Что такое мощность процессора компьютера
Производительность процессора и в чем она измеряется
Добрый день, уважаемые гости и постоянные посетители моего блога. Сегодня мы поговорим об одной наболевшей теме, а именно о скорости или в чем измеряется производительность процессора.
Сразу хочется сказать, что это не частота на ядро, как было принято ранее, а совокупность сразу нескольких математических величин, именуемых как FLOPS (FLoating-point Operations Per Second) – внесистемная единица производительности.
От чего зависит вычислительная мощность компьютера, и стоит ли обращать внимание на частотный показатель? Во всем этом мы и постараемся разобраться.
Откуда ноги растут
Довольно часто в интернете можно встретить споры о том, что «Intel тащат за счет большей частоты ядер». Иными словами, частотный параметр ставится во главу стола, а остальные нюансы (количество потоков, размер кэша, работа с определенными инструкциями и техпроцесс) почему-то забываются.
Примерно до начала 2000-х годов подобное сравнение имело место быть, поскольку характеристики центрального чипа и его скорость упирались именно в частоту. Достаточно вспомнить следующие названия:
А потом ситуация резко изменилась, поскольку разработчики стали уделять больше времени строительству внутренней архитектуры чипов, добавляя кэш-память, поддержку новых инструкций, способов вычисления и прочих элементов, которые увеличивают производительность без повышения той самой частоты.
На арене появились новые критерии скорости:
Т.е. определить возможности чипа, опираясь на один лишь частотный потенциал, стало практически невозможно.
Что влияет на производительность современных процессоров?
Итак, давайте знакомиться с понятиями, которые характеризуют работу процессора, скорость вычислений и все прочие параметры.
Разрядность – определяет размер обработки данных за такт. На данный момент существуют как 32-битные, так и 64-битные варианты. Представим, что размер данных – 1 байт (8 бит). Если чип вычисляет 4 байта информации за прогон – он 32-битный, если 8 байт – 64-битный.
Логика элементарна до безобразия: при сравнивании 2 ЦП с идентичной частотой и разной разрядностью победит тот, который обладает 64-битным набором логики (разница колеблется от 10 до 20%).
Техпроцесс (литография) – количество транзисторов, размещенных на кристалле. Чем их больше – тем выше мощность, частоты, разгонный потенциал и ниже температура под нагрузкой. Процесс измеряется в нанометрах и на данный момент Компаниями Intel и AMD успешно освоены ЦП на техпроцессе 14 и 12 нм соответственно.
Кэш-память – массив сверхскоростной и эффективной ОЗУ внутри чипа, которая отвечает за основные вычисления и обмен готовыми результатами операций с оперативной памятью ПК и прочими компонентами системы. От объема кэша зависит скорость и работоспособность компьютера.
Если у вас на руках 2 модели с идентичными частотами и техпроцессом, лучше будет та, у которой кэш третьего уровня (L3) выше, или вообще присутствует.
Рабочая температура – показатель, который напрямую влияет на производительность. Если вы решили разогнать чип, и он дошел до своего предела относительно температур – ЦП либо начнет троттлить, либо отключится, вызвав перезагрузку компьютера. Но не стоит злоупотреблять работоспособностью процессора на максимально возможных температурах – кристалл довольно быстро откажет и начнет разрушаться.
Системная шина и множитель – отвечают за разгон частот. Если вы хотите заняться оверклокингом, то множитель должен быть разблокирован на камне. Более того, делается это только на соответствующей материнской плате с чипсетом Z370 (Intel Coffee Lake) или B350, X370/X470 (AMD Ryzen).
Потенциал «разгоняемого» камня значительно выше, а потому данная покупка имеет большую ценность на будущее, да и запас прочности кристалла будет существенно выше.
Наличие встроенного графического процессора – дополнительное ядро, ответственное за графические вычисления и дополнительные задачи, связанные с обработкой изображений. Зачастую это полноценный GPU, который, правда, не имеет собственной оперативной памяти и черпает ее из ОЗУ компьютера.
Наличие вспомогательного ядра, пусть и специализированного, существенно повышает общую шустрость кристалла, обеспечивая большую производительность в сравнении с обычными процессорами.
Количество физических ядер – определяет не только скорость обработки информации, но и количество одновременно выполняемых задач, с которыми ЦП может справляться без потери мощностей и троттлинга. Здесь ситуация весьма нестандартная по нескольким причинам:
Поддержка многопоточности (Hyper-Threading или SMT) – виртуальное удвоение вычислительных ядер для более грамотного распараллеливания задач в процессе работы.
