Центральный процессор

Центральный процессор (ЦП, CPU - англ. Central Processing Unit) - часть аппаратного обеспечения компьютера, отвечающая за выполнение арифметических операций, заданных программами, и координирующая работу всех устройств компьютера.

Процессор – сердце любого персонального компьютера. Именно он выполняет инструкции всего программного обеспечения, использующегося на компьютере, обрабатывает данные и производит вычислительные операции. Поэтому обычно выбор компьютерных комплектующих начинается именно с выбора процессора. 
  На данный момент на мировом рынке лидируют два производителя процессоров - компании Intel и AMD.

Справка: SSE (Streaming SIMD Extensions) - это набор инструкций SIMD (Single Instruction - Multiple Data), разработанный компанией Intel, и впервые реализованный в процессорах линейки Pentium III как ответ на аналогичный набор инструкций 3DNow! от фирмы AMD, который был представлен годом раньше. Позволяет применять одну команду (или инструкцию) к нескольким наборам данных одновременно. Преимущество в производительности достигается тогда, когда необходимо произвести одну и ту же последовательность действий над разными данными. Поддержка SSE обеспечивает прирост в производительности процессора.

Сокет – место крепления (гнездо) процессора на материнской плате. Содержит контактные ножки (LGA775, LGA1366, LGA1156, LGA1155) или контактные отверстия (Socket AM2+, Socket AM3, Socket AM3+). Подробнее о сокетах в подразделе «Материнская плата».

Существуют 5 главных характеристик современных ЦП, на которые в первую очередь нужно обращать внимание при выборе процессора. Это тактовая частота, размер кэша, тип и частота поддерживаемой оперативной памяти, сокет и, в некоторых случаях, частота системной шины (FSB).

Тактовая частота - величина, характеризующая количество операций, выполняемых процессором за единицу времени. Измеряется в герцах (Гц). Естественно, что чем выше тактовая частота - тем быстрее работает процессор. Однако, стоит отметить, что это не решающая характеристика.

Кэш процессора - скоростная оперативная память, встроенная в ЦП и являющаяся буфером между системной памятью (ОЗУ) и процессором. В кэше хранятся данные, с которыми ЦП работает в настоящий момент, вледствие чего уменьшается количество его обращений к оперативной памяти. Таким образом, увеличивается общая производительность центрального процессора. 
  
В современных ЦП кэш чаще всего бывает разделён на 3 уровня (level):

1. Кэш первого уровня (L1) - самый  быстрый, но маленький по объему. С L1 работает непосредственно ядро  процессора.

2. Кэш второго уровня (L2) - несколько больше первого по объему, но медленнее по скорости передачи данных.

3. Кэш третьего уровня (L3). Этот  кэш еще больше по размеру, хотя и немного медленнее, чем L2. Объёмы кэшей L2 и L3 - очень важные  характеристики. Чем они больше, тем выше производительность процессора.

В многоядерных процессорах объёмы 1 и 2 уровней кэша делятся на количество ядер. Т.е. если в описании, например, к четырёхъядерному процессору объём кэша второго уровня (L2) указан как «1 Мб», под этим подразумевается 256 х 4 Кб. Справедливо и обратное указание.

Кэш L3 является общим для всех ядер.

Системная шина (FSB, Front Side Bus) - совокупность сигнальных линий, объединенных по назначению и имеющих определенные протоколы передачи информации и электрические характеристики. 
  FSB фактически является соединительным каналом между процессором и всеми остальными устройствами в компьютере. 
  Напрямую к шине подключен только процессор, остальные устройства сопрягаются с ней через различные контроллеры, расположенные в основном в северном мосте чипсета материнской платы. Чем выше частота шины, тем выше производительность, т.к. ускоряется обмен данными между процессором и материнской платой.

