Як вибрати процесор

1. Виробники
2. Техпроцес і закон Мура
3. Тик так
4. Сокети і чіпсети
5. продуктивність
6. багатоядерність
7. Hyper-threading
8. вбудовані відеоакселератори
9. Лінійки і їх позиціонування

Основним компонентом ПК завжди був, залишається і буде процесор . Саме від нього «танцюють» при виборі інших комплектуючих, підбирають відповідну материнську плату, відеокарту, пам'ять. І хоча на ринку всього два виробники десктопних процесорів, вибирати як і раніше нелегко, адже покоління процесорів змінюються, випускаються різні лінійки, а характеристик у чіпів досить для того, щоб змусити користувача читати довідкову літературу.

Як не помилитися у виборі і на що звертати увагу в першу чергу? Чому вартість двох моделей процесорів з однаковою тактовою частотою так сильно відрізняється? Скільки потрібно ядер? Чому я не можу поставити новий чіп на стару материнську плату? На всі ці питання постараємося дати відповідь.

Виробники

На відміну від інших комплектуючих, процесори для домашніх ПК випускаються лише двома компаніями - Intel і AMD , Що має серйозно спростити завдання вибору. На ділі все виявляється не так просто, оскільки процесори постійно оновлюються.

Розводити дискусію на тему того, процесори якого виробника краще, ми не будемо, оскільки суперечки такого роду не припиняються вже багато років. Обидві компанії виробляють процесори в різних цінових категоріях, в якихось із них різниця у вартості між аналогами від AMD і Intel невелика, а подекуди AMD виходить вперед за рахунок більш бюджетних рішень.

Що стосується розгінного потенціалу, то AMD куди охочіше пропонує користувачам можливості по збільшенню продуктивності, коли мова йде про бюджетні моделі. А ось продуктивність в іграх - не найсильніше місце процесорів AMD. Хоча в багатьох моделей цієї компанії використовується крутий вбудований відеоадаптер Radeon, підходить він, скоріше, для невимогливих ігор, дозволяючи економити на покупці дискретної відеокарти. Intel теж поєднує центральний процесор з відеоакселератором, але її HD Graphics виглядає слабше. Виняток становлять хіба що топові Core i5 і Core i7 на архітектурі Broadwell , В яких вмонтовано потужна графіка Iris Pro 6200. А ось в топовом сегменті лідерство Intel незаперечно - новітні процесори компанії споживають менше енергії, більш продуктивні, а в поєднанні з високорівневою дискретною відеокартою є ідеальним вибором для потужної ігрової системи.

Так, за частиною енергоефективності AMD серйозно відстає, оскільки її продукти більш вимогливі до харчування, а нагрів істотно вище, ніж у конкурента.

Техпроцес і закон Мура

У далекому вже 1965 році один із засновників компанії Intel Гордон Мур вивів закономірність, згідно з якою кількість транзисторів в процесорі має подвоюватися кожні два роки. Але для того, щоб закон Мура працював, виробникам процесорів необхідно постійно ускладнювати технологічний процес, зменшуючи розміри транзисторів. При виробництві чіпів використовується фотолітографія, обладнання для якої має відповідну роздільну здатність. З 1975 року вдалося досягти прогресу в техпроцессе, зменшивши його з 3 мкм до 10 нм, а серійно випускаються зараз процесори досягли техпроцесу 14 нм.

Однак мініатюризація не може тривати вічно - на заваді стоять закони фізики і обмеження кремнію. Уже для 7-нанометрового техпроцесу можуть знадобитися нові матеріали і технології.

Разом з мініатюризацією і підвищенням продуктивності досягається ще один важливий ефект - кожне нове покоління процесорів споживає менше енергії, і, отже, менше її виділяє у вигляді тепла. Тому нові чіпи в штатному режимі роботи можуть обходитися невеликими кулерами, вони значно тихіше, холодніше.