Грамотное определение производительности
Предположим, что вы более-менее разобрались в ситуации, но все равно не можете понять, какой из процессоров лучше? Возьмем ту же ситуацию с Intel Core i7 8700k, который вполне реально разогнать до 4,9 ГГц на воздушном охлаждении, и AMD Ryzen 7 2700X и его 4,3 ГГц в режиме оверклокинга. Казалось бы – выбор в пользу «синих» очевиден, но на практике «красный» лагерь рвет и мечет.
И вот тут уже на помощь приходят те самые бенчмарки, тесты и сравнения двух популярных моделей в реальных рабочих приложениях и синтетике. Одним из наиболее наглядных вариантов выступает бенчмарк Cinebench r15, который показывает статистику модели как в стоке, так и под несколькими видами разгона:
Много полезной информации можно найти на профильных Youtube-каналах и ресурсах типа Sisoftware Sandra
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.
Как выбрать процессор для ПК?
Немногие компоненты компьютера важны настолько же, насколько важен его центральный процессор (CPU). Он постоянно обрабатывает огромные объемы данных и отвечает за большую часть математических расчетов, которые проводятся где-то в недрах системы. В общем, к выбору CPU нужно подходить, вооружившись всеми необходимыми знаниями по теме.
Процесс покупки процессора может сбить с толку поначалу — количество характеристик, в которых нужно разобраться, велико, и не все они так просты, какими кажутся. В этой статье мы расскажем обо всем, что действительно важно, а затем предложим вашему вниманию несколько моделей от AMD и Intel, которые можно быстро и удобно заказать у одного из магазинов нашего каталога.
AMD или Intel?
Производителей процессоров для обычных домашних и рабочих ПК на всю планету всего два — это AMD и Intel. Примерно до 2017 года лучшим выбором практически во всех случаях были модели Intel, но к этому моменту AMD догнала и во много обогнала своего конкурента. И «красная», и «синяя» команды сегодня практически не имеют недостатков.
Разница между AMD Ryzen / Threadripper и Intel Core все еще сохраняется, но теперь она далеко не такая существенная, какой была еще несколько лет назад. Так, топовые (т.е. самые дорогие) Intel в целом слегка лучше показывают себя в играх, зато Ryzen считаются лучшим выбором для рендеринга видео или какой-то другой профессиональной деятельности, да и в играх ненамного хуже.
В любом случае, если вы собираете новый компьютер, очень важно подобрать подходящие друг к другу компоненты; в этом случае речь идет о процессоре и материнской плате. Кстати, традиционно материнские платы с чипсетами Intel заметно дороже, чем материнские платы на чипсетах AMD.
Маркировка моделей и поколений
Очень многое о любом процессоре можно узнать, если просто внимательно посмотреть на его название. AMD и Intel маркируют свои CPU по-разному, но разобраться в их схемах достаточно просто.
Начнем с AMD. Самая свежая линейка ее процессоров — Ryzen 5000. Первая цифра обозначает поколение, вторая (и иногда третья) — расположение модели в рамках этого поколения. Так, 5600X и 5800X принадлежат к одному и тому же поколению, но 5800X значительно быстрее. 3800X — аналог 5800X, но более старый.
Также у разных Ryzen в названиях есть одна из четырех цифр — 3, 5, 7 или 9 (Ryzen 3 3200G, Ryzen 5 5600X и так далее). Они в целом обозначают сегмент производительности — от самого низкого к самому высокому.
Схема Intel похожа — первые пару цифр обозначают поколение, а остальные — позиционирование процессора в рамках этого поколения. Например, Core i9-10900K — CPU 10 поколения, который заметно быстрее, чем Core i5-10600K того же поколения. Обозначения «i3», «i5», «i7» и «i9» — примерно то же самое, что и отдельные цифры в названиях Ryzen.
К этой схеме у Intel добавляются суффиксы, которые обозначают наличие или отсутствие какой-то функции или части чипа. Вот их список:
G1-G7: обозначает скорость графической подсистемы;
E: Embedded-процессоры для IoT-устройств;
F: не имеет видеочипа;
G: имеет графический чип;
H: высокое энергопотребление, для ноутбуков;
HK: высокое энергопотребление, возможность разгона, для ноутбуков;
HQ: высокое энергопотребление, четыре ядра, для ноутбуков;
K: возможность разгона;
S: особое издание;
T: низкое энергопотребление;
U: низкое энергопотребление, для ноутбуков;
Y: очень низкое энергопотребление, для ноутбуков.
К счастью, в случае с CPU для настольных ПК запоминать все эти суффиксы не нужно — достаточно держать в уме «F» и «K».
