При покупке или самостоятельной сборке системного блока первоначально выбирается платформа, на которой будет построен компьютер. Выбор платформы прежде всего зависит от типа процессора, желаемого к приобретению. Именно он, являясь центральным элементом системного блока, определяет его производительность в целом. На рынке присутствует огромное предложение различных моделей, и чтобы выбрать оптимальный, нужно понимать, в чём заключаются их отличия.
Развитие центральных процессоров
Первого вида процессоры были предложены в середине 40-х годов. В качестве основных элементов в их конструкции использовались электромеханическое реле и вакуумная лампа. Устройство памяти выполнялось на ферритовых сердечниках. Набор таких элементов, объединённых между собой проводниками, характеризовался низким быстродействием и большим тепловыделением.
Развитие полупроводниковой техники, а в частности изобретение транзистора, позволило полностью изменить технологический процесс изготовления процессоров. В 1970 году выпуск интегральных схем, представляющих собой подложку, на которой размещались как пассивные, так и активные радиоэлементы, позволил выпустить процессор в форме кристалла. И уже в 1971 году корпорация Intel наладила серийное производство четырёхразрядного процессора для установки в калькулятор.
С этого времени и начался массовый выпуск процессоров, с каждым витком производства которых размер элементов становился все меньше. Если в 70-х годах размер полупроводниковых структур составлял 3 мкм, то к концу 2018 года прогнозируется уменьшение элементов кристалла до размера 7 и 5 нм.
Уменьшение технологического процесса позволило увеличить количество радиоэлементов контроллера в одном кристалле, при этом уменьшив потери при передаче сигнала. Это привело к снижению нагрева микроконтроллера и увеличению частоты его работы, что помогло повысить производительность.
Как работает микроконтроллер
Центральный процессор (ЦП, CPU), или «камень», — это сложный радиокомпонент, предназначенный для обработки программного кода и управления различными операциями, происходящими при запуске компьютера.
ЦП в своей конструкции состоит из подложки (печатной платы) и размещёнными на ней транзисторами, число которых превышает десятки миллионов. Полупроводниковые элементы образовывают: логические схемы, внутренние регистры, память, шины. Всё это формирует кристалл. Сверху он накрывается крышкой, предназначенной для отвода тепла и защиты его от механических повреждений. С обратной стороны подложки находятся контактные группы, с их помощью происходит физический контакт процессора с платой, в которую он устанавливается.
В специальных ячейках (регистрах) ЦП содержатся команды и данные, управляющие его работой. В своей работе процессор извлекает их и считывает. Эти команды называются машинным кодом и обрабатываются в зависимости от режима работы аппаратного прерывания. Время, за которое происходит обработка команды, зависит от частоты тактового генератора, вырабатывающего импульсы.
Современные ЦП отличаются многоканальностью в работе, т. е. параллельно могут выполнять несколько команд. В них постоянно добавляются новые инструкции (программный код), повышающие функциональность устройства.
Характеристики устройства обработки
На цену процессора в первую очередь влияют его характеристики. Поэтому, решая, какой процессор выбрать, изучают возможности той или иной модели. Во многих моделях в кристалл наряду с ЦП интегрируется и графический процессор GPU, используется технология виртуализации и многоядерности.
Основные параметры любого процессора таковы:
Разрядность. Этот параметр обозначает, какое количество данных сможет обработать ЦП за единицу времени. Чем разрядность больше, тем быстрее происходит обработка. На сегодня практически все устройства выпускаются с 64-разрядной шиной.- Тактовая частота. Чем выше значение частоты, тем компьютер будет тратить меньше времени на обмен информацией. Единицей её измерения является мегагерц (МГц). То есть при частоте в один мегагерц совершается миллион операций в секунду.
- Количество ядер. Использование нескольких ядер на одной подложке помогает достичь настоящей многопоточности. Когда используется одно ядро, то все команды обрабатываются последовательно, согласно своему приоритету. При смене задачи текущий процесс останавливается, а новый запускается. После его окончания остановленный процесс продолжается. Из-за того, что таких процессов в очереди много, происходят задержки в работе ЦП. Поэтому применение дополнительных ядер помогает, не прекращая текущей задачи, начать выполнение новой, тем самым увеличив производительность.
- Тип поддерживаемой памяти. В компьютерных системах используются различные стандарты оперативной памяти. Память различается между собой: параметрами задержки обработки информации (тайминги), частотой работы и напряжением питания. Процессор должен уметь работать с этими параметрами памяти, т. е. поддерживать их в своих инструкциях.
- КЭШ-память. Для увеличения скорости обмена данными, извлекаемыми из оперативной памяти, используется КЭШ. Она представляет собой набор ячеек и практически играет роль буфера. Из-за своего расположения обмен информации с ней у ЦП происходит намного быстрее, чем с оперативной. При этом в неё помещаются команды, наиболее часто используемые в работе процессора.
- Технологический процесс. Этот параметр характеризуется архитектурой процессора. Каждая новая архитектура подразумевает появление новых серий процессоров, а её доработки называются степпингом. Сам же технологический процесс определяет размеры радиокомпонентов, а это влияет на энергопотребление и тепловыделение.