Для прикладу розглянемо різницю між класичним, дуже популярним свого часу процесором середнього класу Intel Core i5-2500k, який був проведений в 2011 році, і новим чипом шостого покоління Skylake, який називається Core i5-6500 . Якщо перший був створений по техпроцесу 32 нм, то другий вже із застосуванням літографії 14 нм. Чотири роки різниці позначилися і на енергоспоживанні - 112 Вт у старого i5-2500k проти 52 Вт у нового i5-6500.

Тик так

У 2007 році компанія Intel придумала стратегію розробки процесорів, яку назвала Tick-Tock. Відповідно до цієї стратегії, «тик» - це новий крок в мініатюризації і, можливо, деякі нові інструкції, а «так» - нова мікроархітектура на існуючому техпроцессе.

Цього року цикл «тік-так» був замінений на триступеневий «процес-архітектура-оптимізація», при якому з одним техпроцесом будуть проводитися не два, а три покоління процесорів, а третя фаза буде служити для додаткової оптимізації.

Сокети і чіпсети

Сполучною ланкою між процесором, пам'яттю і іншими системами ПК є чіпсет, що розміщується на материнській платі. Виробники процесорів розробляють чіпсети, які потім використовуються компаніями, які випускають материнські плати. У назві кожної плати є і найменування чіпсета, щоб було одразу зрозуміло, на базі якого з них вона побудована.

На продуктивність процесора чіпсет безпосередньо ніяк не впливає, він лише забезпечує функціональність різних систем ПК. Від нього залежить реалізація інтерфейсів, кількість портів, підтримка RAID, якість харчування.

Природно, чіпсет випускається під певні процесори, тому при пошуку материнської плати потрібно перевіряти, чи підходить вона для обраного процесора. Це ж стосується і сокета - посадкового місця для процесора на материнській платі. Сокети відрізняються формою, кількістю контактів, відстанню кріплень і безліччю інших моментів, що робить їх абсолютно несумісними.

продуктивність

Існує поширена помилка, що продуктивність процесора безпосередньо залежить від тактової частоти. Це твердження можна застосувати лише до моделей однієї серії, які не відрізняються по архітектурі. Якщо ж говорити про різні лінійках, не кажучи вже про різні виробниках, то такий підхід є помилковим.

Народився цей міф в 1984 році під час суперництва Apple і IBM. Процесор Intel 8088 мав п'ятикратне перевагу в тактовій частоті над MOS Technology 6502 від Apple. Насправді продуктивність виражається в кількості інструкцій, яке процесор здатний виконати за один такт, помножене на тактову частоту. І у Intel 8088 виконання однієї операції займало 4 такту, а у Apple 6502 - 2 такту, так що реальне перевага була всього лише дворазовим.

У сучасних системах продуктивність вимірюється у флопс (кількості операцій з плаваючою комою в одиницю часу). Для цього використовуються тестові програмні пакети, які визначають обчислювальну потужність процесора, вирішуючи системи лінійних алгебраїчних рівнянь.

Ще в 1993 році компанія Intel почала випускати процесори Pentium, які були побудовані на архітектурі з підтримкою суперскалярного. Це означало, що чіп, в якому є кілька паралельно працюють виконавчих блоків, може виконувати більше однієї інструкції за такт. Наприклад, для чіпів покоління Intel Ivy Bridge це 8 флопс / такт, а для більш нових Haswell / Broadwell - вже 16.

багатоядерність

Аналогічний міф, що стосується продуктивності процесорів, з'явився і з випуском моделей з декількома ядрами. Такі процесори мають кілька обчислювальних модулів на одній інтегральній схемі, що дозволяє проводити паралельні обчислення. Здавалося б, це повинно в два рази збільшувати продуктивність процесора, але на ділі дуже багато залежить від програм. Якщо включення програми оптимізована під використання з процесором, що має кілька ядер, то виконуватися вона буде тільки з використанням одного з них. Таким чином, одноядерний чіп з більшою тактовою частотою буде з подібним ПО здаватися продуктивніше, ніж багатоядерний з меншою.

Збільшення кількості ядер стало пріоритетом при розробці сучасних чіпів, замінивши гонку тактових частот.

