Как выбрать процессор

Эффект «узкого горлышка»

Необходимо сказать о том, что связка процессора и видеокарты должна быть грамотно подобрана. Иначе можно столкнуться с таким явлением, как bottleneck. В переводе с английского это означает «узкое горлышко». Разберемся, что это такое и почему возникает. ЦПУ — это важный модуль компьютера, и если он загружен на полную, а видеокарта еще нет, то это называется эффектом узкого горлышка, когда производительность компьютера упирается в мощность процессора, а не в видеокарту. Для того чтобы избежать подобных ситуаций, необходимо выбирать процессор мощнее, чем тот, что подходит к видеокарте.

Маркировка, архитектура и код name

Все производимые процессоры обладают специальной маркировкой, которая указывает на их принадлежность к определенному семейству (архитектуре) и основные характеристики.

Ниже мы подробней и наглядней рассмотрим некоторые маркировки, чтобы Вы могли легко их читать и понимать всю заложенную в них информацию. Если по-простому, то архитектура – это набор инструкций и свойств, присущих не одной конкретной модели, а целому семейству микрочипов.

Она определяет конструктивные особенности и организацию процессоров.

Архитектурам практически всегда присваивается код-name, т.е. кодовые имена, которые позволяют уже только по названию определить, в каком году была выпущена та или иная архитектура и какие характеристики заложены в моделях этой линейки.

Примечание:
Например, Intel имеет такие архитектуры для Core 2 Duo (архитектура Конрой): Lynnfield, Nehalem и т.п. AMD: Piledriver, Bulldozzer, Trinity.

Вывод

Какой процессор выбрать исходя из этого? Если есть возможность пощупать процессор ручками, то уделите внимание его маркировке на лицевой стороне. Там можно найти массу дополнительной информации, неуказанной на коробке

Где лучше всего купить процессор?

В первую очередь рекомендуем три магазина, примерно с равной степенью качества:

• JUST, — пожалуй, лучший выбор с точки зрения соотношения цена-качество SSD (и не только). Вполне внятные цены, хотя ассортимент не всегда идеален с точки зрения разнообразия. Ключевое преимущество, — гарантия, которая действительно позволяет в течении 14 дней поменять товар без всяких вопросов, а уж в случае гарантийных проблем магазин встанет на Вашу сторону и поможет решить любые проблемы. Автор сайта пользуется им уже лет 10 минимум (еще со времен, когда они были частью Ultra Electoronics), чего и Вам советует;
• OLDI, — один из старейших магазинов на рынке, как компания существует где-то порядка 20 лет. Приличный выбор, средние цены и один из самых удобных сайтов. В общем и целом приятно работать.

Выбор, традиционно, за Вами. Конечно, всякие там Яндекс.Маркет’ы никто не отменял, но из хороших магазинов я бы рекомендовал именно эти, а не какие-нибудь там МВидео и прочие крупные сети (которые зачастую не просто дороги, но ущербны в плане качества обслуживания, работы гарантийки и пр).

Микропроцессоры

По мере развития компьютерной техники в структуру ПК стали внедряться девайсы, получившие название «микропроцессор». Одним из первых устройств такого типа стало изделие Intel 4004, выпущенное американской корпорацией в 1971 году. Микропроцессоры в масштабе одной микросхемы объединили в своей структуре те функции, что мы определили выше. Современные девайсы, в принципе, работают на основе той же самой концепции. Таким образом, центральный процессор ноутбука, ПК, планшета содержит в своей структуре: логическое устройство, регистры, а также модуль управления, отвечающие за конкретные функции. Однако на практике компоненты современных микросхем чаще всего представлены в более сложной совокупности. Изучим данную особенность подробнее.

Структура современных процессоров

Центральный процессор современного ПК, ноутбука или планшета представлен ядром — теперь уже нормой считается, что их несколько, кэш-памятью на различных уровнях, а также контроллерами: ОЗУ, системной шины. Производительность микросхемы соответствующего типа определяется ее ключевыми характеристиками. В какой совокупности они могут быть представлены?

Наиболее значимые характеристики центрального процессора на современных ПК таковы: тип микроархитектуры (обычно указывается в нанометрах), тактовая частота (в гигагерцах), объем кэш-памяти на каждом уровне (в мегабайтах), энергопотребление (в ваттах), а также наличие или отсутствие графического модуля.

