Caracteristici ale procesorului de calculator

Caracteristici ale procesorului de calculator

Iată caracteristicile importante ale procesoarelor:



Marca și modelul procesorului

Principala caracteristică definitorie a unui procesor este marca AMD sau Intel și modelul său. Deși modelele concurente de la cele două companii au caracteristici și performanțe similare, nu puteți instala un procesor AMD pe o placă de bază compatibilă cu Intel sau invers.

Tip soclu

O altă caracteristică definitorie a unui procesor este soclul pe care este proiectat să se potrivească. Dacă înlocuiți procesorul într-o placă de bază Socket 478, de exemplu, trebuie să alegeți un procesor de schimb care să fie conceput pentru a se potrivi cu socketul respectiv. Tabelul 5-1 descrie problemele de actualizare prin soclul procesorului.



Blocați imaginea' alt=

Tabelul 5-1: Actualizare în funcție de tipul de soclu al procesorului



Viteza ceasului

Viteza de ceas a unui procesor, care este specificată în megahertz (MHz) sau gigahertz (GHz), determină performanța acestuia, dar viteza de ceas nu are sens între liniile procesorului. De exemplu, un Pentium 4 Prescott-core de 3,2 GHz este cu aproximativ 6,7% mai rapid decât un Pentium 4 Prescott-core de 3,0 GHz, așa cum ar sugera vitezele relative ale ceasului. Cu toate acestea, un procesor Celeron de 3,0 GHz este mai lent decât un Pentium 4 de 2,8 GHz, în primul rând deoarece Celeron are o memorie cache L2 mai mică și folosește o viteză mai mică a magistralei gazdă. În mod similar, atunci când Pentium 4 a fost introdus la 1,3 GHz, performanțele sale erau de fapt mai mici decât cele ale procesorului Pentium III de 1 GHz pe care era destinat să îl înlocuiască. Acest lucru a fost adevărat, deoarece arhitectura Pentium 4 este mai puțin eficientă ceas pentru ceas decât arhitectura anterioară Pentium III.



Viteza de ceas este inutilă pentru compararea procesoarelor AMD și Intel. Procesoarele AMD rulează la viteze de ceas mult mai mici decât procesoarele Intel, dar lucrează cu aproximativ 50% mai mult pe ceas. În linii mari, un AMD Athlon 64 care rulează la 2,0 GHz are aproximativ aceeași performanță generală ca un Intel Pentium 4 care rulează la 3,0 GHz.

'''MODEL NUMBERS VERSUS CLOCK SPEEDS''' Because AMD is always at a clock speed disadvantage versus Intel, AMD uses model numbers rather than clock speeds to designate their processors. For example, an AMD Athlon 64 processor that runs at 2.0 GHz may have the model number 3000+, which indicates that the processor has roughly the same performance as a 3.0 GHz Intel model. (AMD fiercely denies that their model numbers are intended to be compared to Intel clock speeds, but knowledgeable observers ignore those denials.) Intel formerly used letter designations to differentiate between processors running at the same speed, but with a different host-bus speed, core, or other characteristics. For example, 2.8 GHz Northwood-core Pentium 4 processors were made in three variants: the Pentium 4/2.8 used a 400 MHz FSB, the Pentium 4/2.8B the 533 MHz FSB, and the Pentium 4/2.8C the 800 MHz FSB. When Intel introduced a 2.8 GHz Pentium 4 based on their new Prescott-core, they designated it the Pentium 4/2.8E. Interestingly, Intel has also abandoned clock speed as a designator. With the exception of a few older models, all Intel processors are now designated by model number as well. Unlike AMD, whose model numbers retain a vestigial hint at clock speed, Intel model numbers are completely dissociated from clock speeds. For example, the Pentium 4 540 designates a particular processor model that happens to run at 3.2 GHz. The models of that processor that run at 3.4, 3.6, and 3.8 GHz are designated 550, 560, and 570 respectively.

Viteza autobuzului gazdă

viteza gazdă-autobuz , numit și viteza autobuzului frontal, viteza FSB , sau pur și simplu FSB , specifică rata de transfer a datelor între procesor și chipset. O viteză mai mare a autobuzului gazdă contribuie la performanțe mai mari ale procesorului, chiar și pentru procesoarele care rulează cu aceeași viteză de ceas. AMD și Intel implementează calea dintre memorie și cache în mod diferit, dar în esență FSB este un număr care reflectă cantitatea maximă posibilă de transferuri de blocuri de date pe secundă. Având în vedere o rată de ceas reală a magistralei de 100 MHz, dacă datele pot fi transferate de patru ori pe ciclu de ceas (deci „quad-pumped”), viteza efectivă FSB este de 400 MHz.