Hyper-threading

Ще однією цікавою технологією, при якій кожній фізичній ядру процесора в операційній системі відповідає два віртуальних. Основне завдання hyper-threading полягає в збільшенні кількості незалежних обчислень. У випадку з одним фізичним процесором потік інструкцій буде теж одним і в разі паузи в обчисленнях, спричиненої нестачею даних або помилкою, процесор буде простоювати в очікуванні. При поділі на два логічних процесора інструкції теж діляться на два незалежних потоку, і якщо один з них викличе затримку, то ресурси будуть перенаправлені на обчислення другого.

вбудовані відеоакселератори

Далеко не кожному користувачеві потрібна швидка і дорога дискретна відеокарта. Відображенням картинки на екрані і демонстрацією відео може завідувати і адаптер простіше. Якщо сучасні ресурсомісткі ігри не є пріоритетом, то варто задуматися про систему, в якій буде використовуватися саме вбудована графіка.Інтегріроваться вона може як в материнську плату, так і в процесор, забираючи частину оперативної пам'яті комп'ютера під свою відеопам'ять. На деяких материнських платах AMD є виділена пам'ять під вбудований відеоадаптер.

Подібні рішення актуальні так само і для ноутбуків. Там же застосовуються і гібридні системи - коли користувач працює в системі і додатках, то задіяна вбудована відеокарта, якщо запускається гра - відбувається перемикання на дискретну. Це дозволяє зменшити енергоспоживання, нагрівання, а також заощадити заряд акумулятора.

Лінійки і їх позиціонування

У виробників процесорів є по кілька актуальних платформ (сокетов), під які можна вибрати потрібний процесор. Наприклад, для складання офісних ПК у AMD є платформа AM1 (Athlon і Sempron на архітектурі Kabini). Для більш просунутих конфігурацій можна взяти платформу AMD FM2 + (Процесори Athlon і A10 / A8 / A6 на архітектурі Kaveri), а ігрові ПК і продуктивні робочі станції можна зібрати на платформі AM3 + (Серія процесорів AMD FX на архітектурі Piledriver).

Гібридні процесори A10, A8 і A6 бувають як двоядерні, так і чотириядерні. Архітектура Steamroller сучасніше, виконана по більш новому техпроцесу, але чіпи не мають кеша третього рівня і трохи програють по продуктивності за рахунок того, що в лінійці FX є моделі з 6 і 8 ядрами. Крім того, у останніх вище частота і є можливість розгону.

Особливість топової лінійки процесорів FX - відсутність вбудованого відеоядра. Так що для таких чіпів доведеться скористатися материнською платою з вбудованим графічним адаптером або дискретної картою. Крім того, всі процесори цієї серії мають розблокований множник, а це означає можливість розгону. Правда, для нього знадобиться відповідна материнська плата високого рівня, серйозна система охолодження, а результат не буде настільки вражаючим. Але можливість є.

Цікавий варіант для любителів багатозадачності - перший восьміядерний процесор AMD FX-8320E , Який працює на тактовій частоті 3,2 ГГц, але завдяки технології Turbo Core автоматично розганяється до 4 ГГц. При цьому TDP (теплопакет - вимоги до системи охолодження процесора, яка повинна виводити вказану кількість теплової потужності) у нього становить 95 Вт.

У Intel теж є три актуальні платформи на сокетах LGA1150 , LGA2011-3 і LGA1151 . Плутанина для простого користувача може виникнути через те, що в кожному поколінні є свої Core i3, Core i5, Core i7, Pentium і Celeron. Тому особливу увагу треба приділяти маркуванні і мікроархітектурі.

Найбільш «старої» з актуальних є Haswell, процесори на якій були представлені в 2011 році. Після цифр в назві можуть йти літери K, S, T, R і X, які додані не просто так. K позначає розблокований множник і можливість розгону, S і T - знижене енергоспоживання (65 і 34-45 Вт відповідно), R - процесори в корпусі BGA з графікою Iris Pro, а X - високопродуктивні моделі без обмеження на множник. Найбільш доступні лінійки - Pentium і Celeron, за ними йде Core i3, потім середній клас Core i5 і найбільш продуктивні і дорогі процесори Core i7. Всі вони встановлюються на сокет LGA1150, побудовані на базі 22-нанометрового техпроцесу і мають вбудоване графічне ядро. У найбільш дешевих Pentium і Celeron немає підтримки Turbo Boost (технологія автоматичного підвищення частоти) і Hyper-threading, останньої немає і в лінійці Core i5.

