Обзор процессоров для настольных ПК

Основной и главной частью компьютера является процессор или CPU. Именно он влияет на производительность и качество работы вашего компьютера. Для выбора процессора следует руководствоваться тем, какие задачи будут решаться вами на компьютере: от простых (набор текста, бухгалтерия) до сложных (AutoCAD, 3D моделирование, вычислительный сервер).

На рынке представлены две компании, предлагающие пользовательские и серверные процессоры - Intel и AMD.

На данный момент компания Intel предлагает процессоры на трех основных сокетах:

  • LGA1155 – процессоры Celeron, Pentium и Intel Core семейств Sandy Bridge и Ivy Bridge.
  • LGA2011 – процессоры Intel Core и Xeon семейств Sandy Bridge и Ivy Bridge-E.
  • LGA1150 – процессоры Intel Haswell

Компания AMD на данный момент предлагает процессоры на трех сокетах:

  • Socket FM1 – процессоры семейства AMD Fusion
  • Socket FM2 – процессоры семейств AMD Trinity и AMD Richland
  • Socket FM2+ – процессоры семейства  Kaveri
  • Socket AM3+ – процессоры семейства AMD Vishera

Основные характеристики CPU

Тактовая частота процессора

Тактовые колебания внутри процессора создаются специальным кристаллом кварца, на который подается напряжение - тактовым резонатором. Под действием напряжения в кристалле образуются электроколебания. Они подаются на тактовый генератор, который преобразует их импульсы и передает на шины данных и адреса. Тем самым синхронизируется работа всех составляющих центрального процессора, шин и оперативной памяти.

Такт – наименьшая единица для измерения времени работы процессора. При обмене данных с другими комплектующими процессор может потратить больше одного такта (большая их часть будет тактами ожидания из-за более медленных, по сравнению с процессором, шин данных и микрочипов оперативной памяти).

Более высокая тактовая частота будет весомым бонусом только при прочих равных параметрах процессоров. В некоторых случаях процессоры с более низкой тактовой частотой превосходят своих «быстрых» оппонентов как в быстродействии при выполнении определенных задач.

Количество ядер и потоков

Вычислительное ядро процессора представляет собой отдельный кристалл, способный выполнять отдельный поток команд. На сегодняшний момент процессоры для ПК несут, как минимум, два физических ядра. По сути, каждое ядро обеспечивает дополнительный параллельный поток вычислений и увеличивает общую производительность процессора. Но это в теории. На практике меньше половины ПО поддерживает многопоточные вычисления (задействуют во время работы больше двух вычислительных потоков).

Поэтому необходимо подбирать многоядерный процессор под конкретные задачи:

  • 2 ядра – интернет-серфинг, офисные и другие не ресурсоемкие приложения, старые или современные не ресурсоемкие компьютерные игры.
  • 4 ядра – практически все компьютерные игры, музыкальные и видеоредакторы, некоторые графические редакторы
  • Более 4 ядер (6 и 8) – серверное ПО, 2D и 3D графические пакеты и др.

Необходимо различать два понятия – физическое ядро и вычислительный поток (логическое ядро). С появлением технологии Hyper-threading от компании Intel количество вычислительных потоков (для операционной системы – логических ядер) увеличивалось в 2 раза по отношению к ядрам физическим. У каждого из логических процессоров есть свой набор регистров и контроллер прерываний, а остальные элементы процессора являются общими. Когда при работе одного из логических процессоров возникает пауза (кэш-промах, ошибка предсказания ветвлений, ожидание результата предыдущей инструкции), то управление передаётся потоку в другом логическом процессоре. Таким образом, пока один процесс ждёт, вычислительные ресурсы физического процессора используются для обработки другого процесса. Прирост производительности с помощью HT хоть и не двукратный, но довольно ощутимый (на Pentium 4 – до 30%, на Intel Core – от 20% до 50% в зависимости от модели).

Возможно, в будущем компьютерные игры перейдут на поддержку 8-ядерных систем. По крайней мере, производители игровых консолей следующего поколения уже анонсировали использование восьмиядерных решений от AMD.

Техпроцесс

При производстве полупроводниковых интегральных микросхем (в нашем случае, «камней» CPU) применяется фотолитография и литографическое оборудование. Разрешающая способность этого оборудования и определяет название применяемого конкретного технологического процесса.

Совершенствование технологии и уменьшение размеров полупроводниковых структур способствуют улучшению характеристик (размеры, энергопотребление, стоимость) изделий. Особую значимость это имеет для процессорных ядер (уменьшение потребления электроэнергии и повышение производительности).

Современные процессоры изготовляются по техпроцессам:

  • 45 нм - Intel Core i3, i5, i7; AMD Phenom II X2, X3, X4, X6; AMD Athlon II X2, X3, X4)
  • 35 нм - Intel Sandy Bridge; AMD Bulldozer; AMD Piledriver; APU AMD Llano и Trinity
  • 28 нм – мобильные процессоры Qualcomm Snapdragon, Samsung Exynos 5 Octa, NVIDIA Tegra 4
  • 22 нм – Intel Ivy Bridge, Intel Haswell

Кэш-память

Кэш –дополнительная быстродействующая память для хранения копий блоков информации из оперативной памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика. Различают кэши 1-го, 2-го и 3-го уровней (L1, L2 и L3, соответственно).

Кэш 1-го уровня имеет наименьшее время доступа, но малый размер, кроме того, кэши первого уровня часто делаются многопортовыми.

