Статьи Hardware Процессоры
Выбор процессора. Первая половина 2013 годаПримерно месяц назад на нашем ресурсе был опубликован материал, посвященный выбору персонального компьютера в зимний период. Конечно, в рамках одной статьи невозможно описать все «железо», представленное на рынке Украины, поэтому мы рассматривали только оптимальные конфигурации с точки зрения показателя «цена/возможности». Но бывают ситуации, когда перед компьютером ставятся более конкретные задачи: например, пользователь не собирается играть в игры, но при этом он часто работает с растровыми или векторными изображениями. В таком случае логично, что лучше взять видеокарту подешевле, а сэкономленные деньги вложить в более мощный процессор или нарастить объем оперативной памяти. Да, такие ситуации не столь массовые и носят скорее эпизодический характер, но они все равно есть. Поэтому было решено каждой группе комплектующих посвятить отдельный материал. В этих статьях мы более детально рассмотрим все актуальные модели, представленные на рынке Украины, а также проанализируем ценовою политику, которой придерживаются компании, занимающиеся розничной торговлей компьютерной техникой.
Открывать данный цикл статей будет материал, посвященный выбору процессора в первой половине 2013 года.
Процессоры Intel
На сегодняшний день на рынке присутствуют три семейства процессоров Intel - Sandy Bridge, Ivy Bridge и Sandy Bridge-E. Первые два устанавливаются в процессорный разъем Socket LGA1155, для Intel Sandy Bridge-E предусмотрен разъем Socket LGA2011. Давайте сначала разберемся с архитектурой самих процессоров Intel, а потом уже поговорим и о процессорных разъемах.
Второе поколение Intel Sandy Bridge является более старым, но именно в нем произошел революционный скачок в развитии процессоров Intel. В первую очередь, конечно же, речь идет об объединении на одном кристалле вычислительных блоков, графического ядра и системного агента, включающего контроллеры памяти и шины PCI Express. К тому же большие изменения коснулись и самой архитектуры. Так, здесь появилась кэш-память нулевого уровня L0, или как ее еще называют, кэш декодированных микроопераций, позволяющий увеличить производительность и энергоэффективность.
Вторым значимым изменением является отказ от обычной перекрестной топологии, когда каждое ядро имело свое собственное подключение к общей кэш-памяти (L3), в пользу кольцевой межкомпонентной шины. Производительность кольцевой шины оценивается на уровне 96 Гбайт/с на соединение при тактовой частоте 3 ГГц, что фактически в четыре раза превышает показатели процессоров Intel предыдущего поколения. Кроме того, это упрощает разводку и значительно улучшает возможности масштабирования. То есть фактически инженеры компании получили технологию, с помощью которой упрощается метод наращивания количества ядер в процессоре.
Усовершенствовалась и кэш-память третьего уровня L3 (Last Level Cache), которая теперь работает на частоте процессорных ядер. При этом кэш-память L3 разбита на равноправные сегменты объемом 2 МБ, каждый из которых закреплен за своим ядром. Но в архитектуре Intel Sandy Bridge кэш-память L3 распределена не только между процессорными ядрами, но, благодаря кольцевой шине, также между графическим ядром и системным агентом, что опять же, позитивным образом сказывается на скорости работы компонентов процессора. Особенно это актуально для встроенного графического ядра, которое в роли видеопамяти использует «медленную» оперативную память DDR3.
Раз уж мы вспомнили о встроенной графике, то, пожалуй, стоит рассказать про нее более детально. В процессорах Intel Sandy Bridge применяются видеоядра Intel HD Graphics 2000/3000. Между собой они отличаются количеством исполнительных модулей: в младшей версии Intel HD Graphics 2000 их шесть, в старшей Intel HD Graphics 3000 - двенадцать. Таким образом, теоретически разница в пиковом быстродействии Intel HD Graphics 3000 и 2000 может доходить до двух раз.