Покоління процесорів Intel Мікроархітектура Техпроцесс Тік / Так Рік випуску Conroe / Merom 65 нм Так 2006 Penryn 45 нм Тік 2007 Nehalem 45 нм Так 2008 Westmere 32 нм Тік 2010 Sandy Bridge 32 нм Так 2011 Ivy Bridge 22 нм Тік 2012 Haswell 22 нм Так 2013 Broadwell 14 нм Тік 2014 Skylake 14 нм Так 2015 Kaby Lake 14 нм Так?

Якщо планується збирати бюджетний ПК і потрібно вибрати для нього гідний процесор, то варто згадати про двоядерному Pentium G3258 . Ця модель була випущена до 20-річчя бренду і має одну цікаву особливість - у неї розблоковано множник, що дозволяє домогтися значного розгону. При штатних 3,2 ГГц вона легко розганяється до 4,5 ГГц. Вартість G3258 при цьому невелика.

Після Haswell був перехід на техпроцес 14 нм (так званий «тик»), що призвело до появи мікроархітектури Broadwell. Вона не повинна була повністю замінити Haswell, випущені були лише два десктопних процесора - Core i5-5675C і Core i7-5775C , Обидва з розблокованим множником і з новітнім відеоядром Iris Pro 6200, яке дозволило Intel обігнати в цьому «забігові» AMD. Але вартість цих чіпів вище, а значного приросту продуктивності немає, тому перехід з Haswell на Broadwell не має особливого сенсу.

Останнє, на даний момент шосте, покоління процесорів Intel побудовано на мікроархітектурі Skylake . Створений він під новий сокет LGA 1151, який повинен замінити LGA 1150. Більшість материнських плат на цій платформі підтримують новий тип пам'яті DDR4, але є моделі, які працюють з DDR3 (оскільки процесори Skylake отримали подвійний контролер пам'яті), а також рідко зустрічаються, в яких вбудована підтримка і DDR4, і DDR3 (встановити можна тільки модулі одного типу). При цьому Intel офіційно заявила про підтримку тільки DDR3L, яка працює при напрузі 1,2 В.

Під Skylake розроблено кілька чіпсетів, що мають різну функціональність. Плати на найпростішому чіпсеті H110 мають, наприклад, всього два слоти для модулів пам'яті і чотири порти USB 3.0, в той час як дорогі моделі на Q170 і Z170 оснащені чотирма слотами для пам'яті і 10 USB 3.0. Відрізняються вони і за іншими параметрами: кількістю SATA-портів, підтримкою RAID-масивів, роз'ємами PCI Express 3.0.

Вибирають між Haswell і Skylake можуть зіткнутися з серйозною дилемою. З одного боку, чіпи Skylake сучасніше, підтримують новий тип пам'яті DDR4. З іншого, вартість процесорів шостого покоління вище, а приріст продуктивності може виявитися не таким значним.

Золота середина - новий Core i5-6600k - процесор з високою частотою і розблокованим множником. Якщо потрібно зібрати нову продуктивну машину для ігор - цей варіант найбільш прийнятний.

Так, кардинальних змін у галузі продуктивності за останні роки не відбулося. Саме тому цикл життя процесора значно збільшився, немає сенсу робити апгрейд системи на базі чіпа дворічної давності - отриманий приріст може становити 10-15%, що явно невиправдано, якщо згадати про вартість процесора. Але і це ще не всі витрати, які чекають власника ПК, що мріє про модернізацію. До кошторису доведеться занести, як мінімум, і материнську плату, а може і оперативну пам'ять. На щастя, більше нові процесори стали споживати менше енергії, тому більш-менш сучасний блок живлення заміни не зажадає.

Текст: Максим Капінус
Спеціально для www.rozetka.ua