В нынешнее время данный параметр по степени важности отошёл на второй план, т.к. все чипсеты нового поколения по умолчанию совместимы с современными ЦП. Подробнее о чипсетах можно узнать в подразделе «Материнская плата». Однако при покупке материнской платы и процессора предыдущего поколения, которые ещё в достаточном количестве представлены в ассортименте компьютерных магазинов, нужно обязательно обращать внимание на частоты их шин. Например, ЦП с частотой шины 1333 МГц не будет работать на материнской плате, которая поддерживает только процессоры с частотой 1066 МГц.

Теперь что касается поддерживаемой процессором оперативной памяти (ОЗУ). В настоящее время чаще всего контроллеры памяти встраиваются не в северный мост чипсета материнской платы, а непосредственно в CPU. Поэтому при выборе оперативной памяти для современного компьютера необходимо детально изучить список поддерживаемых процессором модулей памяти (есть в описании каждого ЦП) и, соответственно, приобретать только те модули, которые он поддерживает.

С сокетом та же самая ситуация. Следите за тем чтобы выбранные материнская плата и процессор имели аналогичные сокеты.

Итак, с главными характеристиками разобрались. Давайте подробнее рассмотрим серии, названия и характеристики моделей.

 

Мы не будем рассматривать в данной статье серверные модели из семейства Xeon.

На данный момент распространены 4 семейства (линейки) настольных процессоров компании Intel: Celeron, Pentium, Core 2 и Core i. Соответственно в порядке возрастания мощности: Celeron – самый слабый, урезанная версия Pentium (отличается в основном размером кэша), далее идут Pentium, Core 2 и самый современный и производительный - Core i.

Число после названия процессора (например, Pentium E6800) не обозначает количество гигагерц, как это было в процессорах предыдущих поколений.

Celeron:

Одноядерные модели Celeron маркируются либо буквой "D" с тремя цифрами (например, Celeron D 351), либо только цифрами (к примеру, Celeron 450). Все модели с буквой "D" работают на шине 533 МГц, без буквы "D" - на 800 МГц.

Чем выше число в названии модели процессора - тем он мощнее (у процессоров Celeron D больше размер кэша или выше тактовая частота, а у моделей Celeron 4xx больше тактовая частота (т.к. у них одинаковый объём кэша - 512 Кб).

Двухъядерные модели Celeron Eхxx маркируются в соответствии с их архитектурой, тактовой частотой и размером кэша. Чем больше четырёхзначное число после буквы "Е", тем более современным и мощным является процессор (более современная архитектура, высокая тактовая частота или больший объём кэша).

Недорогие двухъядерные процессоры серии Celeron Eхxx - оптимальный выбор для бюджетного «неигрового» ПК.

Pentium:

На одноядерных моделях Pentium останавливаться не будем т.к. данные процессоры уже устарели.

Двухъядерные модели Pentium представлены двумя сериями - E5ххх и Е6ххх. Различия между ними заключаются в частоте системной шины: E5ххх - 800 МГц, Е6ххх - 1066 МГц. В пределах серии процессоры маркируются в зависимости от тактовой частоты т.к. имеют одинаковый кэш второго уровня объёмом 2 Мб. Чем выше частота, тем выше число в обозначении процессора, а следовательно выше и производительность CPU.

Также существуют модели процессоров Pentium со встроенным видеоядром: G6950/6960 (предназначены для установки на сокет LGA1156, обладают 3 Мб кэша типа SmartCache* и тактовыми частотами 2.8/2.93 ГГц соответственно), а также G620, G840, G850. Эти модели обладают таким же кэшем, имеют частоты, равные 2.6, 2.8 и 2.9 ГГц соответственно, но предназначенные для установки на более современный сокет LGA1155.

Процессор Pentium - хорошее решение для недорогого домашнего компьютера начального уровня, ориентированного на просмотр фильмов и видеозаписей, прослушивание музыки, веб-серфинг, работу с документами и изображениями, а также запуск нетребовательных компьютерных игр.

