в чем измеряется мощность процессора
Быстродействие процессора, в чем оно измеряется?
Основным критерием при выборе процессора для нового компьютера является его быстродействие. Чем большим быстродействием обладает процессор, тем быстрее осуществляется работа с различными программами утилитами и самой операционной системой. Быстродействие процессора зависит, как уже было сказано, от тактовой частоты, измеряемой в мегагерцах (МГц) и гигагерцах (ГГц). Кроме того, оно зависит от объема кеш-памяти первого и последующих уровней, частоты шины данных (FSB) и разрядности процессора.
Мегагерц — это миллион колебаний в секунду, в то время как гигагерц представляет собой миллиард колебаний в секунду. Обычно принято считать, чем с большей тактовой частотой работает процессор, тем он производительность Однако это далеко не всегда соответствует действительности. Более того, производительность системы в целом сильно зависит не только от процессора, но и от всех других компонентов. Предположим, что вы приобрели процессор Core i3 с тактовой частотой 3 ГГц, однако оперативной памяти установили всего 2048 Мбайт, кроме того, использовали жесткий диск с невысокой скоростью передачи данных. С такой конфигурацией различия в быстродействии между процессором с частотой 2 и 3 ГГц будут едва ли заметными. Другими словами, быстродействие компьютера зависит от производительности самого медленного компонента, будь то процессор, оперативная память, жесткий диск или даже блок питания (поскольку если мощности блока питания не хватит для обеспечения работы аппаратных компонентов, о стабильной работе компьютера можно вообще забыть).
Тактовая частота процессора и её подвох
Рассмотрим подробнее вопрос, почему тактовая частота процессора не гарантирует его высокой работоспособности. Тактовая частота, как понятно из ее названия, состоит из тактов, или периодов тактовой частоты. На каждую операцию, выполняемую процессором, затрачивается один такт и несколько циклов ожидания. Цикл ожидания представляет собой «пустой» такт, т.е. такт, во время которого не выполняются никакие операции. Циклы ожидания необходимы для обеспечения синхронной работы различных по быстродействию компонентов компьютера. На выполнение различных команд тратится разное количество тактов. Например, процессор Core i3 может выполнить минимум 12 команды за каждый такт. Чем меньше тактов требуется для выполнения команды, тем выше быстродействие процессора. Кроме того, на быстродействие влияют и другие факторы, например, объем кеш-памяти первого/второго уровней.
Процессоры Core I и Athlon II обладают различной внутренней архитектурой поэтому команды в них выполняются по-разному. В результате сравнивать эти процессоры по тактовой частоте нельзя. К примеру, процессор Athlon II X4 641 с тактовой частотой 2,8 ГГц обладает производительностью примерно сопоставимой с процессором Core I3, работающим с частотой 3 ГГц.
Процессор, CPU: характеристики центрального процессорного устройства
Процессор, CPU — центральное процессорное устройство, «мозг» персонального компьютера, отвечает за обработку информации на основе организации вычислительных процессов согласно набору предустановленных команд.
Основные характеристики центрального процессора
На производительность (быстродействие) центрального процессора влияет широкий ряд параметров. Мы рассмотрим основные характеристики CPU, что касается остальных свойств продукта – они имеют глубокий технический подтекст.
Тактовая частота
Тактовая частота процессора измеряется в мега-, гигагерцах (МГц, ГГц) и подразумевает под собой количество тактов (вычислений) в секунду. Как правило, тактовая частота процессора, пропорциональна частоте шины (FSB). Чем выше тактовая частота процессора, тем выше его производительность. 1 МГц равен 1 миллиону тактов в секунду и соответственно 1 миллиард операций в секунду для 1 ГГц.
Частота шины
Тактовая частота (в МГц), с которой происходит обмен данными между процессором и системной шиной материнской платы (например, для загрузки/выгрузки данных из/в оперативную память).
