Что лучше многоядерность или более высокая частота? Вся правда о многоядерных процессорах Что такое процессорное ядро и многоядерность

Гонку за дополнительную производительность на рынке процессоров могут выиграть только те производители, которые на основе текущих технологий производства смогут обеспечить разумный баланс между тактовой частотой и количеством вычислительных ядер. Благодаря переходу на 90- и 65-нм техпроцессы появилась возможность создавать процессоры с большим числом ядер. В немалой степени это было обусловлено и новыми возможностями регулировки тепловыделения, и размерами ядер, именно поэтому сегодня мы наблюдаем появление всё большего числа четырёхядерных процессоров. Но как насчёт программного обеспечения? Насколько хорошо оно масштабируется от одного до двух или четырёх ядер?

В идеальном мире программы, оптимизированные под многопоточность, позволяют операционной системе распределять несколько потоков по доступным вычислительным ядрам, будь то один процессор или несколько, с одним ядром или с несколькими. Добавление новых ядер позволяет получить больший прирост производительности, чем любой прирост тактовой частоты. Это действительно имеет смысл: большее количество рабочих почти всегда справятся с заданием быстрее, чем меньшее количество более быстрых рабочих.

Но имеет ли смысл оснащать процессоры четырьмя или даже большим числом ядер? Хватит ли работы, чтобы нагрузить четыре ядра или большее их количество? Не стоит забывать, что весьма сложно распределить работу между ядрами, чтобы такие физические интерфейсы, как HyperTransport (AMD) или Front Side Bus (Intel), не стали "узким местом". Есть и третий вариант: механизм, который распределяет нагрузку между ядрами, а именно, диспетчер ОС, может тоже стать "узким местом".

Переход AMD с одного на два ядра прошёл практически безупречно, поскольку компания не увеличивала тепловой пакет до экстремального уровня, как это было у процессоров Intel Pentium 4. Поэтому процессоры Athlon 64 X2 были дорогими, но вполне разумными, а линейка Pentium D 800 прославилась своей горячей работой. Но 65-нм процессоры Intel и, в особенности, линейка Core 2 изменили картину. Intel смогла сочетать два процессора Core 2 Duo в одной упаковке, в отличие от AMD, в результате чего мы и получили современные Core 2 Quad. AMD обещает выпустить до конца этого года свои собственные четырёхядерные процессоры Phenom X4.

В нашей статье мы рассмотрим конфигурацию Core 2 Duo на четырёх ядрах, двух ядрах и на одном ядре. И посмотрим, насколько хорошо масштабируется производительность. Стоит ли сегодня переходить на четыре ядра?

Одно ядро

Под термином "одноядерный" скрывается процессор, который обладает одним вычислительным ядром. Сюда подпадают практически все процессоры с зарождения архитектуры 8086 вплоть до Athlon 64 и Intel Pentium 4. Пока техпроцесс производства не стал достаточно тонким, чтобы создавать два вычислительных ядра на одном кристалле, переход на меньший техпроцесс использовался для снижения рабочего напряжения, увеличения тактовых частот или добавления функциональных блоков и кэш-памяти.

Работа одноядерного процессора на высоких тактовых частотах может дать более высокую производительность для одного приложения, но подобный процессор в один момент времени может выполнять только одну программу (поток). Intel реализовала принцип Hyper-Threading, который эмулирует наличие нескольких ядер для операционной системы. Технология HT позволила лучше загрузить длинные конвейеры процессоров Pentium 4 и Pentium D. Конечно, прирост производительности был невелик, но отзывчивость системы оказалась определённо лучше. А в многозадачном окружении это может быть и важнее, поскольку вы сможете выполнять какую-либо работу, пока ваш компьютер работает над определённой задачей.

Поскольку двуядерные процессоры сегодня стоят очень дёшево, мы не рекомендуем брать одноядерные процессоры, если только вы не хотите экономить каждую копейку.

Процессор Core 2 Extreme X6800 на момент выхода был самым быстрым в линейке Intel Core 2, работая на частоте 2,93 ГГц. Сегодня двуядерные процессоры достигли 3,0 ГГц, правда, при более высокой частоте шины FSB1333.

Переход на два процессорных ядра означает в два раза большую вычислительную мощность, но только на приложениях, оптимизированных под многопоточность. Обычно такие приложения включают профессиональные программы, которым нужна высокая вычислительная мощность. Но двуядерный процессор всё равно имеет смысл, даже если вы используете свой компьютер лишь для электронной почты, просмотра интернет-страниц и работы с офисными документами. С одной стороны, современные модели двуядерных процессоров потребляют не особо больше энергии, чем одноядерные модели. С другой стороны, второе вычислительное ядро не только добавляет производительность, но и улучшает отзывчивость системы.

Вы когда-нибудь ждали, пока WinRAR или WinZIP закончат сжатие файлов? На одноядерной машине вы вряд ли сможете быстро переключаться между окнами. Даже воспроизведение DVD может нагружать одно ядро не меньше, чем сложная задача. Двуядерный процессор позволяет легче справляться с одновременным запуском нескольких приложений.