Ядра и потоки
Важнейший параметр любого современного процессора — количество ядер. Каждое из них занимается собственными расчетами, а современные приложения и игры умеют распараллеливать вычисления так, что повышение количества ядер приводит к серьезному увеличению производительности.
Потоки — это, если не вдаваться в технические подробности, «виртуальные ядра». Благодаря технологиям Hyper-threading у Intel и SMT у AMD (поддерживаются практически всеми более-менее дорогими моделями CPU) каждое ядро их процессоров отвечает за два вычислительных потока.
Если вам нужен самый бюджетный ПК для серфинга в сети и работы с простыми документами, хватит и двухядерного процессора (лучше — с HT или SMT). Во всех остальных случаях разумный минимум — 4 ядра и 8 вычислительных потоков.
К этому моменту в продаже появились довольно доступные бюджетные 6-ядерные процессоры — и от Intel, и от AMD. По нашему мнению, это оптимальный вариант — 4 ядра могут стать проблемой уже очень скоро (и будут проблемой в некоторых задачах и многих играх уже сейчас).
8 и более ядер — это пока что территория профессионалов и стримеров, которым от CPU нужна либо работа в по-настоящему «тяжелых» приложениях, либо одновременная работа с игрой и ПО для стриминга. Здесь ограничений уже нет — если бюджет позволяет, можно выбрать и 10-ядерный, и 12-ядерный, и 16-ядерный процессор — например, Ryzen 9 5950X. А еще есть 64-ядерные (!) AMD Threadripper!
Тактовая частота и IPC
Гонки тактовой частоты процессоров давно закончились. Или нет? На самом поверхностном уровне более высокая частота действительно обозначает большую скорость расчетов. Чем больше у CPU гигагерц, тем лучше он будет справляться со своими задачами.
Но тут в дело вступает показатель IPC — по сути, он обозначает производительность на каждый герц частоты. И этот показатель отличается в зависимости от архитектуры, на основе которой построен процессор — таким образом, прямое сравнение частот, скажем, Ryzen 5 5600X на архитектуре Zen 3 и Core i5-11600K на архитектуре Cypress Cove будет бесполезным занятием.
Сравнивать тактовую частоту стоит только в рамках одной линейки CPU на одной архитектуре, что делает сам этот процесс не слишком важным — производители именуют свои процессоры так, что их расположение на воображаемой линейке скорости работы в рамках поколения становится очевидным. А еще не стоит забывать о количестве ядер — 8-ядерный CPU с базовой тактовой частотой в 3.7 ГГц в большинстве задач будет значительно быстрее 4-ядерного с частотой 4 ГГц и той же архитектурой.
В общем и целом, если вы столкнулись с проблемой выбора из двух-трех моделей, и хотите четко понять то, как они отличаются в скорости работы, просто поищите в интернете результаты их тестирования. Лучше — из независимых и авторитетных источников. Из названия и характеристик процессора эту информацию получить сложно.
Встроенный графический чип
Некоторые процессоры могут использовать собственный графический чип, который позволит компьютеру успешно работать без дискретной (и дорогой!) видеокарты в слоте PCIe. У Intel графическая подсистема есть очень у многих CPU, а у AMD — лишь у бюджетных моделей (если мы говорим о моделях для настольных ПК).
Естественно, ожидать высокой скорости работы от этих видеочипов не стоит, но их вполне хватит для работы с документами, серфинга в сети и даже нетребовательных игр вроде Rocket League или Counter-Strike: Global Offensive.
Покупка CPU с таким видеочипом в качестве основы бюджетного компьютера — вполне разумный шаг. В будущем в корпус всегда можно будет добавить традиционную видеокарту!
Энергопотребление и тепловыделение
Тут все зависит от системы охлаждения и того, насколько тихим вы хотите сделать ваш ПК. И, конечно же, сколько денег вы хотите на него потратить — всегда можно купить очень дорогую систему водяного охлаждения, которая справится даже с флагманскими CPU и будет практически бесшумной.
В характеристиках своих процессоров AMD и Intel указывают параметр TDP, который измеряется в ваттах. Это примерный (именно примерный!) уровень энергопотребления CPU при максимальной загрузке — соответственно, благодаря закону сохранения энергии примерно столько же ватт нужно будет рассеять в воздухе вокруг кулеру.
TDP бюджетных CPU обычно ограничивается рамками 45-65 Вт, более быстрых — 65, 95 и даже 125 Вт. К счастью, производители кулеров также указывают TDP, с которым должны справиться их продукты, так что подобрать подходящий (по крайней мере, когда речь идет о мощности) кулер обычно довольно просто.
