Процессоры Intel и AMD
NetBurst: от рассвета до заката
Модельный ряд процессоров Intel
Процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840
Процессоры семейства Intel Pentium D
Процессоры семейства Intel Pentium 4 Extreme Edition
Процессоры семейства Intel Pentium 4
Процессоры семейства Intel Celeron D
Процессоры семейства AMD Athlon 64 FX
Процессоры семейства AMD Athlon 64 X2 Dual-Core
Процессоры семейства AMD Athlon 64
Процессоры семейства AMD Sempron
В течение всего этого года на рынке процессоров для ПК между компаниями Intel и AMD шла напряженная борьба за лидерство, а теперь, наконец, пришла пора подвести итог и назвать победителя. Впрочем, результаты столь очевидны, что вряд ли нуждаются в каких-либо комментариях. Если говорить о процессорах, то победу одержала компания AMD, процессоры которой и производительнее, и дешевле, и отличаются меньшим тепловыделением. Безусловно, все зависит от того, как сравнивать процессоры и что именно понимать под производительностью. Очевидно, можно найти приложения, в которых процессоры Intel одержат верх над AMD, а, к примеру, Intel Pentium 4 670 во всех приложениях будет производительнее, чем AMD Sempron. Речь, конечно же, идет о сравнении процессоров, сопоставимых по цене. То есть если сравнивать производительность процессоров Intel и AMD, примерно одинаковых по цене, то производительность процессоров AMD будет выше. Топовые модели процессоров AMD (это игровые процессоры AMD Athlon 64 FX-55/57) также превосходят по производительности процессоры Intel, да и в сегменте бюджетных процессоров лидирует AMD.
Однако, говоря о превосходстве процессоров AMD над конкурентами, нужно сделать одну существенную оговорку. Речь ни в коей мере не идет о значительном превосходстве, которое можно было бы заметить невооруженным глазом. И мы с полной ответственностью можем утверждать, что не найдется такого приложения, в котором пользователь на глазок определит, какой именно процессор — Intel или AMD — используется в системе (имеются в виду, конечно, сопоставимые процессоры). Поэтому, когда говорят о превосходстве одних процессоров над другими, уместно провести аналогию с соревнованиями, где победитель выявляется по фотофинишу.
Итак, какие же реальные изменения, произошедшие на IT-рынке, позволили вырваться вперед компании AMD?
NetBurst: от рассвета до заката
тобы найти ответ на этот непростой вопрос, давайте вспомним, что на протяжении всего развития процессоров семейства Intel Pentium 4 основным средством повышения производительности было наращивание тактовой частоты. Собственно, сама архитектура NetBurst, положенная в основу процессоров Intel Pentium 4, была изначально рассчитана на масштабирование по частоте. Своеобразие этой микроархитектуры заключалось в беспрецедентно длинном конвейере, что и позволяло наращивать тактовые частоты. Принцип наращивания тактовой частоты служил верой и правдой на протяжении всего периода существования семейства процессоров Intel Pentium 4. Оптимизма в отношении тактовых частот было предостаточно, и уже появлялись прогнозы о том, что недалек тот день, когда процессоры будут работать на частотах в 10 ГГц и более. Действительно, с частоты немногим более 1 ГГц тактовая частота процессоров Intel Pentium 4 сначала преодолела рубеж в 2 ГГц, затем в 3 ГГц и стала подходить к отметке в 4 ГГц. Казалось бы, все чудесно и нет никаких оснований сомневаться в том, что так же успешно будет преодолен рубеж в 4 и 5 ГГц. Но с ростом тактовой частоты соответствующим образом росла и потребляемая мощность процессоров и, как следствие, тепловыделение. И даже переход с 130-нанометрового технологического процесса производства процессоров на 90-нанометровый не смог в полной мере решить всех проблем. По всей видимости, прогнозы компании Intel в отношении возможности преодоления проблемы токов утечки (которые являются основной причиной повышения энергопотребления и тепловыделения процессоров) оказались ошибочны. Если точнее, то речь идет не о принципиальной возможности решения проблемы токов утечки вообще, а о решении данной проблемы без существенного удорожания процесса производства процессоров. И хотя нет никаких оснований сомневаться том, что компания Intel знает рецепт создания процессора на базе архитектуры NetBurst с низким энергопотреблением и, как следствие, с высокими тактовыми частотами, однако всем понятно, что это потребует