Швидкодія сучасних процесорів. Огляд сучасних процесорів

I. У чому міряють процесори?

Існує одна дуже серйозна проблема сучасної комп'ютерної техніки в цілому і процесорів зокрема - як незалежно і однозначно оцінити швидкість роботи комп'ютера? До недавнього часу багато порівнювали швидкість процесорів між собою по їх тактовій частоті. Переважна більшість покупців комп'ютерів думали, що, наприклад, комп'ютер з процесором "дві тисячі чогось там" буде швидше ніж "тисяча вісімсот". А процесор "дві з половиною тисячі" ще швидше. Це було вірно лише частково, тому що навіть тоді, крім "тисяч чогось там" у процесорів були і інші характеристики: частота системної шини - тобто швидкість, з якою процесор "спілкується" з іншими деталями комп'ютера; розмір кешу - тобто розмір внутрішньої, власної пам'яті процесора. Наприклад, іноді процесор Pentium IV 2,8 ГГц з частотою системної шини 400 МГц працював в деяких програмах повільніше, ніж процесор Pentium IV 2,6 ГГц, але з частотою системної шини 533 МГц. В цьому випадку показник власної частоти - 2,8 ГГц (або "дві тисячі вісімсот мегагерц") був абсолютно необ'єктивним і не

відображав реальну швидкістьроботи процесора.

А зараз ситуація стала ще гірше. Корпорації Intel і AMD стали збільшувати швидкість роботи своїх процесорів не за рахунок частоти, а за рахунок інших параметрів - внутрішньої схеми і багатоядерності. Тобто, перше - була значно поліпшена внутрішня схема процесора, за рахунок чого процесор став обробляти більшу кількість інформації за один такт своєї роботи. Друге, було прийнято одне з найбільш революційних рішень: замість подальших напрягов зі збільшенням швидкості роботи одного процесора інженери взяли і вставили в одну фізичну мікросхему два процесори відразу, або навіть чотири. Такі рішення отримали назви двоядерних і чотириядерні. Логічно припустити, що два процесори разом можуть обробляти більшу кількість інформації, ніж один,

відповідно і працювати вони разом будуть швидше. Що, загалом-то, і підтвердила практика. При фізичної власній частоті процесора, наприклад, 1,86 ГГц нові двоядерні процесори працюють в кілька разів швидше, ніж їхні попередні побратими Pentium IV з частотою 3,2 ГГц або навіть 3,4 ГГц. При цьому нові процесори набагато менше гріються і споживають набагато менше електроенергії.

Але як точно порівняти швидкість роботи нових процесорів зі старими? У чому виміряти швидкість роботи, в яких одиницях? Якщо раніше, повторюю, люди дивилися на частоту процесора (хоча це і тоді було не зовсім вірно), то як зараз оцінити швидкість? У чому? Це настільки незрозуміло

людям непосвяченим в ці тонкощі, що багато хто починає вже самі собі придумувати якісь незрозумілі порівняння. Наприклад, існує твердження, що частоту процесора треба множити на кількість ядер. Мовляв, якщо двоядерний процесорз частотою 1,86, значить, кожне ядро ​​працює на 1,86, значить весь процесор працює на 3,72. Я Вам от що скажу - це повна нісенітниця. От не можуть люди зрозуміти, що процесор вага цілком і повністю працює на 1,86 ГГц, а швидкість досягається за рахунок більш досконалої внутрішньої схеми і оптимізації програм під багатоядерність за рахунок чого реальна його швидкість роботи з програмами може зрівнятися і з гіпотетичним Pentium IV 4 , 5, або, напевно, навіть з 5,0.

Щоб не забивати голову покупцям зі всякими там частотами, кешами та іншими характеристиками, корпорація Intel давно вже зробила логічний маркетинговий хід - ввела номер процесора. Поясню: кожне технічне виріб має певний номер моделі, який точно і однозначно визначає деякий пристрій з певними технічними характеристиками. І, цілком логічно, що чим вищий цей номер, тим новіше модель і, відповідно, вище і краще технічні характеристики. Введення процесорного номера дуже полегшує вибір необхідної покупки для покупця. Тепер не треба вникати в частоти, кеші, шини, тепер треба просто знати номер (модель) процесора. При всіх інших рівних умовах процесор, наприклад, Core 2 Duo E8400 буде потужнішим, ніж Core 2 Duo E7400. І Вам не потрібно знати, що у Core 2 Duo E7400 частота 2,8 ГГц, системна шина 1066МГц, кеш 3Мб, а у Core 2 Duo E8400 - 3 ГГц, шина 1333МГц, кеш 6Мб. Всіх цих цифр Вам знати, а тим більше розбиратися в них, не потрібно !!! Досить порівняти два числа: 7400 і 8400. Ну, і, звичайно ж, подивитися різницю в ціні.

