|
| |
Что такое процессоры
"Сердце" материнской платы - процессор, точнее главный процессор (Central
Processing Unit, CPU). Подобные процессоры находятся не только в PC.
Процессором, грубо говоря, оборудована каждая современная стиральная машина или
микроволновая печь. CPU регулирует, управляет и контролирует рабочий процесс. На
материнской плате имеется, естественно, не только процессор. Он находится в
постоянном взаимодействии с другими элементами материнской платы до тех пор,
пока PC включён.
Конечно же, процессоры отличаются друг от друга. На рынке PC имеется признанный
лидер - фирма Intel, которая является (и была) "домашним" и "дворовым"
поставщиком CPU для IBM - совместимых PC. Выпускают CPU и другие фирмы, наиболее
известными из них являются AMD (Advanced Micro Devices) и Cyrix.
Процессоры, как и все электрические схемы, подразделяются по типам. Для PC
обозначение CPU начинается с 80, затем следуют две или три цифры, которые при
необходимости дополняются буквами или цифрами, указывающими тактовую частоту
процессора.
Перед обозначением типа процессора чаще всего имеется сокращение,
идентифицирующее изготовителя. Например, маркировка i80486DX-50 указывает
процессор типа 80486, изготовленный фирмой Intel, работающий на тактовой частоте
50 МГц. Микросхемы фирмы AMD маркируются префиксом AMD, а процессоры Cyrix - CX
При запуске PC эти буквы появляются на экране монитора перед номером типа
процессора. Процессоры других изготовителей, установленные не как CPU, уже
трудно идентифицировать. Обозначение "80" перед номером типа процессора часто
опускают. При этом марку "386" имеют не только процессор 80386, но и все
периферийные микросхемы, расположенные на материнской плате.
Производительность CPU характеризуется следующими основными параметрами:
Степень интеграции
Внутренняя и внешняя разрядность обрабатываемых данных
Тактовая частота
Память, к которой может адресоваться CPU
Объемом установленной кэш-памяти
Кроме того , CPU различаются по технологии производства , напряжению питания ,
форм-фактору и др.
СТЕПЕНЬ ИНТЕГРАЦИИ.
Степень интеграции микросхемы (чипа) показывает , сколько транзисторов может в
ней уместится. Для процессора PENTIUM (80586) Intel - это приблизительно 3 млн
транзисторов , расположенных на площади 3.5 см2.
ВНУТРЕННЯЯ РАЗРЯДНОСТЬ ДАННЫХ.
Одной из основных характеристик процессора является количество бит , которое он
может обрабатывать одновременно . Для примитивных арифметических команд ,
выполняющихся внутри CPU , важно , сколько бит могут обрабатываться одновременно
: 16, 32 или 64.
ВНЕШЯЯ РАЗРЯДНОСТЬ ДАННЫХ.
Процессор управляет системой, обмениваясь данными с кэш-памятью , RAM и другими
устройствами по специальным магистралям, называемым шинами.
Важнейшими характеристиками шины являются ее разрядность и тактовая частота,
потому что они определяют количество бит информации в секунду, которые
теоретически можно передавать по шине, - пропускную способность шины.
Тактовая частота современных процессоров превысила 300 Мгц и приближается к
1Ггц, а тактовая частота системной шины составляет, как правило, лишь 66 Мгц (в
последних моделях материнских плат- 100 и 133 Мгц ) , поэтому разрядность
системной шины важна для эффективной работы CPU.
Процессоры AMD
Компания Advanced Micro Devices усиливает давление на своего конкурента Intel: в
ближайшее время AMD выпустила еще более быстродействующие процессоры Athlon и
Duron для настольных ПК.
AMD собирается донимать Intel частыми обновлениями процессоров Athlon, начиная с
версии 1,2 ГГц. Недавно шеф AMD Джерри Сандерс (Jerry Sanders) заявил, что
компания ставит перед собой цель довести к январю тактовую частоту процессоров
Athlon для настольных ПК до 1,5 ГГц. Для этого AMD придется выпускать новый
Athlon приблизительно каждые пять-шесть недель. Первым шагом на пути к этому, по
словам источников, станет версия 1,2 ГГц, затем последует микропроцессор Duron с
тактовой частотой 800 МГц.
