Remkomplekty.ru

IT Новости из мира ПК
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самая популярная архитектура процессора

Виды популярных архитектур процессоров

    Статьи, 16 июля 2018 в 16:30

Прежде чем рассмотреть основные виды архитектур процессоров, необходимо понять, что это такое. Под архитектурой процессора обычно понимают две совершенно разные сущности.

С программной точки зрения архитектура процессора — это совместимость с определённым набором команд (Intel x86), их структуры (система адресации, набор регистров) и способа исполнения (счётчик команд).

Говоря простым языком, это способность программы, собранной для архитектуры x86, работать практически на любой x86-совместимой системе. При этом такая программа не будет работать, например, на ARM системе.

С аппаратной точки зрения архитектура процессора — это некий набор свойств и качеств, присущий целому семейству процессоров (Skylake – процессоры Intel Core 5 и 6 поколений).

Виды архитектур

В этой статье мы рассмотрим самые распространенные и актуальные архитектуры с программной точки зрения, кроме узкоспециализированных (графических, математических, тензорных).

CISC (англ. Complex Instruction Set Computer — «компьютер с полным набором команд») — тип процессорной архитектуры, в первую очередь, с нефиксированной длиной команд, а также с кодированием арифметических действий в одной команде и небольшим числом регистров, многие из которых выполняют строго определенную функцию.

Самый яркий пример CISC архитектуры — это x86 (он же IA-32) и x86_64 (он же AMD64).

В CISC процессорах одна команда может быть заменена ей аналогичной, либо группой команд, выполняющих ту же функцию. Отсюда вытекают плюсы и минусы архитектуры: высокая производительность благодаря тому, что несколько команд могут быть заменены одной аналогичной, но большая цена по сравнению с RISC процессорами из-за более сложной архитектуры, в которой многие команды сложнее раскодировать.

RISC (англ. Reduced Instruction Set Computer — «компьютер с сокращённым набором команд») — архитектура процессора, в котором быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций: их декодирование становится более простым, а время выполнения — меньшим. Первые RISC-процессоры не имели даже инструкций умножения и деления и не поддерживали работу с числами с плавающей запятой.

По сравнению с CISC эта архитектура имеет константную длину команды, а также меньшее количество схожих инструкций, позволяя уменьшить итоговую цену процессора и энергопотребление, что критично для мобильного сегмента. У RISC также большее количество регистров.

Примеры RISC-архитектур: PowerPC, серия архитектур ARM (ARM7, ARM9, ARM11, Cortex).

В общем случае RISC быстрее CISC. Даже если системе RISC приходится выполнять 4 или 5 команд вместо одной, которую выполняет CISC, RISC все равно выигрывает в скорости, так как RISC-команды выполняются в 10 раз быстрее.

Отсюда возникает закономерный вопрос: почему многие всё ещё используют CISC, когда есть RISC? Всё дело в совместимости. x86_64 всё ещё лидер в desktop-сегменте только по историческим причинам. Так как старые программы работают только на x86, то и новые desktop-системы должны быть x86(_64), чтобы все старые программы и игры могли работать на новой машине.

Для Open Source это по большей части не является проблемой, так как пользователь может найти в интернете версию программы под другую архитектуру. Сделать же версию проприетарной программы под другую архитектуру может только владелец исходного кода программы.

MISC (англ. Minimal Instruction Set Computer — «компьютер с минимальным набором команд»).

Ещё более простая архитектура, используемая в первую очередь для ещё большего уменьшения итоговой цены и энергопотребления процессора. Используется в IoT-сегменте и недорогих компьютерах, например, роутерах.

Для увеличения производительности во всех вышеперечисленных архитектурах может использоваться “спекулятивное исполнение команд”. Это выполнение команды до того, как станет известно, понадобится эта команда или нет.

VLIW (англ. Very Long Instruction Word — «очень длинная машинная команда») — архитектура процессоров с несколькими вычислительными устройствами. Характеризуется тем, что одна инструкция процессора содержит несколько операций, которые должны выполняться параллельно.

По сути является архитектурой CISC со своим аналогом спекулятивного исполнения команд, только сама спекуляция выполняется во время компиляции, а не во время работы программы, из-за чего уязвимости Meltdown и Spectre невозможны для этих процессоров. Компиляторы для процессоров этой архитектуры сильно привязаны к конкретным процессорам. Например, в следующем поколении максимальная длина «очень длинной команды» может из условных 256 бит стать 512 бит, и тут приходится выбирать между увеличением производительности путём компиляции под новый процессор и обратной совместимостью со старым процессором. Опять же, Open Sourсe позволяет простой перекомпиляцией получить программу под конкретный процессор.

Примеры архитектуры: Intel Itanium, Эльбрус-3.