А тепер розглянемо, які ж саме процесори випускають на сьогоднішній день наші шановні всесвітні глобальні виробники, в яких випадках і для яких цілей ці процесори можна використовувати.

II. Процесори Intel.
II.1 Навіщо таке розмаїття.
Ви знаєте, розповім Вам по секрету, на одному з семінарів Intel для продавців представник компанії заявив нам, що Intel настроює всіх продавців намагатися умовляти покупців на найпотужніші, найостанніші і, природно, найдорожчі моделі процесорів. В принципі, це правильно, і справа тут не тільки в тому, що Intel таким чином намагається просто збільшити прибуток. Справа в тому, що купуючи один з найбільш швидкісних або навіть самий швидкісний процесор на сьогоднішній день Ви отримуєте максимальну віддачу від Вашого комп'ютера і можете виконувати широке коло завдань.

Але, проводячи подібні тренінги для продавців, компанія Intel трохи лукавити, тому що в той же самий час сама створює величезний модельний ряд абсолютно нових процесорів від найпростіших і дешевих до найшвидших і дорогих. Такий широкої номенклатури процесорів, яка існує на сьогоднішній день у Intel, не було ніколи в історії цієї компанії.

Чому так відбувається? Справа в тому, що більшість покупців нових комп'ютерів можливо дуже мало в них розбираються або, навіть, взагалі нічого про комп'ютери не знають. Але практично всі чули про те, що комп'ютери дуже швидко розвиваються, мало не з кожним днем ​​стають дедалі потужнішими й могутніше. Це абсолютно правильно, але ось в чому справа: за останні роки комп'ютери настільки пішли вперед, настільки розвинулися, що навіть найдорожчі з нових сучасних комп'ютерівлегко справляються з дуже широким колом завдань.

Якщо навіть взяти комп'ютер на базі самого "слабкого" з сучасних процесорів Intel - Celeron 430, то на такому комп'ютері з легкістю можна виконувати будь-які офісні роботи: Набір тестів, рефератів, курсових, дипломних робіт, можна готувати докторські дисертації, можна працювати в Інтернет, вивчати англійську та інші мови, можна дивитися фільми і слухати музику, вести бухгалтерію декількох підприємств. До чого я це все говорю: купуючи комп'ютери на дуже потужних і дорогих процесорах на сьогоднішній день Ви, можливо, переплачує за ті можливості, які, швидше за все, не будете використовувати.

Саме тому й існує така різноманітність процесорів. Щоб кожен міг підібрати комп'ютер максимально підходить як за характеристиками, так і за ціною.

II.2 Модельний ряд процесорів Intel.
Якщо раніше всі процесори від Intel розділялися на дві великі групи - Celeron і Pentium, то сучасні процесори від Intel на сьогоднішній день можна розділити на 4 великі групи:

1. Celeron.
2. Pentium Dual Core.
3. Core 2 Duo.
4. Quad Core.

Ще буквально два моменти по Intel: перше - у Вас може виникнути питання: "А куди подівся процесор Core 1 Duo або просто Core Duo? Адже якщо існує Core 2 Duo, то по ідеї повинен бути такий же процесор, але без 2. "Все вірно, такий процесор існує, але випускається він тільки в спеціальних модифікаціях для ноутбуків, а для настільних комп'ютерів такого процесора не існує. Друге - в прайс-листах Ви можете побачити групу процесорів в назві яких є слово Xeon. Не зважайте на ці процесори, вони існують для спеціальних потужних комп'ютерів-серверів, призначених для управління комп'ютерними мережами. У звичайних настільних комп'ютерах процесори Xeonне застосовуються.

III. Процесори AMD.
З випуском процесорів K6 і K6-2 компанія AMD стала повноцінним гравцем на ринку мікропроцесорів. Спочатку за процесорами від AMD закріпилася думка як про дешеві і досить швидких. Потім - як про недорогих і найшвидших. І коли ціна процесорів AMD майже зрівнялася з ціною процесорів від Intel, AMD довелося подумати і про дешеві сегментах ринку. Наслідуючи Intel з її процесорами Celeron AMD почала випускати свої процесори зі спрощеними характеристиками і недорогою ціною. Ці процесори отримали назву Duron. Через деякий час ці недорогі процесори стали називатися Sempron. На сьогоднішній день через конкурентної боротьби з Intel компанії AMD довелося значно знизити ціни на свої процесори, в результаті чого процесори Athlonвід AMD настільки подешевшали, що потреба в ще більш дешевих Sempron повністю відпала. Процесори Athlon на сьогоднішній день зайняли нішу недорогих продуктів, але на їх місце прийшли більш досконалі і потужні процесори Phenom.