Компания работает также над повышением общей производительности систем, готовя к
концу года новый чипсет AMD 620 для систем Athlon. Он будет управлять системной
шиной 266 МГц и поддерживать память Double Data Rate SDRAM. AMD утверждает, что,
несмотря на повышение производительности, новые чипсет и память приведут к
весьма незначительному увеличению стоимости ПК.
В то время как AMD несется на всех цилиндрах, Intel пробуксовывает. Не так давно
компании пришлось отозвать процессоры Pentium III 1,13 ГГц, а затем перенести
дату выпуска нового процессора Pentium 4 из-за проблем, связанных с чипсетом
Intel 850. Поставки процессора Pentium III 1 ГГц крупными партиями только
начинаются.
Компания Advanced Micro Devices выпустила новые модели настольных
микропроцессоров Athlon и Duron с повышенной тактовой частотой и снизила цены на
предыдущие модели.
AMD выпустила процессор Athlon 1,2 ГГц для высокопроизводительных настольных
систем и процессор Duron 800 МГц для недорогих ПК. Athlon 1,2 ГГц - самый
быстродействующий на сегодняшний день микропроцессор для ПК. Однако для
покупателей еще важнее то, что с его выпуском AMD проводит значительное снижение
цен, которое непременно отразится на стоимости систем.
Оптовые цены почти на все модели микропроцессоров Athlon снизились почти
наполовину. Athlon 1,1 ГГц подешевел на 46% с 853 до 460 $, Athlon 1 ГГц - на
43% с 612 до 350 $, а Athlon 950 МГц - на 39% с 460 до 282 $. Новый Athlon 1,2
ГГц стоит 612 $. Для сравнения, в марте Athlon 1 ГГц стоил 1299 $.
Chip.de протестировал Duron, правда, к сожалению, под рукой у немцев не
оказалось односкоростного Celeron или PIII, так что в испытаниях Duron 650MHz
пришлось довольствоваться PIII-750 и PIII-600EB (наряду с K75/Athlon 650MHz).
Duron-650 показал себя так:
- Bench32 Dhrystones (т.е. проверка FPU) -- на 5.9% быстрее PIII-750, 0.1%
медленнее, чем K75-650.
- Bench32 Whetstones (целочисленная арифметика) -- 5.9% быстрее, чем PIII-600EB,
и на 0.2% быстрее K75-650.
- Chipmark: Productivity -- на 0.1% медленнее PIII-600EB, на 2.3% быстрее
K75-650.
- Chipmark: Creativity -- на 8.6% быстрее, чем PIII-600EB, на 4.8% медленнее,
чем K75-650
- Chipmark: Entertainment -- на 14.7% быстрее PIII-750, на 16.9% медленнее
K75-650
- Quake 3 (1024x768) -- 3.6% быстрее PIII-600EB, на 1.1% медленнее, чем K75-650.
Ну что ж, если верить этим цифрам, результаты вполне достойные. Подумывающим об
апгрейде своего боевого коня надо посматривать в сторону новых процессоров AMD.
на начало
Процессоры Intel
Процессор Pentium 4 построен на основе микроархитектуры Intel NetBurst. Это
первая принципиально новая микроархитектура процессоров для настольных ПК,
разработанная фирмой за последние пять лет, с тех пор как в 1995 году был
выпущен процессор Pentium Pro с микроархитектурой P6. В архитектуре NetBurst
используется несколько новых технологий: гиперконвейерная технология (Hyper
Pipelined Technology) с глубиной конвейера, вдвое превышающей таковую в Pentium
III; ядро быстрого выполнения (Rapid Execution Engine), повышающее
производительность при работе с целочисленными данными за счет работы на
удвоенной тактовой частоте по сравнению с частотой основного ядра; и кэш-память
с отслеживанием выполнения (Execution Trace Cache), хранящая уже
"декодированные" команды; таким образом устраняется задержка при анализе
повторно исполняемых участков кода.