значительного удорожания процесса производства, а следовательно, этот процессор будет неконкурентоспособным. Если же говорить о существующем технологическом процессе производства процессоров, то реалии таковы, что топовые модели процессоров Intel выделяют более 100 Вт теплоты, а тактовая частота процессоров замерла на отметке 3,8 ГГц. В принципе, ничто не мешает создать (анонсировать) процессор с частотой и 4 ГГц — вопрос только в одном: как его охлаждать? Существующие системы охлаждения (и воздушные, и водяные) находятся на пределе своих возможностей, и охладить систему с частотой 4 ГГц им просто не под силу. По большому счету, даже современные процессоры Intel Pentium 4 с тепловыделением более 100 Вт нередко работают в режиме тепловой защиты, когда при достижении критической температуры тактирование ядра процессора периодически приостанавливается, что позволяет процессору остыть. Из всего этого следует, что в рамках существующей микроархитектуры и технологического процесса производства процессоров дальнейшего увеличения тактовой частоты процессоров семейства Intel Pentium 4 ожидать не приходится и что тактовая частота в 3,8 ГГц еще довольно долго будет оставаться максимальной. Казалось бы, развитие архитектуры NetBurst зашло в тупик, наткнувшись на проблему тепловыделения. Переход на 65-нанометровый техпроцесс, конечно, позволит создать некий технологический запас по наращиванию тактовой частоты, однако очевидно, что камнем преткновения опять станет тепловыделение процессора и невозможность его охлаждения. В результате тактовую частоту, скорее всего, удастся повысить, возможно — даже до 5 ГГц, но ради прироста производительности всего на 20-30% тратить миллиарды долларов на разработку нового техпроцесса производства нецелесообразно.
Разумеется, говорить о том, что наращивание тактовой частоты — это единственный путь увеличения производительности процессоров с архитектурой NetBurst, было бы не вполне корректно. С каждой новой версией процессорного ядра, то есть с переходом на новый техпроцесс производства, небольшие изменения претерпевала и микроархитектура ядра. Так, длина конвейера постепенно увеличивалась за счет добавления передаточных степеней Drive, что способствовало возможности дальнейшего увеличения тактовой частоты; увеличивался размер кэша L2; совершенствовались отдельные блоки процессора. Кроме того, в свое время архитектура NetBurst была дополнена технологией Hyper-Threading. Собственно, технология Hyper-Threading была изначально заложена в процессоры Intel Pentium 4, однако по маркетинговым соображениям ее анонсирование и разблокирование в процессорах произошло лишь через три года после анонсирования самих процессоров семейства Intel Pentium 4. Напомним, что основная задача технологии Hyper-Threading заключалась в том, чтобы по возможности ликвидировать негативные последствия супердлинного конвейера процессора Intel Pentium 4 и максимально загрузить его. Все это также способствовало увеличению производительности процессора, но не решало главной проблемы — проблемы тепловыделения.
Когда стало очевидным, что дальнейший рост тактовой частоты процессоров семейства Intel Pentium 4 невозможен такими же темпами, какие были на заре развития архитектуры NetBurst, от частоты стали постепенно отходить в маркетинговом плане. Первый шаг в этом направлении был сделан, когда из названия процессоров была убрана тактовая частота в явном виде, а на смену ей пришли порядковые номера процессоров. Объяснялось использование порядковых номеров процессоров вполне логично: кроме тактовой частоты, процессоры характеризуются такими параметрами, как частота FSB, размер кэша L2 и набор поддерживаемых технологий. Только все эти характеристики в совокупности и определяют производительность процессора, а потому указание одной лишь тактовой частоты было некорректным. Более того, существуют процессоры с одной и той же тактовой частотой, но с разным размером кэша и другим набором поддерживаемых технологий. Помимо чисто практических соображений введение порядковых номеров процессоров преследовало еще и маркетинговую цель — необходимо было отучить пользователей от прямого сопоставления тактовой частоты процессора с его производительностью. Собственно, компания Intel стала бороться именно с тем, к чему так долго нас приучала, то есть, по сути, стала исправлять собственные маркетинговые ошибки.