Множитель
Коэффициент умножения, на основании которого производится расчет конечной тактовой частоты процессора, методом умножения частоты шины (FSB) на коэффициент (множитель). Например, частота шины (FSB) составляет 200 МГц, а множитель равен 20, получаем тактовую частоту процессора: 200 * 20 = 4 ГГц. Путем изменения множителя, можно изменять рабочую частоту процессора. Для этого материнская плата должна поддерживать разгон системы (overclocking), а процессор иметь разблокированный множитель (линейка Black Edition).
Разрядность
Разрядность (32/64 bit) — максимальное количество бит информации, которые процессор может обрабатывать и передавать одновременно. Процессоры с поддержкой 64-bit способны адресовать свыше 4 Гб оперативной памяти, чего не могут 32-bit процессоры. Но не стоит забывать о том, что для использования преимуществ 64-bit процессоров необходимо, чтобы операционная система «умела» работать с данным типом процессоров.
Кэш-память
Кэш-память первого уровня, L1 — это блок высокоскоростной памяти, который расположен на ядре процессора, в него помещаются данные из оперативной памяти. Сохранение основных команд в кэше L1 повышает быстродействие процессора, так как обработка данных из кэша происходит быстрее, чем при непосредственном взаимодействии с ОЗУ.
Кэш-память второго уровня, L2 — это блок высокоскоростной памяти, выполняющий те же функции, что и кэш L1, однако имеющий более низкую скорость и больший объем.
Интегрированная кэш-память L3 в сочетании с быстрой системной шиной формирует высокоскоростной канал обмена данными с ОЗУ. Кэш-память третьего уровня обычно присутствует в серверных процессорах или специальных линейках для настольных ПК.
Определяет большинство параметров центрального процессора: тип сокета, диапазон рабочих частот и частоту работы FSB. Ядро процессора характеризуется следующими параметрами: техпроцесс, объем кэша L1 и L2, напряжение на ядре и тепловыделение. В рамках одной линейки могут существовать процессоры с разными ядрами.
Техпроцесс
Масштаб технологии (мкм), которая определяет размеры полупроводниковых элементов, составляющих основу внутренних цепей процессора. Совершенствование технологии и пропорциональное уменьшение размеров элементов способствуют улучшению характеристик процессоров. Для сравнения, у ядра Willamette, выполненного по техпроцессу 0.18 мкм — 42 миллиона элементов, а у ядра Prescott, техпроцесс 0.09 мкм — 125 миллионов.
Напряжение
Этот параметр указывает напряжение (В), которое необходимо процессору для работы и характеризует энергопотребление. Параметр особенно важен при выборе процессора для мобильной, нестационарной системы.
Тепловыделение
Мощность (Вт), которую должна отводить система охлаждения, чтобы обеспечить нормальную работу процессора. Чем больше значение этого параметра, тем сильнее греется процессор при работе. Процессор с низким тепловыделением легче охлаждать, и, соответственно, его можно сильнее «разогнать».
Тип сокета
Разъём для установки процессора на материнской плате. Как правило, тип сокета характеризуется разным количеством ножек и зависит от производителя процессора. К примеру, современные процессоры Intel используют сокет LGA1156 и LGA1366, процессоры AMD — сокеты AM3, AM4 и FM2+.
P.S. При выборе процессора не стоит полагаться на его тактовую частоту. Производительность процессора зависит от ряда приведенных показателей.
Advanced Micro Devices, Inc. (AMD) — американский производитель интегрированной электроники, второй по величине производитель x86 и x64-совместимых процессоров, а также крупнейший поставщик графических процессоров, чипсетов для материнских плат и флеш-памяти.
Intel Corporation — американская корпорация, производящая широкий спектр электронных устройств и компьютерных компонентов, включая полупроводники, микропроцессоры, наборы системной логики (чипсеты) и др.
Что такое тактовая частота?
Основные моменты:
Технология Intel® Turbo Boost.
Тактовая частота — это одна из главных технических характеристик процессора, но какую роль она играет? 1
Тактовая частота — это одна из главных технических характеристик процессора, но какую роль она играет? 1
Процессор — это мозг вашего компьютера, и его производительность имеет решающее значение для скорости загрузки программ и стабильности их работы. Однако существует несколько способов измерения производительности процессора. Тактовая частота или просто «частота» — один из самых важных показателей.
