Термины
Микропроце́ссор — процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем (в противоположность реализации процессора в виде электрической схемы на элементной базе общего назначения или в виде программной модели). Первые микропроцессоры появились в 1970-х и применялись в электронных калькуляторах, в них использовалась двоично-десятичная арифметика 4-х битных слов. Вскоре их стали встраивать и в другие устройства, например терминалы, принтеры и различную автоматику. Доступные 8-битные микропроцессоры с 16-битной адресацией позволили в середине 1970-х создать первые бытовые микрокомпьютеры.
Количество ядер (от 1 до 6 )
Число ядер в процессоре.
Новая технология изготовления процессоров позволяет разместить в одном корпусе более одного ядра. Наличие нескольких ядер значительно увеличивает производительность процессора. Например, в линейке Core 2 Duo используются двухъядерные процессоры, а в модельном ряду Core 2 Quad - четырехъядерные.
Коэффициент умножения (от 6.0 до 30.0 )
Значение коэффициента умножения процессора, на основании которого производится расчет конечной тактовой частоты процессора.
Тактовая частота процессора вычисляется как произведение частоты шины (FSB) на коэффициент умножения. Например, частота шины (FSB) составляет 533 Mhz, коэффициент умножения - 4.5, получаем: 533*4.5= 2398,5 Mгц. Это и будет тактовой частотой работы процессора. Почти у всех современных процессоров данный параметр является заблокированным на уровне ядра и не поддается изменению.
Нужно отметить, что в современных процессорах Intel Pentium 4, Pentium M, Pentium D, Pentium EE, Xeon, Core и Core 2 используется технология Quad Pumping, которая позволяет передавать четыре блока данных за один такт, при этом эффективная частота шины увеличивается в четыре раза. Для указанных процессоров в поле "Частота шины" приводится эффективная, то есть увеличенная в четыре раза, частота шины. Для получения физической частоты шины нужно эффективную частоту разделить на четыре.
Линейка
Модельный ряд, или линейка, к которой относится процессор.
В рамках одной линейки процессоры могут значительно отличаться друг от друга по целому ряду параметров. У каждого производителя существует так называемая бюджетная линейка процессоров. Например, у Intel это Celeron, а у AMD - Sempron. Процессоры этих линеек отличаются от своих более дорогих собратьев отсутствием некоторых функций или меньшим значением параметров. Так, у процессора в бюджетной линейке может отсутствовать или быть значительно уменьшенной кэш-память разных уровней. Бюджетные линейки Celeron и Sempron можно рекомендовать для офисных систем, не требующих большой производительности. Для более ресурсоемких задач (игр, обработки видео и аудио) рекомендуются "старшие" линейки, например, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Phenom X3, Phenom X4 и т.п. Для серверных решений, как правило, используются специализированные линейки процессоров - Opteron, Xeon и прочие.
Отметим наиболее актуальные на сегодняшний день линейки процессоров.
Core 2 Extreme (ядро Kentsfield или Yorkfield) - топовый четырехъядерный процессор от Intel. Рекомендуется для максимальной производительности.
Core 2 Quad - мощный четырехъядерный процессор от Intel. Нужно отметить, что число задач, использующих четыре ядра, на сегодняшний день невелико.
Core 2 Duo - двухъядерный процессор от Intel. Мощный процессор с высоким разгонным потенциалом.
Phenom X4 Quad-Core - четырехъядерный процессор от AMD. Несколько медленнее, чем Core 2 Quad от Intel, но и дешевле.
Phenom X3 - трехъядерный процессор от AMD, который, соответственно, дешевле Phenom X4.
Максимальная рабочая температура (от 54.8 до 105 C)
Допустимая максимальная температура поверхности процессора, при которой возможна нормальная работа.
Температура процессора зависит от его загруженности и от качества теплоотвода. В холостом режиме и при нормальном охлаждении температура процессора находится в пределах 25-40°C, при высокой загруженности она может достигать 60-70 градусов.
Для процессоров с высокой рабочей температурой рекомендуются мощные системы охлаждения.
Напряжение на ядре (от 0.65 до 1.75 В)
Номинальное напряжение питания ядра процессора.