Поскольку главное преимущество архитектуры NetBurst упиралось в проблему тепловыделения, а непополнение модельного ряда процессоров грозило потерей доли рынка, процессоры стали постепенно оснащаться различными функциональными возможностями. В первую очередь процессоры стали наделять технологиями энергосбережения Enhanced Intel SpeepStep, технологиями теплового мониторинга Thermal Monitor и Thermal Monitor 2. Кроме того, появилась поддержка 64-битного расширения памяти (Intel EM64T), а также поддержка аппаратной защиты от вирусов Execute Disable Bit. Все эти технологии позволили компании Intel расширить модельный ряд процессоров семейства Intel Pentium 4, другой вопрос — насколько эти технологии реально востребованы. По сути, технологии Intel Speed Step, Thermal Monitor и Thermal Monitor 2 позволяют частично решать проблему тепловыделения процессоров, но за счет снижения частоты и напряжения питания процессоров. Конечно, данные технологии необходимы, так как без них топовые модели процессоров просто бы перегревались. В отношении же востребованности технологий Intel EM64T и Execute Disable Bit все очень просто. Много ли сейчас пользователей используют в своих ПК более 4 Гбайт памяти? А много ли найдется пользователей, которые знают, что именно и где нужно настраивать, чтобы активировать или, наоборот, деактивировать технологию Execute Disable Bit? Думаем, ответ вполне однозначен.
Кроме наделения процессоров различными функциональными возможностями и технологиями, компания Intel пересмотрела и маркетинговую стратегию развития процессоров. И если прежде основным лейтмотивом развития процессоров была производительность, то теперь во главу угла поставлен тезис оптимизированной производительности, то есть производительности в пересчете на каждый ватт потребляемой электроэнергии.
Итак, если подвести итог всему вышеизложенному, то становится очевидным, что в настоящее время развитие архитектуры NetBurst подошло к своему логическому завершению. Была ли эта архитектура изначально ошибочной и насколько она смогла оправдать возложенные на нее надежды — вопрос отдельный. На наш взгляд, говорить об ошибочности архитектуры было бы неверно. Не стоит забывать о том, что эта технология верой и правдой служила компании Intel на протяжении пяти лет.
И что же дальше — тупик? Отнюдь нет, ведь уже сейчас можно говорить о «реинкарнации» технологии NetBurst в двухъядерных процессорах семейства Intel Pentium D. Таким образом, поняв невозможность эффективного масштабирования тактовой частоты процессоров, и компания Intel, и компания AMD стали говорить о возможности дальнейшего увеличения производительности процессоров за счет перехода к двухъядерной, а в дальнейшем и к многоядерной архитектуре.
Переход к двухъядерной архитектуре процессоров на самом деле позволяет повысить их производительность, но с одной оговоркой. Для этого требуется использовать приложения, которые могли бы хорошо распараллеливаться, то есть были бы изначально ориентированы на многопроцессорность. Пока что таких пользовательских приложений мало, и ожидать существенного прироста производительности в большинстве случаев не приходится. Впрочем, в ряде случаев двухъядерная архитектура процессоров положительно сказывается на росте производительности. К примеру, при одновременном использовании нескольких приложений, что стало нормой в работе офисных служащих, дизайнеров, верстальщиков и т.д., выгода от применения двухъядерных процессоров очевидна.
Тем не менее, если говорить о двухъядерных процессорах Intel Pentium D, то сама по себе двухъядерность не решает главной проблемы архитектуры NetBurst — проблемы тепловыделения. Скажем, топовые двухъядерные процессоры семейства Intel Penium D имеют тепловыделение 130 Вт со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями. Поэтому архитектура NetBurst — это действительно тупиковая ветвь развития.
Впрочем, для корпорации Intel тот факт, что неизбежно наступит момент, когда дальнейшее увеличение тактовой частоты столкнется с проблемой тепловыделения, стал очевидным уже давно. Именно поэтому в недрах лабораторий корпорации Intel уже не первый год ведется разработка принципиально новой архитектуры процессоров следующего поколения — микроархитектуры, которая будет положена в основу и настольных, и мобильных, и серверных процессоров. Причем процессоры с новой микроархитектурой появятся уже в конце будущего года, так что ждать осталось не так уж и долго. Ну а если взять текущий период, то его можно назвать переходным и охарактеризовать как закат архитектуры NetBurst и зарождение новой процессорной микроархитектуры. К тому же в этот переходный период перевес будет на стороне процессоров AMD. В чью пользу он окажется после анонсирования новой процессорной микроархитектуры Intel — покажет время.
 |
|
AMD: причины успеха
ричина успеха компании AMD вполне понятна: ее приоритет (только в смысле производительности процессоров) стал возможен на фоне того, что архитектура NetBurst подошла к своему логическому завершению, а новая архитектура хотя и разработана, но еще окончательно не сформирована.