Процессор Pentium 4 содержит 42 млн транзисторов на кристалле, снабжен
кэш-памятью объемом 256 Кбайт и имеет 144 новые инструкции - так называемые
потоковые SIMD-расширения-2 (SSE2), ускоряющие обработку блоков данных с
плавающей запятой. В качестве основы платформ на базе Pentium 4 применяется
чипсет Intel 850. Это пока единственный набор микросхем на рынке, разработанный
для нового процессора. Чипсет поддерживает двухканальную память Rambus Direct
RAM (RDRAM) с пропускной способностью 1,6 Гбайт/с по каждому каналу и системную
шину с тактовой частотой 400 МГц и пропускной способностью до 3,2 Гбайт/с. На
самом деле тактовая частота системной шины равна 100 МГц, а за один такт
выполняется четыре операции (аналогичное решение применяется в AGP 4x). Intel
также представила первую системную плату ATX D850GB для настольных ПК на базе
нового чипсета.
С началом производства Pentium 4 выпуск предыдущей модели Pentium III не
прекратится, а будет лишь плавно уменьшаться. В четвертом квартале текущего
года, по данным Intel, соотношение объемов поставок данных процессоров составит
соответственно 12 и 88%, в третьем квартале 2001 года - 29 и 71%, и только в
первом квартале 2002 года объемы поставок сравняются. Следовательно, Pentium III
еще рано сбрасывать со счетов.
В настоящее время выпускаются 1,4- и 1,5-ГГц версии Pentium 4. Они производятся
по 0,18-микронной технологии. Компания Intel, понимая всю сложность ситуации с
микросхемами памяти Rambus Direct RAM (128 Мбайт памяти RDRAM), решила
поставлять процессоры Pentium 4 в штучной упаковке как отдельно, так и в
комплекте со 128 Мбайт Rambus. Выпуск чипсета Brookdale, поддерживающего память
SDRAM, намечен лишь на середину 2001 года.
По результатам SPEC CPU 2000 показатели производительности нового процессора
Pentium 4 составили:
в тесте SPECint 2000 - 535 (для Pentium III 1 ГГц - 448), SPECfp 2000 - 558
(318).
По данным Intel, 1,5-ГГц Pentium 4 ускоряет работу системы с различными
интернет-технологиями, такими как Macromedia Flash, XML, Java, Cycore Cult 3D,
Windows Media, на 22-59% по сравнению с аналогичными системами на базе
процессора Pentium III 1 ГГц. Согласно результатам сравнительных испытаний
систем с разным значением тактовой частоты процессора, повышение тактовой
частоты на 100% приводит к увеличению производительности системы на 82-88%.
Отсюда следует, что при полуторакратном повышении частоты процессора (с 1 ГГц до
1,5 ГГц - без учета новых технологий) следует ожидать увеличения
производительности на 42-44%.
Выходит, Pentium 4 1,5 ГГц почти не отличается по производительности от
предполагаемого Pentium III 1,5 ГГц? Технический специалист российского
представительства Intel объяснил полученный результат тем, что важную роль
играет оптимизация под новую архитектуру ПО и технологий. "Можно написать
программу, которая на Pentium III будет работать быстрее, чем на Pentium 4, а
можно, естественно, и наоборот", - пояснил он. Производители компьютеров на базе
Pentium 4 утверждают, что оптимизированные версии уже существующих
CAD-приложений "просто летают" на новых системах. Остается дождаться
оптимизированных версий остальных программных продуктов. Что касается игр, то,
по словам того же представителя Intel, они уже "насытились" производительностью
процессоров и увеличение тактовой частоты выше 700-800 МГц не дает ожидаемых
результатов. Здесь можно надеяться на выигрыш за счет либо использования нового
расширения команд SSE2, либо исключения других узких мест в архитектуре
компьютера.
Таким образом, на первое место отныне выходит именно оптимизация ПО под
конкретную архитектуру и даже под конкретную модель процессора. Это относится и
к тестам производительности - реальное быстродействие систем можно оценить
только на реальном программном обеспечении. Так что "гонка за гигагерцами"
плавно переходит в соперничество микропроцессорных архитектур. Даст ли это
качественный скачок в развитии технологий? Вопрос пока остается открытым...
|