Если вы хотите узнать тактовую частоту своего компьютера, откройте меню «Пуск» (или нажмите клавишу Windows*) и введите текст «О системе». Модель и тактовая частота вашего процессора будут показаны в графе «Процессор».
Что такое тактовая частота?
Обычно чем больше тактовая частота, тем быстрее работает процессор. Однако существует и много других факторов.
Ваш процессор каждую секунду обрабатывает множество команд различных программ (в форме низкоуровневых расчетов, таких как арифметические операции). Тактовая частота определяет количество циклов, выполняемых процессором за секунду и измеряется в гигагерцах (ГГц).
С технической точки зрения цикл представляет собой импульс, синхронизируемый внутренним осциллятором, но для наших целей это базовая единица, помогающая понять концепцию тактовой частоты процессора. В течение каждого цикла в процессоре открываются и закрываются миллиарды транзисторов.
Частота определяет количество операций, выполняемых за заданное время, как указывалось выше.
Процессор с тактовой частотой 3,2 ГГц выполняет 3,2 млрд. циклов в секунду. (В старых процессорах тактовая частота измерялась в мегагерцах или миллионах циклов в секунду).
Иногда в одном тактовой цикле выполняется несколько команд, а в других случаях одна команда обрабатывается за несколько тактовых циклов. Поскольку разные архитектуры процессоров обрабатывают команды по разному, лучше всего сравнивать тактовую частоту процессоров одной марки и одного поколения.
Например, новый процессор может легко обойти по производительности процессор пятилетней давности с более высокой тактовой частотой, поскольку новая архитектура обрабатывает команды более эффективно. Процессор Intel® серии X может обойти по производительности процессор серии K с более высокой тактовой частотой за счет того, что он распределяет задачи между большим количеством ядер и имеет больший размер встроенной кэш-памяти. Но в пределах одного поколения процессор с более высокой тактовой частотой обычно превосходит по производительности процессор с более низкой тактовой частотой при работе в нескольких приложениях. Именно поэтому важно сравнивать процессоры одной марки и одного поколения.
Производительность процессора и в чем она измеряется
Добрый день, уважаемые гости и постоянные посетители моего блога. Сегодня мы поговорим об одной наболевшей теме, а именно о скорости или в чем измеряется производительность процессора.
Сразу хочется сказать, что это не частота на ядро, как было принято ранее, а совокупность сразу нескольких математических величин, именуемых как FLOPS (FLoating-point Operations Per Second) – внесистемная единица производительности.
От чего зависит вычислительная мощность компьютера, и стоит ли обращать внимание на частотный показатель? Во всем этом мы и постараемся разобраться.
Откуда ноги растут
Довольно часто в интернете можно встретить споры о том, что «Intel тащат за счет большей частоты ядер». Иными словами, частотный параметр ставится во главу стола, а остальные нюансы (количество потоков, размер кэша, работа с определенными инструкциями и техпроцесс) почему-то забываются.
Примерно до начала 2000-х годов подобное сравнение имело место быть, поскольку характеристики центрального чипа и его скорость упирались именно в частоту. Достаточно вспомнить следующие названия:
А потом ситуация резко изменилась, поскольку разработчики стали уделять больше времени строительству внутренней архитектуры чипов, добавляя кэш-память, поддержку новых инструкций, способов вычисления и прочих элементов, которые увеличивают производительность без повышения той самой частоты.
На арене появились новые критерии скорости:
Т.е. определить возможности чипа, опираясь на один лишь частотный потенциал, стало практически невозможно.
Что влияет на производительность современных процессоров?
Итак, давайте знакомиться с понятиями, которые характеризуют работу процессора, скорость вычислений и все прочие параметры.
Разрядность – определяет размер обработки данных за такт. На данный момент существуют как 32-битные, так и 64-битные варианты. Представим, что размер данных – 1 байт (8 бит). Если чип вычисляет 4 байта информации за прогон – он 32-битный, если 8 байт – 64-битный.