На сьогоднішній день процесори від AMD діляться на три великі групи:

1. Athlon.
2. Phenom X3 - трьохядерні.
3. Phenom X4 - чотириядерні.

IV. Порівняння і висновки.
Як бачимо, на сьогоднішній день ціни на процесори від компанії AMD істотно нижче. А швидкість? Дуже складне питання, яке я ставив ще в першому розділі. Як в лоб поміряти швидкість двох процесорів і в чому? Існує величезна кількість найрізноманітніших тестових програм, за допомогою яких проводять тестування різні тестові лабораторії комп'ютерних журналів. Однак результатами цих тестувань варто довіряти лише частково.

Наприклад, якщо ми запускаємо тестову програму на комп'ютері на базі Celeron, то програма починає працювати в умовах саме цього комп'ютера, з тактовою частотою саме цього процесора, з цієї материнською платоюі т. д. Тобто, всі виміри програма виробляє в якихось відносних одиницях щодо саме цього комп'ютера. Якщо цю ж програму запустити на комп'ютері на базі Core 2 Duo, то програма буде проводити виміри в відносних одиницях вже цього - більш швидкого комп'ютера.

Звичайно ж, програміст намагається зробити програму незалежну від процесорів і комп'ютерів, але це досить складно. Тому що, знову ж таки, немає якихось єдиних відносних одиниць швидкості роботи процесора зокрема і комп'ютера в цілому.

Бувають випадки, коли програма свідомо оптимізована програмістом під один вид процесорів, наприклад, тільки під Intel або під AMD. І на процесорі від іншого виробника програма або зовсім не працює, або працює дуже повільно. Саме тому я б не радив довіряти різним тестовим програмам, а також результатами тестування на цих програмах.

Суб'єктивно, можна позапускать кілька програм, з якими Ви найчастіше працюєте, на декількох комп'ютерах і візуально порівняти, як швидко ці програми будуть працювати. Таким чином, Ви зможете суб'єктивно оцінити швидкість роботи різних комп'ютерів.

У будь-якому випадку необхідно розуміти, що чим вище модель процесора і, відповідно, його ціна, тим швидше працює сам процесор і комп'ютер, зібраний на його базі. Вам же залишається зіставити Ваші потреби від комп'ютера з Вашими фінансовими можливостями і зробити остаточний вибір.

Вдалих Вам покупок!

Процесори персональних комп'ютерів відповідають єдиним стандартом, який заданий фірмою Intel, Світовим лідером у виробництві процесорів для ПК. У старих комп'ютерах ми можемо знайти процесори типів PentiumII, Pentium III, в новітніх - Pentium 4. Фірма AMD випускає процесори, в загальному аналогічні интеловским, але називаються вони трохи інакше: K6 (пентіум другий), К7 або Athlon (пентіум третій). Тому AMD доводиться передбачати майбутнє індустрії, іноді випереджаючи Intel з її напівмільярдного доходами. Очікувати появи нових ідей у ​​відстає компанії - для неї це спосіб вижити. Але несподівано те, що іноді ці ідеї приймає на озброєння і Intel. Йдеться про IBM-сумісних персональних комп'ютерах. На нашому ринку, як, втім, і в світі, їх переважна більшість. У розрахунку саме на цей стандарт пишуться гри, програми та інше.

В основі будь-якої ПЕОМ лежить використання мікропроцесорів. Він є одним з найбільш важливих пристроїв в комп'ютері, яким звично характеризують рівень продуктивності ПК. Мікропроцесор є "мозком" і "серцем" комп'ютера. Він здійснює виконання програм, що працюють на комп'ютері, і керує роботою інших пристроїв комп'ютера. Коли вибирають собі комп'ютер, насамперед вибирають собі мікропроцесор, який буде відповідати вимогам, тих чи інших людей. Від процесора залежить, як швидко будуть запускатися програми, і навіть наскільки швидко буде відбуватися процес архівації даних в WinRAR, не кажучи вже про створення тривимірної анімації в 3D MAX Studio. З усього вище сказаного, я вважаю, що моя тема дуже актуальна і значима на сьогоднішній день.

Мета моєї роботи полягає в тому, щоб провести порівняння декількох найпопулярніших, на сьогоднішній день, процесорів і виявити лідера серед них.