De exemplu, Intel a produs procesoare Pentium 4 care utilizează viteze de autobuz gazdă de 400, 533, 800 sau 1066 MHz. Un Pentium 4 de 2,8 GHz cu o viteză a magistralei gazdă de 800 MHz este marginal mai rapid decât un Pentium 4 / 2,8 cu o viteză a autobuzului gazdă de 533 MHz, care la rândul său este marginal mai rapid decât un Pentium 4 / 2,8 cu o gazdă de 400 MHz viteza de autobuz. O măsură pe care Intel o folosește pentru a diferenția procesoarele Celeron la un preț mai mic este viteza redusă a magistralei de gazdă față de modelele actuale Pentium 4. Modelele Celeron folosesc viteze 400-MHz și 533 MHz gazdă-bus.



Toate procesoarele Socket 754 și Socket 939 AMD utilizează o viteză a magistralei de 800 MHz. (De fapt, la fel ca Intel, AMD rulează magistrala gazdă la 200 MHz, dar o pompează cu patru la 800 MHz efectivă.) Procesoarele Socket A Sempron folosesc o magistrală gazdă de 166 MHz, pompată dublu la o viteză efectivă a magistralei gazdă de 333 MHz. .

Mărimea cache-ului

Procesoarele folosesc două tipuri de memorie cache pentru a îmbunătăți performanța prin tamponarea transferurilor între procesor și memoria principală relativ lentă. Mărimea la Layer 1 cache (L1 cache , numit si Cache de nivel 1 ), este o caracteristică a arhitecturii procesorului care nu poate fi modificată fără reproiectarea procesorului. Layer 2 cache (cache nivel 2 sau cache L2 ), totuși, este extern nucleului procesorului, ceea ce înseamnă că producătorii de procesoare pot produce același procesor cu dimensiuni cache L2 diferite. De exemplu, diferite modele de procesoare Pentium 4 sunt disponibile cu 512 KB, 1 MB sau 2 MB de cache L2, iar diferite modele AMD Sempron sunt disponibile cu 128 KB, 256 KB sau 512 KB de cache L2.

Lenovo Thinkpad nu va porni

Pentru unele aplicații, în special cele care funcționează pe seturi de date mici, un cache L2 mai mare crește semnificativ performanța procesorului, în special pentru modelele Intel. (Procesoarele AMD au un controler de memorie încorporat, care maschează într-o oarecare măsură beneficiile unui cache L2 mai mare.) Pentru aplicațiile care funcționează pe seturi de date mari, un cache L2 mai mare oferă doar beneficii marginale.

'''Prescott, the Sad Exception''' It came as a shock to everyone not the least, Intel to learn when it migrated its Pentium 4 processors from the older 130 nm Northwood core to the newer 90 nm Prescott-core that power consumption and heat production skyrocketed. This occurred because Prescott was not a simple die shrink of Northwood. Instead, Intel completely redesigned the Northwood core, adding features such as SSE3 and making huge changes to the basic architecture. (At the time, we thought those changes were sufficient to merit naming the Prescott-core processor Pentium 5, which Intel did not.) Unfortunately, those dramatic changes in architecture resulted in equally dramatic increases in power consumption and heat production, overwhelming the benefit expected from the reduction in process size.

Dimensiunea procesului

Dimensiunea procesului , numit si dimensiunea fab (rication) , este specificat în nanometri (nm) și definește dimensiunea celor mai mici elemente individuale de pe un procesor. AMD și Intel încearcă continuu să reducă dimensiunea procesului (numită a muri mic ) pentru a obține mai multe procesoare de la fiecare placă de siliciu, reducând astfel costurile lor de producere a fiecărui procesor. Procesorii Pentium II și Athlon timpurii au folosit un proces de 350 sau 250 nm. Pentium III și unele procesoare Athlon au folosit un proces de 180 nm. Procesoarele recente AMD și Intel folosesc un proces de 130 sau 90 nm, iar viitoarele procesoare vor folosi un proces de 65 nm.

Dimensiunea procesului contează deoarece, toate celelalte lucruri fiind egale, un procesor care folosește o dimensiune mai mică a procesului poate funcționa mai repede, poate utiliza tensiune mai mică, poate consuma mai puțină energie și poate produce mai puțină căldură. Procesoarele disponibile la un moment dat folosesc adesea diferite dimensiuni fab. De exemplu, la un moment dat Intel a vândut procesoare Pentium 4 care foloseau dimensiunile de proces de 180, 130 și 90 nm, iar AMD a vândut simultan procesoare Athlon care foloseau dimensiunile fab 250, 180 și 130 nm. Când alegeți un procesor de upgrade, acordați preferință unui procesor cu o dimensiune fab mai mică.