Двуядерные процессоры AMD содержат два полноценных ядра с кэш-памятью, интегрированным контроллером памяти и кросс-коммутатором, который обеспечивает совместный доступ к памяти и к интерфейсу HyperTransport. Intel пошла путём, схожим с первым Pentium D, установив в физический процессор два ядра Pentium 4. Поскольку контроллер памяти является частью чипсета, системную шину приходится использовать и для связи между ядрами, и для доступа к памяти, что накладывает определённые ограничения на производительность. Процессор Core 2 Duo оснащён более совершенными ядрами, которые дают лучшую производительность на такт и лучшее соотношение производительности на ватт. У двух ядер используется общий кэш L2, который позволяет обмениваться данными без использования системной шины.

Процессор Core 2 Quad Q6700 работает на частоте 2,66 ГГц, используя внутри два ядра Core 2 Duo.

Если сегодня существует много причин, чтобы перейти на двуядерные процессоры, то четыре ядра выглядят пока не так убедительно. Одна из причин заключается в ограниченной оптимизации программ под несколько потоков, но существуют и определённые проблемы в архитектуре. Хотя AMD сегодня критикует Intel за упаковку двух двуядерных кристаллов в одном процессоре, считая это не "настоящим" четырёхядерным CPU, подобный подход Intel работает хорошо, поскольку процессоры действительно обеспечивают четырёхядерную производительность. С точки зрения производства легче получить высокий уровень выхода годных кристаллов и выпускать больше продуктов с небольшими ядрами, которые затем можно соединить вместе для нового, более мощного продукта на новом техпроцессе. Что же касается производительности, то есть "узкие места" - два кристалла взаимодействуют друг с другом через системную шину, поэтому весьма сложно управлять несколькими ядрами, распределёнными на несколько кристаллов. Хотя наличие нескольких кристаллов позволяет обеспечить лучшую экономию энергии и регулировать частоты отдельных ядер для нужд приложения.

Настоящие четырёхядерные процессоры используют четыре ядра, которые, вместе с кэш-памятью, располагаются на одном кристалле. Здесь важно наличие общего унифицированного кэша. AMD будет реализовывать такой подход, оснащая 512 кбайт кэша L2 каждое ядро и добавляя кэш L3 для всех ядер. Преимущество AMD заключается в том, что можно будет выключать отдельные ядра и ускорять другие, чтобы получить более высокую производительность однопоточных приложений. Intel пойдёт тем же путём, но не раньше представления в 2008 году архитектуры Nehalem.

Утилиты вывода системной информации, такие, как CPU-Z, позволяют узнать число ядер и объёмы кэша, но не раскладку процессора. Вы не узнаете, что Core 2 Quad (или четырёхядерный Extreme Edition, показанный на скриншоте) состоит из двух ядер.

Всем привет Значит поговорим сегодня о ядрах, а вернее о их количестве. Тут не все так просто, как может показаться на первый взгляд. Значит если так ответить сходу, то конечно 8 ядер лучше чем 4, тут я думаю легко понять почему, ну больше ядер больше мощности.

Но вот в чем дело. 8-ми ядерный процессор от AMD стоит дешевле чем 4-рех ядерный от Intel. А у Intel, до сокета 2011-3 вообще нет восьмиядерных процессоров! Или есть? Ну вроде бы нет! Есть четырехядерные, которые поддерживают технологию потоков Hyper-threading, поэтому в винде они видятся как восьмиядерные. То есть видите, не все так просто. Еще важный момент это то, что процессор с 8-ми ядрами от AMD проигрывает по производительности процессору Intel c 4-мя ядрами. То есть видите, ядра бывают разные так бы сказать. Хотя я думаю что все уже знают, что процы Intel более оптимизированы и более производительны чем AMD, тут уже сомнений нет.

Так что вообще думать, что лучше? Тут еще важно понимать лучше для чего. Давайте сперва разберемся с процами, у Intel идет три главные модели, это i3 (2 ядра/4 потока), i5 (4 ядра), i7 (4 ядра/8 потоков). Для игр можно взять i7, этого достаточно не только для современных игр, но и для будущих, как мне кажется. i5 тоже спокойно подходит, в нем есть 4 ядра, потянет все современные игры. Да и i3 потянет многие игры на средних, а то и на высоких, если конечно видеокарта не подкачает.

Определенного ответа я дать не могу что лучше 8 ядер или 4. Если выбирать среди Intel, и если имеется ввиду именно ядра, а не потоки, то конечно лучше 8 ядер. Но смотрите какой есть прикол еще. В общем много ядер это хорошо, но вот что еще интересно. Например вы взяли i7 и играете в игру, все отлично. Но вот если бы вы взяли i5, разогнали его, то результат был бы таким же как и если бы вы использовали i7! И был бы еще запас на будущие игры. 4 ядра с высокой частотой, например 4.6 ГГц немного лучше справятся с одной ресурсоемкой задачей, ну то есть игрой, чем i7 например c частотой 3.8 ГГц. Все таки i5 дешевле стоит, чем i7

Высокая частота и количество ядер это как бы не совсем одно и тоже. Например для офисного компа можно взять i5, все будет отлично. А можно взять например Pentium G3258, разогнать его до 4.6 ГГц, ну или чуть меньше, и тоже все будет отлично, хотя там два ядра. Много ядер позволяют выполнять несколько задач одновременно. Высокая частота позволяет выполнять одну задачу, но максимально быстро. Это так, грубо говоря, конечно можно и несколько запустить программ..