мікропроцесор - центральний пристрій(Або комплекс пристроїв) ЕОМ (або обчислювальної системи), яке виконує арифметичні і логічні операції, задані програмою перетворення інформації, керує обчислювальним процесом і координує роботу пристроїв системи (запам'ятовуючих, сортувальних, введення - виведення, підготовки даних і ін.). В обчислювальній системі може бути кілька паралельно працюючих процесорів; такі системи називають багатопроцесорними. Наявність декількох процесорів прискорює виконання однієї великої або декількох (в тому числі взаємопов'язаних) програм. Основними характеристиками мікропроцесора є швидкодія і розрядність. Швидкодія - це число виконуваних операцій в секунду. Розрядність характеризує обсяг інформації, який мікропроцесор обробляє за одну операцію: 8-розрядний процесор за одну операцію обробляє 8 біт інформації, 32-розрядний - 32 біта. Швидкість роботи мікропроцесора багато в чому визначає швидкодія комп'ютера. Він виконує всю обробку даних, що надходять в комп'ютер і зберігаються в його пам'яті, під керуванням програми, також зберігається в пам'яті. Персональні комп'ютери оснащують центральними процесорами різних потужностей.

Функції процесора:

обробка даних по заданою програмоюшляхом виконання арифметичних і логічних операцій;

програмне керування роботою пристроїв комп'ютера.

Моделі процесорів включають наступні спільно працюючі пристрої:

Пристрій управління (УУ). Здійснює координацію роботи всіх інших пристроїв, виконує функції керування пристроями, керує обчисленнями в комп'ютері.

Арифметико-логічний пристрій (АЛП). Так називається пристрій для цілочисельних операцій. Арифметичні операції, такі як додавання, множення і ділення, а також логічні операції (OR, AND, ASL, ROL і ін.) Обробляються за допомогою АЛП. Ці операції складають переважну більшість програмного коду в більшості програм. Всі операції в АЛП виробляються в регістрах - спеціально відведених осередках АЛП. У процесорі може бути декілька АЛП. Кожне здатне виконувати арифметичні або логічні операції незалежно від інших, що дозволяє виконувати кілька операцій одночасно. Арифметико-логічний пристрій виконує арифметичні і логічні дії. Логічні операціїділяться на дві прості операції: "Так" і "Ні" ( "1" і "0"). Зазвичай ці два пристрої виділяються чисто умовно, конструктивно вони не розділені.

AGU (Address Generation Unit) - пристрій генерації адрес. Це пристрій не менш важливе, ніж АЛП, тому що він відповідає за коректну адресацію при завантаженні або збереженні даних. Абсолютна адресація в програмах використовується тільки в рідкісних винятки. Як тільки беруться масиви даних, в програмному коді використовується непряма адресація, що змушує працювати AGU.

Математичний співпроцесор (FPU). Процесор може містити кілька математичних співпроцесорів. Кожен з них здатний виконувати, щонайменше, одну операцію з плаваючою точкою незалежно від того, що роблять інші АЛП. Метод конвеєрної обробки даних дозволяє одному математичному сопроцессору виконувати кілька операцій одночасно. Співпроцесор підтримує високоточні обчислення як цілочисельні, так і з плаваючою точкою і, крім того, містить набір корисних констант, що прискорюють обчислення. Співпроцесор працює паралельно з центральним процесором, Забезпечуючи, таким чином, високу продуктивність. Система виконує команди співпроцесора в тому порядку, в якому вони з'являються в потоці. математичний співпроцесор персонального комп'ютера IBM PC дозволяє йому виконувати швидкісні арифметичні і логарифмічні операції, а також тригонометричні функції з високою точністю.

Дешифратор інструкцій (команд). Аналізує інструкції з метою виділення операндів і адрес, за якими розміщуються результати. Потім слід повідомлення іншому незалежному пристрою про те, що необхідно зробити для виконання інструкції. Дешифратор допускає виконання декількох інструкцій одночасно для завантаження усіх виконуючих пристроїв.

Кеш-пам'ять. Особлива високошвидкісна пам'ять процесора. Кеш використовується як буфер для прискорення обміну даними між процесором і оперативною пам'яттю, а також для зберігання копій інструкцій і даних, які недавно використовувалися процесором. Значення з кеш-пам'яті витягуються безпосередньо, без звернення до основної пам'яті. При вивченні особливостей роботи програм було виявлено, що вони звертаються до тих чи інших областях пам'яті з різною частотою, а саме: осередки пам'яті, до яких програма зверталася недавно, швидше за все, будуть використані знову. Припустимо, що мікропроцесор здатний зберігати копії цих інструкцій в своїй локальній пам'яті. У цьому випадку процесор зможе кожен раз використовувати копію цих інструкцій протягом усього циклу. Доступ до пам'яті знадобитися в самому початку. Для зберігання цих інструкцій необхідний зовсім невеликий обсяг пам'яті. Якщо інструкції в процесор надходять досить швидко, то мікропроцесор не витрачатиме час на очікування. Таким чином заощаджується час на виконання інструкцій. Але для самих швидкодіючих мікропроцесорів цього недостатньо. Рішення даної проблеми полягає в поліпшенні організації пам'яті. Пам'ять усередині мікропроцесора може працювати зі швидкістю самого процесора.