Казалось бы, именно сейчас у компании AMD появились очень неплохие шансы для завоевания существенной доли рынка. Но не все так просто. Если судить о компании AMD, то ее деятельность в двух словах можно охарактеризовать так: отличные процессоры и абсолютно бездарный маркетинг. Собственно, говорить о какой-либо маркетинговой политике AMD вообще не приходится — ее просто не существует. Нет ни рекламы продуктов, ни продуманной политики по завоеванию рынка. Возможно, ни в каком маркетинге компания AMD действительно не нуждается — процессоры AMD и так пользуются спросом, так что повышать его еще больше просто нет смысла. Не стоит забывать, что у компании AMD всего две фабрики по производству процессоров, поэтому выпускать больше того, что есть сейчас, компания просто не в состоянии. Поэтому говорить о возможности существенного пересмотра доли рынка процессоров AMD и не приходится.
В то же время все те проблемы, с которыми уже сейчас столкнулась компания Intel, с неизбежностью ждут и компанию AMD. И хотя сама AMD никогда не преподносила рост тактовой частоты как единственный рецепт увеличения производительности процессоров, она всегда ему следовала. Уже сейчас тактовая частота процессоров AMD для топовых моделей составляет 2800 МГц, а тепловыделение превысило рубеж 100 Вт. При попытке дальнейшего увеличения тактовой частоты процессора возникнут трудности с его охлаждением. Собственно, уже сейчас охладить топовые модели процессоров AMD — огромная проблема, а учитывая то, что в них отсутствует технология тепловой защиты (только режим аварийного отключения), нередко происходят зависания компьютеров по причине их перегрева.
Что именно планирует предпринимать компания AMD для решения проблемы тепловыделения процессоров, не вполне понятно. Во всяком случае, ни о какой разработке новой микроархитекутруры компания не заявляла. Да и рано еще думать об этом, ведь архитектура AMD64 достаточно молода и ее надо окупить.
Конечно, архитектура AMD64 имеет технологический запас по масштабированию тактовой частоты. Так, переход на 65-нанометровый техпроцесс производства, который по планам компании AMD произойдет в 2007 году, позволит и дальше наращивать тактовую частоту, а следовательно, и производительность процессора. Однако 2007 год — это будущее. Если же взять день сегодняшний, то у AMD такая же тупиковая ситуация, как и у Intel: можно выпустить процессор с тактовой частотой и в 3 ГГц, но только как его охлаждать? Более того, можно даже предположить, что компания AMD действительно так и поступит — выпустит процессор AMD Athlon64 FX-59 с тактовой частотой 3 ГГц, но, скорее всего, это будет виртуальный процессор с баснословной ценой, который вряд ли можно будет купить (попробуйте сейчас найти на рынке процессор AMD Athlon64 FX-57), а если даже и удастся это сделать, то уж охладить его вряд ли получится.
Что же остается предпринимать компании AMD до того момента, когда произойдет переход на 65-нанометровый техпроцесс? Козыри в запасе у AMD, конечно же, имеются. Скажем, ничто не мешает добавить в процессоры поддержку памяти DDR2. Можно даже перейти на использование нового процессорного разъема, как это в свое время сделала компания Intel, заменив разъем Socket 478 на LGA775. И если компания AMD последует этому примеру, начав выпуск процессоров в новой упаковке с разъемом, допустим, Socket M2 (это намек), то вот вам и еще один модельный ряд процессоров. Можно даже дополнить процессоры новыми функциональными возможностями, например технологиями тепловой защиты, виртуализации (аналог технологии Intel Vanderpool) и защиты данных (аналог технологии Intel LaGrand). Вообще, способов тянуть время и при этом пополнять модельный ряд процессоров у компании AMD предостаточно, тем более что дорожка уже проторена и остается лишь следовать по ней.
Однако все это не позволяет AMD решить проблемы тепловыделения. И вполне вероятно, что после анонса новой процессорной микроархитектуры Intel баланс сил на рынке процессоров может существенно измениться в пользу Intel. Если только не одно «но»: AMD — партнер такого гиганта, как IBM. Корпорация IBM довольно закрытая, однако потенциал этой компании таков, что ожидать от нее можно всего. Вполне может статься, что именно партнерство с IBM в дальнейшем породит новую архитектуру процессоров AMD. Впрочем, пока это только наши домыслы.
А если говорить о дне сегодняшнем, то и компания AMD, и компания Intel предлагают широчайший спектр процессоров, ориентированный и на различные сегменты рынка, и на разные задачи, а потому давайте поближе ознакомимся с ассортиментом этих компаний.
|
|
Модельный ряд процессоров Intel
овременный модельный ряд процессоров Intel весьма широк и включает семейства процессоров для серверных, настольных и мобильных платформ, и в дальнейшем мы будем рассматривать только процессоры для настольных ПК.