Для офисных программ я не вижу смысла в нескольких ядрах. Лучше два, но на высокой частоте. Для современных игр, как мне кажется, лучше всего это 4 ядра на высокой частоте. Для всяких фотошопов, ресурсоемких программ конечно уже стоит брать i7.

Кстати, я вообще не уверен, но сокет 2011-3 поддерживает вроде бы процессоры семейства только i7, то есть самые производительные.

Еще есть вот какой моментик, вот вы можете взять i7 на 1155 сокете, ну как пример. А можете взять i5 на 1151 сокете. В принципе, так грубо говоря, сразу покажется, что i5 будет намного слабее. Да, все верно, однако НЕ НАМНОГО, дело в том, что 1155 сокет это устаревший, а 1151, это новый и современный сокет. Поэтому i5 на сокете 1151 будет где-то близко возле i7 с 1155 сокета. А если i5 еще разогнать, то вообще будет красота. К чему я это? Ядра ядрами, но выбирайте не только количество их но и смотрите еще на так бы сказать современность ядра, этой мой вам совет

Ну что ребята, вот такие вот дела, немного каша-малаша получилась, ибо я так и не ответил что лучше 4 ядра или 8 ядер. Значит снова напишу, что у Intel (кроме платформы 2011-3) нет процессоров с 8-ядрами, есть максимум 6 ядер и то, это устаревший сокет 1366. Второе, это то что есть полноценные 8-ядерные процессоры AMD, которые проигрывают по мощи 4-рех ядерным Intel. Ну и самое главное: для современных игр лучше взять i5 и разогнать его (разгоняемые модели идут с буквой K), сокет при этом советую 1151. Если вам нужно работать в мощных прогах, то лучше i7, это будет так бы сказать со смыслом. Если финансов не много, а играть хочется, то берите i3. Все семейство Core I*, это вообще производительные процессоры как ни крути.

Эпоха одноядерных процессоров уходит в прошлое. Уже сейчас CPU, оснащенные двумя вычислительными ядрами, начали активное наступление на сегмент рынка настольных компьютеров. А там, глядишь, и многоядерные подтянутся...

В апреле-мае этого года в ИТ-индустрии произошли знаменательные события: монстры процессорного рынка AMD и Intel явили миру CPU с двумя вычислительными ядрами. Первой представила двухъядерные чипы для настольных ПК корпорация Intel: 11 апреля было официально объявлено о начале поставок процессора Pentium 4 Extreme Edition 840. Ответ AMD не заставил себя долго ждать, и уже 21 апреля компания представила три серверных двухъядерных процессора Opteron, а также торговую марку двухъядерных процессоров для настольных ПК - Athlon 64 X2, которые были официально презентованы 9 мая.

Intel Pentium D

Для корпорации Intel выпуск процессоров с двухъядерной архитектурой был фактически неизбежен, поскольку ядро Prescott на сегодня практически полностью исчерпало свой запас по тактовой частоте, ограниченный сверху величиной 4 ГГц. Первые двухъядерные процессоры Intel для настольных систем изготовлены на основе ядра Smithfield. Фактически оно состоит из двух ядер Prescott, выполненных на одном полупроводниковом кристалле. Туда же помещается арбитр, который следит за состоянием системной шины и помогает разделять доступ к ней между двумя CPU. Каждое из ядер имеет собственную кэш-память второго уровня размером 1 Мб. Все взаимодействие между ядрами в Smithfield происходит через системную шину.

На данный момент выпускается два типа процессоров для настольных компьютеров: просто двухъядерные Pentium D и CPU для энтузиастов Pentium Extreme Edition. Двухъядерные процессоры упаковываются в корпус LGA775 и работают с частотой системной шины 800 МГц.

Линейка CPU Pentium D представлена тремя моделями: 820, 830 и 840 с частотами соответственно 2,8, 3,0 и 3,2 ГГц. В элитарном секторе есть одна модель - Pentium Extreme Edition 840, процессорные ядра которого работают на частоте 3,2 ГГц. Отличие экстремального двухъядерника от остальных заключается в разблокированном коэффициенте умножения и включенной технологии Hyper-Threading, которая отключена в моделях линейки Pentium D. То есть операционной системой Pentium Extreme Edition будет определяться как четыре логических процессора. Основные характеристики новых CPU приведены в таблице 1.