Этот параметр указывает напряжение, которое необходимо процессору для работы (измеряется в вольтах). Он характеризует энергопотребление процессора и особенно важен при выборе CPU для мобильной, нестационарной системы.
Кэш
Во всех современных процессорах имеется кэш (по-английски - cache) - массив сверхскоростной оперативной памяти, являющейся буфером между контроллером сравнительно медленной системной памяти и процессором. В этом буфере хранятся блоки данных, с которыми CPU работает в текущий момент, благодаря чему существенно уменьшается количество обращений процессора к чрезвычайно медленной (по сравнению со скоростью работы процессора) системной памяти. Тем самым заметно увеличивается общая производительность процессора.
При этом в современных процессорах кэш давно не является единым массивом памяти, как раньше, а разделен на несколько уровней. Наиболее быстрый, но относительно небольшой по объему кэш первого уровня (обозначаемый как L1), с которым работает ядро процессора, чаще всего делится на две половины - кэш инструкций и кэш данных. С кэшем L1 взаимодействует кэш второго уровня - L2, который, как правило, гораздо больше по объему и является смешанным, без разделения на кэш команд и кэш данных. Некоторые десктопные процессоры, по примеру серверных процессоров, также порой обзаводятся кэшем третьего уровня L3. Кэш L3 обычно еще больше по размеру, хотя и несколько медленнее, чем L2 (за счет того, что шина между L2 и L3 более узкая, чем шина между L1 и L2), однако его скорость, в любом случае, несоизмеримо выше, чем скорость системной памяти.
Кэш бывает двух типов: эксклюзивный и не эксклюзивный кэш. В первом случае информация в кэшах всех уровней четко разграничена - в каждом из них содержится исключительно оригинальная, тогда как в случае не эксклюзивного кэша информация может дублироваться на всех уровнях кэширования. Сегодня трудно сказать, какая из этих двух схем более правильная - и в той, и в другой имеются как минусы, так и плюсы. Эксклюзивная схема кэширования используется в процессорах AMD, тогда как не эксклюзивная - в процессорах Intel.
Объем кэша L1 (от 8 до 128 Кб)
Объем кэш-памяти первого уровня.
Кэш-память первого уровня - это блок высокоскоростной памяти, расположенный прямо на ядре процессора. В него копируются данные, извлеченные из оперативной памяти. Сохранение основных команд позволяет повысить производительность процессора за счет более высокой скорости обработки данных (обработка из кэша быстрее, чем из оперативной памяти). Емкость кэш-памяти первого уровня невелика и исчисляется килобайтами. Обычно "старшие" модели процессоров обладают большим объемом кэша L1.
Для многоядерных моделей указывается объем кэш-памяти первого уровня для одного ядра.
Объем кэша L2 (от 128 до 12288 Кб)
Объем кэш-памяти второго уровня.
Кэш-память второго уровня - это блок высокоскоростной памяти, выполняющий те же функции, что и кэш L1 (см. "Объем кэша L1"), однако имеющий более низкую скорость и больший объем. Если вы выбираете процессор для ресурсоемких задач, то модель с большим объемом кэша L2 будет предпочтительнее.
Для многоядерных процессоров указывается суммарный объем кэш-памяти второго уровня.
Объем кэша L3 (от 0 до 16384 Кб)
Объем кэш-памяти третьего уровня.
Интегрированная кэш-память L3 в сочетании с быстрой системной шиной формирует высокоскоростной канал обмена данными с системной памятью. Как правило, кэш-памятью третьего уровня комплектуются только CPU для серверных решений или специальные редакции "настольных" процессоров. Кэш-памятью третьего уровня обладают, например, такие линейки процессоров, как Intel Pentium 4 Extreme Edition, Xeon DP, Itanium 2, Xeon MP и прочие.
Поддержка 3DNow
Поддержка технологии 3DNow!.
3DNow! - это технология, представляющая собой набор из 21 дополнительной команды. Она предназначена для улучшенной обработки мультимедийных приложений. Эта характеристика относится только к процессорам производства компании AMD.
Поддержка AMD64/EM64T
Поддержка технологии AMD64 или EM64T.