Логика элементарна до безобразия: при сравнивании 2 ЦП с идентичной частотой и разной разрядностью победит тот, который обладает 64-битным набором логики (разница колеблется от 10 до 20%).
Техпроцесс (литография) – количество транзисторов, размещенных на кристалле. Чем их больше – тем выше мощность, частоты, разгонный потенциал и ниже температура под нагрузкой. Процесс измеряется в нанометрах и на данный момент Компаниями Intel и AMD успешно освоены ЦП на техпроцессе 14 и 12 нм соответственно.
Кэш-память – массив сверхскоростной и эффективной ОЗУ внутри чипа, которая отвечает за основные вычисления и обмен готовыми результатами операций с оперативной памятью ПК и прочими компонентами системы. От объема кэша зависит скорость и работоспособность компьютера.
Если у вас на руках 2 модели с идентичными частотами и техпроцессом, лучше будет та, у которой кэш третьего уровня (L3) выше, или вообще присутствует.
Рабочая температура – показатель, который напрямую влияет на производительность. Если вы решили разогнать чип, и он дошел до своего предела относительно температур – ЦП либо начнет троттлить, либо отключится, вызвав перезагрузку компьютера. Но не стоит злоупотреблять работоспособностью процессора на максимально возможных температурах – кристалл довольно быстро откажет и начнет разрушаться.
Системная шина и множитель – отвечают за разгон частот. Если вы хотите заняться оверклокингом, то множитель должен быть разблокирован на камне. Более того, делается это только на соответствующей материнской плате с чипсетом Z370 (Intel Coffee Lake) или B350, X370/X470 (AMD Ryzen).
Потенциал «разгоняемого» камня значительно выше, а потому данная покупка имеет большую ценность на будущее, да и запас прочности кристалла будет существенно выше.
Наличие встроенного графического процессора – дополнительное ядро, ответственное за графические вычисления и дополнительные задачи, связанные с обработкой изображений. Зачастую это полноценный GPU, который, правда, не имеет собственной оперативной памяти и черпает ее из ОЗУ компьютера.
Наличие вспомогательного ядра, пусть и специализированного, существенно повышает общую шустрость кристалла, обеспечивая большую производительность в сравнении с обычными процессорами.
Количество физических ядер – определяет не только скорость обработки информации, но и количество одновременно выполняемых задач, с которыми ЦП может справляться без потери мощностей и троттлинга. Здесь ситуация весьма нестандартная по нескольким причинам:
Поддержка многопоточности (Hyper-Threading или SMT) – виртуальное удвоение вычислительных ядер для более грамотного распараллеливания задач в процессе работы.
Грамотное определение производительности
Предположим, что вы более-менее разобрались в ситуации, но все равно не можете понять, какой из процессоров лучше? Возьмем ту же ситуацию с Intel Core i7 8700k, который вполне реально разогнать до 4,9 ГГц на воздушном охлаждении, и AMD Ryzen 7 2700X и его 4,3 ГГц в режиме оверклокинга. Казалось бы – выбор в пользу «синих» очевиден, но на практике «красный» лагерь рвет и мечет.
И вот тут уже на помощь приходят те самые бенчмарки, тесты и сравнения двух популярных моделей в реальных рабочих приложениях и синтетике. Одним из наиболее наглядных вариантов выступает бенчмарк Cinebench r15, который показывает статистику модели как в стоке, так и под несколькими видами разгона:
Много полезной информации можно найти на профильных Youtube-каналах и ресурсах типа Sisoftware Sandra
Итоги
Как вы поняли из вышесказанного, тактовая частота – далеко не самый главный показатель мощности процессора, хоть и является основным. Производительность чипа зависит от совокупности нескольких величин, да и пользователь должен четко понимать, для каких целей используется тот или иной ЦП.
Очень надеюсь, что данный материал помог прокачать ваш скилл компьютерной грамотности, которым вы теперь можете поделиться с друзьями и знакомыми, когда речь зайдет о производительности системы и факторов на нее влияющих.