Кстати говоря, довольно часто современные процессоры (если это не топовые модели) поставляют с кулерами в комплекте. Если вы не слишком волнуетесь о разгоне (о котором можно написать много других статей) и шуме, просто используйте их.
Топ-10 процессоров
AMD Ryzen 5 5600X
Один из лучших CPU на рынке в данный момент. Заплатить за него придется довольно ощутимую сумму, но за нее вы получите чип, который еще очень долго будет актуальным и уже сейчас легко побеждает в своем классе всех конкурентов — и в играх, и в профессиональных приложениях. В сравнении с Ryzen 5 3600X предыдущего поколения он стал заметно быстрее, но если ваш бюджет ограничен, то 5 3600X тоже будет хорошим выбором.
Особенности:
AMD Athlon 3000G
Ультрабюджетный процессор AMD, который при желании можно даже разгонать. Да, тут всего два ядра, но зато на борту есть видеочип Vega 3. Невероятно выгодное предложение для тех, кому высокая производительность не нужна.
Особенности:
AMD Ryzen 3 3200G
Более дорогая бюджетная модель, которая тоже оснащена видеочипом (чуть более быстрым), но использует четыре ядра. В связке с быстрой видеокартой Ryzen 3 3200G хорошо себя покажет даже в требовательных играх — настолько хорошо отладили и оптимизировали свою архитектуру инженеры AMD.
Особенности:
AMD Ryzen 9 5900X
Топовый Ryzen, к которому очень сложно придраться. Стоит 5900X очень дорого, но и предлагает невероятно высокую скорость работы. При этом тепловыделение этого чипа не так уже высоко, а 12 ядер делают его выбором для тех, кто хочет собрать ПК сейчас и не беспокоиться о его начинке на протяжении как минимум лет пяти.
Особенности:
AMD Ryzen 9 5950X
Вариант для тех, кто экономить ни на чем не намерен. 16 ядер в процессоре для обычного настольного ПК! Еще не так давно это предложение повергло бы в шок любого эксперта. При этом максимальная частота 5950X без разгона может достигать 4.9 ГГц — это просто невероятно быстрый CPU. С невероятно высокой ценой и соответствующими требованиями к охлаждению.
Особенности:
Intel Core i5-10600K
Intel уже успела выпустить свои процессоры 11 поколения, но ее процессоры 10 поколения все еще остаются весьма привлекательными (в основном потому, что изменения в новом поколении не так уж и заметны). Core i5-10600K — очень даже «крепкий середнячок», который часто успешно конкурирует с Ryzen, а при использовании мощной системы охлаждения еще и хорошо разгоняется.
Особенности:
Intel Core i5-11600K
11 поколение Core не назовешь идеальным, но в этом случае прирост производительности и правда заметен. Как и прирост цены. 11600K прослужит немного дольше, чем 10600K, а еще оснащен более быстрым видеочипом. Но это очень, очень горячий процессор — для Core i5 потребление 200 Вт (!) под нагрузкой при заявленном TDP в 125 Вт — это что-то возмутительное. Выбирайте эту модель, если собираетесь уделить внимание охлаждению и корпусу, внутри которого будет хорошо проходить воздух.
Особенности:
Intel Core i5-10400F
Хоть это и Core i5, 10400F — один из самых доступных процессоров Intel за последнее время. За сравнительно небольшие деньги вы получаете 6 ядер и 12 вычислительных потоков на не самой стыдной тактовой частоте. Отличный выбор для не слишком дорогих, но сердитых ПК! ПК с дискретной видеокартой — своего видеочипа у 10400F нет.
Особенности:
Intel Core i7-10700K
Самый быстрый чип Intel из тех, которые мы бы назвали «разумной покупкой». 8 ядер, 16 вычислительных потоков, тактовая частота аж до 5.1 ГГц и возможность разгона — все как надо! Только приготовьте лучше какой-нибудь мощный AiO-кулер.
Особенности:
Intel Core i9-10900K
Один из флагманских CPU Intel прошлого поколения, который, что удивительно, заметно быстрее Core i9 11 поколения (у него 8 ядер, а не 10). Если вы считаете себя фанатом «синей команды» и имеете достаточный бюджет, 10900K — это то, что вам нужно, и прослужит он еще несколько лет без всяких оговорок.
Процессор, CPU: характеристики центрального процессорного устройства
Процессор, CPU — центральное процессорное устройство, «мозг» персонального компьютера, отвечает за обработку информации на основе организации вычислительных процессов согласно набору предустановленных команд.