Caracteristici speciale

Diferite modele de procesoare acceptă seturi de caracteristici diferite, dintre care unele pot fi importante pentru dvs. și altele care nu sunt îngrijorătoare. Iată cinci caracteristici potențial importante, care sunt disponibile cu unele, dar nu cu toate, procesoarele actuale. Toate aceste caracteristici sunt acceptate de versiunile recente de Windows și Linux:

SSE3

SSE3 (Streaming Single-Instruction-Multiple-Data (SIMD) Extensions 3) , dezvoltat de Intel și disponibil acum pentru majoritatea procesoarelor Intel și unele procesoare AMD, este un set de instrucțiuni extins conceput pentru a accelera procesarea anumitor tipuri de date întâlnite în mod obișnuit în procesarea video și alte aplicații multimedia. O aplicație care acceptă SSE3 poate rula de la 10% sau 15% la 100% mai rapid pe un procesor care acceptă și SSE3 decât pe unul care nu.

Suport pe 64 de biți

Până de curând, procesoarele PC funcționau toate cu căi de date interne pe 32 de biți. În 2004, AMD a introdus Suport pe 64 de biți cu procesoarele lor Athlon 64. Oficial, AMD numește această caracteristică x86-64 , dar majoritatea oamenilor o numesc AMD64 . În mod critic, procesoarele AMD64 sunt compatibile cu software-ul pe 32 de biți și rulează acel software la fel de eficient precum rulează software-ul pe 64 de biți. Intel, care își promovase propria arhitectură pe 64 de biți, care avea doar o compatibilitate limitată pe 32 de biți, a fost nevoit să introducă propria sa versiune de x86-64, pe care o numește EM64T (Tehnologie de memorie extinsă pe 64 de biți) . Deocamdată, asistența pe 64 de biți nu este importantă pentru majoritatea oamenilor. Microsoft oferă o versiune pe 64 de biți a Windows XP, iar majoritatea distribuțiilor Linux acceptă procesoare pe 64 de biți, dar până când aplicațiile pe 64 de biți devin mai frecvente, există puține beneficii în lumea reală pentru a rula un procesor pe 64 de biți pe un computer desktop. Acest lucru se poate schimba când Microsoft (în cele din urmă) livrează Windows Vista, care va profita de suportul pe 64 de biți și este probabil să apară multe aplicații pe 64 de biți.

Execuție protejată

Cu Athlon 64, AMD a introdus NX (fără eXecute) tehnologie, iar Intel a urmat în curând cu tehnologia sa XDB (eXecute Disable Bit) tehnologie. NX și XDB au același scop, permițând procesorului să stabilească ce domenii de adrese de memorie sunt executabile și care sunt neexecutabile. Dacă codul, cum ar fi un buffer-over-run exploit, încearcă să ruleze în spațiu de memorie neexecutabil, procesorul returnează o eroare sistemului de operare. NX și XDB au un mare potențial de a reduce daunele cauzate de viruși, viermi, troieni și exploatări similare, dar necesită un sistem de operare care acceptă execuția protejată, cum ar fi Windows XP cu Service Pack 2.

Tehnologie de reducere a puterii

AMD și Intel oferă tehnologia de reducere a puterii în unele dintre modelele lor de procesoare. În ambele cazuri, tehnologia utilizată în procesoarele mobile a fost migrată către procesoarele desktop, al căror consum de energie și producția de căldură au devenit problematice. În esență, aceste tehnologii funcționează prin reducerea vitezei procesorului (și, prin urmare, a consumului de energie și a producției de căldură) atunci când procesorul este inactiv sau ușor încărcat. Intel se referă la tehnologia lor de reducere a puterii ca fiind EIST (tehnologie îmbunătățită Intel Speedstep) . Versiunea AMD se numește Cool'n'Quiet . Oricare poate face reduceri minore, dar utile în consumul de energie, producția de căldură și nivelul de zgomot al sistemului.

Suport dual-core

Până în 2005, AMD și Intel atingeau ambele limite practice ale ceea ce era posibil cu un singur nucleu de procesor. Soluția evidentă a fost aceea de a pune două nuclee de procesor într-un singur pachet de procesor. Din nou, AMD a condus calea cu eleganța sa Athlon 64 X2 procesoare din serie, care prezintă două nuclee Athlon 64 bine integrate pe un singur cip. Încă o dată forțat să joace recuperare, Intel a strâns din dinți și a plesnit împreună un procesor dual-core pe care îl numește Pentium D . Soluția AMD proiectată are mai multe avantaje, inclusiv performanțe ridicate și compatibilitate cu aproape orice placă de bază Socket 939 mai veche. Soluția slapdash Intel, care practic se ridica la lipirea a două nuclee Pentium 4 pe un cip fără a le integra, a dus la două compromisuri. În primul rând, procesoarele dual-core Intel nu sunt compatibile cu plăcile de bază anterioare și, prin urmare, necesită un nou chipset și o nouă serie de plăci de bază. În al doilea rând, deoarece Intel mai mult sau mai puțin a lipit două dintre nucleele existente pe un singur pachet de procesoare, consumul de energie și producția de căldură sunt extrem de mari, ceea ce înseamnă că Intel a trebuit să reducă viteza de ceas a procesoarelor Pentium D față de cel mai rapid Pentium cu un singur nucleu 4 modele.