Виртуальные архитектуры

Но раз нельзя запустить программу одной архитектуры на другой, то откуда берутся магические JAR-файлы, которые можно запустить на любой машине? Это пример виртуальной JVM-архитектуры, которая, по сути, эмулируется на целевой реальной машине. Поэтому достаточно JVM-машины для целевой архитектуры для запуска на ней любой Java-программы. Другим примером виртуальной архитектуры является .NET CIL.

Из минусов виртуальных архитектур можно выделить меньшую производительность по сравнению с реальными архитектурами. Этот минус нивелируется с помощью JIT- и AOT-компиляции. Однако большим плюсом будет кроссплатформенность.

Дальнейшим развитием этих архитектур стали гибридные архитектуры. Например современные x86_64 процессоры хотя и CISC-совместимы, но являются процессорами с RISC-ядром. В таких гибридных CISC-процессорах CISC-инструкции преобразовываются в набор внутренних RISC-команд. Какое дальнейшее развитие получат архитектуры процессора, покажет только время.

Архитектура процессора — что это за хитрое понятие??

Доброго времени суток.

В этой статье вы получите развернутый ответ на вопрос «что такое архитектура процессора». Также после ее прочтения вы узнаете о разновидностях архитектуры и научитесь различать их обозначения.

Объяснение термина

Под архитектурой процессора понимается комбинация из:

  • Микроархитектуры — способ ее реализации, то есть составные части проца и методы их взаимодействия между собой и описанными ниже компонентами;
  • АНК — набор команд, включая модель исполнения, регистры устройства, форматы данных и адресов.
  • Микрокода — делает понятными команды уровня АНК для микроархитектуры.

Если рассматривать архитектуру со стороны программистов, то его можно объяснить как совместимость с определенным набором команд (допустим, девайсы, соответствующие командам Intel x86), их структуру (например, как организована система адресации или регистровая память), а также метод исполнения (к примеру, счетчик команд).

Смотря на архитектуру как на аппаратную составляющую компьютера, мы увидим другую картину. Это определенный набор характеристик, которому соответствует целое семейство процессоров, то есть их внутренняя конструкция.

Классификация архитектур

По скорости и количеству выполняемых команд архитектуры делятся на:

  • CISC. На английском языке расшифровывается как «Complex Instruction Set Computing», то есть «Комплексный набор команд». Устройствам этого типа свойственно большое количество режимов адресации и команд разного формата и длины, а также сложная кодировка инструкции.
  • RISC. Первое слово в расшифровке заменено на «Reduced», что на нашем языке — «Сокращенный». Это значит, что все команды имеют одинаковый формат и кодировку.
  • MISC (Multipurpose — Многоцелевой ). База элементов делится на две части, которые находятся или в одном корпусе, или в отдельных. Главной выступает RISC CPU. Он дополнен другой частью — постоянным запоминающим устройством микропрограммного управления. Системе присущи характеристики CISC. Большинство команд выполняет первая часть, а команды расширения преобразуются в адрес микропрограммы.

Также существует классификация процессоров, и соответственно архитектур, по назначению:

  • Графические. Как видеокарта отвечает за визуализацию объектов на экране.
  • Математические. Нацелены на расширение набора команд, выполняемых центральным процессором, для решения различных математических задач.
  • Цифровые сигнальные. Специализированные устройства, предназначенные для обработки оцифрованных сигналов.

С физической точки зрения девайсы разделяются по количеству ядер, которые отвечают за выполнение команд. Если их больше одного, устройства называются многоядерными.

Разбор обозначений

В теме о процессорах вы можете столкнуться с их цифровыми обозначениями типа x64, x86 и пр. Давайте разберемся, что все это значит. Разложу по полочкам.

8086 и компания

В 1978 году компания Intel выпустила 16-битный процессор, получивший название 8086.

После него выходили другие модели, в наименованиях которых первые две цифры оставались прежними, а последние менялись на 88, 186, 286, 386, 486 и прочие.

Вот пример i386.

Как вы заметили, почти все имена заканчиваются одинаково, поэтому все семейство объединили под условное обозначение x86. Оно устоялось среди пользователей и применялось даже когда Интел начала давать своим продуктам словарные названия типа Пентиум, Кор, Атом и т. д. Переняли эту «моду» и другие производители устройств, совместимых с этим семейством, — IBM, VIA, AMD, Cyrix и др.

Чаще всего это обозначение сейчас используется по отношению к 32-битным процессорам. Они также могут называться, к примеру, i386, i486, i586, когда требуется дать более точные сведения о наборе инструкций.

Совершенствование до 64 бит

Компания Intel модернизировала процессоры с 16-битной шиной до 32 бит. Однако AMD приложила усилия к усовершенствованию их до х64. Первый такой продукт она выпустила в 2003 году, не став заморачиваться над названием — просто «AMD64».

Читать еще:  Пути ускорения товарооборачиваемости

Чтобы показать повышенную разрядность процессоров, стали к обозначению «x86» добавлять «64», к примеру, x86_64.

