Практическое занятие 14

Изучение типов современных процессоров

1 Цель работы

1.1 Изучить виды и характеристики современных процессоров;

1.2 Изучить ключевые характеристики, неободимые для выбора процессора.

2 Пояснение к работе

2.1 Краткие теоретические сведения

На сегодняшний день на рынке представлен выбор огромного количества процессоров, хоть и актуальных производителей всего два – Intel и AMD, но из-за присутствующих в продаже многочисленных линеек CPU легко потеряться в выборе.

Ключевые характеристики, из которых мы будем исходить – это производительность и соотношение цена-качество. Сравнивать современные CPU, анализируя только частоту или количества кэша некорректно.

2.1.1 Процессоры Intel

Актуальная продукция Intel, представленная на рынке, ныне представляет собой две архитектуры: Core 2 Duo и его дальнейшее развитие Nehalem. Базовыми отличиями архитектуры Nehalem от Core 2 Duo являются:

1 Полноценная реализация четырёх (и более)-ядерности, причем все ядра располагаются на одном кристалле. Типичный Core 2 Duo представляет собой два соединенных на одной подложке кристалла, в силу чего взаимодействие между ними реализовано посредством Северного моста;

2 Поддержка памяти DDR3 SDRAM, более того, системы на базе сокета 1366 могут работать в трёхканальном режиме. Вариантам на сокете 1156 доступен лишь двухканальный. Разница в производительности составляет 5-7%;

3 Интеграция контроллера памяти (DDR3) под распределительную крышку процессора;

4 Появление общего для всех ядер кэша третьего уровня;

5 Использование технологии Hyper-Threading. Для части линеек процессоров Nehalem вновь доступна логическая эмуляция ядер на базе физических. В процессорах с использованием этой технологии каждый физический процессор может хранить состояние сразу двух потоков, что для операционной системы выглядит как наличие двух логических процессоров. Физически у каждого из логических процессоров есть свой набор регистров и контроллер прерываний, а остальные элементы процессора являются общими;

6 Turbo Boost. Динамически – ступенчатое увеличение частоты на величину кратной 133 в зависимости от нагрузки. Работает без какого-либо дополнительного программного обеспечения;

7 Изменение во многом самой внутренней структуры процессора (предсказание переходов, обработка циклов, исполнения инструкций), появление новых шин передачи данных (QPI), Power Control Unit, управляющий энергопотреблением.

Рассмотрим конкретные представители линеек CPU от Intel.

Intel i7-980X

Первый шестиядерный процессор от лидера своей отрасли. Как в однопоточных, так и в многопоточных задачах показывает себя только с лучшей стороны. Первое преимущество обуславливается во многом Turbo Boost, при задействовании менее четырёх ядер, их частота увеличивается на 133 МГц, при работе одного-двух, частота растёт уже на 266 МГц. Второе преимущество проистекает из Hyper-Threading. В процессоре 12 логических ядер.

При базовой частоте в 3,33 ГГц Intel i7-980X свободно разгоняется до 4,1 Гц, более того, помимо разгона по шине доступен разгон через разблокированный множитель.

Процессор идеально впишется в любую как игровую, так и в системы по обработке нелинейного монтажа, 3D моделирования и т.д.

Единственный и самый главный минус это очень высокая цена.

Intel i7-920

Единственный более-менее востребованный процессор на сокете 1366. Качественных различий от своих верхних собратьев (i7-960, i7-975) по сути никаких, отличие лишь количественное – относительно низкая частота (2,66 Ггц). Но это успешно компенсируется отличным разгонным потенциалом (до 3,8 Ггц). Стоимость Intel i7-920 для сокета 1366 самая низкая.

Intel i7-870

Этот процессор также является флагманом, но уже для платформ на сокете 1156. В данном случае с переходом на более низкую ступень, теряется лишь поддержка трёхканального режима. Зато имеется интегрированный интерфейс PCI-E 2.0 для графики и уменьшенный теплопакет (95 Вт по сравнению с 130 Вт у CPU на сокете 1366). Тактовая частота 2,80 ГГц. Также увеличен шаг Turbo Boost, он стал равным 5 (т.е. частота одного-двух ядер может увеличиться на 665 МГц). В тестах Intel i7-870 превосходит Intel i7-920, но и стоит дороже.

Intel i5-750

С переходом на более низкую линейку в сравнении с Intel i7-870 отсутствует поддержка Hyper-Threading и немного снижена частота (2,66 ГГц). Во всём остальном принципиальные отличия отсутствуют. Имеет отличный разгонный потенциал (до 4 ГГц) и сравнительно низкую цену. Intel i5-750 – альтернативный вариант между верхними линейками и CPU, рассчитанными на использование в бюджетных конфигурациях.

Intel Core 2 Quad Q9500

Представитель семейства на сокете 775. Данная платформа до сих пор актуальна и весьма востребована, сразу тяжело переходить на Nehalem (помимо самого процессора необходимо как минимум поменять материнскую плату и память). Производительность достаточно высокая даже на фоне Nehalem (превосходит Core i5-650), при сравнительно низкой цене.

Intel i5-661

Первый из рассмотренных процессоров, имеющих интегрированное графическое ядро. Двухядерный, но с присутствующей технологией Hyper-Threading, т.е. 4 ядра стали логическими. Кроме того, в отличие от Intel i5-750 выполнен по 32 нм технологии (Intel i5-750 - по 45 нм), что положительно сказывается на тепловыделении (87 Вт). Также вдвое урезан кэш, зато выше частота – 3,33 ГГц. Предложенное видеоядро с частотой 900 МГц по производительности соответствует GMA X4500HD с поддержкой DirectX 10. Стоимость сравнительно невелика.