Изучим специфику работы некоторых ключевых модулей центрального процессора подробнее. Начнем с ядра.

Встроенное графическое ядро

Процессор может быть оснащен графическим ядром, отвечающим за вывод изображения на ваш монитор. В последние годы, встроенные видеокарты такого рода хорошо оптимизированы и без проблем тянут основной пакет программ и большинство игр на средних или минимальных настройках. Для работы в офисных приложениях и серфинга в интернете, просмотра Full HD видео и игры на средних настройках такой видеокарты вполне достаточно, и это Intel.

Что касается процессоров от компании AMD, их встроенные графические процессоры более производительные, что делает процессоры от AMD приоритетнее для любителей игровых приложений, желающих сэкономить на покупке дискретной видеокарты.

hp-country-locator-portlet

Почему же у разных пользователей разные показатели разгона процессора одной и той же модели?

У каждого пользователи разное охлаждение и модель материнской платы. Каждая плата рассчитана под определенные нужды. Одна под офисные работы, другая под активное домашнее пользование компьютером, а третья как раз таки для разгона и игр. У кого-то материнская плата мощнее, поэтому и возможность разгона выше. Также, конечно, влияет и уровень охлаждения процессора. Повышая частоту процессора, мы увеличиваем его теплоотдачу. У каждого кулера есть предел температуры охлаждения, у одного это 90 TDF, у другого 120 TDF и так далее. Соответственно, если теплоотдача процессора выше, чем может охладить кулер, то стабильно система работать уже не будет. То есть два главных компонента в разгоне процессора — это материнская плата и система охлаждения.

Pentium IV Prescott (февраль 2004 года)

В начале февраля 2004 года Intel анонсировала четыре новых процессора Pentium IV (2.8; 3.0; 3.2 и 3.4 ГГц), основанных на ядре Prescott, которое включает ряд нововведений. Вместе с выпуском четырех новых процессоров Intel представила процессор Pentium IV 3.4 ЕЕ (Extreme Edition), основанный на ядре Northwood и имеющий 2 Мбайт кэш памяти третьего уровня, а также упрощенную версию Pentium IV 2.8 А, основанную на ядре Prescott с ограниченной частотой шины (533 МГц).

Prescott выполнен по технологии 90 нм, что позволило уменьшить площадь кристалла, причем число транзисторов было увеличено более чем в 2 раза. В то время как ядро Northwood имеет площадь 145 квадратных миллиметров и на нем размещено 55 миллионов транзисторов, ядро Prescott имеет площадь 122 квадратных миллиметров и содержит 125 миллионов транзисторов.

Перечислим некоторые отличительные особенности процессора.

Новые SSE-команд

Intel представила в Prescott новую технологию SSE3, которая включает 13 новых потоковых команд, которые увеличат производительность некоторых операций как только программы начнут их использовать. SSE3 является не просто расширением SSE2, так как добавляет новые команды, но и позволяет облегчить и автоматизировать процесс оптимизации готовых приложений средствами компилятора. Другими словами, разработчику программного обеспечения не надо будет переписывать код программы, необходимо будет только перекомпилировать ее.

Увеличенный объем кэш памят

Одним из важнейших (с точки зрения производительности) дополнений можно считать увеличенный до 1 Мбайт кэш второго уровня. Объем кэш памяти первого уровня также был увеличен до 16 Кбайт.

Улучшенный Hyperthreadin

В новую версию включено множество новых особенностей, способных оптимизировать многопоточное выполнение различных операций. Единственный недостаток новой версии заключается в необходимости перекомпиляции программного обеспечения и обновления операционной системы.

Увеличенная длина конвейер

Для увеличения рабочей частоты будущих процессоров ядро Prescott имеет увеличенную с 20 до 31 ступени длину конвейера. Увеличение длины конвейера негативно сказывается на производительности в случае неправильного предсказания ветвлений. Для компенсации увеличения длины конвейера была улучшена технология предсказания ветвлений.