Обязательно прочтите другие наши публикации, в которых мы подробно описываем важные аспекты при выборе процессора. Следите за обновлениями блога, чтобы не пропустить новые интересные материалы. До новых встреч, пока.
Артём Санников
Категории блога
Языки программирования
Базы данных
Программное обеспечение
Операционные системы
Мобильная разработка
Менеджеры пакетов
Сетевые технологии
CMS системы
Математика
SEO продвижение
Социальные сети
Психология
Хостинг провайдер
Смартфоны
Процессор
Процессор — это один из главных компонентов ПК, который выполняет все основные вычисления во время работы ПК.
CPU (Central Processing Unit) — центральное вычислительное устройство
APU (Accelerated Processing Unit) — ускоренное вычислительное устройство
Характеристики процессора:
Производительность и модель процессора
Фирмы Intel и AMD — процессоры не выпускают они их только разрабатывают. А выпуском уже занимаются другие фирмы, по заказу этих фирм разработчиков.
Когда создается новый процессор, на новой архитектуре — этой архитектуре присваивается свое имя для ее идентификации. И далее уже внутри этой архитектуры создается, модельный ряд процессоров: слабых, средних и сильных по производительности.
Разделение процессоров чаще всего происходит по количеству ядер и частоте, и таким образом получается ассортимент предложений, новой архитектуры для создания разных по производительности компьютеров, на основе этой архитектуре.
Тип разъема для соединения с материнской платой (сокет)
Разъема для соединения процессора с материнской платой, чаще всего называют сокетом, и он определяет внешние размеры процессора, количество контактов, способ крепления процессора у материнской плате и способ крепления кулера на процессор.
Этот параметр необходимо учитывать при выборе процессора и материнской платы, то есть сокет процессора должен быть таким же как сокет материнской платы.
Количество физических ядер
Ядро процессора — это набор блоков, который может самостоятельно обрабатывать информацию.
1 ядро = 1 поток вычислений
Чем больше в процессоре ядер, тем он будет более производительный. При определенных условиях, на одном физическом ядре, может выполняться два потока вычислений:
1 ядро = 2 потока вычислений
В таких моделях процессоров, производитель, отдельно указывает количество физических ядер, и отдельное количество логических, которых в два раза больше чем физических.
Такая технология используется в некоторых процессорах фирмы Intel (называется эта технология Hyper Threading).
Тактовая частота работы процессора
Тактовая частота — величина, характеризующая количество операций, выполняемых процессором за единицу времени. Измеряется в герцах (Гц).
Чем выше тактовая частота, тем более производительный процессор. Но это работает только внутри процессоров, одной серии.
Intel Core i5-2400 3.10GHz/6MB
Intel Core i3-2120 3.3GHz/3MB
Можно подумать, что процессор серии i3 с частотой 3.3GHz, будет более производительный чем, процессор серии i5 с частотой 3.10GHZ. На самом деле это не так, производительность серии Core i5 будет больше. так как у него лучше другие параметры. У него больше физических ядер и у него больший объем кэша.
Современные процессоры могут самостоятельно повышать или понижать частоту в зависимости от нагрузки на процессор, и это сделано для более эффективного использования мощности процессора. И потребление им электроэнергии.
Таким образом кроме основной частоты, в характеристиках так же указывают и максимальную частоту, до которой процессор может самостоятельно увеличивать этот параметр:
Частота работы процессора: 3,3 ГГц (до 3,9ГГц)
У фирмы Intel такая технология называется: Turbo Boost, а у фирмы AMD: Turbo CORE.
С параметром частоты так же связан, такой параметр, как коэффициент умножения.
Коэффициент умножения: заблокирован/разблокирован
Этот параметр обычно указан в подробном описании процессора, и физически он является одним из основных параметров, который определяет итоговую частоту процессора.
В простых моделях процессора — этот коэффициент зафиксирован на одном значении т.е заблокирован, в процессорах для продвинутых пользователей — этот коэффициент разблокирован. И таким образом, пользователь может самостоятельно регулировать — частоту процессора.