Если же сравнивать графику Intel HD Graphics 2000/3000 с предыдущим поколением, то видим, что практически ничего не изменилось. Из нововведений можно отметить поддержку DirectX 10.1, OpenGL 3.0, аппаратное транскодирование видео различных форматов с помощью технологии QuickSync, появление возможности передачи стереокартинки посредством HDMI 1.4 на устройство отображения для просмотра Blu-Ray 3D, авторазгон ядра до частоты 1350 МГц. Фактически увеличение быстродействия графики Intel HD Graphics 2000/3000 стало возможным благодаря изменению общей архитектуры процессора.
Заканчивая описание архитектуры Intel Sandy Bridge, хочется упомянуть об еще одном, на наш взгляд, очень серьезном нововведении, которому многие не придают особого значения. Речь идет о внедрении набора инструкций AVX (Advanced Vector Extensions), который работает с 256-битовыми векторными операциями и потенциально способен заметно ускорить работу с разного рода данными. По заявлениям компании Intel, скорость работы некоторых алгоритмов с использованием нового набора инструкций AVX может увеличиться на 90%. Так что, очередь только за разработчиками программного обеспечения.
Мы уделили столько внимания анализу микроархитектуры Intel Sandy Bridge неспроста. Дело в том, что следующее поколение процессоров Intel Ivy Bridge использует практически ту же самую архитектуру, лишь с незначительными усовершенствованиями. Напомним, что выпуск поколений процессоров Intel осуществляется по, так называемой, схеме «тик-так». На «тик» осуществляется переход на новый техпроцесс без смены архитектуры, а на «так» - смена архитектуры.
Такая стратегия у Intel наблюдается в течение уже нескольких лет, и, похоже, компания не собирается от нее отказываться. Выпуск процессоров Intel Ivy Bridge попал на «тик», то есть произошел переход с 32-нм техпроцесса на 22-нм техпроцесс. Но отличия между Intel Sandy Bridge и Intel Ivy Bridge, пусть небольшие, но все же, есть. В первую очередь это касается встроенного видеоядра. Чтобы лучше понять, о чем идет речь, давайте взглянем на фотографии кристаллов обоих процессоров.
На первом снимке представлен кристалл 4-ядерного процессора семейства Intel Sandy Bridge, а на втором - 4-ядерного процессора семейства Intel Ivy Bridge. Обе фотографии сделаны в одинаковом масштабе. Как видим, видеоядро в Intel Ivy Bridge, которое получило название Intel HD Graphics 4000, увеличилось в размерах. Теперь оно насчитывает шестнадцать исполнительных модулей, вместо двенадцати у Intel Sandy Bridge. Кроме того, до версии 2.0 обновился аппаратный перекодировщик видео QuickSync, который должен демонстрировать удвоенную скорость работы, добавилась поддержка библиотек DirectX 11, OpenGL 3.1, OpenCL 1.1 (на этот раз — аппаратная, а не эмуляция на x86-ядрах), разрешений до 4096×4096, а также возможность вывода изображения на три экрана.
Увеличилось и общее количество используемых транзисторов. У самой сложной версии чипа Intel Sandy Bridge насчитывалось 995 млн. транзисторов при площади кристалла 216 кв. мм., тогда как у Intel Ivy Bridge - 1,4 млрд. транзисторов при площади кристалла 160 кв. мм.
Уменьшение площади кристалла сыграло злую шутку с новыми процессорами. Несмотря на многообещающую энергоэффективность 22-нм техпроцесса, греются они довольно сильно. Как следствие, разгонный потенциал у Intel Ivy Bridge получился не такой большой, как у Intel Sandy Bridge. Действительно, меньшая площадь кристалла позволяет рассеивать пропорционально меньшее количество энергии, так как удельная теплопроводность кремния на единицу сечения не изменилась.