Процессоры с 64-битной архитектурой могут одинаково эффективно работать как со старыми 32-битными приложениями, так и с 64-битными, которые становятся в последнее время все более популярными. Примеры линеек с 64-битной архитектурой: AMD Athlon 64, AMD Opteron, Core 2 Duo, Intel Xeon 64 и прочие. Процессоры с поддержкой 64-битной адресации работают с оперативной памятью свыше 4 Гб, что недоступно традиционным 32-битным CPU. Для использования преимуществ 64-битных процессоров необходимо, чтобы ваша операционная система была адаптирована к ним.
Реализация 64-битных расширений в процессорах AMD называется AMD64, в моделях от Intel - EM64T.
Поддержка HT
Поддержка технологии Hyper-Threading (HT).
Технология Hyper-Threading, разработанная компанией Intel, позволяет процессору выполнять параллельно два потока команд (или две части программы). Это значительно повышает эффективность выполнения специфических приложений, связанных с аудио- и видеоредактированием, 3D-моделированием и т.п., а также работы в многозадачном режиме. Однако в некоторых приложениях использование этой технологии может приводить к обратному эффекту, поэтому при необходимости ее можно отключить.
Поддержка NX Bit
Поддержка технологии NX Bit.
NX Bit представляет собой технологию, которая может предотвращать исполнение вредоносного кода некоторых видов вирусов. Она поддерживается в операционной системе Windows XP при обязательной установке SP2 и во всех 64-битных операционных системах.
Поддержка SSE2
Поддержка технологии SSE2.
Технология SSE2 включает в себя набор команд, разработанных компанией Intel в дополнение к своим предыдущим технологиям SSE и MMX. Эти команды позволяют добиться существенного прироста производительности в приложениях, оптимизированных под SSE2. Данную технологию поддерживают практически все современные модели.
Поддержка SSE3
Поддержка технологии SSE3.
SSE3 - технология, представляющая собой набор из 13 новых команд, призванных улучшить производительность процессора в ряде операций потоковой обработки данных.
Поддержка SSE4
Поддержка технологии SSE4.
SSE4 - технология, представляющая собой набор из 54 новых команд. Они призваны увеличить производительность процессора в работе с медиаконтентом, в игровых приложениях, задачах трехмерного моделирования.
Поддержка Virtualization Technology
Поддержка Virtualization Technology.
Virtualization Technology позволяет запускать на одном компьютере несколько операционных систем одновременно. Таким образом, с помощью виртуализации одна компьютерная система может функционировать как несколько виртуальных систем.
Сокет
Тип сокета - разъема для установки процессора на материнской плате. Как правило, тип сокета характеризуется количеством ножек и производителем процессора. Разные сокеты соответствуют разным типам процессоров.
Современные процессоры Intel используют сокет LGA775 и LGA1366, процессоры AMD - сокеты AM2 и AM2+.
Тепловыделение (от 10 до 165 Вт)
Величина тепловыделения процессора.
Тепловыделение - это мощность, которую должна отводить система охлаждения, чтобы обеспечить нормальную работу процессора. Чем больше значение этого параметра, тем сильнее греется процессор при работе.
Этот показатель важен для оверклокеров: процессор с низким тепловыделением легче охлаждать, и, соответственно, его можно сильнее разогнать.
Однако следует обратить внимание, что производители процессоров по разному измеряют тепловыделение, поэтому их сравнение корректно только в рамках одного производителя
Техпроцесс
Техпроцесс - это масштаб технологии, которая определяет размеры полупроводниковых элементов, составляющих основу внутренних цепей процессора (эти цепи состоят из соединенных соответствующим образом между собой транзисторов). Совершенствование технологии и пропорциональное уменьшение размеров транзисторов способствуют улучшению характеристик процессоров. Для сравнения, у ядра Willamette, выполненного по техпроцессу 0.18 мкм - 42 миллиона транзисторов, а у ядра Prescott, техпроцесс 0.09 мкм - 125 миллионов.
Частота процессора (от 900 до 3800 МГц)
Тактовая частота процессора.
