Нормальная частота процессора. Чем больше мегагерц, тем лучше компьютер

Уже подросло целое поколение компьютерных пользователей, которые не застали знаменитую "гонку мегагерцев", развернувшуюся между двумя ведущими производителями для настольных компьютеров (кто не в курсе — Intel и AMD) на рубеже тысячелетий. Ее конец наступил примерно в 2004 году, когда стало очевидным, что частота процессора — не единственная характеристика, влияющая на его производительность. Крайне "прожорливые" и крайне высокочастотные процессоры Pentium IV на ядре Prescott вплотную подбирались к 4 GHz, и при этом с трудом конкурировали с архитектурой K8, на которой были построены новые "камни" от AMD, имевшие частоту не выше 2,6-2,8 GHz.

Ассоциация полупроводниковой промышленности, в которую входят все крупные американские компании, уже объявила о завершении своего участия в светской дорожной карте: она начнет и продолжит свою собственную программу исследований и разработок. Стратегия «Больше, чем Мур», которая впервые предусматривает удовлетворение потребностей будущих программных приложений вместо двухлетних прогнозов производителей процессоров. Что революционизирует дизайн чипов и других процессоров: гонка за чистую производительность, мощь абсолютных вычислений, может быть позади.

После этого оба производителя синхронно отошли от практики идентификации своих изделий по рабочей частоте и перешли к абстрактным модельным индексам. Такое решение обосновывалось нежеланием вводить конечного пользователя в заблуждение насчет производительности процессора, акцентируя внимание только на одной его характеристике. Действительно, есть ведь еще и частота шины процессора, и размер кэш-памяти, и технологический процесс, по которому изготовлено ядро, и много чего еще. Но частота процессора все еще остается одним из самых наглядных и интуитивно понятных для большинства людей мерил "качества" CPU.

Меньше мощности, больше возможностей

Но сумерки закона Мура не означают конца прогресса. Электронное управление, фюзеляж из углеродного волокна; инновации более чем когда-либо присутствуют на новых устройствах, а также на компьютерах: «Нововведение будет продолжаться, но оно будет более тонким и сложным», объясняет Даниэль Рид.

Больше нюансов и сложности, он также может ответить на новые проблемы, когда вычислительная мощность должна быть мобильной. Если в течение 25 лет производители могут просто складывать вычислительную мощность в стационарных или переносных ящиках, смартфоны и другие планшеты не поддерживают этот способ работы, не говоря уже о носимых и других устройствах для Интернета вещей. Потребности этих машин гораздо больше связаны с автономностью и связностью.

Процессора, действительно, влияет на его производительность, характеризуя количество выполняемых операций в секунду. Но дело в том, что процессоры, построенные на различных ядрах, тратят на выполнение одной операции разное количество тактов, и от поколения к поколению этот параметр может отличаться в разы. Именно благодаря этому нынешний процессор с номинальной частотой 2,0 GHz оставит далеко позади флагмана семилетней давности с тактовой частотой 3,8 GHz. Кроме того, на быстродействие процессора, как уже указывалось выше, влияет и размер кэш-памяти (чем он больше, тем реже процессор будет вынужден обращаться к сравнительно медленной оперативной памяти), и частота шины процессора (чем она выше, тем быстрее будет обмен данными между "камнем" и ОЗУ), и множество других, не столь заметных, но от того не менее важных, характеристик.

Реальный экономический переворот

Это настоящая экономическая проблема для производителей чипов. Поскольку универсальность и разнообразие нарушают традиционную экономику процессоров: это уже не вопрос массового производства, а скорее создание небольших серий, которые влияют на эффект масштаба. С тонкостью от 14 до 10 нанометров промышленность требовала огромных инвестиций, которые затем амортизировались за счет производства миллиардов штук каждого поколения. Но если удельная стоимость изготовления транзистора следующего поколения становится выше, чем у предыдущего поколения, добродетельный круг заражен.

В последнее время в обиход начинает входить и такое понятие, как максимальная частота процессора.

Постепенно и Intel, и AMD внедряют в своих продуктах такую функцию, как авторазгон. Технологию, по сути одну и ту же, один производитель называет другой — Turbo Core, но от этого ее суть не меняется: частота процессора может динамически изменяться, причем автоматически, без вмешательства пользователя. Необходимость применения такой технологии вызвана тем, что многоядерность современных процессоров стала уже, по сути, нормой, а вот многопоточность современных приложений, к сожалению, пока нет. Операционная система, видя, что одно из загружено значительно сильнее остальных, самостоятельно увеличивает частоту этого ядра, при этом стараясь оставить процессор в пределах его "родного" теплопакета (т.е. система старается подстраховаться от перегрева оборудования). Причем, в зависимости от модели процессора и от конкретных условий, такой прирост частоты может составлять величину от 100 до 600-700 MHz, а это уже, согласитесь, существенная прибавка к производительности. Такую технологию поддерживает большинство последних процессоров обоих производителей. У Intel это, в частности, все CPU модельного ряда Core i5 и Core i7, у AMD — все процессоры на разъеме AM3+, процессоры на разъеме FM1 (кроме процессоров с отключенным графическим ядром), а также некоторые "камни" к платформе AM3 (шестиядерные Tuban и четырехядерные Zosma). Причем для основанных на разъеме такой авторазгон тем более актуален, если учесть, что из-за некоторых архитектурных особенностей полноценный "разгон" путем повышения частоты шины процессора практически невозможен. Впрочем, это тема уже совсем другой статьи…

Уверен, у нас не хватит денег, пока мы не закончим физику, - говорит Дэниел Рид, - другие оптимистичны. Да, но вот он: версия 2 сердца, 4 сердца или 6 сердец?