Стоит также заметить, что новое процессорное ядро наследует от Prescott весь набор современных технологий: поддержка 64-битных расширений EM64T, технология безопасности Execute Disable Bit и полный набор средств Demand Based Switching для управления тепловыделением и энергопотреблением, включающий технологии C1E (Enhanced Halt State), TM2 (Thermal Monitor 2) и EIST (Enhanced Intel SpeedStep). Последние три технологии не поддерживаются самой младшей двухъядерной моделью Pentium D 820, поскольку для их работы требуется динамическое изменение множителя процессора. Коэффициент умножения этого чипа (14x) является минимальным для CPU на основе Prescott и его производных.

AMD Athlon 64 X2

Двухъядерные процессоры производства компании AMD получили название Athlon 64 X2. Как видно из наименования, новые CPU имеют архитектуру AMD64, а "X2" свидетельствует о том, что в них присутствует два вычислительных ядра.

Модельный ряд Athlon 64 X2 на сегодня включает в себя пять процессоров с рейтингами 3800+, 4200+, 4400+, 4600+ и 4800+, основные характеристики которых приведены в таблице 2. В их основе используются ядра с кодовыми именами Toledo и Manchester.

Различия между ними заключаются в размере кэша второго уровня. Toledo имеет кэш L2 объемом 1 Мб на каждое ядро, а у Manchester этот показатель вдвое меньше - по 512 Кб на каждое ядро. Процессоры с рейтингами 4400+ и 4800+ построены на основе ядра Toledo и работают на частотах 2,2 и 2,4 ГГц соответственно. А CPU с рейтингами 3800+, 4200+ и 4600+ имеют ядро Manchester и тактовые частоты 2,0, 2,2 и 2,4 ГГц. Существуют также варианты построения последних трех упомянутых процессоров на основе ядра Toledo, но с отключенной половиной кэша.

В отличие от Intel компания AMD не стала уменьшать частоту своих новых CPU. Как видим, тактовая частота самого быстрого двухъядерного процессора соответствует частоте старшей модели в линейке Athlon 64 (правда, существует более быстрый геймерский FX). Из этого следует, что даже в приложениях, не оптимизированных под многопоточность, Athlon 64 X2 будет демонстрировать очень хороший уровень производительности.

Следует отметить, что подход к реализации двухъядерности в процессорах AMD несколько отличается от того, что был предложен на чипах Intel. Хотя, как и Pentium D, Athlon 64 X2 по сути представляет собой два процессора Athlon 64, объединенных на одном кристалле. Дело в том, что ядра в Smithfield общаются между собой посредством системной шины, а в Athlon 64 X2 реализован несколько иной метод.

Еще на этапе разработки архитектуры AMD64 была предусмотрена возможность создания многоядерных процессоров. Каждое из ядер Athlon 64 X2 обладает собственным набором исполнительных устройств и выделенной кэш-памятью второго уровня, контроллер памяти и контроллер шины HyperTransport общий. А вот взаимодействие каждого из ядер с разделяемыми ресурсами происходит посредством специального коммутатора (Crossbar Switch) и интерфейса системных запросов (System Request Interface), в котором формируется очередь системных запросов (System Request Queue). И, что самое главное, на этом же уровне организовано и взаимодействие ядер между собой, благодаря чему вопросы когерентности кэшей решаются без дополнительной нагрузки на системную шину и шину памяти.

Двухъядерные процессоры AMD не нуждаются в новых чипсетах и материнках, достаточно лишь обновить BIOS на уже существующих платах под Socket 939. Стоит также отметить, что удалось вписать в ранее установленные рамки для Athlon 64 и энергопотребление Athlon 64 X2. Новый процессор поддерживает технологии: AMD64 (поддержка 64-битных расширений), Enhanced Virus Protectionи (защита от некоторых типов вирусов), а также Cool`n`Quiet (предназначена для понижения тепловыделения и энергопотребления процессора).

Тестирование

В тестовую лабораторию редакции попали двухъядерные CPU обоих гигантов процессорного рынка - Intel Pentium D 820 и AMD Athlon 64 X2 4800+. Напрямую сравнивать эти процессоры между собой нет никакого смысла, поскольку они находятся в совершенно разных весовых категориях. В качестве оппонента с каждым двухъядерником был сопоставлен его одноядерный предок, работающий на такой же тактовой частоте, - Intel Pentium 4 520 и AMD Athlon 64 4000+.

Тестирования проводились на стендах следующей конфигурации.

• Материнская плата - Intel D945GTP (чипсет Intel 945G);
• Оперативная память - два модуля по 512 Мб Micron DDR2-533;

• Материнская плата - ASUS A8N SLI Deluxe (чипсет nVIDIA nForce4 SLI);
• Оперативная память - два модуля по 512 Мб Corsair DDR400;
• Графические карта - 128 Мб ATi Radeon X600;
• Системный HDD - SATA Maxtor 250 Гб;
• Операционная система - Windows XP Pro, SP2.

В данном тестировании мы исследовали изменение производительности в различных популярных приложениях при использовании систем на основе двухъядерного процессора вместо одноядерного. В качестве тестовых программ применялись приложения, входящие в состав пакета WorldBench 5. Результатом тестов является время (в секундах), потраченное на выполнение приложения.

Результаты тестирования приведены в таблицах.