Тактовая частота - это количество тактов (операций) процессора в секунду. Тактовая частота процессора пропорциональна частоте шины (FSB, см. "Частота шины"). Как правило, чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность. Но подобное сравнение уместно только для моделей одной линейки, поскольку, помимо частоты, на производительность процессора влияют такие параметры, как размер кэша второго уровня (L2), наличие и частота кэша третьего уровня (L3), наличие специальных инструкций и другие.
Частота шины
Частота шины данных (Front Side Bus, или FSB). Шина данных - это набор сигнальных линий для передачи информации в процессор и из него.
Частота шины - это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной компьютера.
Нужно отметить, что в современных процессорах Intel Pentium 4, Pentium M, Pentium D, Pentium EE, Xeon, Core и Core 2 используется технология Quad Pumping, которая позволяет передавать четыре блока данных за один такт. При этом эффективная частота шины увеличивается в четыре раза. Для указанных процессоров в поле "Частота шины" приводится эффективная, то есть увеличенная в четыре раза, частота шины.
В процессорах компании AMD Athlon 64 и Opteron использована технология HyperTransport. Она позволяет процессору и оперативной памяти взаимодействовать эффективнее, что положительно сказывается на общей производительности системы.
Ядро
Название ядра в процессоре.
Ядро - это главная часть центрального процессора (CPU). Оно определяет большинство параметров CPU, прежде всего - тип сокета (гнезда, в которое вставляется процессор), диапазон рабочих частот и частоту работы внутренней шины передачи данных (FSB). Ядро процессора характеризуется следующими параметрами: технологический процесс (см. "Техпроцесс"), объем внутреннего кэша первого и второго уровня (см. "Объем кэша L1", "Объем кэша L2"), напряжение (см. "Напряжение на ядре") и теплоотдача (насколько сильно будет нагреваться процессор, см. "Тепловыделение"). Прежде чем покупать CPU с тем или иным ядром, необходимо удостовериться, что ваша материнская плата сможет работать с таким процессором. В рамках одной линейки могут существовать CPU с разными ядрами. Например, в линейке Pentium IV присутствуют процессоры с ядрами Northwood, Prescott, Willamette.
Архитектура процессора
Термин "архитектура процессора" в настоящее время не имеет однозначного толкования. С точки зрения программистов, под архитектурой процессора подразумевается его способность исполнять определенный набор машинных кодов. Большинство современных десктопных CPU относятся к семейству x86, или Intel-совместимых процессоров архитектуры IA32 (архитектура 32-битных процессоров Intel). Ее основа была заложена компанией Intel в процессоре i80386, однако в последующих поколениях процессоров она была дополнена и расширена как самой Intel (введены новые наборы команд MMX, SSE, SSE2 и SSE3), так и сторонними производителями (наборы команд EMMX, 3DNow! и Extended 3DNow!, разработанные компанией AMD). Однако разработчики компьютерного железа вкладывают в понятие "архитектура процессора" (иногда, чтобы окончательно не запутаться, используется термин "микроархитектура") несколько иной смысл. С их точки зрения, архитектура процессора отражает основные принципы внутренней организации конкретных семейств процессоров. Например, архитектура процессоров Intel Pentium обозначалась как Р5, процессоров Pentium II и Pentium III - Р6, а популярные в недавнем прошлом Pentium 4 относились к архитектуре NetBurst. После того, как компания Intel закрыла архитектуру Р5 для сторонних производителей, ее основной конкурент - компания AMD была вынуждена разработать собственную архитектуру - К7 для процессоров Athlon и Athlon XP, и К8 для Athlon 64.
Hyper-Threading
Технология многопоточной обработки команд Hyper-Threading (HT) превращает одноядерный процессор Intel Pentium 4 в псевдодвухъядерный, позволяя выполнять некоторые команды параллельно и увеличивая, тем самым, производительность в отдельных приложениях (оптимизированных под HT). Прирост производительности в таких приложениях может достигать 30%.