Основные характеристики центрального процессора
На производительность (быстродействие) центрального процессора влияет широкий ряд параметров. Мы рассмотрим основные характеристики CPU, что касается остальных свойств продукта – они имеют глубокий технический подтекст.
Тактовая частота
Тактовая частота процессора измеряется в мега-, гигагерцах (МГц, ГГц) и подразумевает под собой количество тактов (вычислений) в секунду. Как правило, тактовая частота процессора, пропорциональна частоте шины (FSB). Чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность. 1 МГц равен 1 миллиону тактов в секунду и соответственно 1 миллиард операций в секунду для 1 ГГц.
Частота шины
Тактовая частота (в МГц), с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной материнской платы (например, для загрузки/выгрузки данных из/в оперативную память).
Множитель
Коэффициент умножения, на основании которого производится расчет конечной тактовой частоты процессора, методом умножения частоты шины (FSB) на коэффициент (множитель). Например, частота шины (FSB) составляет 200 МГц, а множитель равен 20, получаем тактовую частоту процессора: 200 * 20 = 4 ГГц. Путем изменения множителя, можно изменять рабочую частоту процессора. Для этого материнская плата должна поддерживать разгон системы (overclocking), а процессор иметь разблокированный множитель (линейка Black Edition).
Разрядность
Разрядность (32/64 bit) — максимальное количество бит информации, которые процессор может обрабатывать и передавать одновременно. Процессоры с поддержкой 64-bit способны адресовать свыше 4 Гб оперативной памяти, чего не могут 32-bit процессоры. Но не стоит забывать о том, что для использования преимуществ 64-bit процессоров необходимо, чтобы операционная система «умела» работать с данным типом процессоров.
Кэш-память
Кэш-память первого уровня, L1 — это блок высокоскоростной памяти, который расположен на ядре процессора, в него помещаются данные из оперативной памяти. Сохранение основных команд в кэше L1 повышает быстродействие процессора, так как обработка данных из кэша происходит быстрее, чем при непосредственном взаимодействии с ОЗУ.
Кэш-память второго уровня, L2 — это блок высокоскоростной памяти, выполняющий те же функции, что и кэш L1, однако имеющий более низкую скорость и больший объем.
Интегрированная кэш-память L3 в сочетании с быстрой системной шиной формирует высокоскоростной канал обмена данными с ОЗУ. Кэш-память третьего уровня обычно присутствует в серверных процессорах или специальных линейках для настольных ПК.
Определяет большинство параметров центрального процессора: тип сокета, диапазон рабочих частот и частоту работы FSB. Ядро процессора характеризуется следующими параметрами: техпроцесс, объем кэша L1 и L2, напряжение на ядре и тепловыделение. В рамках одной линейки могут существовать процессоры с разными ядрами.
Техпроцесс
Масштаб технологии (мкм), которая определяет размеры полупроводниковых элементов, составляющих основу внутренних цепей процессора. Совершенствование технологии и пропорциональное уменьшение размеров элементов способствуют улучшению характеристик процессоров. Для сравнения, у ядра Willamette, выполненного по техпроцессу 0.18 мкм — 42 миллиона элементов, а у ядра Prescott, техпроцесс 0.09 мкм — 125 миллионов.
Напряжение
Этот параметр указывает напряжение (В), которое необходимо процессору для работы и характеризует энергопотребление. Параметр особенно важен при выборе процессора для мобильной, нестационарной системы.
Тепловыделение
Мощность (Вт), которую должна отводить система охлаждения, чтобы обеспечить нормальную работу процессора. Чем больше значение этого параметра, тем сильнее греется процессор при работе. Процессор с низким тепловыделением легче охлаждать, и, соответственно, его можно сильнее «разогнать».
Тип сокета
Разъём для установки процессора на материнской плате. Как правило, тип сокета характеризуется разным количеством ножек и зависит от производителя процессора. К примеру, современные процессоры Intel используют сокет LGA1156 и LGA1366, процессоры AMD — сокеты AM3, AM4 и FM2+.
P.S. При выборе процессора не стоит полагаться на его тактовую частоту. Производительность процессора зависит от ряда приведенных показателей.
Advanced Micro Devices, Inc. (AMD) — американский производитель интегрированной электроники, второй по величине производитель x86 и x64-совместимых процессоров, а также крупнейший поставщик графических процессоров, чипсетов для материнских плат и флеш-памяти.
Intel Corporation — американская корпорация, производящая широкий спектр электронных устройств и компьютерных компонентов, включая полупроводники, микропроцессоры, наборы системной логики (чипсеты) и др.