Курс молодого бойца: процессоры

В продаже так много процессоров разных производителей в самом широком ценовом диапазоне, что подчас неискушенному покупателю трудно определиться, что ему выбрать и по какой цене. В данном материале мы попробуем помочь с выбором процессора для будущего компьютера. Для этого мы последовательно рассмотрим процессоры по ряду критериев.

Начнем с производительности. Итак, производительность можно мерять как в абсолютном выражении (скажем в миллионах операций в секунду), так и в относительном, выбрав за эталон производительность некоторого конкретного компьютера. Поскольку  этот материал мы задумывали в помощь читателям неискушенным в тонкостях бенчмаркинга (измерения производительности) , то количество цифр и графиков мы постарались свести к минимуму, а говорить будем лишь об относительной производительности.  

Почти любой из процессоров, что может встретиться вам в компьютерном прайсе выпускается компаниями Intel или AMD - двумя вечными соперниками и гигантами кремниевой индустрии. Именно благодаря жесткой конкуренции между ними цены на процессоры падают с такой высокой скоростью, а новые продукты выпускаются столь часто. Каждая из компаний выпускает продукцию для разнообразных сегментов рынка. И, если она что-то делает, то вполне справедливо считает, что на ее продукцию должен найтись покупатель. Проблема лишь в том, что он, - тот самый покупатель не всегда видит особую разницу между процессорами, не понимает преимуществ одного над другим. Пространные рекламные проспекты фирм производителей здесь тоже не очень помогают...

Компания Intel выпускает на настоящий момент 3 типа процессоров: Celeron, Pentium III, Pentium 4. Экзотические изделия типа процессоров Xeon мы рассматривать не будем, так как едва ли их будет покупать неопытный пользователь. 

Intel Celeron

Cовременные процессоры Celeron выпускаются на том же процессорном ядре Coppermine, что и более дорогие Pentium III. Назначение этих процессоров - недорогие системы начального уровня. Удешевлен процессор благодаря меньшему объему кэш памяти размещенной на кристалле (у Celeron 128Кб, у Pentium III Coppermine 256Кб). Упрощенно  говоря, кэш-память - это особый вид быстродействующей памяти, в которой хранятся наиболее часто используемые в данный момент данные. Когда возникает необходимость в таких данных, процессор может получить их гораздо быстрее, чем если бы он читал их из основной оперативной памяти (кэш-память большинства современных процессоров работает с ними на одинаковой частоте). Однако по причине дороговизны и технологических трудностей объем кэш-памяти ограничен и, разумеется, лишь некоторая часть необходимых данных оказывается в кэше. Когда нужная информации в кэше нашлась, - это называется кэш-попаданием, если же ее там нет, то кэш промахом. Благодаря тому, что число кэш-попаданий больше чем промахов, применение кэш-памяти позволяет значительно повысить производительность компьютеров. Алгоритмов кэширования существует несколько, но мы сейчас не станем на них останавливаться, а продолжим рассмотрение процессора Celeron.

Кроме сложностей внутренней архитектуры, определяющее значение на скорость процессора оказывают непосредственно его частота и частота его (процессорной) шины. Смысл термина вот в чем: поскольку ПК являются цифровыми (дискретными) устройствами, то все вычисления и процессы, которые в них осуществляются, должны быть как-то синхронизированы, как бы подчиняясь общему для всех метроному. Роль метронома в данном случае выполняет тактовый генератор, и все происходит точно по тактам. Так, за то время пока для процессора Celeron 566Мгц "натикает" 566 миллионов тактов, для Celeron 600Мгц соответственно 600, что согласитесь больше. Другими словами второй процессор успеет выполнить задачу, посчитать быстрее при прочих равных условиях. Однако процессор работает не сам по себе, а взаимодействует еще и другими подсистемами компьютера, в частности с подсистемой памяти. Память тоже работает на определенной частоте и частота эта гораздо ниже частоты процессора (иначе не было бы смысла в кэшировании)... Итак, говоря о работе процессора, мы встретились уже с тремя типами частот: процессора, процессорной шины и шины памяти. Впору запутаться. Попробуем образно представить себе участки передачи данных в виде труб, где жидкость текущая по трубам это данные. Если повышать давление в трубе, то жидкость потечет быстрее, т.е. частота передачи данных возрастет. Очевидно, что увеличить объем перекачиваемой в единицу времени жидкости можно также увеличив толщину трубы, а это значит увеличить ширину канала данных, его разрядность. После таких, довольно таки грубых аналогий становится понятно, что если в нашем канале передачи данных есть хоть одно узкое место, то оно в состоянии снизить общую производительность системы.

Компания Intel, выпуская процессоры Celeron c процессорной шиной 66Мгц, тем самым поместила их в нишу систем начального уровня, где они вполне обоснованно пребывают до настоящего времени. Лишь самый старший представитель семейства Celeron 800 несколько выбивается из этой группы благодаря работе с системной шиной 100Мгц.