Техпроцесс

Итак, техпроцесс. Современные процессоры состоят из огромного числа транзисторов, размещенных на маленьком кремниевом кристалле. Чем больше транзисторов — тем мощнее в итоге получается процессор. Высокой плотности монтажа удается достичь за счет многослойной структуры готового кристалла процессора. Процесс очень напоминает фотолитографию (когда проявляют фотопленку, свет проходит через негатив и создает изображение на фотобумаге).

Современные технологии позволяют создавать транзисторы размером всего 22 нанометра и даже меньше! Для сравнения, толщина человеческого волоса около 50000 нм.  Со временем техпроцесс будет только уменьшаться, что позволит создавать еще более мощные ЦП, такая тенденция прослеживается уже сейчас. Чем меньше техпроцесс, тем больше транзисторов можно разместить на одном кристалле, и тем мощнее в итоге будет процессор, вот так.

Расшифровка маркировок

Классификация новейших ЦП полностью вписывается в стандартную маркировку, используемую Intel уже не протяжении почти 10 лет, с момента выхода в начале 2011 года второго поколения процессоров, известного под именем Sandy Bridge.

В этой маркировке обозначение каждого ЦП имеет следующий вид:

Intel Core XY – ABCD EF

Теперь рассмотрим расшифровку этой надписи подробнее:

Intel Core – название марки процессоров. Характерная особенность – ядер больше 1. Марка существует уже более 12 лет, первый многоядерник под ней был выпущен в ноябре 2006 г.

1. XY – серия ЦП; состоит из буквы и цифры. Может быть i3, i5, i7 или i9 для стационарных ПК, или m5, x5 и т.д. для мобильных ПК; часто серия может вообще состоять из одной буквы, например, E или N. Как правило, такие обозначения также используются для мобильных решений.
2. A – Номер поколения. Принимает значения от 2 до 8 (несмотря на то, что уже официально существует девятое).
3. BCD – трёхзначный код артикула процессора. Грубо говоря, его модель в рамках того или иного поколения. Индексы могут принимать как числовые, так и буквенные обозначения.
4. ЕF – Версия. Также может быть одно- или двухбуквенной. Описывает особенности процессора.

Рассмотрим данную маркировку на примере процессора Intel Core 6-го поколения:

Intel Core i7 – 6920 HQ

Артикул 920 означает, что этот процессор Intel используется для мобильных ПК. Несмотря на то, что это i7, в нём используются решения для мобильных устройств. Частота ЦП составляет от 2.9 до 3.8 ГГц,

Суффикс НQ означает, что на кристалле процессора присутствуют 4 ядра, а также имеется высокоскоростное графическое решение.

Другой пример, типичный представитель седьмого поколения Intel:

Intel Core i7 – 7700 K

Это обычный представитель архитектуры Kaby Lake, ничем особо не выделяющийся, однако, имеющий разблокированный множитель, позволяющий ему разгоняться до 4.6 ГГц. Число ядер у данной модели равно 4, число потоков – 8. Энергопотребление стандартное для десктоповых решений 7 поколения – 65 Ватт.

Тех.процесс и как участвует в выборе

Очень часто про этот параметр просто забывают, однако от него, бывает, зависит производительность. Для того, чтобы изготовить микросхемы и кристаллы CPU используется метод фотолитографии – нанесение на кремниевую подложку специальным оборудованием проводников, изоляторов и т.п., которые и формируют само ядро процессора.

В зависимости от разрешающей способности этого оборудования формируется определенный тип технологического процесса производства. Чаще всего он указывается в нанометрах: 130 нм, 90 нм, 45 нм и т.п. На что влияет техпроцесс и почему он важен при выборе CPU?

Все очень просто, чем меньше цифра, тем меньше размеры структур, которые помещаются на подложку. Все это приводит к пониженному энергопотреблению процессорных ядер, их большей вычислительной мощности, а также к снижению общей стоимости ЦП.

Вывод. Какой процессор выбрать исходя из этого? Чем меньше число в индексе технологического процесса, тем более высокопроизводительный и менее затратный (в сравнении со старшими собратьями) получается процессорный чип. Однако не стоит сильно обольщаться, пока эту «дешевизну» нового техпроцесса сможет ощутить конечный потребитель, пройдет немало времени.