Интел решила выделиться, помечая такие устройства сначала как «IA-32e», а потом «EM64T». Но сейчас чаще можно встретить «Intel 64».

Как узнать архитектуру?

В случае с новыми ЦП прочитать их характеристики можно в инструкции или непосредственно на коробке. Но что делать, если вы берете устройство с рук? Или может быть хотите знать, какая архитектура у вашего проца? Выяснить это можно несколькими способами.

Средства системы

Выполните следующие действия:

  • Откройте командную строку через меню «Пуск — Программы — Стандартные» или другим удобным способом.
  • Впишите в нее слово systeminfo.
  • Нажмите Enter.

Перед вами появятся сведения об операционке, среди которой будет и архитектура процессора.

  • Щелкните правой кнопкой мыши на значке «Мой компьютер»;
  • Откройте «Свойства»;
  • Перейдите в «Диспетчер устройств»;
  • Кликните пункт «Процессор».

И тоже получите все данные о нем.

Сторонние программы

Одной из хороших программ, помогающих узнать все о проце, является CPU-Z .

Она бесплатная и распространенная, поэтому вы без проблем ее отыщите и скачаете.

Вам нужно лишь установить и запустить ее, чтобы посмотреть необходимую информацию.

В качестве альтернативного варианта могу предложить еще одну достойную прогу — AIDA 64 . Она платная (Есть триал период), зато может рассказать все о вашем железе в целом, не только о ЦП.

Получить сведения о процессоре через нее можно, перейдя по разделам «Компьютер — Системная плата — ЦП».

На этом буду заканчивать.

Чтобы не забывать заглядывать ко мне чаще и узнавать больше новой интересной информации, подписывайтесь на обновления.

Обзор архитектуры современных многоядерных процессоров

Введение

Презентацию к лекции Вы можете скачать здесь.

«Citius, Altius, Fortius» 1 «Быстрее, Выше, Сильнее» – лат. – девиз Олимпийских игр современности, как ни к какой другой области, применим к вычислительной технике. Воплощение в жизнь не раз видоизменявшего свою исходную формулировку, но до сих пор действующего эмпирического закона, сформулированного в 1965 г. Гордоном Муром, похоже, стало «делом чести» производителей аппаратного обеспечения. Из всех известных формулировок этого закона точку зрения потребителя/пользователя наилучшим образом отражает вариант: «производительность вычислительных систем удваивается каждые 18 месяцев». Мы сознательно не использовали термин «процессор», поскольку конечного пользователя вовсе не интересует, кто обеспечивает ему повышение мощности: процессор, ускоритель, видеокарта – ему важен лишь сам факт роста возможностей «за те же деньги».

Закон Мура в общем случае гласит, что за небольшой период времени происходит удвоение количества транзисторов на кристалле 2 Имеется несколько законов Мура, вот один из них: «число транзисторов в производимых чипах удваивается каждые два года». Формулировка: «производительность микропроцессо-ров удваивается каждые 18 месяцев», — была выдвинута Дэвидом Хаусом на основе преды-дущего закона, но принято и эту формулировку считать «законом Мура». . Величина этого периода обычно составляет 1-2 года и определяется уровнем развития промышленности в конкретный момент времени. Закон Мура достигается за счёт более плотного размещения транзисторов, т.к. линейное расстояние между электродами транзисторов уменьшается (происходит уменьшение техпроцесса, определяющего размер транзисторов). В результате тепловыделение и энергопотребление транзисторов уменьшается. Как следствие, становится возможным размещение большого количества транзисторов на кристалле с сохранением прежних (или даже меньших) показателей тепловыделения и энергопотребления.

До настоящего момента увеличение количества транзисторов выражалось в росте тактовой частоты процессоров, увеличении размеров локальной памяти процессоров (кэш-памяти 3 Первые процессоры либо не содержали кэш-память, либо их кэш-память была размером несколько КБ. Современные процессоры общего назначения имеют многоуровневую иерар-хию кэш-памяти, суммарным размером несколько МБ. ) и усложнению логики процессоров (интеллектуальные предсказатели ветвлений, многоэтапные конвейеры, блоки векторных вычислений, возможность выполнять несколько инструкций за такт и др.). Основным способом повышения производительности было увеличение тактовой частоты процессоров. Со временем это стало невыгодно в силу физических ограничений, т.к. увеличение тактовой частоты приводит к нелинейному росту тепловыделения и потребляемой мощности 4 Значительно повышаются энергопотребление процессора и его системы охлаждения. . Производители, выбрав в качестве магистрального пути развития увеличение числа ядер на кристалле, были вынуждены призвать на помощь разработчиков программного обеспечения. Старые последовательные программы, способные использовать лишь одно ядро, теперь уже не будут работать быстрее на новом поколении процессоров «задаром» – требуется практически повсеместное внедрение программирования параллельного.