Производительности процессоров Celeron начиная где-то с модели 600Мгц вполне достаточно для большинства типичных офисных приложений, таких как работа с документами, электронными таблицами,  ведения бухгалтерии и пр. Вместе с тем, плюс процессоров Celeron - это малое энергопотребление и нагрев, а также наличие в продаже большого количества компактных и недорогих Socket-370 материнских плат формата microATX. (Socket-370 - это тип процессорного разъема, куда устанавливаются современные процессоры Celeron).

Intel Pentium III

Pentium III - самый массовый процессор компании Intel, обладающий отличным быстродействием и выпускающийся на весьма широком спектре частот. Так, самая старшая модель работает на частоте 1.13 Ггц. Назначение данного процессора, так называемые системы mid-range, а старших его моделей вполне подходят на роль "сердца" высокопроизводительной high-end системы. Различные модели Pentium III могут работать на разных частотах системной шины: 100 и 133Мгц. Это отличие заложено уже в маркировке процессора: модели E рассчитаны на 100Мгц шину, EB на 133Мгц. Памятуя нашу аналогию с трубами, нетрудно догадаться, что 800EB покажет большую производительность, чем 800E. Как и в случае с процессорами Celeron, у пользователя, решившего приобрести систему на PIII будет богатейший выбор материнских плат на наборах логики разных производителей, в том числе и двухпроцессорных...

AMD Duron

Duron - это ответ компании AMD на Celeron. Данный процессор обладает замечательными характеристиками: превосходя процессоры Celeron по скорости, он заметно более доступен по цене (на конец марта Duron 700 - 54$, Celeron 700 - 83$). Также как и соперник от Intel процессор Duron нацелен на недорогие системы начального уровня. Здесь стоить отметить вот какой момент: процессоры AMD используют тип системной шины отличный от процессоров Intel. При работе шины на частоте 100Мгц данных у AMD передается 2 раза больше чем обычно, т.е. реальная, эффективная скорость передачи данных составляет 200Мгц (или 266). Однако память большинства Duron-систем работает на 100 или 133Мгц, поэтому полностью потенциал шины под названием EV-6 в этом случае не используется. 

Процессоры Duron  потребляют большую мощность и греются значительно сильнее, чем Celeron, а потому требуют очень мощного охлаждения. Здесь есть несколько "мин", на которые может наступить начинающий пользователь. Duron, как и его более дорогой собрат Athlon, отличаются довольно хрупкими слабозащищенными кристаллами и при установке крупного и массивного кулера легко могут повредиться. Либо кулер (радиатор с вентилятором) может быть установлен с перекосом, что вызовет перегрев и выход процессора из строя.

AMD Athlon

  Назначение этого процессора в основном midrange-системы, но старшие модели обеспечивают должное быстродействие и для highend-систем, предназначенных для очень большого объема вычислений. По сравнению с Duron, данный процессор оснащен вдвое большим объемом кэш-памяти (256Кб). Процессор Athlon по скорости очень близок к Pentium III с той же тактовой частотой. В некоторых приложениях Athlon немного опережает последнего, в части же ему уступает, но тоже совсем чуть-чуть. Пользователю, выбравшему процессор Athlon для построения производительного компьютера, будут доступны модели, работающие на более высокой тактовой частоте (до 1330Мгц), нежели чем при использовании Pentium III. Как и в случае с Duron, процессоры Athlon потребляют значительно большую мощность, чем Pentium III. Соответственно, они и сильнее греются, потому для них крайне необходимо качественное охлаждение.

Выбор за вами

На приводимом чуть ниже точечном графике представлено соотношение производительности и цены для процессоров Intel и AMD. Найдя интересующий вас процессор на графике, вы можете представить насколько он соотвестсвует идеальному процессору: который ничего не стоит и при этом является самым быстрым ;). В качестве мерила быстродействия мы избрали CPU Mark 99 (подтест Winbench 99 v1.1.). Этот тест показывает производительность процессора на целочисленных операциях. Результаты CPU Mark 32 являются справедливыми в большинстве реальных приложений.

Приведем также результаты в тестовом пакете ZD Winbench 99 v.1.1 в виде диаграмм:

CPU Mark 99 - Этот тест показывает производительность процессора на целочисленных операциях. Большое значение на результаты этого теста оказывают: быстродействие подсистемы памяти, объем и организация кэша, частота системной шины. Таким образом результаты CPU Mark 32 хорошо коррелируются c большинством реальных приложений.

FPU Mark - Тест демонстрирующий быстродействие процессора при операциях с плавающей запятой. Слабо зависит от объема кэша и частоты системной шины.

19 апреля 2001 года