* Intel Smart Cache - специальная технология, которая в зависимости от нагрузки на процессорные ядра может динамически распределять доступный объём кэша L3 между ними. Такая система значительно снижает время доступа процессора к кэш-памяти, а следовательно повышает его производительность.

Core 2:

Процессоры линейки Core 2 подразделяются на 3 типа:

1) Core 2 Duo – Двухъядерные процессоры

2) Core 2 Quad – Четырёхъядерные процессоры

3) Core 2 Extreme – «Экстремальные» четырёхъядерные  процессоры.

Модели процессоров линейки Core 2 Duo маркируются аналогично линейке Pentium - в пределах серии в зависимости от тактовой частоты, между сериями - от размера кэша. У моделей серии E7xxx размер кэша составляет 3 МБ, а FSB равна 1066 МГц, у E8xxx – 6 МБ кэша и шина с частотой 1333 МГц соответственно.

Процессоры Core 2 Quad маркируются буквой Q и числом после него. Всё точно также, как и в случае с Core 2 Duo, даже ещё проще - все модели 8 серии (например, Core 2 Quad Q8400) имеют кэш L2, равный 4 Мб, а модели 9 серии (например, Core 2 Quad Q9300) - 6 Мб. Процессоры обеих серий работают на частоте шины 1333 МГц.

На данный момент приобретение процессоров серии Core 2 целесообразно лишь для апгрейда систем предыдущего поколения. Новые компьютеры выгоднее собирать на базе современных процессоров Core i.

Core i7, Core i5 и Core i3:

Процессоры линеек Core i7, Core i5 и Core i3 маркируются либо трёхзначным (предыдущее поколение процессоров), либо четырёхзначным числом в зависимости от тактовой частоты - чем больше число, тем выше частота.

Все модели Core i3 являются двухъядерными, обладают 512 Кб кэша L2, встроенной видеоподсистемой Intel HD Graphics и подразделяются на серии i3-ххх и i3-2xxx. Первые предназначены для работы на сокете LGA1156 и имеют 4 Мб кэша L3, тогда как новые процессоры i3-2xxx, работающие на сокете LGA1155, имеют 3 Мб кэша третьего уровня.

Что касается Core i5, то оборудованные сокетом LGA1156 модели подразделяются на серии i5-6xx и i5-7xx. ЦП линейки i5-6xx аналогично Core i3 являются двухъядерными, имеют встроенный видеочип, 512 Кб кэша L2 и 4 Мб кэша L3. В свою очередь процессоры i5-7xx не имеют видеоподсистемы, но обладают 4 ядрами, 1 Мб кэша второго и 8 Мб третьего уровня.

Новое семейство четырёхъядерных процессоров Core i5 маркируется четырёхзначным числом (к примеру, Core i5-2400), обладает встроенным видеоядром, 1 Мб L2-кэша, 6 Мб L3 и предназначено для установки на сокет LGA1155.

Процессоры Core i7-ххх являются четырёхъядерными (исключение составляют «экстремальные» шестиядерные модели Core i7-970/975/980X), не обладают встроенным видеочипом, имеют кэш второго уровня объёмом 1 Мб, третьего уровня - 8 Мб и предназначены для установки на сокет LGA1366 (модели серии i7-9xx) или LGA1156 (i7-8xx).

И наконец новая линейка процессоров Core i7-2xxx, представленная пока что лишь одной моделью - Core i7-2600, предназначена для работы на сокете LGA1155, имеет встроенное видеоядро Intel HD Graphics 3000 и аналогичный другим моделям Core i7 объём кэша.

Необходимо отметить, что в новую линейку процессоров на архитектуре Sandy Bridge (Core i3-2xxx, Core i5-2xxx, Core i7-2xxx) входят энергоэффективные (со сниженными тактовыми частотами) и высокоэнергоэффективные (со значительно заниженными частотами) модели, обладающие пониженным тепловыделением. В маркировке таких процессоров после числа присутствует буква «S» (энергоэффективные) или «Т» (высокоэнергоэффективные).