Кроме представленной выше известна и другая формулировка закона Мура: «доступная (человечеству) вычислительная мощность удваивается каждые 18 месяцев». Зримое свидетельство этого варианта формулировки – список Top500 [106] самых высокопроизводительных вычислительных систем мира, обновляемый дважды в год. В ноябре 1993 г. был представлен 2-ой список Top500, содержащий одну вычислительную систему с производительностью больше 100 гигафлопс (Numerical Wind Tunnel производства Fujitsu). Барьер в один терафлопс был преодолен системой ASCI Red [111] производства компании Intel в 1997 г. В июне 2005 система IBM BlueGene/L имела производительность более 100 терафлопс, а уже в 31-м списке Top500 (июнь 2008 г.) впервые в истории был преодолен петафлопный порог производительности – суперкомпьютер Roadrunner [112] производства компании IBM показал на тесте LINPACK 1,026 петафлопс (всего за 15 лет пик мощности вырос на четыре порядка). А суммарная мощность систем, представленных в 31-м списке Top500, составила 11,7 петафлопс. Много это или мало? Если взять за основу, что реальная производительность хорошей «персоналки» на четырехъядерном процессоре составляет порядка 20 гигафлопс, то весь список Top500 будет эквивалентен половине миллиона таких персоналок. Очевидно, что это лишь вершина айсберга. По данным аналитической компании Gartner, общее число используемых в мире компьютеров превысило в 2008 г. 1 миллиард.

Представленные в списке Top500 данные позволяют проследить характерные тенденции развития индустрии в сфере суперкомпьютерных вычислений. Первый список Top500 датирован июнем 1993 г. и содержал 249 многопроцессорных систем с общей памятью и 97 суперкомпьютеров, построенных на основе единственного процессора; более 40% всех решений в нем были созданы на платформе, разработанной компанией Cray. Уже четырьмя годами позже в Top500 не осталось ни одного суперкомпьютера на основе единственного процессора, а взамен появилась первая система с производительностью всего в 10 гигафлопс (в 100 раз меньше, чем у лидера списка системы ASCI Red), относящаяся к довольно новому тогда виду кластерных вычислительных систем, которые сегодня занимают в Top500 более 80% списка и являются, фактически, основным способом построения суперкомпьютеров.

Основным преимуществом кластеров, предопределившим их повсеместное распространение, было и остается построение из стандартных массово выпускающихся компонентов, как аппаратных, так и программных. В 31-м списке Top500 75% систем построены на основе процессоров компании Intel, чуть больше 13% – на процессорах компании IBM и 11% – компании AMD (на двух оставшихся производителей – NEC и Cray – приходится по одной системе соответственно); 81% систем используют всего два типа сетей передачи данных: Gigabit Ethernet или Infiniband; 85% систем работают под управлением операционной системы из семейства Linux. Как видим, список использующихся программно-аппаратных компонент весьма ограничен, что является несомненным плюсом с точки зрения пользователей.

Однако для массового пользователя еще большим плюсом была бы возможность иметь персональный суперкомпьютер у себя на столе или в «облаке» с надёжным и быстрым доступом к нему. И кластеры, принесшие в индустрию высокопроизводительных вычислений идею «собери суперкомпьютер своими руками», как нельзя лучше отвечают этой потребности. Сейчас трудно достоверно установить, какая система может быть названа первым в мире «персональным кластером». Во всяком случае, уже в начале 2001 г. компания RenderCube [109] представила одноименный мини-кластер из 4-х двухпроцессорных систем, заключенных в кубический корпус со стороной всего в 42 см.

Тенденция «персонализации» супервычислений в последнее время развивается все активнее, и недавно была подхвачена в том числе и производителями видеокарт, мощности которых возросли настолько, что возникло естественное желание использовать их не только в графических расчетах, но и в качестве ускорителей вычислений общего назначения. Соответствующие решения представлены в настоящее время компанией NVIDIA (семейство NVIDIA® Tesla™) и компанией AMD (семейство ATI FireStream™) и демонстрируют – в силу специфики внутреннего устройства – потрясающую (в сравнении с универсальными процессорами) пиковую производительность, превышающую 1 терафлопс.

Основная идея кластера в «облаке» заключается в предоставление пользователям вычислительных ресурсов кластера удалённо через сеть Internet. При этом, пользователю не нужно покупать кластер, заниматься его содержанием и обслуживанием. Кроме того, оплачиваются только потреблённые ресурсы при выполнении вычислении. Одной из популярных облачных систем является Amazon Web Services (в 41-ом списке Top500 кластер Amazon EC2 занимает 128 место с производительность 240 терафлопс).

Данная глава посвящена рассмотрению современных многоядерных процессоров, которые являются основой для построения самых быстродействующих вычислительных систем. Для полноты картины приводится также описание ряда аппаратных устройств (видеокарт и вычислительных сопроцессоров), которые могут быть использованы для существенного ускорения вычислений.