Частота шины процессора (системная шина)
Частота шины определяет скорость обмена данными между ядрами и чипсетом материнской платы, а также другими боками внутри процессора.
Указывается в мегагерцах или трансферов в секунду.
AMD FX-8120: HT 5.2 GT/s
Intel Core i5 2500: DMI 5GT/s
Intel pentium Dual-Core E5700: FSB 800MHz
Чем больше производительность шины данных, тем это лучше для производительности компьютера. Для современных процессоров — этот параметр утратил свою актуальность, как это было в процессорах предыдущих поколений.
Это связано с тем, что производительность шины данных в современных процессорах очень большая, и она уже не может понижать общую производительность компьютера, как это могло быть в процессорах предыдущих поколений, с более низкой частотой шины данных.
Встроенный контроллер памяти
Есть у всех современных процессоров. Он определяет тип оперативной памяти, количество каналов, штатные частоты для работы процессора с памятью.
Для домашнего ПК достаточно двухканального контроллера памяти, продвинутые пользователи выбирают процессоры с трех и четырехканальным контроллером.
Поддерживаемый тип памяти и ее параметры
Этот параметр указывает, с какой оперативной памятью расчитан работать процессор.
Тип, частота: DDR3-1066/1333
Размер внутренней памяти процессора (кэш)
Кэш процессора — скоростная память, встроенная в ЦП и являющаяся буфером между ОЗУ и процессором.
Кэш хранит, те данные, которые процессор чаще всего использует в текущий момент, и процессору не нужно обращаться за этими данными к оперативной памяти, которая работает с меньшей скоростью чем кэш процессора. И таким образом повышается общая производительность, процессора.
Объем кэша LI и L2 — определяется параметрами архитектуры процессора, а L3 — может быть более менее произвольным и сравним с другими процессорами. Поэтому в характеристиках процессора чаще всего указан, объем кэша 3-го уровня, чем он будет больше тем лучше для производительности процессора. И обычно более мощные процессоры — имеют больший объем кэша 3-го уровня.
Наличие и параметры встроенного видео ядра
Современные процессоры, в своем составе могут иметь — графическое ядро. Это ядро, обеспечивает обработку и вывод информации на монитор. Эта функция аналогична интегрированной видеокарте, в материнскую плату.
Обычно видео ядро имеет свою частоту работы, которая намного меньше, основной частоты работы процессора. И для работы видео ядра, используется часть оперативной памяти — размер которой определяется в настрйоках материнской платы.
У фирмы Intel такое ядро называется Intel HD Graphics XXXX, а у фирмы AMD — Radeon HD XXXX. Где XXXX — это серии графических ядер, они разные по производительности.
Мощность тепловыделения
TDP или «теплопакет» — величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора.
Intel Core i5-2500: MaxTDP 95W
AMD FX 8120 Black Edition: Max TDP 125W
Многие по ошибке связывают этот параметр с потребляемой мощностью процессора, и используют его при выборе блока питания. Этот параметр необходимо учитывать именно при выборе системы охлаждения процессора.
Потребляемая мощность процессора обычно находится в пределах этого теплового пакета, но она может быть как больше, так и намного меньше этого параметра. Поэтому учитывать его при выборе блока питания, не совсем правильно!
При выборе блока питания можно придерживаться, следующих значений:
Обычно потребляемая мощность процессора находится в пределах 100 Ватт, но для того чтобы у нас был запас мощности, для максимальных нагрузок, этот параметр — теплопакет можно умножить на 2. И уже полученное значение, учитывать при выборе блока питания.
Тип упаковки
Типовая система охлаждения или кулер — рассчитана на работу процессора, в штатных режимах, то есть без дополнительных настрое пользователя. Такой кулер прост в установке, но может издавать шум при нагрузках на процессор.
Если процессор продается вместе с кулером, то в характеристиках указывается слово «BOX», которое говорит нам о наличии коробки. Внутри которой находится процессор и кулер.
Если слова «BOX» в описании нет, или указано слово «Tray» — это означает, что продается только процессор.