Кеш першого рівня (L1 cache). Кеш-пам'ять, що знаходиться всередині процесора. Вона швидше всіх інших типів пам'яті, але менше за обсягом. Зберігає зовсім недавно використану інформацію, яка може бути використана при виконанні коротких програмних циклів.

Кеш другого рівня (L2 cache). Також знаходиться усередині процесора. Інформація, що зберігається в ній, використовується рідше, ніж інформація, що зберігається в кеш-пам'яті першого рівня, але зате за обсягом пам'яті він більше.

Кеш третього рівня (L3 cache). Перебувати всередині процесора. За обсягом більше ніж пам'ять першого і другого рівнів (512Кб-2Мб). Збільшує пропускну здатність пам'яті.

Основна пам'ять. Набагато більше за обсягом, ніж кеш-пам'ять, і значно менш швидкодіюча.

Багаторівнева кеш-пам'ять дозволяє знизити вимоги найбільш продуктивних мікропроцесорів до швидкодії основної динамічної пам'яті. Так, якщо скоротити час доступу до основної пам'яті на 30%, то продуктивність добре сконструйованої кеш-пам'яті підвищитися тільки на 10-15%. Кеш-пам'ять, як відомо, може досить сильно впливати на продуктивність процесора в залежності від типу виконуваних операцій, однак її збільшення зовсім не обов'язково принесе збільшення загальної продуктивності роботи процесора. Все залежить від того, наскільки додаток оптимізований під дану структуру і використовує кеш, а також від того, поміщаються чи різні сегменти програми в кеш цілком або шматками.

Кеш-пам'ять не тільки підвищує швидкодію мікропроцесора при операції читання з пам'яті, але в ній також можуть зберігатися значення, що записуються процесором в основну пам'ять; записати ці значення можна буде пізніше, коли основна пам'ять буде не зайнята. Така кеш-пам'ять називається кешем зі зворотним записом (write back cache). Її можливості і принципи роботи помітно відрізняються від характеристик кеша з наскрізною записом (write through cache), який бере участь тільки в операції читання з пам'яті.

Шина - це канал пересилання даних, використовуваний спільно різними блоками системи. Шина може являти собою набір провідних ліній в друкованій платі, проводу, припаяні до висновків роз'ємів, в які вставляються друковані плати, Або плоский кабель. Інформація передається по шині у вигляді груп бітів. До складу шини для кожного біта слова може бути передбачена окрема лінія (паралельна шина), або всі біти слова можуть послідовно в часі використовувати одну лінію (послідовна шина). До шині може бути підключено багато прийомних пристроїв - одержувачів. Зазвичай дані на шині призначаються тільки для одного з них. Поєднання керуючих та адресних сигналів, визначає для кого саме. Керуюча логіка збуджує спеціальні стробирующие сигнали, щоб вказати одержувачу, коли йому слід приймати дані. Одержувачі і відправники можуть бути односпрямованим (тобто здійснювати тільки або передачу, або прийом) і двонаправленими (здійснювати і те і інше). Однак найшвидша процесорна шина не сильно допоможе, якщо пам'ять не зможе доставляти дані з відповідною швидкістю.

Типи шин:

Шина даних. Служить для пересилання даних між процесором і пам'яттю або процесором і пристроями введення-виведення. Ці дані можуть являти собою як команди мікропроцесора, так і інформацію, яку він посилає в порти введення-виведення або приймає звідти.

Шина адрес. Використовується ЦП для вибору необхідної комірки пам'яті або пристрою введення-виведення шляхом установки на шині конкретної адреси, відповідного одній з комірок пам'яті або одного з елементів введення-виведення, що входять в систему.

Шина управління. По ній передаються керуючі сигнали, призначені пам'яті і пристроїв введення-виведення. Ці сигнали вказують напрямок передачі даних (у процесор або з нього).

BTB (Branch Target Buffer) - буферцелейветвленія. У цій таблиці знаходяться всі адреси, куди буде або може бути зроблений перехід. Процесори Athlon ще використовують таблицю історії розгалужень (BHT - Branch History Table), яка містить адреси, за якими вже здійснювалися розгалуження.