Процессор Intel Sandy Bridge со снятой теплораспределительной крышкой
Процессор Intel Ivy Bridge со снятой теплораспределительной крышкой
Второй причиной повышенного нагрева является использование для контакта кристалла с крышкой процессора термоинтерфейса с меньшей теплопроводностью. На данных фотографиях хорошо заметно, что в Intel Sandy Bridge применяется безфлюсовая пайка металла, а в Intel Ivy Bridge - термопаста. Причем, как позже выяснили оверклокеры, термопаста далеко не лучшего качества. Единственное разумное объяснение такой ситуации - экономия при производстве. Но, справедливости ради стоит отметить, что на штатных частотах температура процессора Intel Ivy Bridge остается в пределах нормы, повышенный нагрев наблюдается только при разгоне.
Если рассматривать изменения в архитектуре процессора, то, как мы уже говорили выше, их практически не наблюдается. Конечно, есть усовершенствования на уровне регистров, а также ускорения выполнения некоторых операций. Мы посчитали, что их простое перечисление вряд ли будет интересно большинству читателей, тем более не сильно вникающих в низкоуровневую структуру работы процессора. Поэтому лишь отметим, что в большинстве случае прирост в быстродействии процессора семейства Intel Ivy Bridge есть, а вот насколько он большой и как заметен в конкретных приложениях, вы сможете узнать из второй части статьи.
Рассмотренные выше процессоры Intel Sandy Bridge и Intel Ivy Bridge являются массовыми решениями, потому что в большинстве случае именно они устанавливаются на платформы Intel. Но в модельном ряду Intel есть семейство процессоров Sandy Bridge-E (под Socket LGA2011), которое можно охарактеризовать не иначе как «топ-уровень» или «экстрим уровень». Технические характеристики процессоров Sandy Bridge-E роднят их, скорее с серверными моделями, чем с настольными. Хотя, если взглянуть на архитектуру Intel Sandy Bridge-E, то это все тот же самый Intel Sandy Bridge, правда, с некоторыми доработками.
Основное отличие заключается в отсутствии встроенного видеоядра. Честно говоря, в процессоре такого уровня оно и не особо-то нужно. Действительно, покупая CPU стоимостью 350 - 1000 долларов, вряд ли у пользователя не найдется денег на дискретную видеокарту. Увеличился и объем кэш-памяти третьего уровня L3. В старших 6-ядерных моделях он может достигать 15 МБ, тогда как у «обычных топовых» Intel Core i7 всего лишь 8 МБ. И последним существенным отличием является наличие у Intel Sandy Bridge-E 4-канального контроллера памяти, тогда как все процессоры под разъем Intel LGA1155 поддерживают только 2-канальную память.
Все это сказалось на размерах кристалла и самого процессора в частности. Все модели CPU Intel Sandy Bridge-E используют одинаковый кристалл, размером 434 кв. мм., состоящий из 2,27 миллиарда транзисторов. Для сравнения, 4-ядерные модели Sandy Bridge состоят из 995 миллионов транзисторов и их размер - 216 кв. мм., в то время, как 4-ядерные CPU Ivy Bridge включают в себя более 1,4 миллиарда транзисторов, а их размер составляет 160 кв. мм.
Главным недостатком процессоров Intel Sandy Bridge-E является увеличенный тепловой пакет. В старшей 6-ядерной модели он равняется 150 Вт. Но, опять же, верится с трудом, что у пользователей, отдающим предпочтение платформе Intel LGA2011, не найдется лишних 50-80 долларов на хороший процессорный кулер.
Процессоры AMD
По сравнению с Intel у компании AMD наблюдается немного другая стратегия развития по части процессоров. Так, здесь прослеживается четкое разделение модельного ряда на две части: с интегрированным видеоядром и без. Совокупность процессорных разъемов также более разнообразно - Socket AM3, Socket AM3+, Socket FM1, Socket FM2. Перед более детальным анализом каждого семейства CPU, сразу стоит отметить, что у компании AMD нет аналога процессорам Intel Sandy Bridge-E (Socket LGA2011) в плане производительности. То есть при сборке экстремального компьютера топ-уровня у пользователя просто нет альтернативы платформе Socket LGA2011.