Читать еще:  Простая разветвленная альвеолярная железа

Архитектуры процессора intel за все время

Компания Intel прошла очень длинный путь развития, от небольшого производителя микросхем до мирового лидера по производству процессоров. За это время было разработано множество технологий производства процессоров, очень сильно оптимизирован технологический процесс и характеристики устройств.

Множество показателей работы процессоров зависит от расположения транзисторов на кристалле кремния. Технологию расположения транзисторов называют микроархитектурой или просто архитектурой. В этой статье мы рассмотрим какие архитектуры процессора Intel использовались на протяжении развития компании и чем они отличаются друг от друга. Начнем с самых древних микроархитектур и рассмотрим весь путь до новых процессоров и планов на будущее.

Архитектура процессора и поколения

Как я уже сказал, в этой статье мы не будем рассматривать разрядность процессоров. Под словом архитектура мы будем понимать микроархитектуру микросхемы, расположение транзисторов на печатной плате, их размер, расстояние, технологический процесс, все это охватывается этим понятием. Наборы инструкций RISC и CISC тоже трогать не будем.

Второе, на что нужно обратить внимание, это поколения процессора Intel. Наверное, вы уже много раз слышали — этот процессор пятого поколения, тот четвертого, а это седьмого. Многие думают что это обозначается i3, i5, i7. Но на самом деле нет i3, и так далее — это марки процессора. А поколение зависит от используемой архитектуры.

С каждым новым поколением улучшалась архитектура, процессоры становились быстрее, экономнее и меньше, они выделяли меньше тепла, но вместе с тем стоили дороже. В интернете мало статей, которые бы описывали все это полностью. А теперь рассмотрим с чего все начиналось.

Архитектуры процессора Intel

Сразу говорю, что вам не стоит ждать от статьи технических подробностей, мы рассмотрим только базовые отличия, которые будут интересны обычным пользователям.

Первые процессоры

Сначала кратко окунемся в историю чтобы понять с чего все началось. Не будем углубятся далеко и начнем с 32-битных процессоров. Первым был Intel 80386, он появился в 1986 году и мог работать на частоте до 40 МГц. Старые процессоры имели тоже отсчет поколений. Этот процессор относиться к третьему поколению, и тут использовался техпроцесс 1500 нм.

Следующим, четвертым поколением был 80486. Используемая в нем архитектура так и называлась 486. Процессор работал на частоте 50 МГц и мог выполнять 40 миллионов команд в секунду. Процессор имел 8 кб кэша первого уровня, а для изготовления использовался техпроцесс 1000 нм.

Следующей архитектурой была P5 или Pentium. Эти процессоры появились в 1993 году, здесь был увеличен кэш до 32 кб, частота до 60 МГц, а техпроцесс уменьшен до 800 нм. В шестом поколении P6 размер кэша составлял 32 кб, а частота достигла 450 МГц. Тех процесс был уменьшен до 180 нм.

Дальше компания начала выпускать процессоры на архитектуре NetBurst. Здесь использовалось 16 кб кэша первого уровня на каждое ядро, и до 2 Мб кэша второго уровня. Частота выросла до 3 ГГц, а техпроцесс остался на том же уровне — 180 нм. Уже здесь появились 64 битные процессоры, которые поддерживали адресацию большего количества памяти. Также было внесено множество расширений команд, а также добавлена технология Hyper-Threading, которая позволяла создавать два потока из одного ядра, что повышало производительность.

Естественно, каждая архитектура улучшалась со временем, увеличивалась частота и уменьшался техпроцесс. Также существовали и промежуточные архитектуры, но здесь все было немного упрощено, поскольку это не является нашей основной темой.

Intel Core

На смену NetBurst в 2006 году пришла архитектура Intel Core. Одной из причин разработки этой архитектуры была невозможность увеличения частоты в NetBrust, а также ее очень большое тепловыделение. Эта архитектура была рассчитана на разработку многоядерных процессоров, размер кэша первого уровня был увеличен до 64 Кб. Частота осталась на уровне 3 ГГц, но зато была сильно снижена потребляемая мощность, а также техпроцесс, до 60 нм.

Процессоры на архитектуре Core поддерживали аппаратную виртуализацию Intel-VT, а также некоторые расширения команд, но не поддерживали Hyper-Threading, поскольку были разработаны на основе архитектуры P6, где такой возможности еще не было.

Первое поколение — Nehalem

Дальше нумерация поколений была начата сначала, потому что все следующие архитектуры — это улучшенные версии Intel Core. Архитектура Nehalem пришла на смену Core, у которой были некоторые ограничения, такие как невозможность увеличить тактовую частоту. Она появилась в 2007 году. Здесь используется 45 нм тех процесс и была добавлена поддержка технологии Hyper-Therading.