Регістри - це внутрішня пам'ятьпроцесора. Являють собою ряд спеціалізованих додаткових комірок пам'яті, а також внутрішні носії інформації мікропроцесора. Регістр є пристроєм тимчасового зберігання даних, числа або команди і використовується з метою полегшення арифметичних, логічних і пересильних операцій. Над вмістом деяких регістрів спеціальні електронні схеми можуть виконувати деякі маніпуляції. Наприклад, "вирізати" окремі частини команди для подальшого їх використання або виконувати певні арифметичні операції над числами. Основним елементом регістра є електронна схема, яка називається тригером, яка здатна зберігати одну двійкову цифру (розряд). Регістр є сукупність тригерів, пов'язаних один з одним певним чином загальною системою управління. Існує кілька типів регістрів, що відрізняються видом виконуваних операцій.

Intel прідержіваетсястандарта EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing). Дана технологіястворювалася спеціально для великих серверів і деяких робочих станцій. Можливості EPIC величезні: по-перше, це висока швидкість виконання операцій з плаваючою комою. По-друге, підтримка розпаралелювання. І, по-третє, завдяки поліпшенню зчитування даних з пам'яті, швидкість обміну інформацією різко зростає.

AMD обрав інший шлях до 64-розрядності. Виробники додали 32 до вже наявних розрядами і отримали нову архітектуру x86-64. Нова технологія відрізняється від старої лише префіксом 64. У новому процесорі був зроблений ряд поліпшень, в першу чергу ядра процесора. Це дозволило отримати новий рівень швидкодії як для 32, так і для 64-розрядних систем.

Підсумки: AMD переходить на новий рівень без застосування нових технологій. Це призводить до повної сумісності як 32, так і 64-розрядних додатків. Intel ж прагне показати себе лише в 64 розрядах.

У нових процесорах були зроблені великі зміни, які спричинили за собою продуктивність і сумісність зі старими платформами.

В AMD були додані режими сумісності та 64-бітові адресні регістри. Вони дозволяють розширити адресуються простір оперативної пам'ятіі позбутися від існуючого обмеження в 4 Гб, яке створює відчутні труднощі при побудові систем обробки інформації. Для прискорення роботи з пам'яттю використовується технологія NUMA, що дозволяє працювати безпосередньо з пам'яттю, минаючи системну шину і набір мікросхем. Таке нововведення було названо HyperTransport і з'явилося в першому чіпсеті Golem.

В Intel все набагато складніше. Через інтенсивне шляху розвитку, компанія в корені змінила архітектуру.

1. Режими сумісності зі старими платформами.

2. Зменшення кількості помилок, так як проти них створені дві незалежні технології. Головною є EMCA, яка дозволяє вести контроль і протоколювання всіх помилок, що виникають під час роботи процесора. І другорядна технологія ECC, що дозволяє попередньо обробляти код та вести контроль парності.

3. Підтримка многопроцессорности. Так як компанія Intel орієнтувала свій процесор для великих серверів, то подбала і про мультипроцессорности. Процесор був забезпечений рядом мікросхем, які дозволяють вести швидкий обмін з пам'яттю. Тепер для роботи з «мізками» використовуються методи чергування, буферизації і розподілу модулів пам'яті. При цьому процесор працює з 64 гігабайтами оперативної пам'яті з пропускною здатністю 4,2 Гб / сек.

Intel створив ряд регістрів для повної сумісності старих додатків. У підсумку виходить, що всі 64-розрядні інструкції виконуються як зазвичай, інші ж обробляються технологією IA-32. Емуляція є емуляція, ніякої продуктивності при цьому не відбувається, тому Itanium цілком і повністю орієнтований для 64-розрядних платформ.

В AMD все набагато складніше. Для поліпшення продуктивності зі старими платформами були придумані спеціальні режими.

Архітектура AMD 64 передбачає два основні режими роботи: Long і Legacy. У першому відкриваються всі достоїнства технології x86-64. Для повної сумісності над старими програмами існує подрежим сумісності, в якому здатні оброблятися 32/16-розрядні інструкції. У режимі Legacy процесор працює за принципом звичайної x86-архітектури. Перевагою такої системи режимів є те, що процесор можна експлуатувати до виходу стабільних релізів 64-розрядних операційних систем. Крім цього існує кілька переваг x86-64 над IA-64:

1. Швидкодія в обробці 32-розрядних інструкцій. Пов'язано з тим, що після переходу в режим сумісності не відбувається ніякої емуляції, процесор обробляє дані з великою швидкістю. Цього немає в Itanium, оскільки там все інструкції виконуються в 64 розрядах.

2. Повна сумісність з x86-архітектурою. В Itanium подібне реалізовано в повному обсязі.

3. Одночасна робота 16/32/64 додатків. Завдяки введенню режимів, стає можливим обробляти ряд різних інструкцій одночасно. Це позначається на продуктивності і покращує сумісність.