Все современные процессоры Intel выпускаются по 90-нанометровому технологическому процессу (исключение составляют некоторые модели серии Extreme Edition) и имеют корпусировку LGA775.
Для классификации процессоров (кроме процессоров серии Extreme Edition) им присваиваются трехзначные номера следующих серий: 800, 700, 600, 500 или 300.
Этот номер вместе с названием семейства процессора составляет полное наименование процессора и отражает архитектуру процессора, объем кэш-памяти, частоту системной шины, поддерживаемые технологии Intel и тактовую частоту.
Внутри каждой серии используются конкретные номера процессоров, например: 840, 735, 640, 560 или 320, которые используются для обозначения множества характеристик, оказывающих влияние на общую производительность системы (архитектура процессора, объем кэш-памяти, частота системной шины, поддерживаемые технологии Intel, тактовая частота).
Больший номер внутри одного семейства процессоров показывает, что у данного процессора больше характеристик, у него более высокое значение конкретного параметра или улучшенная архитектура.
Сравнивая номера процессоров, важно помнить, что, помимо тактовой частоты, имеются и другие важные характеристики, повышающие общую ценность процессора. Например, в некоторых случаях процессор имеет больший номер, поскольку у него выше частота системной шины или больше объем кэш-памяти, в то время как тактовая частота осталась неизменной или даже понизилась.
Номера процессоров следует использовать для разграничения по отдельным характеристикам внутри конкретного семейства процессоров (например, внутри семейства процессоров Intel Pentium 4) и между номерами одной последовательности (например, 550 и 540). Однако эти цифры сами по себе не имеют никакого смысла, особенно при сопоставлении процессоров из разных семейств. Так, 710 не обязательно лучше, чем 510, только из-за того, что 7 больше 5. Эти номера соответствуют разным семействам процессоров и, следовательно, различным характеристикам, важным для конечного пользователя.
Модельный ряд процессоров включает следующие семейства: Intel Pentium Processor Extreme Edition 840, Intel Pentium D 8хх, Intel Pentium 4 Extreme Edition, Intel Pentium 4 ххх, Intel Celeron D ххх.
Процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840
Процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 — флагман линейки десктопных двухъядерных процессоров Intel. Фактически это даже не семейство, а всего один процессор. Отметим, что данная модель стала первым двухъядерным процессором компании Intel.
Intel Pentium Extreme Edition 840 — это процессор с двумя ядрами на одном кристалле и корпусировкой LGA775. Тактовая частота процессора составляет 3,2 ГГц.
Каждое ядро процессора имеет микроархитектуру NetBurst. Отметим, что в семействе двухъядерных процессоров Intel процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 — единственный, который поддерживает технологию Hyper-Threading, что в совокупности обеспечивает обработку до четырех потоков. Поэтому один такой физический процессор с точки зрения операционной системы определяется как четыре логических процессора.
Каждое ядро процессора имеет собственный кэш второго уровня L2 объемом 1 Мбайт, поэтому общий объем кэша L2 составляет 2 Мбайт (рис. 1).
Рис. 1. Структурная схема процессора Intel Pentium Processor Extreme Edition 840
Процессор производится по 90-нанометровому технологическому процессу, при этом размер самого кристалла процессора составляет 206 мм2, а количество транзисторов внутри процессора — 230 млн. Казалось бы, такой мощный двухъядерный процессор должен выделять чрезмерно много тепла и требует эффективной системы охлаждения. Однако процессор Intel Pentium Extreme Edition 840 поглощает всего 130 Вт, а максимальная температура поверхности кристалла не превышает 70 °С. Напряжение питания ядра процессора составляет от 1,25 до 1,388 В, а максимальный ток — 125 А.
Кроме того, данный процессор поддерживает технологии Intel Extended Memory 64 Technology, Execute Disable Bit, а также технологии тепловой защиты Thermal Monitor и Thermal Monitor 2. В то же время данный процессор не поддерживает технологию энергосбережения Enhanced Intel SpeedStep.
Данная модель ориентирована на использование в компьютерах и рабочих станциях, критичных к ресурсоемким приложениям с многопоточной обработкой данных. Выигрыш от использования двухъядерного процессора получают не все приложения. К примеру, нецелесообразным является использование данного процессора в игровых компьютерах, а преимущество получают такие задачи, как рендеринг трехмерных сцен, обработка (конвертация) видео- и аудиоданных, а также одновременная работа с несколькими программами на ПК. Поэтому оптимальным представляется использование данного процессора в графических станциях (для работы с 3D-графикой), а также в универсальных домашних компьютерах (но не игровых) для работы с офисными приложениями, приложениями создания контента, приложениями по обработке цифровых фотографий и т.д.