Intel i3-530

Самый младший представитель линейки i3 Nehalem. Исчезла поддержка Turbo Boost, частота видеоядра снизилась до 733 МГц, общая частота – 2,93 ГГц. Выполнен всё по тому же техпроцессу – 32 нм. К плюсам можно отнести изменившееся тепловыделение (73 Вт), произошло это за счёт менее производительного видео. Данный процессор предназначен для тех, кто хочет сэкономить, но при этом приобрести относительно хорошую производительность.

Intel Pentium G6950

На сегодняшний день самый дешёвый процессор на сокете 1156. Двухядерный, без Hyper-Threading, частота видеоядра снижена до 533 МГц, урезан кэш и общая частота. Подходит в качестве начальной покупки для последующей модернизации.

2.1.2 Процессоры AMD

Изменения структуры процессоров у данной компании происходили плавно без агрессивных скачков, потому нагляднее рассматривать продукцию AMD с точки зрения совместимых сокетов. Наиболее актуальными на сегодняшний день являются AM2, AM2+ и AM3. Передовым, безусловно, считается AM3. Выделим главные нюансы процессоров под сокет AM3:

1 Наличие обратной совместимости. Все процессоры на сокете AM3 можно использовать на большинстве материнских плат с сокетом AM2+.

2 Поддержка контролером памяти возможности работы как с новой DDR3 SDRAM, так и со старой DDR2 SDRAM.

3 Для шестиядерных процессоров доступна функция Turbo CORE. В случае простоя трёх ядер частота остальных повышается, также увеличивается и вольтаж, причём всех ядер. Кроме того, доступна тонкая настройка режимов технологии посредством утилиты ADM OverDrive.

Соотношение цена-качество у процессоров AMD лучше, чем у Intel.

AMD Phenom II X6 1090T BE

Шесть ядер и функция Turbo CORE. Штатная частота составляет 3,2 ГГц, общий кэш на 6 Мбайт, большое тепловыделение (125 Вт), разблокированный множитель и техпроцесс по норме 45 нм.

Свободно разгоняется и стабильно работает на частоте 3,9 ГГц. Отлично смотрится на всех тесто-приложениях, для игровых компьютеров избыточен, больше подходит для нелинейного монтажа, распознавания документов, 3D рендеринга. Флагман линейки AMD, но до Intel i7-980X ему далеко. Аналог по производительности это Intel i7-930.

Самый главный плюс – его стоимость (почти в четыре раза дешевле флагмана от Intel). Более того, для задействования любого процессора под сокет AM3 необходимость в покупке новой платформы отсутствует, достаточно обновить BIOS материнской платы с сокетом AM2+.

AMD Phenom II X4 965

Четырёхядерный аналог с повышенной частотой (3,4 ГГц) и без Turbo CORE. Свободно разгоняется на боксовом охлаждении до 3,8 ГГц. Производительность чуть меньше, чем у Intel i7-920. Стоимость сравнительно невелика. Подойдёт для игровых систем.

AMD Phenom II X3 710

Очень интересный и оригинальный ход AMD – выпуск трёхъядерных процессоров (четрырехядерные с одним бракованным ядром). Частота 2,6 ГГц, разгоняется до 3,6 Ггц. Аналог от конкурента – Intel i3-530. Низкая цена. Подходит для конфигураций чуть выше среднего уровня.

AMD Athlon II X4 635

Принципиальное отличие семейства Athlon II от Phenom II – это отсутствие кэша третьего уровня, что сказывается на производительности, но тем самым уменьшает уровень выделяемого тепла (95 Вт против 125 Вт). По производительности находится между Intel i3-530 и Intel i5-650, но стоимость ниже. Разгоняется до 3,5 ГГц при штатной частоте в 2,9 ГГц. Является типичным представителем компьютеров среднего уровня.

AMD Phenom II X2 555 BE

Двухъядерный представитель семейства Phenom II с кэшем третьего уровня и разблокированным множителем. Частота 3,2 ГГц. Аналог от конкурента – между Intel Pentium G6950 и Intel i3-530, при такой же стоимости. Обладает отличным разгонным потенциалом (с помощью жидкого азота разогнали до 6638,8 Гц, при воздушном охлаждении – до 4 ГГц).

AMD Athlon II X2 215

Способен обеспечить максимально комфортную работу в офисных приложениях. При низкой стоимости достаточная производительности (Intel Pentium Dual-Core E5300 чуть быстрее). Разгоняется до 3,6 ГГц при штатной частоте в 2,7 ГГц.

3 Задание

3.1 Составить таблицу «Процессоры Intel» с указанием модели процессора и его характеристик.

3.2 Составить таблицу «Процессоры AMD» с указанием модели процессора и его характеристик.

4 Контрольные вопросы

4.1 В чем отличия архитектуры Nehalem от Core 2 Duo?

4.2 В чем преимущества процессоров AMD под сокет AM3?

4.3 В чем преимущества процессоров AMD по сравнению с Intel?

5 Содержание отчета

5.1 Наименование работы

5.2 Цель работы

5.3 Задание

5.4 Необходимые рисунки и таблицы

5.5 Выводы по работе

5.6 Ответы на контрольные вопросы

6 Список литературы

6.1 Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2008.

6.2 Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2008.