Кроме того, присутствуют также процессоры с незаблокированным множителем. В их маркировке указывается буква «К»

Современные процессоры этой компании маркируются трёхзначными или четырёхзначными числами.

На данный момент самым распространённым сокетом для процессоров AMD является Socket AM3. Необходимо отметить, что Socket AM3 совместим с Socket AM2+. То есть процессор, предназначенный для Socket AM3 будет работать на плате с Socket AM2+ но не наоборот. Socket AM2 и Socket AM2+ процессоры не будут работать на плате с Socket AM3.

При выборе процессора этой фирмы также необходимо обратить внимание на тактовую частоту процессора, объём кэша, тип и частоту поддерживаемой оперативной памяти и сокет.

Самыми распространёнными линейками процессоров на сегодняшний день являются Sempron, Athlon II и Phenom II. Именно процессоры этих семейств мы и рассмотрим далее.

Для начала отметим, что все современные процессоры Socket AM3 имеют стандартную частоту системной шины, равную 4000 МГц.

Sempron - самый «слабый» среди процессоров AMD, предназначен для офисных конфигураций. Аналог процессора Celeron от Intel.

Athlon - универсальный процессор средне-высокой мощности. Аналогичен Intel Pentium и Core i3/i5.

Phenom - процессор для игровых конфигураций  системных блоков. Шестиядерные  модели имеют производительность, сравнимую с процессорами серии Core i5-2ххх и Core i7.

Sempron:

Современные модели процессоров Sempron обозначаются трёхзначным числом. Чем выше число - тем выше тактовая частота процессора. Все процессоры линейки Sempron имеют размер кэша 1 Мб.

Athlon II:

Эти процессоры имеют буквенно-цифровое обозначение, зависящее от количества ядер и тактовой частоты. Серия X2 2xx - двухъядерные, Х3 4хх - трехъядерные, Х4 6хх - четырёхъядерные. Трёхзначное число зависит от объёма кэша (от 1 до 2 Мб) и тактовой частоты процессора.

Phenom II:

Процессоры под названием Phenom II бывают двух- (X2), четырёх- (Х4) и шестиядерными (Х6). В пределах каждой из трёх серий процессоры маркируются в зависимости от тактовой частоты - чем выше трёхзначное число, тем выше частота. Двухъядерные модели имеют L2-кэш объёмом в 1 Мб + 6 Мб кэша L3.

В свою очередь модели серии Х4 обладают 2 Мб кэша второго уровня и 6 Мб кэша третьего уровня. Шестиядерные процессоры Phenom II X6 - самые мощные процессоры из всех выпускаемых компаний AMD. Они имеют высокие тактовые частоты, 3 Мб (512 Кб х 6) кэша L2 и 6 Мб кэша L3.

Справка: Что такое Black Edition. В прайс-листах и на витринах компьютерных магазинов можно встретить чуть более дорогие, по сравнению с обычными, версии процессоров AMD, имеющие маркировку «Black Edition». Ей обозначаются процессоры с незаблокированным множителем, позволяющим производить более эффективный и безопасный разгон процессора.

...................................

Коротко о системах охлаждения процессоров.

Системы охлаждения (кулеры) бывают:

1. "Боксовые" (от производителя  процессора). Поставляются с ним  в "боксовом комплекте", т.е. в коробке.

2. От сторонних производителей (приобретаются отдельно).

Если вы не планируете производить разгон* процессора, для вас некритичен небольшой уровень шума боксового вентилятора и вы не желаете разбираться в установке систем охлаждения – можете поставить кулер, идущий в комплекте вместе с процессором. Если же вы планируете заниматься разгоном, то необходимо обязательно позаботиться о достаточном охлаждении центрального процессора и приобрести отдельный "оверклокерский" кулер. Как уже было сказано выше, боксовые кулеры имеют несколько больший уровень шума, чем остальные, но в то же время они гораздо более просты в установке.