Процессоры семейства Intel Pentium D
Семейство двухъядерных моделей процессоров Intel Pentium D представлено сегодня тремя моделями: Intel Pentium D 840, 830 и 820.
Как и процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition 840, процессоры Intel Pentium D ориентированы на использование в графических станциях (для работы с 3D-графикой), а также в универсальных домашних компьютерах (но не игровых) для работы с офисными приложениями, приложениями создания контента, приложениями по обработке цифровых фотографий и т.д.
Фактически, процессоры серии Intel Pentium D 8хх ничем не отличаются от процессора Intel Pentium Processor Extreme Edition 840, за одним исключением — они не поддерживают технологию Hyper-Threading (возможность ее использования заблокирована на аппаратном уровне) и поддерживают (кроме процессора Intel Pentium D 820) технологию энергосбережения Enhanced Intel SpeepStep. Во всем остальном (кроме тактовых частот) процессоры Intel Pentium Processor Extreme Edition 840 и Intel Pentium D 8хх идентичны друг другу (табл. 1), более того, кристаллы этих процессоров нарезаются из одних и тех же пластин.
Таблица 1. Модельный ряд двухъядерных процессоров Intel
Разница между самими процессорами серии Intel Pentium D 8хх заключается лишь в тактовой частоте. Так, процессору Intel Pentium D 840 соответствует частота 3,2 ГГц, процессору Intel Pentium D 830 — 3,0 ГГц, а процессору Intel Pentium D 820 — 2,8 ГГц. Кроме того, процессор Intel Pentium D 820 не поддерживает технологию Enhanced Intel SpeepStep (как, впрочем, и любой процессор с тактовой частотой ниже или равной 2,8 ГГц).
Если же говорить о таких характеристиках, как тепловая рассеиваемая мощность и температура процессора, то для процессоров Intel Pentium D 840 и 830 они составляют соответственно 130 Вт и 69,8 °C, а для процессора Intel Pentium D 820 — 95 Вт и 64,1 °C.
Процессоры семейства Intel Pentium 4 Extreme Edition
Процессоры серии Intel Pentium 4 Extreme Edition (табл. 2) стоят несколько обособленно от всех остальных процессоров — они ориентированы на высокопроизводительные игровые компьютеры и рабочие станции. Стоимость этих процессоров достаточна велика, а объем их выпуска чрезвычайно мал, поэтому встретить их в массовой продаже практически невозможно.
Таблица 2. Процессоры семейства Intel Pentium 4 Extreme Edition
Все процессоры данной серии являются одноядерными и поддерживают такие технологии, как Intel EM64T, Execute Disable Bit и Hyper-Threading. Технология энергосбережения Enhanced Intel SpeepStep процессорами данной серии не поддерживается.
Из всех процессоров серии Intel Pentium 4 Extreme Edition только Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,73 выпускается по 90-нанометровому технологическому процессу. Этот процессор по своей архитектуре более близок к процессорам семейства Intel Pentium 4 6xх. Собственно, от семейства процессоров Intel Pentium 4 6xx его отличают лишь две особенности: во-первых, он поддерживает частоту FSB 1066 МГц, а во-вторых, не поддерживает технологию энергосбережения Enhanced Intel SpeepStep.
Все стальные процессоры семейства Intel Pentium 4 Extreme Edition выпускаются по 130-нанометровому технологическому процессу и по своей сути представляют собой серверные процессоры Intel Xeon, но в корпусировке LGA775. Все эти процессоры имеют кэш второго уровня 512 Кбайт, но в то же время, как и серверные процессоры, оснащены кэшем третьего уровня размером 2 Мбайт. Процессор Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,46 поддерживает частоту FSB 1066 МГц, а Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,40 — частоту FSB 800 МГц.
Процессоры семейства Intel Pentium 4
Современное семейство процессоров Intel Pentium 4 (табл. 3) включает достаточно много моделей, которые отличаются друг от друга и тактовой частотой, и размером кэша L2, и частотой FSB, и максимальной рассеиваемой тепловой мощностью, и максимальной температурой процессора, и набором поддерживаемых технологий. Кроме того, существуют процессоры, которые могут отличаться и по степпингу (версии ядра).
Таблица 3. Процессоры семейства Intel Pentium 4
Данные процессоры предназначены для массовых офисных и домашних ПК, а процессоры старших серий могут также использоваться в игровых компьютерах.