Таким образом, при выборе процессора в первую очередь обращается внимание на его семейство и тип.
Современный процессор на 2018 год должен содержать как минимум четыре ядра, работать на частоте, превышающей 3 Ггц, иметь кэш первого уровня не менее 16 кб на каждое ядро, а третьего уровня — не менее восьми мегабайт.
Выбор между двух компаний
В настоящий момент компаний-производителей микроконтроллеров для персональных компьютеров только две: Intel и AMD. Сфера производства полностью занята двумя гигантами, и производить ЦП для этой сферы другим невыгодно. Хотя в последнее время существуют попытки российского производителя МЦСТ наладить выпуск собственно разработанного CPU, но пока говорить об их конкуренции очень рано.
Компания МЦСТ выпускает процессоры под именем «Эльбрус» и «Байкал». Последняя их разработка — это 8-ядерный 28-нм процессор R-2000, предназначенный пока только для Минобороны РФ. Также ранее на рынке существовала компания VIA Technologies, но уже более десяти лет она не выпускает процессоры для бытового сегмента, переквалифицировавшись только для специализированных направлений.
Так как эти две компании полностью поделили рынок производства, то часто можно встретить полемику, где обсуждаются преимущества и недостатки того или иного производителя. Существуют даже два фанатских лагеря: один «Интела» — синий, второй «АМД» — красный. Но на самом деле стоит отдавать предпочтение не производителю, а конкретной модели ЦП.
Если проводить сравнение корпораций гигантов, то отслеживается их различный подход к разработке продукции. «АМД» старается перед выпуском нового семейства ЦП проводить исследования и тестирование новаторских технологий и через некоторое время производить архитектуру, значительно превосходящую предыдущую. Поэтому глобальные обновления у них происходят примерно раз в пять лет.
В то же время компания «Интел» плавно наращивает год за годом возможности своей продукции, и последний резкий переход был ею осуществлён в 2005 году при внедрении семейства Core. В связи с этим через некоторое время процессоры «АМД» стали проигрывать продукции от «Интела», но это длилось только до выпуска «красными» нового семейства изделий.
Рейтинг производительности
Перед выбором устройства понадобится определиться, для каких целей будет использоваться персональный компьютер. После чего нелишним будет почитать обзоры и обсуждения на специализированных форумах. Но вначале лучше составить список из нескольких моделей, наиболее подходящих под поставленные задачи. В этом поможет рейтинг процессоров amd и intel.
Самый мощный ЦП:
- Intel Core i7−8700K (3,7/4,7 ГГц, 6×256 КБ L2, 12 МБ L3).
- AMD Ryzen 7 1700 (3,0/3,7 ГГц, 8×512 КБ L2, 16 МБ L3).
Высокопроизводительные процессоры от AMD и Intel станут отличными вариантами для создания полноценной игровой системы или рабочей станции. От компании «Интел» процессор может работать на частоте 4,7 ГГц в режиме turbo, имеет 6 ядер и 12 вычислительных поток. А процессор Ryzen 7 1700, работающий на частоте 3,7 ГГц, содержит в себе восемь ядер Summit Ridge и 16 потоков.
CPU среднего уровня:
- Intel Core i5–8400 (2,8/4,0 ГГц, 256 КБ L2, 9 МБ L3).
- AMD Ryzen 5 1600 (3,2/3,6 ГГц, 6×512 КБ L2, 16 МБ L3).
Из них наиболее привлекательным является продукт компании «АМД» из-за неожиданного снижения цены с 219 $ до 189 $. Ryzen 5 1600 предназначен для установки в сокет AM4 и в турборежиме достигает отметки 3,6 ГГц. При этом его температура не превышает в игровых нагрузках 55 градусов по цельсию на штатном охлаждении. Процессор i5−8400, устанавливаемый в сокет 1151 в режиме турбо, берёт планку в 4,0 ГГц, имеет шесть ядер и шесть потоков, рекомендованная цена на него $200, а по уровню производительности он немного обгоняет своего конкурента от «АМД».
Недорогие ЦП:
- Intel Pentium G4600 (3,6 ГГц, 3 МБ L3).
- AMD Ryzen 3 1200 (3,1/3,4 ГГц, 8 МБ L3).
Предложение от «Интела» и «АМД» в этой категории отличается лучшим соотношением цена — качество для ПК, не предназначенных для «тяжёлой» обработки видео и игрового центра, но вполне подходящее для решения любых повседневных задач.
Конечно, бывают процессоры еще дешевле, но их уровень производительности слишком низок для использования в домашних условиях. Например, Celeron G3930: его возможностей хватает только для среднего уровня офисных машин.
Для помощи в выборе можно воспользоваться таблицей, в которой указаны по возрастанию процессоры «АМД» и «Интел».
В таблице расположены процессоры согласно своему рейтингу и ценовому сегменту, предоставленному фирмами-производителями.
При выборе подходящего процессора стоит учитывать как его производительность, так и рекомендации опытных людей, которые разбираются в устройстве и функциях современных компьютерных машин.
Originally posted 2018-05-02 06:06:23.
Внимание, только СЕГОДНЯ!