Процессоры Nehalem имеют размер L1 кэша 64 Кб, 4 Мб L2 кэша и 12 Мб кєша L3. Кэш доступен для всех ядер процессора. Также появилась возможность встраивать графический ускоритель в процессор. Частота не изменилась, зато выросла производительность и размер печатной платы.

Второе поколение — Sandy Bridge

Sandy Bridge появилась в 2011 году для замены Nehalem. Здесь уже используется техпроцесс 32 нм, здесь используется столько же кэша первого уровня, 256 Мб кэша второго уровня и 8 Мб кэша третьего уровня. В экспериментальных моделях использовалось до 15 Мб общего кэша.

Также теперь все устройства выпускаются со встроенным графическим ускорителем. Была увеличена максимальная частота, а также общая производительность.

Третье поколение — Ivy Bridge

Процессоры Ivy Bridge работают быстрее чем Sandy Bridge, а для их изготовления используется техпроцесс 22 нм. Они потребляют на 50% меньше энергии чем предыдущие модели, а также дают на 25-60% высшую производительность. Также процессоры поддерживают технологию Intel Quick Sync, которая позволяет кодировать видео в несколько раз быстрее.

Четвертое поколение — Haswell

Поколение процессора Intel Haswell было разработано в 2012 году. Здесь использовался тот же техпроцесс — 22 нм, изменен дизайн кэша, улучшены механизмы энергопотребления и немного производительность. Но зато процессор поддерживает множество новых разъемов: LGA 1150, BGA 1364, LGA 2011-3, технологии DDR4 и так далее. Основное преимущество Haswell в том, что она может использоваться в портативных устройствах из-за очень низкого энергопотребления.

Пятое поколение — Broadwell

Это улучшенная версия архитектуры Haswell, которая использует техпроцесс 14 нм. Кроме того, в архитектуру было внесено несколько улучшений, которые позволили повысить производительность в среднем на 5%.

Шестое поколение — Skylake

Следующая архитектура процессоров intel core — шестое поколение Skylake вышла в 2015 году. Это одно из самых значительных обновлений архитектуры Core. Для установки процессора на материнскую плату используется сокет LGA 1151, теперь поддерживается память DDR4, но сохранилась поддержка DDR3. Поддерживается Thunderbolt 3.0, а также шина DMI 3.0, которая дает в два раза большую скорость. И уже по традиции была увеличенная производительность, а также снижено энергопотребление.

Седьмое поколение — Kaby Lake

Новое, седьмое поколение Core — Kaby Lake вышло в этом году, первые процессоры появились в середине января. Здесь было не так много изменений. Сохранен техпроцесс 14 нм, а также тот же сокет LGA 1151. Поддерживаются планки памяти DDR3L SDRAM и DDR4 SDRAM, шины PCI Express 3.0, USB 3.1. Кроме того, была немного увеличена частота, а также уменьшена плотность расположения транзисторов. Максимальная частота 4,2 ГГц.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели архитектуры процессора Intel, которые использовались раньше, а также те, которые применяются сейчас. Дальше компания планирует переход на техпроцесс 10 нм и это поколение процессоров intel будет называться CanonLake. Но пока что Intel к этому не готова.

Поэтому в 2017 планируется еще выпустить улучшенную версию SkyLake под кодовым именем Coffe Lake. Также, возможно, будут и другие микроархитектуры процессора Intel пока компания полностью освоит новый техпроцесс. Но обо всем этом мы узнаем со временем. Надеюсь, эта информация была вам полезной.

Сравнение пяти поколений архитектур процессоров Intel и AMD Vishera

Один, два, восемь, десять, – сколько ядер не добавляй, все равно окажется мало. Почему же производители уверенно наращивают количество, забывая о качестве? Впрочем, все заявляют о том, что основные улучшения происходят в архитектуре CPU, но насколько они существенные?

Так уж вышло, что ранее мы практически не тестировали эту разницу, ведь сам процесс весьма долог и требует наличия большого количества комплектующих одновременно. Данное упущение пора исправить, представив вам реальную производительность процессоров пяти поколений, работающих на одной частоте и в одинаковых условиях. Для этого возьмем четверку представителей Intel и не забудем об оппоненте со стороны AMD.

500×334 47 KB. Big one: 2500×1668 427 KB

Из стана Intel в число участников войдут Core i7-4930K на архитектуре Ivy Bridge-E, Core i7-5960X на архитектуре Haswell-E, Core i7-6950X на архитектуре Broadwell-E и Core i7-6700K на архитектуре Skylake. Ну а компанию им вне зачета составит AMD FX-8370E на архитектуре Vishera, принимающий участие в тесте для объективности.

Читать еще:  Ускорение времени в играх без рут прав

Все эти процессоры в чем-то схожи, но есть и глобальные различия. Так, Vishera и Ivy Bridge-E поддерживают память стандарта DDR3, а последний делает это в четырехканальном режиме. Остальные работают с памятью DDR4. Мы постарались максимально сблизить частоты памяти, и поэтому в случае платформ DDR4 будет использоваться частота 2133 МГц.