Заключение

Как видно из результатов тестирования, в большинстве приложений мы имеем незначительный прирост. Более солидный выигрыш мы получаем при запуске программ по обработке видео - Microsoft Windows Media Encoder 9.0 и Roxio VideoWave Movie Creator 1.5. Но лучше всего двухъядерные процессоры проявили себя при многозадачном тесте, когда одновременно запускается два приложения Mozilla и Windows Media Encoder. Причем отрыв Athlon 64 X2 4800+ от своего одноядерного предка составил 82,2%, а разница между процессорами Intel в этом тесте составила 47,1%. На первый взгляд, двухъядерность AMD эффективней, чем у Intel. Но не стоит забывать, что у Pentium 4 уже была псевдодвухъядерность в лице технологии Hyper-Threading. Может быть, именно поэтому прирост получился не такой солидный.

Глядя на менее выдающиеся результаты остальных приложений, можно предположить, что эти программы просто не оптимизированы под многопоточность. Но ведь процессы развития аппаратных и программных средств никогда не шли параллельными курсами. Постоянно кто-то кого-то обгонял и, как правило, "железо" вырывалось вперед, а "софт" уже потом догонял. Поэтому можно предположить, что в скором будущем производители ПО постараются оптимизировать под многопоточность как можно большее количество своих продуктов. И вот тогда двухъядерные процессоры смогут в полной мере раскрыть свой потенциал.

Оборудование для тестирования предоставлено представительствами компаний AMD и Intel в Украине.

Наверное, каждый пользователь мало знакомый с компьютером сталкивался с кучей непонятных ему характеристик при выборе центрального процессора: техпроцесс, кэш, сокет; обращался за советом к друзьям и знакомым, компетентным в вопросе компьютерного железа. Давайте разберемся в многообразии всевозможных параметров, потому как процессор – это важнейшая часть вашего ПК, а понимание его характеристик подарит вам уверенность при покупке и дальнейшем использовании.

Центральный процессор

Процессор персонального компьютера представляет собой микросхему, которая отвечает за выполнение любых операций с данными и управляет периферийными устройствами. Он содержится в специальном кремниевом корпусе, называемом кристаллом. Для краткого обозначения используют аббревиатуру — ЦП (центральный процессор) или CPU (от англ. Central Processing Unit – центральное обрабатывающее устройство). На современном рынке компьютерных комплектующих присутствуют две конкурирующие корпорации, Intel и AMD , которые беспрестанно участвуют в гонке за производительность новых процессоров, постоянно совершенствуя технологический процесс.

Техпроцесс

Техпроцесс — это размер, используемый при производстве процессоров. Он определяет величину транзистора, единицей измерения которого является нм (нанометр). Транзисторы, в свою очередь, составляют внутреннюю основу ЦП. Суть заключается в том, что постоянное совершенствование методики изготовления позволяет уменьшать размер этих компонентов. В результате на кристалле процессора их размещается гораздо больше. Это способствует улучшению характеристик CPU, поэтому в его параметрах всегда указывают используемый техпроцесс. Например, Intel Core i5-760 выполнен по техпроцессу 45 нм, а Intel Core i5-2500K по 32 нм, исходя из этой информации, можно судить о том, насколько процессор современен и превосходит по производительности своего предшественника, но при выборе необходимо учитывать и ряд других параметров.

Архитектура

Также процессорам свойственно такая характеристика, как архитектура - набор свойств, присущий целому семейству процессоров, как правило, выпускаемому в течение многих лет. Говоря другими словами, архитектура – это их организация или внутренняя конструкция ЦП.

Количество ядер

Ядро – самый главный элемент центрального процессора. Оно представляет собой часть процессора, способное выполнять один поток команд. Ядра отличаются по размеру кэш памяти, частоте шины, технологии изготовления и т. д. Производители с каждым последующим техпроцессом присваивают им новые имена (к примеру, ядро процессора AMD – Zambezi, а Intel – Lynnfield). С развитием технологий производства процессоров появилась возможность размещать в одном корпусе более одного ядра, что значительно увеличивает производительность CPU и помогает выполнять несколько задач одновременно, а также использовать несколько ядер в работе программ. Многоядерные процессоры смогут быстрее справиться с архивацией, декодированием видео, работой современных видеоигр и т.д. Например, линейки процессоров Core 2 Duo и Core 2 Quad от Intel, в которых используются двухъядерные и четырехъядерные ЦП, соответственно. На данный момент массово доступны процессоры с 2, 3, 4 и 6 ядрами. Их большее количество используется в серверных решениях и не требуется рядовому пользователю ПК.

Частота

Помимо количества ядер на производительность влияет тактовая частота . Значение этой характеристики отражает производительность CPU в количестве тактов (операций) в секунду. Еще одной немаловажной характеристикой является частота шины (FSB – Front Side Bus) демонстрирующая скорость, с которой происходит обмен данных между процессором и периферией компьютера. Тактовая частота пропорциональна частоте шины.