Характеристики процессора

Тактовая частота указывает частоту, на которой работает ЦП. За $1$ такт выполняется несколько операций. Чем выше частота, тем выше быстродействие ПК. Тактовая частота современных процессоров измеряется в гигагерцах (ГГц): $1$ ГГц = $1$ миллиард тактов в секунду.

Для повышения производительности ЦП стали использовать несколько ядер, каждое из которых фактически является отдельным процессором. Чем больше ядер, тем выше производительность ПК.

Процессор связан с другими устройствами (например, с оперативной памятью) через шины данных, адреса и управления. Разрядность шин кратна 8 (т.к. имеем дело с байтами) и отличается для разных моделей, а также различна для шины данных и шины адреса.

Разрядность шины данных указывает на количество информации (в байтах), которое можно передать за $1$ раз (за $1$ такт). От разрядности адресной шины зависит максимальный объем оперативной памяти, с которым может работать ЦП.

От частоты системной шины зависит количество данных, которые передаются за отрезок времени. Для современных ПК за $1$ такт можно передать несколько бит. Важна также и пропускная способность шины, равная частоте системной шины, умноженной на количество бит, которые можно передать за $1$. Если частота системной шины равна $100$ Мгц, а за $1$ такт передается $2$ бита, то пропускная способность равна $200$ Мбит/сек.

Пропускная способность современных ПК исчисляется в гигабитах (или десятках гигабит) в секунду. Чем выше этот показатель, тем лучше.
На производительность ЦП влияет также объем кэш-памяти.

Данные для работы ЦП поступают из оперативной памяти, но т.к. память медленнее ЦП, то он может часто простаивать. Во избежание этого между ЦП и оперативной памятью располагают кэш-память, которая быстрее оперативной. Она работает как буфер. Данные из оперативной памяти посылаются в кэш, а затем в ЦП. Когда ЦП требует следующее данное, то при наличии его в кэш-памяти оно берется из него, иначе происходит обращение к оперативной памяти. Если в программе выполняется последовательно одна команда за другой, то при выполнении одной команды коды следующих команд загружаются из оперативной памяти в кэш. Это сильно ускоряет работу, т.к. ожидание ЦП сокращается.

Замечание 1

Существует кэш-память трех видов:

• Кэш-память $1$-го уровня самая быстрая, находится в ядре ЦП, поэтому имеет небольшие размеры ($8–128$ Кб).
• Кэш-память $2$-го уровня находится в ЦП, но не в ядре. Она быстрее оперативной памяти, но медленнее кэш-памяти $1$-го уровня. Размер от $128$ Кбайт до нескольких Мбайт.
• Кэш-память $3$-го уровня быстрее оперативной памяти, но медленнее кэш-памяти $2$-го уровня.

От объема этих видов памяти зависит скорость работы ЦП и соответственно компьютера.

ЦП может поддерживать работу только определенного вида оперативной памяти: $DDR$, $DDR2$ или $DDR3$. Чем быстрее работает оперативная память, тем выше производительность работы ЦП.

Следующая характеристика – сокет (разъем), в который вставляется ЦП. Если ЦП предназначен для определенного вида сокета, то его нельзя установить в другой. Между тем, на материнской плате находится только один сокет для ЦП и он должен соответствовать типу этого процессора.

Компоненты и характеристики процессора

Основными компонентами CPU являются — ALU (Арифметико-логическое устройство), которое выполняет математические, логические и арифметические операции и CU (Блок управления), который управляет всеми операциями процессора.

В процессе развития компьютерных процессоров существенно изменились характеристики процесоров: увеличилась скорость (тактовая частота) и возможности процессора. Например, первым микропроцессором был Intel 4004, который был выпущен 15 ноября 1971 года, и имел 2,300 транзисторов и выполнил 60,000 операций в секунду. Современные же процессоры Intel, такие как на картинке, содержат сотни миллионов транзисторов и выполняют миллиарды операций в секунду.

