Athlon 64 AMD iepazīstināja ar NX (nav eXecute) tehnoloģija, un Intel drīz sekoja ar to XDB (eXecute atspējošanas bits) tehnoloģija. NX un XDB kalpo vienam un tam pašam mērķim, ļaujot procesoram noteikt, kuri atmiņas adrešu diapazoni ir izpildāmi un kuri nav izpildāmi. Ja kods, piemēram, bufera pārslodzes izmantošana, mēģina palaist neizpildāmā atmiņas vietā, procesors operētājsistēmai atgriež kļūdu. NX un XDB ir liels potenciāls samazināt vīrusu, tārpu, Trojas zirgu un tamlīdzīgu izmantojumu radītos zaudējumus, taču tiem nepieciešama operētājsistēma, kas atbalsta aizsargātu izpildi, piemēram, Windows XP ar 2. servisa pakotni.

Gan AMD, gan Intel dažos to procesoru modeļos piedāvā jaudas samazināšanas tehnoloģiju. Abos gadījumos mobilajos procesoros izmantotā tehnoloģija ir pārcelta uz galddatoru procesoriem, kuru enerģijas patēriņš un siltuma ražošana ir kļuvusi problemātiska. Būtībā šīs tehnoloģijas darbojas, samazinot procesora ātrumu (un līdz ar to enerģijas patēriņu un siltuma ražošanu), kad procesors ir dīkstāvē vai viegli piekrauts. Intel atsaucas uz to jaudas samazināšanas tehnoloģiju kā EIST (uzlabota Intel Speedstep tehnoloģija) . Tiek izsaukta AMD versija Cool'n'Quiet . Jebkurš no tiem var nedaudz, bet lietderīgi samazināt enerģijas patēriņu, siltuma ražošanu un sistēmas trokšņa līmeni.

Līdz 2005. gadam gan AMD, gan Intel sasniedza praktiskās robežas, kas bija iespējams ar vienu procesora kodolu. Acīmredzams risinājums bija divu procesoru kodolu ievietošana vienā procesora paketē. Arī šoreiz AMD bija elegants Athlon 64 X2 sērijas procesori, kuriem vienā mikroshēmā ir divi cieši integrēti Athlon 64 kodoli. Atkal spiests spēlēt panākumus, Intel sakoda zobus un sasita divkodolu procesoru, ko sauc Pentium D . Inženierijas AMD risinājumam ir vairākas priekšrocības, tostarp augsta veiktspēja un saderība ar gandrīz jebkuru vecāku Socket 939 mātesplati. Snapdash Intel risinājums, kas būtībā nozīmēja divu Pentium 4 kodolu pielīmēšanu vienā mikroshēmā, tos neintegrējot, radīja divus kompromisus. Pirmkārt, Intel divkodolu procesori nav savietojami ar iepriekšējām mātesplatēm, tāpēc tiem ir nepieciešams jauns mikroshēmojums un jauna mātesplatē. Otrkārt, tā kā Intel vairāk vai mazāk vienkārši uzlīmēja divus esošos kodolus vienā procesora paketē, enerģijas patēriņš un siltuma ražošana ir ārkārtīgi liela, kas nozīmē, ka Intel bija jāsamazina Pentium D procesoru pulksteņa ātrums salīdzinājumā ar ātrāko vienkodolu Pentium 4 modeļi.

Tas viss nozīmē, ka Athlon 64 X2 nebūt nav uzvarētājs, jo Intel bija pietiekami gudrs, lai pievilcīgi cenu Pentium D. Vislētākie Athlon X2 procesori tiek pārdoti par vairāk nekā divreiz vairāk nekā lētākie Pentium D procesori. Lai arī cenas neapšaubāmi samazināsies, mēs negaidām, ka cenu atšķirības daudz mainīsies. Intel ražošanas jaudai ir rezerves, savukārt AMD ir diezgan ierobežota spēja izgatavot procesorus, tāpēc, visticamāk, tuvākajā nākotnē AMD divkodolu procesoriem būs jāpiemaksā. Diemžēl tas nozīmē, ka divkodolu procesori lielākajai daļai cilvēku nav saprātīga jaunināšanas iespēja. Intel divkodolu procesoriem ir pieņemama cena, taču tiem ir nepieciešama mātesplates nomaiņa. AMD divkodolu procesori var izmantot esošo Socket 939 mātesplatē, taču paši procesori ir pārāk dārgi, lai būtu vairumam jauninātāju dzīvotspējīgi kandidāti.

'''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 procesora kodols definē procesora pamata arhitektūru. Procesors, kas tiek pārdots ar noteiktu nosaukumu, var izmantot jebkuru no vairākiem kodoliem. Piemēram, pirmie Intel Pentium 4 procesori izmantoja Vilametes kodols . Vēlāk Pentium 4 varianti ir izmantojuši Northwood kodols, Prescott-core, Gallatin core, Prestonia kodols , un Prescott 2M kodols . Līdzīgi dažādi Athlon 64 modeļi ir ražoti, izmantojot Clawhammer kodols, Sledgehammer kodols, Ņūkāslas kodols, Vinčesteras kodols, Venēcijas kodols, Sandjego kodols, Mančestras kodols , un Toledo kodols .

Kodola nosaukuma izmantošana ir ērts stenogrammas veids, kā īsumā norādīt daudzas procesora īpašības. Piemēram, Clawhammer kodols izmanto 130 nm procesu, 1024 KB L2 kešatmiņu un atbalsta NX un X86-64 funkcijas, bet ne SSE3 vai divu kodolu darbību. Un otrādi, Mančestras kodols izmanto 90 nm procesu, 512 KB L2 kešatmiņu un atbalsta SSE3, X86-64, NX un divkodolu funkcijas.

Jūs varat iedomāties, ka procesora kodola nosaukums ir līdzīgs programmatūras galvenās versijas numuram. Tāpat kā programmatūras uzņēmumi bieži izlaiž nelielus atjauninājumus, nemainot galvenās versijas numuru, AMD un Intel bieži veic nelielus atjauninājumus savos kodolos, nemainot kodola nosaukumu. Šīs nelielās izmaiņas tiek sauktas kodols steppings . Ir svarīgi izprast kodolu nosaukumu pamatus, jo procesora izmantotais kodols var noteikt tā savietojamību ar mātesplatē. Pakāpieni parasti ir mazāk nozīmīgi, lai arī viņiem ir vērts pievērst uzmanību. Piemēram, konkrēts kodols var būt pieejams B2 un C0 pakāpienos. Vēlākajā C0 pakāpienā var būt kļūdu labojumi, tas darbojas vēsāk vai sniedz citas priekšrocības salīdzinājumā ar iepriekšējo pakāpienu. Core solis ir kritisks arī tad, ja otrā procesora mātesplatē instalējat otru procesoru. (Tas ir, mātesplatē ar divām procesora ligzdām, atšķirībā no divkodolu procesora uz vienas kontaktligzdas mātesplatē.) Nekad, nekad nesajauciet kodolus vai pakāpienus uz divprocesoru mātesplates, tādā veidā slēpjas neprāts (vai varbūt vienkārši katastrofa).

Vairāk par datoru procesoriem