Сокет

Чтобы будущий процессор при апгрейде был совместим с имеющейся материнской платой, необходимо знать его сокет. Сокетом называют разъем , в который устанавливается ЦП на материнскую плату компьютера. Тип сокета характеризуется количеством ножек и производителем процессора. Различные сокеты соответствуют определенным типам CPU, таким образом, каждый разъём допускает установку процессора определённого типа. Компания Intel использует сокет LGA1156, LGA1366 и LGA1155, а AMD — AM2+ и AM3.

Кэш

Кэш - объем памяти с очень большой скоростью доступа, необходимый для ускорения обращения к данным, постоянно находящимся в памяти с меньшей скоростью доступа (оперативной памяти). При выборе процессора, помните, что увеличение размера кэш-памяти положительно влияет на производительность большинства приложений. Кэш центрального процессора различается тремя уровнями (L1, L2 и L3 ), располагаясь непосредственно на ядре процессора. В него попадают данные из оперативной памяти для более высокой скорости обработки. Стоит также учесть, что для многоядерных CPU указывается объем кэш-памяти первого уровня для одного ядра. Кэш второго уровня выполняет аналогичные функции, отличаясь более низкой скоростью и большим объемом. Если вы предполагаете использовать процессор для ресурсоемких задач, то модель с большим объемом кэша второго уровня будет предпочтительнее, учитывая что для многоядерных процессоров указывается суммарный объем кэша L2. Кэшем L3 комплектуются самые производительные процессоры, такие как AMD Phenom, AMD Phenom II, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon. Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может достигать 30 Мб.

Энергопотребление

Энергопотребление процессора тесно связано с технологией его производства. С уменьшением нанометров техпроцесса, увеличением количества транзисторов и повышением тактовой частоты процессоров происходит рост потребления электроэнергии CPU. Например, процессоры линейки Core i7 от Intel требуют до 130 и более ватт. Напряжение подающееся на ядро ярко характеризует энергопотребление процессора. Этот параметр особенно важен при выборе ЦП для использования в качестве мультимедиа центра. В современных моделях процессоров используются различные технологии, которые помогают бороться с излишним энергопотреблением: встраиваемые температурные датчики, системы автоматического контроля напряжения и частоты ядер процессора, энергосберегающие режимы при слабой нагрузке на ЦП.

Дополнительные возможности

Современные процессоры приобрели возможности работы в 2-х и 3-х канальных режимах с оперативной памятью, что значительно сказывается на ее производительности, а также поддерживают больший набор инструкций, поднимающий их функциональность на новый уровень. Графические процессоры обрабатывают видео своими силами, тем самым разгружая ЦП, благодаря технологии DXVA (от англ. DirectX Video Acceleration – ускорение видео компонентом DirectX). Компания Intel использует вышеупомянутую технологию Turbo Boost для динамического изменения тактовой частоты центрального процессора. Технология Speed Step управляет энергопотреблением CPU в зависимости от активности процессора, а Intel Virtualization Technology аппаратно создает виртуальную среду для использования нескольких операционных систем. Также современные процессоры могут делиться на виртуальные ядра с помощью технологии Hyper Threading . Например, двухъядерный процессор способен делить тактовую частоту одного ядра на два, что способствует высокой производительности обработки данных с помощью четырех виртуальных ядер.

Размышляя о конфигурации вашего будущего ПК, не забывайте про видеокарту и ее GPU (от англ. Graphics Processing Unit – графическое обрабатывающее устройство) – процессор вашей видеокарты, который отвечает за рендеринг (арифметические операции с геометрическими, физическими объектами и т.п.). Чем больше частота его ядра и частота памяти, тем меньше будет нагрузки на центральный процессор. Особенное внимание к графическому процессору должны проявить геймеры.

Задача в общем виде

Наши постоянные читатели, быть может, помнят серию статей, которая выходила в 2009 году под общим заголовком «Влияние различных характеристик на быстродействие процессоров современных архитектур ». В ней мы рассматривали некоторое количество сферических процессоров в вакууме, чтобы на основе анализа их быстродействия составить общее впечатление о скорости процессоров реальных и факторах, на неё влияющих. В новом году, после выхода следующей версии методики, мы решили творчески переработать опробованный ранее метод с уклоном в большую реалистичность исследуемых вопросов, то есть моделируя ситуации по возможности реальные. Как и в прошлый раз, начать мы решили с продукции компании AMD, а именно - с самой новой её платформы: Socket AM3. Благо, производитель обещает этой платформе достаточно долгую жизнь, популярность её в пользовательской среде велика, да и название себе компания подобрала более удачное, чем конкурент - с точки зрения сортировки по алфавиту. :)

Нынешняя линейка AMD на первый взгляд кажется несколько хаотичной (мы бы сказали, что и на все последующие тоже…), однако логику производителя понять можно: разумеется, гораздо приятнее бракованный процессор продать, чем выбросить. А т. к. модификаций с различными объёмами и типами кэшей и количеством ядер эта компания выпускает достаточно много, соответственно, есть большой соблазн придумать для экземпляра с «бракованным» ядром или кэшем какое-то название, ядро или часть кэша отключить, а процессор всё-таки продать. :) Благодаря этой замечательной, новаторской политике AMD, в линейке производимых ею AM3-процессоров наблюдается аж три разновидности двухъядерных - с разными объёмами L2-кэша, и даже с наличием L3; две модификации трёхъядерных - с L3 и без него; и снова три модификации четырёхъядерных - с L3 и без него, а также с различными объёмами L3. Кроме того, выпускается для платформы AM3 ещё и одноядерный Sempron. Сведя в одну небольшую таблицу основные технические характеристики CPU для платформы AM3, мы наконец-таки имеем шанс понять, что определённого рода логика в модельном ряде AMD есть:

