Железо

Как выбрать мощный процессор для игр. Часть 1 -  Базовые параметры

cpu inside p1 pic1

Когда мы выбираем компьютер, то первое, что делаем, это думаем над тем, какой процессор будет сердцем нашей будущей машины. Для кого-то этот вопрос решается довольно просто - достаточно обратиться к знающему другу или довериться продавцу в магазине. Но есть и те, кто хочет разобраться самостоятельно в том, что они получат, выбрав ту или иную модель. Ведь процессор это не только частота и кэш память. Это намного более сложное и, самое главное, интересное устройство! Вот для тех кому не все равно, мы рассмотрим базовые параметры процессора и параллельно разъясним встречающиеся термины.

 

 Начнем с такого понятия как ядро процессора, в качестве примера можно привести такую фразу: процессор Intel на ядре Haswell. Что значит ядро Haswell? Если по простому, то фраза “ядро процессора” подразумевает технологический процесс изготовления и набор технологий (своего рода плюшек), которые производитель, в данном случае Intel, закладывает. Более подробно про технологический процесс полупроводникового производства (надеюсь все понимают, что процессор - это полупроводниковый прибор) можно прочитать в википедии http://goo.gl/GgPbkM. При производстве процессора на базе ядра Haswell используется 22 нм технологический процесс. Чем меньше эта цифра - тем лучше, фактически она определяет насколько плотно можно разместить на процессоре различные компоненты. Ну и сами наверное понимаете, чем больше компонентов разместим - чем более совершенным будет наше устройство. У более раннего поколения процессоров Intel на ядре Sandy Bridge технологический процесс был 32 нм.

Теперь рассмотрим технические характеристики центрального процессора. В качесте подопытного опять будет выступать четверное поколение линейки Intel на ядре Haswell.

Частота процессора (базовая): от 2.9 Ггц (модель i3) до 3.6 Ггц (модель i7)

Максимальная частота с технологией Turbo Boost: до 4.4 Ггц (не у всех процессоров есть такая опция)

Количество ядер: от 2 (i3) до 8 (i7)

Кэш-память: от 3 MB (i3) до 20 MB (i7)

Количество потоков: от 4 (i3) до 16 (i7)

Расчетная тепловая мощность (TDP): от 35 W (i3) до 140 W (i7)

Максимальный объем оперативной памяти: до 64 Гб

Тип памяти: DDR4-1333\1600\2133

i3 и i7 - это модели из ряда процессоров Intel, чем больше цифра, тем более совершенное устройство.

Наверное это тот базовый минимум, которой нужно знать любому человеку, который самостоятельно хочет выбрать себе процессор. Коротко разберем приведенные здесь параметры.

Частота процессора - если брать фактическое значение данного термина, то это частота с которой открываются или закрываются транзисторы процессора. От этой величины зависит скорость работы программного обеспечения. Любая программа представляет собой набор элементарных операций, например сложить значение из определенной ячейки памяти с цифрой 5 или перейти по заданному адресу и начать с него выполнение программы и т.п. Эта элементарная операция выполняется за определенное количество тактов, таким образом чем быстрее работает наш процессор (чем меньше время одного такта), тем быстрее выполняется наша программа. Но нельзя забывать, что тактовая частота - это не единственное на что нужно смотреть, когда мы выбираем процессор. Если сравнивать с автомобилями, то мощность двигателя, тоже не является основным фактором при покупке, существует огромное количество других параметров на которые мы обращаем внимание. С процессором также - тактовая частота - это очень важный показатель, но далеко не единственный.

Количество ядер - это количество независимых модулей на одном кристалле. Раньше (лет 10-15 назад) процессоры предназначенные для потребительского рынка были одно-ядерные. Одно ядро - один процессор. Потом стали появляться более совершенные модели с увеличенным количество ядер на процессоре. Что же мы получаем, когда выбираем процессор с большим количеством ядер? В первую очередь большую производительность. Благодаря много-ядерности, у программного обеспечения (при поддержке со стороны операционной системы (ОС) - а у современных ОС она есть) появляется возможность выполнять свой код параллельно на разных ядрах. Естественно это нелинейная зависимость, т.е. не будет такого, что  если на процессоре с двумя ядрами программа работает 1 минуту, то замена на чертырех-ядерный процессор повысит производительность так, что программа управится со всеми делами за 0,5 минуты. Если резюмировать вышесказанное, то увеличение количества ядер - это хорошо!

Количество потоков - величина сильно связанная с количеством ядер, она определяет количество инструкций, которое может выполняться параллельно на всем процессоре. Каждое ядро может выполнять два потока.

Кэш-память - является памятью, которую процессор использует для уменьшения времени доступа к данным и программному коду. Если рассмотреть иерархию памяти по времени доступа, то упрощенно она будет выглядеть вот так:

  1. Кэш-память процессора - самая быстрая

  2. Оперативная память

  3. Внешний носитель (жесткий диск) - самая медленная

Величина времени доступа в данном случае определяется тем, насколько “близко” находится носитель к процессору. Для лучшего понимания приведем такой житейский пример: для того чтобы приготовить обед нам нужны продукты, быстрее мы приготовим, если они лежат у нас дома, чуть больше времени потратим - если пойдем в ближайший магазин, ну а совсем долго будем разбираться с этой задачей - если отправимся в далекий супермарке или оптовую базу. Причем дома, мы не можем хранить столько продуктов, сколько находится в магазине, и уж тем более на оптовой базе. Таким образом получаем: домашний шкаф - это кэш-память с маленьким объемом, но и малым временем доступа; ближайший магазин - это оперативная память, а оптовая база - жесткий диск.

Расчетная тепловая мощность (TPD), если по простому, определяет количество тепла, которое будет выделяться процессором при работе. В зависимости от величины этого параметра необходимо выбирать ту или иную систему охлаждения.

Параметры, определяющие объем и тип памяти, не требуют комментариев. При комплектовании компьютера необходимо выбрать нужный объем памяти и тип, в соответствии с тем, который поддерживает процессор. Память, используемая с процессорами на ядре Haswell относится к типу DDR4, по сравнению с предыдущими решениями, данный тип обладает повышенным быстродействием и пониженным энергопотреблением.

Технология повышения производительности процессора Turbo Boost применяется почти во всех процессорах на ядер Haswell, она позволяет производить “саморазгон”. Благодаря ей частота процессора может подняться выше номинальной, если при этом мощность, температура и ток потребления не превышают определенных пределов в рамках расчетной мощности (TDP). Включение/выключение Turbo Boost осуществляется через BIOS.

В следующих статьях рассмотрим технологии, которые применяются в процессорах Intel.