1.2 Микропроцессор

Современный процессор для ПК  – это сложнейшее устройство с мно-жеством технических характеристик. И однозначного ответа на вопрос, какой процессор лучше, просто не существует в силу того, что нельзя все характеристики процессора свести к единому интегральному критерию, который мог бы служить показателем его качества. Существует 2 основные разновидности выпускаемых процессоров: Intel (смотри рисунок 1.2.1) и AMD (смотри рисунок 1.2.2).

Рисунок 1.2.1 – Процессор IntelРисунок 1.2.2 – Процессор AMD

Если попытаться классифицировать все характеристики современных процессоров с точки зрения пользователя, то можно выделить четыре основные группы:

• энергоэффективность;

• функциональные возможности;

• производительность;

• стоимость.

Энергоэффективность

Еще два-три года назад выбор процессора для ПК ограничивался рассмотрением двух составляющих  – производительности процессора и его стоимости, причем на производительность процессора однозначно указывала его тактовая частота. Однако времена меняются, и уже сейчас сводить все только к производительности и стоимости  – значит сильно упрощать реальную ситуацию. Кроме абсолютной производительности процессоры принято характеризовать энергоэффективностью, то есть производитель-ностью в расчете на ватт потребляемой электроэнергии. Ранее, когда пот-ребляемая процессором мощность составляла всего несколько десятков ватт, на такую характеристику, как энергоэффективность, просто не обращали внимание. Однако при достижении потребляемой процессором мощности рубежа в 100 Вт и даже его превышении энергоэффективность стала одной из важнейших характеристик процессора.

И дело даже не только (и не столько) в том, что чем выше потребляемая процессором мощность, тем больше приходится платить за электроэнергию (в России эта проблема не столь актуальна), а в том, что процессоры с высоким энергопотреблением трудно охлаждать. Приходится использовать массивные и шумные кулеры, что исключает возможность создавать малошумные ПК. Естественно, оптимальным решением будет производительный процессор с низким энергопотреблением, что, собственно, и отражено в понятии энергоэффективности.

Понятно, что энергоэффективность процессора, как и его производи-тельность, не имеет численного выражения и в этом смысле не является технической характеристикой процессора. В то же время энергоэффек-тивность зависит от таких характеристик, как микроархитектура процессора, технологический процесс производства, тактовая частота, потребляемая мощность и поддержка процессором функции энергосбережения.

Функциональные возможности

роме производительности и энергоэффективности, современные процес-соры характеризуются набором поддерживаемых технологий. К примеру, современные процессоры Intel (в зависимости от модели) поддерживают такие технологии, как технология виртуализации Intel Virtualization Technology (Intel VT), технология защиты от вирусов Execute Disable Bit, технология 64-разрядных вычислений Intel Extended Memory 64 Technology (Intel EM64T), технология защиты от перегрева Intel Thermal Monitor 2, технологии энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep и Enhanced Halt State (C1E).

В процессорах AMD тоже присутствуют аналогичные технологии, но называются они по-другому, да и реализованы несколько иначе. К примеру, в зависимости от модели, в процессорах AMD могут поддерживаться технология 64-разрядных вычислений AMD 64, технология антивирусной защиты NX Bit, технология виртуализации AMD Virtualization и технология энергосбережения AMD Cool ‘n’ Quiet.

Производительность

Под производительностью процессора принято понимать скорость вы-полнения им задачи (какого-либо приложения), то есть чем меньше времени затрачивает процессор на реализацию той или иной задачи, тем выше его производительность. Казалось бы, такой подход к понятию производительности процессора вполне логичен. Однако не все так просто. Рассмотрим простой пример. Пусть имеется два процессора и два прило-жения. Первый процессор демонстрирует более высокую производительность в первом приложении, а второй процессор  – во втором. Возникает вопрос: какой из двух процессоров считать более производительным? Ответ: какие-то процессоры демонстрируют более высокую производительность на одном наборе приложений, а какие-то – на другом. В этом смысле более корректно говорить не об абсолютной производительности процессора (как о некой абсолютной истине), а о производительности на наборе приложений.

На производительность влияют:

• Его микроархитектура;

• Размер кэша;

• Тактовая частота;

• Количество ядер процессора.

Напомним, что, кроме одноядерных, в настоящее время существует большое многообразие двухъядерных процессоров для ПК. Собственно, переход от одноядерных процессоров к многоядерным  – это современный тренд в развитии процессоров. Причина перехода к многоядерности вполне очевидна. Дело в том, что на протяжении всей истории развития процессоров одним из самых эффективных способов увеличения производительности являлось наращивание тактовой частоты. В то же время увеличение тактовой частоты приводит к нелинейному росту потребляемой процессором мощности со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями. Собственно, энергопотребление процессоров сегодня уже достигло той критической отметки, когда дальнейшее увеличение тактовой частоты стало невозможным, поскольку процессоры просто нечем будет охлаждать. А это означает, что возникла необходимость в поиске кардинально иных способов увеличения производительности процессоров, и один из них – переход от одноядерных процессоров к двухъядерным и многоядерным. Причем это действительно революционный шаг в развитии процессоров, поскольку он не просто меняет архитектуру процессоров, но и требует изменения всей инфраструктуры, включая программное обеспечение. Дело в том, что многоядерные процессоры могут дать выигрыш по производительности только в том случае, если используется оптимизированное под многоядерность, хорошо распараллеливаемое программное обеспечение (операционная система и приложения). Если программный код написан так, что подразумевает только последовательное выполнение инструкций, то от многоядерности проку не будет.

Модельный ряд процессоров Intel

Современный модельный ряд процессоров Intel для ПК довольно широк и включает несколько семейств:

• Intel Core 2 Duo и Intel Core 2 Extreme;

• Intel Pentium Processor Extreme Edition;

• Intel Pentium D;

• Intel Pentium 4;

• Intel Celeron D.

Модельный ряд процессоров AMD

Процессоры компании AMD имеют не менее богатую историю, чем процессоры Intel, и столь же разнообразны. Во всех процессорах AMD (за исключением отдельных моделей семейства Sempron) реализована технология AMD 64 (поддержка 64-разрядных вычислений. Модельный ряд процессоров AMD, ориентированных на настольные компьютеры, включает следующие серии:

Модельный ряд процессоров AMD, ориентированных на настольные компьютеры, включает следующие серии:

• AMD Athlon 64 FX;

• AMD Athlon 64 X2 Dual-Core;

• AMD Athlon 64;

• AMD Sempron.

Цены на процессоры

Пожалуй, один из наиболее спорных моментов при сравнении про-цессоров – это их стоимость. Во-первых, цены на процессоры постоянно ме-няются. Во-вторых, существуют понятия розничной, дилерской и закупочной цены. В-третьих, применяются два типа поставки процессоров: коробочная (BOX), когда процессор продается вместе с кулером, и OEM-поставка – без кулера. Естественно, что цены на эти варианты поставок различаются. В-четвертых, стоимость существенно зависит от конечного продавца и той маржи, которую он пытается получить на продаже процессоров.