Техпроцесс процесора

Техпроцесс производства напрямую не влияет на производительность процессора при выполнении задач, но и тут есть одно «но». Увеличение тактовой частоты или любые другие архитектурные изменения, невозможны без вноса изменений в текущий техпроцесс, так как в пределах одного семейства процессоров на одном техпроцессе, запас на наращивание тактовой частоты ограничен. В 2011-2012 годах были выпущены процессоры с техпроцессом 22нм, и всё идёт к уменьшению данных показателей. По сути 22 нм — это ширина базы транзисторов, на которых преимущественно построены процессоры. Логичен тот факт, что чем меньше будет ширина базы транзистора, то тем больше их можно будет «впихнуть» на кристалл, а значит — производительность процессора увеличится. На данный момент процессоры AMD имеют в своем распоряжении техпроцесс 32нм, интел — 22 нм.

Читать статью: Техпроцесс процессоров

Проверка оборудования

Нужно выяснить, какой именно аппаратный компонент не дает нам спокойно жить.

Для этого нужно:

Скачать DPC Latency Checker по этой ссылке. Приложение поможет определить потенциальных сбойных кандидатов.
После запуска исполняемого файла (устанавливать приложение не нужно) начните диагностику системы.
По окончанию процесса ознакомьтесь с информацией в нижнем поле программы – она советует перейти в «Диспетчер задач».
Теперь начните по-одному отключать устройства и постоянно проверяйте состояние загруженности процесса «Системные прерывания»

Обратите внимание, что деактивировать компоненты «Компьютер», «Процессор» и «Системные устройства» не стоит, это приведет к аварийному завершению работы операционной системы и создаст проблемы при повторной загрузке Windows.
Выясните, при отключении чего нагрузка на ПК возвращается в нормальное состояние. Если такой компонент был найден – обновляйте драйвера устройства.

Внимание! Загружайте драйвера только с официальных сайтов производителей! В случае неудачного поиска дефективного устройства не расстраивайтесь, возможно проблема заключается в тех трёх компонентах, которые мы не отключали. Обновите для них драйвера и проблема вероятно устранится

Browser Support

Работа процессора

Работает процессор под управлением программы, находящейся в оперативной памяти.

(Работа процессора сложнее, чем это изображено на схеме выше. Например, данные и команды попадают в кэш не сразу из оперативной памяти, а через блок предварительной выборки, который не изображен на схеме. Также не изображен декодирующий блок, осуществляющий преобразование данных и команд в двоичную форму, только после чего с ними может работать процессор.)

Блок управления помимо прочего отвечает за вызов очередной команды и определение ее типа.

Арифметико-логическое устройство, получив данные и команду, выполняет указанную операцию и записывает результат в один из свободных регистров.

Текущая команда находится в специально для нее отведенном регистре команд. В процессе работы с текущей командой увеличивается значение так называемого счетчика команд, который теперь указывает на следующую команду (если, конечно, не было команды перехода или останова).

Часто команду представляют как структуру, состоящую из записи операции (которую требуется выполнить) и адресов ячеек исходных данных и результата. По адресам указанным в команде берутся данные и помещаются в обычные регистры (в смысле не в регистр команды), получившийся результат тоже сначала оказывается в регистре, а уж потом перемещается по своему адресу, указанному в команде.

Количество ядер процессора

Некое, совсем небольшое, количество лет назад такого понятия как многоядерность не существовало вовсе. Сейчас же, «куда ни плюнь», сплошь многоядерные процессоры. В выборе количества ядер следует в первую очередь исходить из конкретных задач.

Понятно, что чем больше ядер, тем лучше, но если Вы используете компьютер для решения офисных задач по работе с документами, серфинга в интернете и легких мультимедийных задач, то, скорее всего, процессор с количеством ядер больше двух — это выброшенные на ветер деньги.

Вывод. Какой процессор выбрать исходя из этого? «Ядреность» процессоров призвана в первую очередь повысить производительность при работе со специально оптимизированным софтом, играми и приложениями. Поэтому, если Вы «штатный» юзер с минимальными целями и задачами, то смысла переплачивать за количество ядер – нет. Оптимальным вариантом будет: 2 ядра – для стандартного офисного ПК (эдакой рабочей лошадки) и 4 и более ядра – если Вы хотите использовать ПК в качестве мультимедийного и игрового центра.

Встроенное графическое ядро

С развитием техпроцесса производства процессоров появилась возможность размещать внутри ЦПУ различные микросхемы, в частности графическое ядро.