Intel спочатку поставив перед собою завдання - виконати розпаралелювання процесів в одному кремнієвому пристрої. Як правило, цей процесор використовують на потужних серверах з великими базами даних або в банківських системах, де не можна помилятися. AMD же орієнтувався як щось середнє між 32 і 64 розрядами. Звичайно, він зустрічається у великих серверах, але також може використовуватися в звичайних робочих станціях, бо змінено відповідно як під x86-64, так і під x86-архітектуру.

Intel просить за свій винахід ні багато ні мало $ 1200. Причому раніше процесор коштував у три рази дорожче: близько $ 4k. З огляду на, скільки буде коштувати материнська плата під процесор, можна зробити висновок - грошей на сервер доведеться витратити чимало.

У AMD ціна на Athlon 64 складає всього $ 417. Решта 64-розрядні процесори коштують від $ 300 до $ 600, що значно нижче цін Intel.

Процесор Celeron є бюджетною версією відповідного main-stream процесора, на основі ядра якого він був створений. У процесорів Celeron в два або в чотири рази менше кеш пам'яті другого рівня. Так само у них в порівнянні з відповідними "батьками" знижена частота системної шини. У процесорів Duron в порівнянні з Athlon в 4 рази менше кеш пам'яті і занижена системна шина 200МHz (266MHz для Applebred), хоча існують і "повноцінні" Athlon c FSB 200MHz. Так само вже з'явилися урізані по кешу Barton'и, ядро ​​яких носить назву Thorton. Є завдання, в яких між звичайними і урізаними процесорами майже немає різниці, а в деяких випадках відставання досить серйозне. В середньому ж, при порівнянні з неурезанним процесором тієї ж частоти, відставання це одно 10-30%. Зате урізані процесори мають тенденцію краще розганятися з-за меншого обсягу кеш пам'яті і коштують при цьому дешевше. Необхідно відзначити, що процесори Celeron працюють дуже погано в порівнянні з повноцінними P4 - відставання в деяких ситуаціях досягає 50%. Це не стосується процесорів Celeron D, вяких кеш другого рівня становить 256 кбайт (128 кбайт в звичайних Celeron) і відставання вже не така велика.

По-перше, у AXP (і Athlon 64) замість частоти пишеться рейтинг, т. Е. Наприклад 2000+ процесор реально працює на частоті 1667Mhz, але по ефективності роботи він відповідає Athlon (Thunderbird) 2000Mhz. Основним недоліком недавно вважалася температура. але останні моделі(На ядрах Thoroughbred, Barton і т. Д.) По тепловиділенню порівнянні Pentium 4, ну а найостанніші, на момент написання реферату, моделі від Intel (P4 Extreme Edition) гріються іноді і значно більше. По надійності процесори тепер теж не сильно поступаються P4, вони хоч і не можуть пропускати такти при перегріванні, але обзавелися вбудованим термодатчиком. Athlon XP на ядрі Barton обзавелися схожою функцією BusDisconnect - вона "відключає" процесор від шини під час холостих тактів, але вона фактично безсила при перегріванні від підвищеного навантаження - тут вся "відповідальність" перекладається на термоконтроль материнської плати. "Міцність" кристала хоч і підвищилася, але через зменшеної площі ядра фактично залишилася колишньою. Тому ймовірність пошкодження кристала хоч і стала менше, але існує. А ось у Athlon 64 процесорний кристал нарешті був захований під теплорассеівателем (heat spreader), тому його пошкодити буде надзвичайно складно. Всі неполадки приписувані AMD часто є наслідком невстановлених або неправильно встановлених універсальних драйверівдля чіпсетів VIA (VIA 4 in 1 Service Pack) Або драйверів чіпcетов інших виробників (AMD, SIS, ALi).

Однак багато додатків не оптимізовані і не можуть отримати перевагу від дво-або багатоядерних оточень. Щоб використовувати кілька процесорів, програмне забезпеченнямає розбиватися на кілька паралельних потоків. Такий підхід дозволяє розподілити навантаження по всім доступним обчислювальним ядрам, знижуючи час обчислень сильніше, ніж це можна було зробити за допомогою однієї тактової частоти. Втім, більшість програм сьогодні не вміють використовувати можливості двоядерних або багатоядерних чіпів.

Популярні двоядерні процесори AMDі Intel коштують близько $ 1000 - приблизно стільки коштує цілий готовий комп'ютер. У той же час, одноядерні процесори, що працюють на такій же тактовій частоті, обійдуться всього в $ 300- $ 350.

Для нашого порівняння були взяті процесори професійного рівня, а саме: AMD Opteron і Intel Xeon. AMD просить близько $ 1100 за двоядерний Opteron 275 (2,2 ГГц), в той час як пара одноядерних Opteron 248 обійдеться всього в $ 700.