Производительность, получаемая новым процессором, должна исходить из чего-то другого, кроме тактовой частоты.


Процессор - это двигатель компьютера. Это центральный процессор или «центральный процессор» на английском языке. Возможности процессора определяют скорость, с которой вы можете выполнять задачи на компьютере. Приложениям, требующим интенсивных вычислений, нужен мощный процессор.

Утверждение:

Чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность.



Скорость работы процессоров всегда сравнивали на основе их ведущей и самой доступной для понимания характеристики - тактовой частоты. Моду на это в 1984 году ввели маркетологи IBM PC, которые утверждали, что процессор Intel 8088 в их компьютере почти в пять раз превосходит по тактовой частоте MOS Technology 6502
из Apple II - а значит, он почти в пять раз быстрее. Той же логике в 90-х следовали Intel и Microsoft, утверждая, что Pentium производительнее PowerPC из компьютеров Apple только потому, что у него выше тактовая частота. После того как в конце 90-х к гонке подключилась AMD, компании пришлось ввести специальную маркировку, которая сопоставляла их процессоры с процессорами Intel. Большинство потребителей были уверены, что тактовая частота - главная характеристика, и Intel, делавшая ставку на её рост, только поддерживала их в этом убеждении.

Тем не менее, мощность обработки далеко не единственный критерий при выборе процессора. Также интересно иметь энергоэффективный процессор для продления срока службы ноутбука. К сожалению, процессор, который является сверхбыстрым и энергоэффективным, еще не изобрел. Поэтому необходимо сделать выбор между мощностью и потреблением или выбрать процессор, предлагающий хороший компромисс.

Мы не будем останавливаться на полной архитектуре процессора. Это станет слишком техническим. Но есть кое-что, что нужно знать. Это фактически скорость работы процессора. Чем выше частота, тем больше процессор выполняет операции в секунду. Частота была отличительной особенностью процессоров на протяжении десятилетий, и это все еще имеет место в мире. Однако с появлением мобильных устройств больше внимания уделяется потреблению процессора. Высокая частота автоматически увеличивает потребление энергии и сокращает время автономной работы.

ДЖОН СПУНЕР

журналист

«После выхода процессоров Pentium III, работающих на частоте до 667 МГц, компания AMD может утратить лидерство. Представленные
в этом месяце процессоры Athlon работают
с максимальной частотой 650 МГц. Но долго лидерство Intel не продлится. Как заявили представители AMD, к концу года они выпустят процессор с частотой 700 МГц».

Почему это не так:

Время, которое занимает выполнение операций, важнее тактовой частоты.



Тактовую частоту корректно сравнивать только
у процессоров одного модельного ряда с одинаковой архитектурой. Хотя частота Intel 8088 и была почти в пять раз выше, чем у MOS Technology 6502, на деле одна и та же операция могла занимать у Intel 8088 больше тактов, из-за чего преимущество в частоте нивелировалось. Так было и
в дальнейшем: сначала Apple, а потом и AMD пытались разоблачить «миф о мегагерцах». В 2006 году к ним наконец присоединилась и Intel, которая достигла предела тактовой частоты на архитектуре, которую тогда использовала в настольных процессорах, и сменила парадигму.

Обратите внимание, что текущие процессоры работают на разных частотах: они автоматически увеличивают или уменьшают частоту в соответствии с требуемой вычислительной мощностью. В дополнение к частоте процессор также отличается количеством ядер. Чем больше процессор, тем быстрее процессор может выполнять параллельные операции и быстро выполнять задачи. Есть процессоры с двумя, четырьмя или даже восемью ядрами. Помните, что частота и количество ядер являются ключевыми факторами, определяющими вычислительную мощность процессора.

Потребление энергии играет не менее важную роль, чем вычислительная мощность. Потребление процессора указано в его названии. Учредители регулярно поворачивают свои процессоры в соответствии с критериями, рассмотренными в предыдущей главе: улучшают гладкость гравировки, увеличивают кеш или количество сердец и т.д.

Сегодня число операций, которое выполняет процессор
за один такт, как никогда важнее тактовой частоты. Дело
в том, что чем выше частота, тем выше тепловыделение,
а потому создатели мобильных процессоров делают упор
на оптимизацию, а не сухие цифры. Миф, впрочем, никуда
не исчез, и даже эволюционировал: так, многие начали считать, что скорость работы процессора пропорциональна числу ядер в нём. Да и если назвать обывателю два процессора с разной тактовой частотой, то он всё равно
по инерции выберет тот, у которого больше мегагерц.

Обратите внимание, что различные архитектуры сосуществуют, самые старые в конечном итоге исчезают, заменяются продуктами того же диапазона, которые более современны. Если у вас нет всей эволюции процессоров, подумайте об утонченности гравировки; чем он темнее, тем больше процессор новый.

Это относится к способности процессора моделировать два «логических» сердца из одного «физического» сердца. Это ускоряет работу по обработке информации примерно на 20% в лучшем случае. Полезно знать: не думайте, что 8-ядерный процессор с гиперпотоком равен 16-битной конфигурации! Это действительно 8 сердец, чья способность лечения будет оптимизирована.