В целом все семейство процессоров Intel Pentium 4 можно разбить на две серии: Intel Pentium 4 6хх и Intel Pentium 4 5хх. Все процессоры шестисотой серии имеют кэш L2 объемом 2 Мбайт и поддерживают частоту FSB 800 МГц. Кроме того, процессоры этой серии поддерживают полный набор технологий: Hyper-Threading, Enhanced Intel SpeepStep, Intel EM64T и Execute Disable Bit. Отличие между процессорами данной серии заключается только в тактовой частоте и рассеиваемой тепловой мощности.
Единственное, что объединяет все процессоры 500-й серии, — это размер кэша L2, который равен 1 Мбайт, а также отсутствие поддержки технологии Enhanced Intel SpeepStep. Все остальные характеристики (тактовая частота, набор поддерживаемых технологий, частота системной шины, температура процессора, максимальная рассеиваемая тепловая мощность) у процессоров данной серии различны.
Так, вторая цифра в обозначении процессора указывает на его тактовую частоту и частоту FSB, а третья цифра в паре с буквой позволяют определить набор поддерживаемых технологий. Все процессоры серий 52х, 53х, 54х, 55х, 56х и 57х поддерживают частоту FSB 800 МГц и технологию Hyper-Threading.
Процессоры серий 505, 515 и 519 рассчитаны на частоту FSB 533 МГц и не поддерживают технологии Hyper-Threading, Enhanced Intel SpeepStep, Intel EM64T и Execute Disable Bit.
Процессоры семейства Intel Celeron D
Процессоры Intel Celeron D (табл. 4) представляют собой младшее семейство процессоров для ПК и отличаются от «полноценных» процессоров Intel Pentium 4 урезанным по размеру кэшем L2, который в данном случае составляет 256 Кбайт. Эти процессоры ориентированы на использование в бюджетных компьютерах начального уровня, поддерживают частоту FSB 533 МГц и не поддерживают таких технологий, как Hyper-Threading и Enhanced Intel SpeepStep. Поддержка технологий Intel EM64T и Execute Disable Bit зависит от конкретной модели процессора.
Таблица 4. Процессоры семейства Intel Celeron D
|
|
Модельный ряд процессоров AMD
роцессоры компании AMD имеют не менее богатую историю, чем процессоры Intel, и их модельный ряд столь же многообразен. В настоящее время можно встретить процессоры с разъемом Socket 939, Socket 754, Socket 940 и даже Socket A. Однако разъемы Socket 940 и Socket A считаются устаревшими, так что ориентироваться на них не имеет смысла. Поэтому в таблицах мы приводим характеристики процессоров только с разъемами Socket 939 и Socket 754.
Модельный ряд процессоров AMD, ориентированных на настольные компьютеры, включает следующие серии: AMD Athlon 64 FX, AMD Athlon 64 X2 Dual-Core, AMD Athlon 64 и AMD Sempron.
Процессоры семейства AMD Athlon 64 FX
Процессоры семейства AMD Athlon 64 FX (табл. 5) являются флагманами линейки процессоров AMD и ориентированы на использование в самых производительных ПК и рабочих станциях, а также в современных игровых домашних ПК. Если сравнивать их с процессорами компании Intel, то они являются конкурентами серии Extreme Edition, но, как свидетельствуют результаты тестирования, по чистой производительности в большинстве приложений превосходят их.
Таблица 5. Процессоры семейства AMD Athlon 64 FX
Процессоры данной серии имеют ядро с кодовым названием ClawHammer или San Diego, кэш L2 размером 1 Мбайт и частоту шины HyperTransport 2000 МГц. Процессоры с ядром ClawHammer производятся по 130-нанометровому технологическому процессу, а процессоры с ядром San Diego — по 90-нанометровому.
Кроме того, все процессоры данной серии рассчитаны на установку только в разъем Socket 939.
Процессоры семейства AMD Athlon 64 X2 Dual-Core
AMD Athlon 64 X2 Dual-Core (табл. 6) — это семейство двухъядерных процессоров AMD, имеющих следующую архитектуру: на одном кристалле расположены два процессорных ядра, построенных на основе архитектуры AMD64.
Таблица 6. Процессоры семейства AMD Athlon 64 X2 Dual-Core
Процессорные ядра взаимодействуют с интегрированным контроллером памяти и контроллером шины HyperTransport через Crossbar Switch, который, по сути, является арбитром шин контроллера памяти и HyperTransport (рис. 2).