Отметим, что в отличие от Vishera, который легко пережил высокочастотную память DDR3, Ivy Bridge-E сопротивлялся, и максимум, что мы из него выжали – это 1866 МГц. Разницу в частотах компенсировали таймингами.

Тестовые конфигурации

Тестовый стенд №1

450×477 61 KB. Big one: 2360×2500 1039 KB

  • Материнская плата: ASUS Hero VIII (Intel Z170, LGA 1151);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: 2 x 8 Гбайт, 2133 МГц, 15-15-15-36-1T;
  • Жесткий диск: Seagate Barracuda 2 Тбайт;
  • Накопитель SSD: Corsair Neutron GTX 240 Гбайт;
  • Видеокарта: AMD Radeon R9 Fury X;
  • Блок питания: Corsair AX1500i 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессор и режимы его работы

600×261 130 KB. Big one: 803×349 52 KB

Используемый Intel Core i7-6700К в обзоре фигурирует в трех режимах:

  • Intel i7-6700K 1C0H (одно активное ядро без HT);
  • Intel i7-6700K 1C1H (одно активное ядро с HT);
  • Intel i7-6700K 2C0H (два активных ядра без НТ).

Тестовый стенд №2

450×446 60 KB. Big one: 2526×2500 1261 KB

  • Материнская плата: ASUS Rampage IV Black Edition (Intel X79, LGA 2011);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: 4 x 4 Гбайта, 1866 МГц, 9-10-9-27-1T;
  • Жесткий диск: Seagate Barracuda 2 Тбайт;
  • Накопитель SSD: Corsair Neutron GTX 240 Гбайт;
  • Видеокарта: AMD Radeon R9 Fury X;
  • Блок питания: Corsair AX1500i 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессор и режимы его работы

600×262 131 KB. Big one: 799×349 49 KB

Используемый Intel Core i7-4930K в обзоре фигурирует в трех режимах:

  • Intel i7-4930K 1C0H (одно активное ядро без HT);
  • Intel i7-4930K 1C1H (одно активное ядро с HT);
  • Intel i7-4930K 2C0H (два активных ядра без НТ).

Тестовый стенд №3

450×496 61 KB. Big one: 2271×2500 1078 KB

  • Материнская плата: ASUS X99-Deluxe II (Intel X99, LGA 2011-3);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: 4 x 4 Гбайта, 2133 МГц, 15-15-15-36-1T;
  • Жесткий диск: Seagate Barracuda 2 Тбайт;
  • Накопитель SSD: Corsair Neutron GTX 240 Гбайт;
  • Видеокарта: AMD Radeon R9 Fury X;
  • Блок питания: Corsair AX1500i 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессоры и режимы их работы

600×264 131 KB. Big one: 796×350 47 KB

Используемый Intel Core i7-5960X в обзоре фигурирует в трех режимах:

  • Intel i7-5960X 1C0H (одно активное ядро без HT);
  • Intel i7-5960X 1C1H (одно активное ядро с HT);
  • Intel i7-5960X 2C0H (два активных ядра без НТ).

600×263 130 KB. Big one: 797×350 47 KB

Используемый Intel Core i7-6950X в обзоре фигурирует в трех режимах:

  • Intel i7-6950X 1C0H (одно активное ядро без HT);
  • Intel i7-6950X 1C1H (одно активное ядро с HT);
  • Intel i7-6950X 2C0H (два активных ядра без НТ).

Тестовый стенд №4

450×474 60 KB. Big one: 2375×2500 1063 KB

  • Материнская плата: MSI 970 Gaming (AMD 970, AM3+);
  • Система охлаждения: система водяного охлаждения;
  • Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
  • Оперативная память: 2 x 8 Гбайт, 2133 МГц, 10-12-12-31-1T;
  • Жесткий диск: Seagate Barracuda 2 Тбайт;
  • Накопитель SSD: Corsair Neutron GTX 240 Гбайт;
  • Видеокарта: AMD Radeon R9 Fury X;
  • Блок питания: Corsair AX1500i 1500 Ватт;
  • Операционная система: Microsoft Windows 10 x64.

Процессор и режимы его работы

600×262 130 KB. Big one: 799×349 51 KB

Используемый AMD FX-8370E в обзоре фигурирует в одном режиме:

  • AMD FX-8370 2C0H (два активных ядра).

Поскольку процессор AMD не может отключать ядра независимо, пришлось использовать один активный блок, состоящий из двух ядер. В действительности такая конфигурация аналогична одному включенному ядру CPU Intel плюс активный Hyper-Threading (иными словами, ЦП AMD идет вне зачета в категории 1C1H).

Инструментарий и методика тестирования

Стоит немного рассказать о применяемых в тестировании программах и причинах их выбора.