Удобно такое решение тем, что не требуется покупать отдельную видеокарту. Ориентировано оно в основном на бюджетный сектор (офисную среду), где графические возможности системы вторичны. AMD встраивает в свои вычислительные процессоры видеочипы Radeon HD, такой единый элемент получил название APU (ускоренный процессорный элемент).

Вывод

Какой процессор выбрать исходя из этого? Если Ваша цель — бюджетный компьютер, в котором графика не играет важной роли (ну, не играете Вы в мощные игры, не занимаетесь 3D-дизайном и тд и тп, а просто смотрите фильмы, лазаете по инету и тд и тп), то тогда гибридный процессор со встроенным видеоядром – это то что доктор прописал, так сказать дешево и сердито. Если же Вам нужны видеомощности, то, само собой, нет смысла тратится на процессор с видеоядром — лучше купить отдельную мощную видеокарту

Преимущества и недостатки процессоров AMD

Основное преимущество ЦП от АМД – это их стоимость в момент выходи и в первые полгода существования той или иной модели. Очень многие покупатели вообще думают, что у Интел и АМД существует определённый монопольный сговор с целью обеспечения прибылей друг друга. Есть множество косвенных факторов, указывающих на это, однако, если просто посмотреть на то, кому эти компании принадлежат, то ни о каком «заговоре» и речи быть не может.

Просто компания АМД имеет не меньший потенциал как для исследования рынка продукции, так и для разработки каких-то новых решений, а области электроники, однако, в отличие от Интел, результаты её экспериментов «выходят в свет» только в случае гарантированного успеха. Как, например, было с Athlon-XP, Athlon-64 или тем же ThreadRipper-ом. Интел же, пользуясь положением лидера может позволить себе продвигать и откровенно провальные идеи (такие, как, например, Slot-1, Celeron-D и прочее), не опасаясь за своё будущее.

Говоря простым языком, АМД проводит как-бы своеобразную «работу над ошибками», которые плодит Интел в своих разработках и маркетинговой политике. Поэтому решения от АМД хоть и могут в чём-то проиграть конкуренту, однако, с уверенностью можно сказать, что явных «ляпов» в своих чипах этот производитель допускает гораздо меньше, нежели его визави.

Однако, любая медаль имеет две стороны. Стремясь походить или даже в чём-то предвосхищать своего оппонента, фирма АМД как бы сама того не хотя, накладывает на себя определённые рамки, выражающиеся часто в ограничении производительности своих изделий (при том, что их цена по-прежнему существенно ниже аналогов от Интела).

Из этого выходит основной недостаток ЦП от АМД – они почти всегда хоть на немного, но медленнее своих прямых конкурентов.

Причина этого действия очень простая и кроется в психологии рынка. Например, пользователь, видя, что его AMD FX хоть и стоит на 30-40% дешевле i3, но проигрывает ему в производительности на 10%. Пользователю хочется большего быстродействия, но i3, он, естественно, покупать не будет, поскольку ему же предлагают Райзен 1700, который дешевле i5, хотя и немного медленнее его. И так далее.

И подобная ситуация наблюдается в любом сегменте рынка. То есть АМД стимулирует переход пользователей на более высокий по производительности и цене уровень вот таким незатейливым способом. Самое же главное, что все оказываются в выигрыше: и пользователь, получивший более современный ПК за меньшие деньги и производитель, получивший возможность продать новый товар.

Резюмируя можно сказать: плюса продукции АМД в её цене (производительность при меньшей стоимости), минусы – в немного уменьшенной производительности равных по уровню решений.

Голубой цвет в интерьере — фото

Итоги

Как вы поняли из вышесказанного, тактовая частота – далеко не самый главный показатель мощности процессора, хоть и является основным. Производительность чипа зависит от совокупности нескольких величин, да и пользователь должен четко понимать, для каких целей используется тот или иной ЦП.

Очень надеюсь, что данный материал помог прокачать ваш скилл компьютерной грамотности, которым вы теперь можете поделиться с друзьями и знакомыми, когда речь зайдет о производительности системы и факторов на нее влияющих.

Обязательно прочтите другие наши публикации, в которых мы подробно описываем важные аспекты при выборе процессора. Следите за обновлениями блога, чтобы не пропустить новые интересные материалы. До новых встреч, пока.