Acestea fiind spuse, Athlon 64 X2 nu este în niciun caz un câștigător, deoarece Intel a fost suficient de inteligent pentru a prețui Pentium D atractiv. Cele mai puțin costisitoare procesoare Athlon X2 se vând cu mai mult de două ori mai mult decât procesoarele Pentium D. Deși, fără îndoială, prețurile vor scădea, nu ne așteptăm ca diferența de preț să se schimbe mult. Intel are capacitatea de producție de rezervă, în timp ce AMD este destul de limitată în ceea ce privește capacitatea sa de a produce procesoare, deci este probabil ca procesoarele dual-core AMD să aibă un preț premium pentru viitorul apropiat. Din păcate, asta înseamnă că procesoarele dual-core nu sunt o opțiune de upgrade rezonabilă pentru majoritatea oamenilor. Procesoarele dual-core Intel au un preț rezonabil, dar necesită înlocuirea plăcii de bază. Procesoarele AMD dual-core pot folosi o placă de bază Socket 939 existentă, dar procesoarele în sine sunt prea scumpe pentru a fi candidați viabili pentru majoritatea upgrade-urilor.

'''HYPER-THREADING VERSUS DUAL CORE''' Some Intel processors support ''Hyper-Threading Technology (HTT)'', which allows those processors to execute two program threads simultaneously. Programs that are designed to use HTT may run 10% to 30% faster on an HTT-enabled processor than on a similar non-HTT model. (It's also true that some programs run slower with HTT enabled than with it disabled.) Don't confuse HTT with dual core. An HTT processor has one core that can sometimes run multiple threads a dual-core processor has two cores, which can always run multiple threads.

Nume de bază și trepte de bază

nucleul procesorului definește arhitectura de bază a procesorului. Un procesor vândut sub un anumit nume poate folosi oricare dintre mai multe nuclee. De exemplu, primele procesoare Intel Pentium 4 au folosit Miezul Willamette . Mai târziu, variantele Pentium 4 au folosit Miez Northwood, miez Prescott, miez Gallatin, miez Prestonia , și Prescott 2M core . În mod similar, diferite modele Athlon 64 au fost produse folosind Miez Clawhammer, miez Sledgehammer, miez Newcastle, miez Winchester, miez Veneția, miez San Diego, miez Manchester , și Miezul Toledo .

Utilizarea unui nume de bază este o metodă convenabilă de prescurtare pentru a specifica pe scurt numeroase caracteristici ale procesorului. De exemplu, nucleul Clawhammer folosește procesul de 130 nm, un cache L2 de 1.024 KB și acceptă caracteristicile NX și X86-64, dar nu SSE3 sau operațiunea dual-core. În schimb, nucleul Manchester utilizează procesul de 90 nm, un cache L2 de 512 KB și acceptă caracteristicile SSE3, X86-64, NX și dual-core.

Vă puteți gândi la numele nucleului procesorului ca fiind similar cu un număr de versiune majoră a unui program software. Așa cum companiile de software lansează frecvent actualizări minore fără a schimba numărul versiunii majore, AMD și Intel fac frecvent actualizări minore la nucleele lor fără a schimba numele nucleului. Aceste modificări minore sunt numite trepte de bază . Este important să înțelegeți elementele de bază ale numelor de bază, deoarece nucleul pe care îl folosește un procesor poate determina compatibilitatea sa inversă cu placa de bază. Pașii sunt de obicei mai puțin semnificativi, deși merită acordați atenție. De exemplu, un anumit nucleu poate fi disponibil în etapele B2 și C0. Pasul C0 ulterior poate avea remedieri de erori, poate rula mai cool sau poate oferi alte avantaje față de pasul anterior. Pasul de bază este, de asemenea, esențial dacă instalați un al doilea procesor pe o placă de bază cu procesor dual. (Adică, o placă de bază cu două prize de procesor, spre deosebire de un procesor dual-core pe o placă de bază cu o singură priză.) Niciodată, nu amestecați niciodată nuclee sau trepte pe o placă de bază cu procesor dual așa se află nebunia (sau poate doar un dezastru).

Mai multe despre procesoare de calculator