Рис. 2. Архитектура процессора AMD Athlon 64 X2 Dual-Core
Особо стоит отметить тот факт, что хотя каждое ядро имеет собственный кэш L2, для него доступны данные и «соседнего» кэша — второго уровня. При этом процессор поддерживает когерентность хранимой в этой «быстрой памяти» информации. Такой подход исключает повторное обращение к оперативной памяти за данными, уже загруженными в кэш одного из ядер, что позволяет уменьшить время ожидания и снизить нагрузку на шину памяти. Кстати говоря, наличие интегрированного на кристалле контроллера памяти также весьма удачно укладывается в концепцию двухъядерности. Ведь в этом случае ядра общаются прямо с контроллером памяти, не имея посредника в лице контроллера системной шины. В своей же практической реализации новые двухъядерные процессоры компании Athlon 64 X2 Dual-Core изготавливаются на основе ядер Toledo и Manchester, для которых одноядерными аналогами являются соответственно ядра San Diego и Venice. Это, в свою очередь, означает, что процессоры выполнены по 90-нанометровому технологическому процессу с применением технологии SOI (Silicon On Insulator) и обладают поддержкой набора инструкций SSE3, а также усовершенствованным контроллером памяти, поддерживающим работу модулей DDR SDRAM PC1600/2100/2700/3200, в том числе и в двухканальном режиме. Различие ядер Toledo и Manchester, как и San Diego и Venice, состоит в размере кэша второго уровня. Так, в первом случае кэш L2 составляет 2Ѕ1024 Мбайт, а во втором — 2Ѕ512 Мбайт. При этом тактовая частота процессоров новой линейки равна 2400, 2200 и 2000 МГц. Кстати, раз уж речь зашла о тактовых частотах работы процессора, то здесь особо хочется остановиться на том факте, что при переходе на двухъядерную архитектуру не пришлось жертвовать скоростью объединяемых в тандем ядер. В заключение отметим, что все процессоры AMD Athlon 64 X2 поддерживают технологии Cool’n’Quiet и Enhanced Virus Protection.
Если же говорить о позиционировании двухъядерных процессоров семейства AMD Athlon 64 X2 Dual-Core, то, как и в случае двухъядерных процессоров Intel Pentium D, они ориентированы на использование в графических станциях (для работы с 3D-графикой) и в универсальных домашних компьютерах (но не игровых) для работы с офисными приложениями, приложениями создания контента, приложениями по обработке цифровых фотографий и т.д.
Процессоры семейства AMD Athlon 64
Семейство процессоров AMD Athlon 64 (табл. 7) включает достаточно много моделей, которые отличаются друг от друга и тактовой частотой, и размером кэша L2, и частотой шины HyperTransport, и максимальной рассеиваемой тепловой мощностью, и максимальной температурой процессора, и степпингом ядра. Кроме того, процессоры этого семейства основаны на различных ядрах (ClawHammer, NewCastle, Paris, Winchester, Venice, San Diego). Так, процессоры, выполненные по 130-нанометровому технологическому процессу, с кэшем L2 размером 1024 Кбайт основаны на ядре ClawHammer, а с кэшем L2 размером 512 Кбайт — на ядре NewCastle. Процессоры, выполненные по 90-нанометровому технологическому процессу, с кэшем L2 размером 1024 Кбайт основаны на ядре San Diego, а с кэшем L2 размером 512 Кбайт — на Winchester или Venice в зависимости от напряжения питания. В первом случае напряжение питания составляет 1,4 В, а во втором — 1,35-1,40 В.
Таблица 7. Процессоры семейства AMD Athlon 64
Процессоры данного семейства составляют конкуренцию процессорам семейства Intel Pentium 4 и ориентированы на использование в универсальных офисных и домашних ПК среднего уровня.
Процессоры семейства AMD Sempron
Семейство процессоров AMD Sempron (табл. 8) включает модели, построенные как по 90-нанометровому, так и по 130-нанометровому технологическим процессам. Отличительные особенности данного семейства процессоров — разъем Socket 754, частота шины HyperTransport 1600 МГц, напряжение питания ядра процессора 1,4 В. Кроме того, у всех процессоров данного семейства размер кэша L2 не превосходит 256 Кбайт. Таким образом, процессоры AMD Sempron являются своего рода «урезанными» вариантами процессоров AMD Athlon 64 (точно так же, как процессоры Intel Celeron D — это «урезанные» варианты процессоров Intel Pentium 4).
Таблица 8. Семейство процессоров AMD Sempron
Процессоры данного семейства составляют конкуренцию процессорам семейства Intel Celeron D и ориентированы на использование в бюджетных компьютерах начального уровня.