Итак, мы наблюдаем достаточно логичное «путешествие» от 1 ядра к 6, сопровождающееся вариациями на тему объёма L2-кэша, а также наличия или отсутствия L3 и его объёма. При этом объёмом L2 AMD «играется» на относительно слабых процессорах (двухъядерных), а далее в качестве универсального «убыстрятеля всего» используется введение L3. Также можно отметить два одинаково странно смотрящихся процессора: Phenom II X2, который при всего 2 ядрах имеет гигантский L3-кэш, и, наоборот, Athlon II X4 - который при 4 ядрах лишён оного совсем. По идее, первый должен являться идеальным вариантом для старого ПО без многопоточной оптимизации (хотя тогда ему и второе-то ядро не очень нужно…), а второй - процессором для оптимистов, надеющихся на то, что 4-ядерный CPU победит все процессоры с меньшим количеством ядер, невзирая на парусник объём кэша. Так оно будет или не так - посмотрим на результаты…

Соответственно, вырисовываются наиболее интересные сопоставления с точки зрения анализа производительности:

1. Увеличение количества ядер при одинаковом объёме кэша:
   1. от 1 ядра к 2;
   2. от 2 ядер к 3;
   3. от 3 ядер к 4;
   4. от 4 ядер к 6.
2. Увеличение количества кэша при одинаковом количестве ядер:
   1. на 2-ядерных процессорах (разные размеры L2, добавление L3);
   2. на 3-ядерных процессорах (добавление L3);
   3. на 4-ядерных процессорах (добавление L3, разные размеры L3).
3. Вариации на тему «меньше ядер, но больше кэш*»:
   1. 1-ядерный процессор в сравнении с 2-ядерным;
   2. 2-ядерный процессор в сравнении с 3-ядерным.

* - подразумевается: на одиночное ядро.

Как видите, почвы для исследований - поле непаханое. Правда, для того чтобы мы могли зафиксировать своё внимание именно на влиянии вышеперечисленных факторов, убрав все мешающие, нам понадобилось всё-таки сделать один реверанс в сторону «синтетичности» - независимо от того, существует ли такая модель CPU в реальности, все участники тестов работали на одной частоте ядра: 2,6 ГГц. Впрочем, не так уж всё и плохо: Athlon II X3/X4, Phenom II X3/X4 с такой частотой действительно существуют, не бывает только 2600-мегагерцевых Sempron, Athlon/Phenom II X2 и Phenom II X6.Тестирование

Как и было сказано выше, тестирование проводилось в соответствии с новейшей методикой 2010 года , с некоторыми незначительными модификациями:

1. Поскольку задача перед нами стояла достаточно масштабная и интересная, а все участники тестов вели себя весьма пристойно, и необъяснимых с точки зрения логики странностей практически не демонстрировали, нами было принято волюнтаристское решение все опциональные тесты объявить постоянными - таким образом, они присутствуют в основном разделе, и участвуют на общих основаниях в среднем балле.
2. Поскольку некоторое количество рассмотренных процессоров являются, так сказать «виртуальными», и в реальности не производятся, для данного цикла, для удобства сравнения, был выбран свой собственный эталонный (100-балльный) процессор из числа принимавших участие именно в этой серии тестов: AMD Phenom II X4 810.

Также некоторым, быть может, покажется неожиданной первая тема, которую мы решили исследовать: очевидно, что в списке вопросов она находится отнюдь не на первом месте, с какого конца ни посмотри. Здесь вам придётся просто простить нам некую хаотичность в последовательности выхода серий: она обуславливается простым «рабочим моментом» - серии будут выходить в той последовательности, в которой будут становиться доступны рассматриваемые в них результаты. К сожалению, обширность нашей методики тестирования обуславливает один её неизбежный недостаток: тесты идут очень долго. Соответственно, если бы мы решили пожертвовать оперативностью ради красоты, первую серию (по логике, начинать следовало бы со сравнений с участием Sempron), вам пришлось бы ждать ещё примерно месяц, в то время как эта готова уже сейчас. Мы решили, наоборот, пожертвовать красотой ради оперативности, и, надеемся, вы нас поймёте. К тому же формат нынешнего тестирования: «одна статья - один ответ на конкретный вопрос», - вполне располагает к такому подходу: ведь нет «важных» и «неважных» вопросов, каждый из них по-своему интересен, и каждый наверняка найдёт своего читателя.