Зато в массовом сегменте рынка у AMD представлено довольно много моделей. Начнем анализ модельного ряда AMD с процессоров без встроенного видеоядра. На сегодняшний день этому критерию соответствуют две платформы: Socket AM3 и Socket AM3+. Процессоры под разъем Socket AM3 по компьютерным меркам появились довольно давно, еще в начале 2009 года, как ответ первому поколению CPU Intel Core i7/i5/i3. Нужно признать, что ответ у AMD получился довольно ощутимым, как в плане стоимости, так и производительности. Недаром же эти процессоры еще полным ходом продаются и сегодня, в то время как первое поколение Intel Core i7/i5/i3 полностью исчезло с прилавков магазинов, уступив место Intel Sandy Bridge / Ivy Bridge.
Благодаря платформе Socket AM3 компания AMD сделала большой шаг вперед в развитии процессоров. В первую очередь состоялся полностью переход на новый 45-нм техпроцесс (прежде использовался 65-нм). Это позволило заметно увеличить число транзисторов (с 450 до 758 миллионов), вместе с тем уменьшив площадь кристалла с 285 кв. мм до 258 кв. мм. У «топовых» моделей был увеличен объем кэш-памяти третьего уровня L3 с 2 МБ до 6 МБ, правда она по-прежнему оставалась общей для всех ядер. Также добавилась поддержка памяти DDR3, возросла тактовая частота, было улучшено предсказание ветвлений и оптимизировано исполнение некоторых инструкций.
Все это позволило значительно увеличить производительность процессоров, построенных на архитектуре K10.5, по сравнению с предыдущим поколением CPU. К тому же внедрение меньшего техпроцесса и использование усовершенствованной технологии энергосбережения Cool'n'Quiet 3.0 позитивным образом сказалось на энергопотреблении процессора, как в работе, так и в простое. Это в свою очередь, увеличило его разгонный потенциал.
Кроме того, интерес со стороны оверклокеров и простых пользователей к платформе Socket AM3 усилился после выпусков трехъядерных моделей. Мало того, что такие процессоры сами по себе обладают отличным показателем в плане «цена/возможности», так еще всегда есть вероятность удачно разблокировать 4-ое ядро и совершенно бесплатно получить большую производительность. Плюс в ограниченном объёме выпускались 2-ядерные модели, которые можно было превратить в 4-ядерные, а также 1-ядерные, имеющие второе скрытое ядро.
Еще одним не менее важным фактором, повлиявшим на такую популярность процессоров с архитектурой K10.5, была их большая «апгрейдопригодность». Они без проблем (в некоторых случаях после простого обновления BIOS) работают на платформах Socket AM2+/ Socket AM3 / Socket AM3+. Это дало пользователям возможность постепенно улучшать свое «железо», а не сразу менять всю систему при очередном апгрейде.
Но с выпуском 6-ядерных AMD Phenom II X6, потенциал процессоров семейства K10.5 был фактически исчерпан. Следующим шагом в развитии платформы Socket AM3 стало появление платформы Socket AM3+ и новых процессоров под нее.
На сегодняшний день под разъем Socket AM3+ на рынке представлены процессоры с двумя типами архитектуры: Bulldozer и Piledriver. Причем с технологической точки зрения именно архитектура Bulldozer для компании AMD стала большим шагом вперед, а Piledriver, по сути, представляет собой просто немного улучшенную версию Bulldozer. Не правда ли это очень напоминает ситуацию с выходом процессоров Intel поколений Sandy Bridge / Ivy Bridge? Но давайте обо всем по порядку.
2276 визитов ↳ 9 ответов | Ваше мнение о материале | Голосовало: 1 |
1 2 » | |
Сергей @rayven 27.04.2013 00:10:451
0
материал
| |
1-6 7-9 | |