WinRAR x64 – используется встроенный тест производительности. Сама программа размещена на разделе диска, который находится на SSD накопителе, тем самым исключается низкая производительность классического HDD. Результат теста – это среднее значение, полученное после трех запусков программы. WinRAR неспроста фигурирует в данном обзоре, ведь нам часто приходится скачивать и распаковывать файлы. Тем более RAR очень распространен среди архиваторов и хорошо поддерживает многопоточность.

Java Micro Benchmark. Нетипичный тест среди обзоров процессоров, который позволяет сравнить показатели производительности системы на различных платформах. Результат для сравнения берется из категории Arithmetic operations.

XnView – распространенная программа для просмотра фотоматериала. Она бесплатна и легка в использовании. Дополнительно в нее встроены простые функции для переконвертирования форматов, внесения изменений и прочего. Нас интересует время, за которое программа внесет изменения и сохранит тридцать пять файлов NEF формата. Предъявляются типичные требования фотолюбителя: изменение баланса цвета, смена температуры, выравнивание горизонта, убирание выпуклости, добавление резкости, изменение размера до 1900 пикселей по большей стороне. Сам тест рассчитан всего на пару ядер, но новые инструкции очень хорошо сказываются в работе программы. Иными словами, чем свежее архитектура и чем больше частота ядер, тем быстрее тест выполняется.

Adobe Photoshop CС 2015. Результат тестирования – это время наложения фильтров на одну картинку объемом 50 Мпикс. Применяются стандартные фильтры и операции: изменение размера, настройки гаммы и прочее. Вполне типичный набор для программы. В отличие от видеокодирования, Photoshop так и не стал многопоточным, скорее его можно назвать умеренно загружающей ядра процессора программой. Встроенное видеоядро отключено. Сделано это по причине неработоспособности библиотек Intel и AMD.

Cinebench R15. Распространенный тест процессора в рендере.

Adobe Media Encoder CC 2015 – видеоконвертер, позволяющий работать с 4К видео. Задача – перекодировать 4К видео в формат готового пресета YouTube HD 1080P 29.97. Входной формат видео: MPEG-4, профиль формата Base Media / Version 2, размер файла 1.68 Гбайт, битрейт постоянный 125 Мбит/с, профиль формата High@L5.1, разрешение видео 3840 х 2160 пикселей, число кадров 29.970 кадров/с.

X265 1.5+448 8bpp X64 – тестирование скорости транскодирования видео в перспективный формат H.265/HEVC.

Adobe InDesign СС 2015 – вывод 56-страничного сверстанного материала с фотографиями в формате NEF в формат PDF 1.7 полиграфического качества.

Hexus PiFast – тест, аналогичный SuperPI. Суть работы – подсчет числа «пи» до определенного знака.

Corona 1.3 Benchmark – это система рендеринга, разработанная одним энтузиастом. Сейчас находится в стадии бета-тестирования. Бенчмарк использует неизменяемый набор настроек.

SVPmark – тест производительности системы при работе с пакетом SmoothVideo Project (SVP), использующий для теста реальные алгоритмы и параметры, применяющиеся в SVP 3.0.

Geekbench 3 – кросс-платформенный тест для измерения быстродействия процессора и подсистемы памяти компьютера.

Подробности и результаты каждого теста здесь

450×575 14 KB. Big one: 454×588 14 KB

Расшифровка режимов работы:

  • 1C0H – одно активное ядро без Hyper-Threading;
  • 1C1H – одно активное ядро с Hyper-Threading;
  • 2C0H – два активных ядра без Hyper-Threading.

Действительно, за прошедшее время компания Intel постепенно нарастила удельную производительность на одно ядро. В среднем за четыре поколения прибавка составила 14%. А самый большой скачок произошел при смене архитектуры Ivy Bridge с памятью стандарта DDR3 на Haswell-E с DDR4.

Что касается полезности технологии Hyper-Threading, то в подавляющем большинстве тестов от нее есть очевидные плюсы, поскольку при ее использовании скорость увеличивается на 18-20%. Конечно, она не в состоянии имитировать полноценное второе ядро процессора, которое, к слову, дает от 45 до 48% прибавки в производительности.

И еще один важный момент – растущее количество ядер не всегда линейно отражается на результатах. Пока мы протестировали только простые конфигурации с включенными одним-двумя ядрами ЦП с НТ и без. Сделано это для того, чтобы понять, как влияет увеличение вычислительных блоков на общую производительность, а также с целью показать, что процессоры AMD все еще в состоянии противостоять Intel за счет привлекательной стоимости. Анонсировала бы AMD изначально Vishera как четырехъядерный ЦП с технологией «Double Core» (аналог HT Intel), и вопросов к компании было бы меньше.

Дмитрий Владимирович

Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

  • Компаниям Intel, AMD и ASUS за предоставленные на тестирование комплектующие.
  • А также лично donnerjack
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×