Итак, приступим. В этой серии мы рассмотрим, как и было обещано, один простой и конкретный вопрос : имеет ли 3-ядерный процессор, в котором на каждое ядро приходится по 512 килобайт L2-кэша, преимущество над двухъядерным CPU, в котором на каждое ядро приходится в 2 раза больше L2-кэша - 1024 килобайта? В плюсах у первого - дополнительное ядро. С другой стороны, каждое ядро второго может работать с удвоенным объёмом кэшированных данных. Ситуация, между прочим, вовсе не такая очевидная, как может показаться на первый взгляд…

3D-визуализация

Да-да, к вопросу о неочевидности ситуации. Поразительно, но при визуализации трёхмерной картинки, только один пакет из шести смог получить какую-то пользу от дополнительного ядра, а вот 5 остальных на уменьшение объёма L2 отреагировали весьма критически. Разумеется, понятно, с чем это связано: скорее всего, они просто не смогли задействовать третье ядро, и оно простаивало. Что ж - похвалим разработчиков 3ds max за хорошую оптимизацию, но заодно констатируем: они пока в явном меньшинстве.

Рендеринг трёхмерных сцен

В этой группе прирост производительности от добавления ещё одного ядра близок к идеальному, но относительно рендеринга данный факт не вызывает никакого удивления: 512 килобайт L2-кэша ядрам вполне хватает, т.к. сцена разбивается на достаточно мелкие параллельно обсчитываемые кусочки.

Научные и инженерные расчёты

Ситуация более сложная: инженерные CAD, судя по всему, оперируют достаточно большими объёмами информации при подсчёте, а вот задействовать третье ядро не умеют (справедливости ради: они и второе зачастую игнорируют…). «Выстрелили» неплохо многопоточно оптимизированные Maya, Mathematica (напомним, что начиная с 2010 года мы используем для этого пакета многопоточно-оптимизированный вариант теста MMA) и MATLAB, за счёт чего общий балл по группе вывел в лидеры 3-ядерный CPU.

Растровая графика

Разница в ±1 процент вполне укладывается в погрешность измерений, поэтому нам только остаётся выделить кэшелюбивый ACDSee и хорошо многопоточно оптимизированный Photoshop. И снова за счёт более ощутимого преимущества в хорошо оптимизированном приложении 3-ядерник лидирует в общем балле по группе.

Сжатие данных

Наш тест компиляции (по крайней мере, так должно быть в теории…) сейчас поддерживает до 16 потоков, поэтому выигрыш процессора с бо́льшим количеством ядер не удивляет.

Java

Совсем новая, неизведанная группа тестов, статистики по которой ещё нет, но достаточно банальный результат: два бенчмарка отдали небольшое преимущество третьему ядру, а третий вообще не заметил никакой разницы.

Кодирование аудио

Тесты на скорость кодирования аудио начиная с 2009 года получили прекрасную многопоточную оптимизацию за счёт использование пакета dbPoweramp, который умеет запускать на исполнение столько процессов кодирования, сколько он обнаружит в системе процессоров. В этой ситуации выигрыш 3-ядерника был предрешён.

Кодирование видео

Пакеты для кодирования видео также демонстрируют очень достойную многопроцессорную оптимизацию, в том числе ранее не использовавшиеся нами Adobe Premiere и Sony Vegas. Причём, заметьте: у двух вышеназванных пакетов она одна из лучших в группе.

Воспроизведение видео

Новая группа тестов преподнесла один из немногочисленных сюрпризов, резко негативно отреагировав на 3-ядерник. Забегая вперёд, отметим: похоже, речь идёт именно о реакции на 3 ядра, а не на уменьшение объёма L2, т. к. 4-ядерник настолько большого падения производительности не демонстрирует. Возможно, имеет место феномен категорического «непереваривания» конкретным ПО количества ядер, отличного от степени двойки, мы ранее с таким уже сталкивались.

Виртуальная машина

Подавляющее большинство игр вполне удачно задействавали третье ядро, только Borderlands, S.T.A.L.K.E.R., Crysis и World in Conflict не испытывают особого оптимизма (менее 10% прибавки). Не то чтобы тенденция была такая уж чёткая (UT3 ей, например, противоречит), но можно заметить, что 3 игры из перечисленных четырех - не очень-то новые.

Общий балл

Общий балл вполне в духе времени: даже с обрезанным кэшем, многоядерность всё равно в фаворе. Впрочем, не без пикантных подробностей: 16 тестов из 57 предпочли процессор с меньшим количеством ядер, но большим объёмом L2 на ядре. Есть искушение объявить данный факт происками ретроградов и леностью программистов, недостаточно хорошо умеющих задействовать ресурсы современных процессоров… и, наверное, так оно и есть. Всё-таки для нормальной поддержки многоядерности нужно проделать определённую работу (иногда немаленькую), а большой L2 иногда вызывает повышение производительности «сам по себе», без дополнительных усилий программиста. В таком случае, закончить следует на оптимистической ноте: судя по общему баллу, ленивцев среди разработчиков ПО становится всё меньше. Что же касается практических рекомендаций, то они очевидны: в целом, в случае с Athlon II, 3 ядра всё-таки однозначно лучше, чем 2.