Помимо CPU Pentium 4, технология Hyper-Threading поддерживается и некоторыми двухъядерными процессорами Intel, в частности, Pentium Extreme Edition, реализующими, тем самым, виртуальную четырехъядерность. В конструктивном плане процессорное ядро с поддержкой технологии Hyper-Threading состоит из двух виртуальных псевдопроцессоров, в основе которых лежит несколько расширенное, но, все-таки, одно полноценное ядро. Оба псевдопроцессора используют одни и те же неразделяемые ресурсы процессора, включая кэш-память и системную шину.
Подробнее об этой технологии можно прочитать в одном из наших архивных материалов.
Execute Disable Bit
Аппаратная технология обеспечения безопасности Execute Disable Bit обеспечивает выделение для каждого запущенного процесса своей области системной памяти, в которой выполняется весь код запущенного приложения. Блокируя, тем самым, исполнение вредоносного кода вируса или трояна. Конечно, Execute Disable Bit не является панацеей от всех компьютерных проблем, однако защитить компьютер пользователя от вредоносных атак, направленных на переполнение буфера, ей по силам.
Cool'n'Quiet?
Энергосберегающая технология Cool'n'Quiet пришла в десктопные процессоры AMD из сферы мобильных и позволяет снизить тепловыделение и энергопотребление при их неполной загруженности. На данный момент эта технология реализована во всех процессорах семейства AMD K8 - Athlon 64, Athlon 64 X2, Athlon 64 FX, Sempron. Естественно, что и материнская плата должна поддерживать эту технологию (в BIOS должен быть активирован соответствующий пункт).
Ничего радикально нового в технологии Cool'n'Quiet нет. В процессе работы операционная система следит за загрузкой процессора, и, если она меньше определенного порога, то уменьшается рабочая частота и напряжение питания процессора. Снижение рабочей частоты процессора осуществляется путем перепрограммирования его регистров (с помощью специальной программы - драйвера процессора). Снизив частоту и напряжение, процессор будет потреблять гораздо меньше энергии, меньше нагреваться и, если кулер оборудован системой термоконтроля, снизится шум системы.
При увеличении нагрузки процессора все происходит по той же цепочке (OC-драйвер-процессор-кулер), но наоборот - процессор вернется к номинальной частоте. В секунду может быть до сотни таких переключений между различными режимами, для пользовательских программ все это происходит совершенно незаметно, да и на общем быстродействии системы Cool'n'Quiet если и сказывается, то незначительно.
Степень реагирования системы на изменение загрузки процессора пользователь определяет сам, выбирая ту или иную политику в апплете Электропитание Windows - от минимального уровня (переход в режим энергосбережения только при простое) до жесткой экономии энергии (процессор практически всегда будет находиться в состоянии пониженного энергопотребления).
Разгон процессоров
Разгон процессора (overclocking) - его принудительная работа на нестандартных режимах (в первую очередь, на повышенной частоте). Такой разгон имеет смысл в двух случаях. Во-первых, когда пользователь желает получить максимальную отдачу от компьютера при минимальном вложении в него средств. В большинстве случаев такой разгон относится к категории легких, когда во главу угла ставится стабильность работы компьютера в течение долгого времени, а не достижение экстремальных рабочих частот CPU. Кроме того, такой разгон чаще всего сопровождается комплексной оптимизацией системы (выставлением более низких таймингов памяти в BIOS, тонкой настройкой ОС и т.п.), благодаря которой получают, порой, большую прибавку производительности, нежели от собственно разгона процессора. Но главная причина столь высокой популярности разгона в массах, все-таки, кроется в другом - в обычном человеческом азарте, в желании, выжав из компьютера все возможное и даже чуть больше, превзойти всех и вся и, тем самым, самоутвердиться (пусть даже только в собственных глазах).
В подавляющем большинстве случаев, когда обеспечивается достаточно эффективный отвод тепла от разогнанного процессора (но это обязательное условие!), риск его выхода из строя минимален. Конечно, разгон несколько сокращает срок жизни процессора, однако в любом случае, процессор морально устареет и будет заменен гораздо раньше, чем выработает хотя бы половину ресурса. Также разгон не опасен и для материнской платы. Следует лишь обратить внимание на то, чтобы стабилизатор питания на плате (VRM - Voltage Regulator Module) имел достаточный запас мощности для питания разогнанного процессора (потребление электроэнергии которого, как известно, существенно возрастает).