Якщо подивитися на Intel, то тут ситуація аналогічна. Двоядерний Xeon на 2,8 ГГц коштує близько $ 1100, а два порівнянних 2,8-ГГц одноядерних Xeon обійдуться приблизно в $ 550. Два 3,2-ГГц Xeon коштують близько $ 700.

Ще раніше, ніж Pentium MMX, з'явився процесор 6-го покоління - Pentium Pro. У ньому, вперше для IBM-сумісних ПК, були застосовані елементи RISC-архітектури, що дозволяла досить гнучко нарощувати продуктивність. Однак оптимізація процесора на 32-розрядні програми і висока собівартість виробництва не дозволили йому стати масовим.

ПРИМІТКА
Процесори Pentium Pro віднесені до сучасних з тієї причини, що спадкоємець Pentium 4 - процесор Core 2 Duo був заснований саме на архітектурі Pentium Pro, хоч і глибоко модернізованою.

Pentium II, Pentium III і Celeron

Внісши ряд удосконалень в Pentium Pro і додавши підтримку MMX-інструкцій, Intel нарешті знайшла заміну Pentiumу і назвала його Pentium II. Перші Pentium II працювали на шині 66 МГц і мали власну тактову частоту від 233 до 333 МГц. Потім з'явилися шина на 100 МГц і нові процесори з частотою 350, 400 і 450 МГц. Однак новий процесорзалишався дорогий для систем початкового рівня, В результаті чого з'явився Celeron - повний аналог Pentium II, за винятком того, що мав менший об'єм кеш-пам'яті (а перша модель взагалі її не мала) і працював тільки на шині 66 МГц.

ПРИМІТКА
Починаючи з 386-го процесора Intelстала застосовувати спеціальну, надшвидкодіючих пам'ять, розташовану в максимальному наближенні до процесора. У ній зберігаються дані, які беруть безпосередню участь в поточному обчисленні. Така пам'ять називається кеш-пам'яттю і істотно збільшує швидкість роботи ПК. Її обсяг, як правило, становить від 128 до 512 Кбайт.

Останньою модифікацією Pentium Pro є Pentium III. Від своєї попередньої-ника (Pentium II) він відрізняється насамперед наявністю команд SSE, істотно більш ефективних, ніж MMX. Останні моделі Pentium III і Celeron працюють на частоті понад 1 ГГц.

аналоги: AMD Athlon(K7), AMD Duron.

Pentium 4

В кінці 2000 року Intelнарешті випустила процесор 7-го покоління. І хоча Pentium 4 - перший процесор, який не може за один такт виконати більше команд, ніж його попередник, у нього дуже хороші потенціали для збільшення тактової частоти. Вже перші зразки працювали на 1,5 ГГц (1500 МГц), а останні моделі, працювали на тактовій частоті понад 3,5 ГГц, і Intel планувала випустити 10-ГГц моделі до кінця 2010 року.

Крім високих тактових частот, Pentium 4 має підтримку нових команд SSE2, покликаних прискорити обробку відео, а новітні моделі, Починаючи з 3,06 ГГц, можуть емулювати роботу двох процесорів.

До особливостей перших систем на основі Pentium 4 можна віднести високу енерго-споживання - для стабільної роботи рекомендується використовувати джерело живлення потужністю не менше 300 Вт. Конкуренцію Pentium 4 в даний час становили процесори Athlon XP і Athlon 64 від AMD.

Core 2 Duo, Core 2 Quad

Оскільки серйозні технологічні та фундаментальні фізичні обмеження не дали випустити моделі процесорів на частотах 4 і більше ГГц, в 2006 році Інтел випустила процесори сімейства Core 2, які могли виконати більше команд за один такт, і спочатку включали в себе 2 обчислювальних ядра. Тобто по суті, в одному кристалі розміщувалося відразу 2 повноцінних процесора. А трохи пізніше з'явилися і 4-ядерні (Core 2 Quad) моделі. Тим самим гонка гігагерц була завершена і почалася гонка ядер.

Конкуренти - AMD Athlon X2, Phenom

Core i3 / i5 / i7

Новітні процесори Інтел - Core i7 - успадкували від Pentium 4 підтримку моногпоточності, а від Core 2 - високу питому потужність обчислювального ядра. Таким чином, 2-ядерні Core i3 / i5 мають 4 віртуальних ядра, а 4-ядерні Core i7 - 8, а 6-ядерні Core i7 - цілих 12!

Конкуренти Core i3 / i5 - AMD Athlon II / Phenom II X2 / X3 / X4, Core i7 - Phenom II X6.