Кэш 2-го уровня обычно имеет значительно медленнее кэша 2-го уровня, но его можно сделать значительно больше по размеру. Работает кэш L2, обычно, на частоте процессора, что уменьшает задержку в обработке данных.

Кэш 3-го уровня – самый большой по объёму и довольно медленный кэш, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная память.

Рассеиваемая мощность (TDP)

TDP (thermal design power) – величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора. TDP показывает не максимальное теоретическое тепловыделение процессора, а требования к производительности системы охлаждения.

TDP рассчитан на "нормальные" условия, которые иногда могут быть нарушены. Например в случае поломки вентилятора или неверного охлаждения самого корпуса. При этом процессор дает сигнал выключения компьютера или переходит в режим троттлинга (throttling), когда процессор пропускает часть циклов.

На данный момент из домашних неразогнанных процессоров самыми горячими моделями у AMD считаются AMD Vishera (TDP – 125 Вт), у Intel – модель Intel Core i7-3970X Extreme Edition (TDP – 150 Вт), а также несколько моделей на LGA 2011(Intel Xeon с TDP в 135 Вт).

Множитель

Частота процессора получается из умножения его опорной частоты (обычно, FSB – частота шины данных) на "коэффициент умножения процессора". В технических характеристиках процессора этот коэффициент обозначается, как множитель.

Разгон процессора (увеличение его тактовой частоты) можно осуществить двумя способами:

  • Увеличить опорную частоту (FSB)
  • Увеличить значение множителя

В большинстве моделей множитель заблокирован (практически все модели от Intel и бюджетные модели от AMD), и разгон возможен только с помощью увеличения частоты шины данных. Модели с разблокированным множителем имеют в названии литеру «K» и рассчитаны на оверклокинг. Разгон прочих моделей процессоров производится на свой страх и риск, при неудачном исходе можно сжечь и процессор, и процессорное гнездо на материнской плате, и при всем этом лишиться гарантийного обслуживания.

Лучшие процессоры (по ценовым категориям)

Цены на модели приводятся усредненные для BOX-версий на январь 2014 года.

До 2000 рублей:

  • Лучший вариант – Intel Celeron G1820 (LGA1150) 
  • Альтернатива – Intel Celeron G1610 (LGA1155)
  • Альтернатива – AMD A4-5300 (Socket FM2)

От 2000 до 2500 рублей:

  • Лучший вариант – Intel Pentium G3220 (LGA1150)  
  • Альтернатива – Intel Pentium G2030 (LGA1155)
  • Альтернатива – AMD Athlon X2 370K (Socket FM2)

От 2500 до 3000 рублей:

  • Лучший вариант – Pentium G3420 (LGA1150)
  • Альтернатива – Athlon X4 750K (Socket FM2)
  • Альтернатива – Pentium G2130 (LGA1155)

От 3000 до 3500 рублей:

  • Лучший вариант – AMD FX-4130 (Socket AM3+)
  • Альтернатива – AMD A8-5600K (Socket FM2)
  • Альтернатива – AMD FX-4300 (Socket AM3+)

От 3500 до 4000 рублей:

  • Лучший вариант – Intel Core i3-3220 (LGA1155)
  • Альтернатива – AMD FX-4170 (Socket AM3+)
  • Альтернатива – AMD A10-5800K (Socket FM2)

От 4000 до 4500 рублей:

  • Лучший вариант – Intel Core i3-3240 (LGA1155) 
  • Альтернатива – AMD FX-6300 (Socket AM3+)
  • Альтернатива – Intel Core i3-4130 (LGA1150)

От 4500 до 6000 рублей:

  • Лучший вариант – AMD FX-8320 (Socket AM3+)
  • Альтернатива – AMD FX-8120  (Socket AM3+)
  • Альтернатива – AMD A10-6800K (Socket FM2)

От 6000 до 7500 рублей:

  • Лучший вариант – Intel Core i5-4440 (LGA1150)
  • Альтернатива – Intel Core i5-3450 (LGA1155)

От 7500 до 10000 рублей:

  • Лучший вариант – Intel Core i5-4670K (LGA1150) 
  • Альтернатива – Intel Core i5-3570K (LGA1155)

Свыше 10000 рублей:

  • Лучший вариант ~10000 – Intel Core i7-3770 (LGA1155)
  • Лучший вариант ~11000 – Intel Core i7-4771 (LGA1150)
  • Лучший вариант ~12000 – Intel Core i7-4770K (LGA1150) 
  • Альтернатива ~12000 – Intel Core i7-4820K (LGA2011)
  • Лучший вариант ~20000 – Intel Core i7-4930K (LGA2011)
  • Лучший вариант свыше 30000 рублей - Intel Core i7-4960Х Extreme Edition (LGA2011)

Оптимальный выбор по категориям

Офисный компьютер:

  • Простая рабочая станция - Intel Pentium G3220
  • Производительная рабочая станция - Athlon X4 750K

Домашний компьютер:

  • «Для учебы» - Intel Core i3-3220
  • Мультимедиа (обработка видео и 2D-графики и др. многопоточные вычисления) - AMD FX-8320
  • Игровой компьютер - Intel Core i5-4670K
  • Мощный игровой компьютер - Intel Core i7-4770K
  • САПР и 3D-моделирование - Intel Core i7-4820K
  • Мощность ради мощности - Intel Core i7-4960Х Extreme Edition
Компьютерный портал "Компаньон" © 2016.
В случае перепечатки материалов обязательна прямая ссылка на сайт cs-companion.ru.