Бели брать за точку отсчета изделия «королевы» процессорного рынка, корпорации Intel, то за всю 27-летнюю историю процессоров этой фирмы сменилось восемь их поколений: 8088, 286, 386, 486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4.
Модификация.
В каждом поколении имеются модификации, отличающиеся друг от друга назначением и ценой. Например, в славном семействе Pentium II I числятся три «брата» — старший, Хеоn, работает на мощных серверах серьезных учреждений. Средний братец, собственно Pentium III, трудится на производительных настольных компьютерах, ну а симпатяга-демократ Celeron верно служит простому люду на домашних компьютерах. Схожая ситуация — и в конкурирующем с Intel семействе процессоров AMD, Для дорогих настольных компьютеров и графических станций фирма предлагает процессоры Athlon, а для недорогих домашних ПК предназначен другой процессор — Duron.
В пределах одного поколения все ясно: чем больше тактовая частота, тем быстрее процессор. А как же быть, если на рынке имеются два процессора разных поколений, но с одинаковой тактовой частотой? Например, Celeron-800 и Pentium III-800... Конечно, второй процессор поколения будет работать быстрее — на 10—15 %, в зависимости от задачи. Связано это с тем, что в новых процессорах часто бывают встроены новые системы команд-инструкций, оптимизирующих обработку некоторых видов информации. Например, в процессорах Intel начиная с Pentium появилась новая система команд для обработки мультимедиа-информации ММХ, a Pentium III дополнительно оснащен новой системой инструкций SSL.
В случае же с разными модификациями процессоров на арену выходят еще некоторые дополнительные параметры, которыми, собственно, модификации и отличаются друг от друга.
Разбору этих параметров можно было бы в принципе посвятить целый том, но вряд ли большинство из вас интересуют чисто технические подробности. Кроме, пожалуй, одной — размера кэш-памяти. В эту память компьютер помещает все часто используемые данные, чтобы не «ходить» каждый раз «за семь верст киселя хлебать» — к более медленной оперативной памяти и жесткому диску.
Кэш-памяти в процессоре имеется двух видов.
Самая быстрая — кэш-память первого уровня (32 кбайт у процессоров Intel и до 64 кбайт — в последних моделях AMD). Существует еще чуть менее быстрая, но зато — более объемная кэш-память второго уровня — и именно ее объемом различаются различные модификации процессоров. Так, в семействе Intel самый «богатый» кэш-памятью — мощный Хеоп (2 Мбайт). У Pentium III размер кэша второго уровня почти в 10 раз меньше — 256 кбайт, ну a Celeron вынужден обходиться всего 128 кбайт! А значит, при работе с программами, требовательными к объему кэш-т... с разной скоростью?
памяти, «домашний» процессор будет работать чуть медленнее. Зато и стоимость его в два-три раза ниже: кэш-память — самый дорогой элемент в процессоре, и с увеличением ее объема стоимость кристалла возрастает в геометрической прогрессии!
Тип ядра и технология производства.
Думаю, уже хорошо подготовленным ко всяким шокирующим известиям нет нужды объяснять, что хитрые производители процессоров ухитряются периодически производить революции не только в пределах одного поколения, но и одной модификации! И чаше всего это связано с переходом на новую технологию производства процессоров и, вслед за этим, за сменой процессорного «ядра».
О технологии мы с вами уже говорили: как мы помним, она определяется размером минимальных элементов процессора. Так, в 1999 году, вслед за переходом на новую, 0,13-микронную технологию, произошла смена «ядер» у процессоров Intel. Торговые марки остались прежними (Pentium III и Celeron), однако на смену ядрам под кодовым названием Katmai (Pentium III) и Mendocino (Celeron) пришло новое, под названием Coppermine. Смена ядра, конечно же, привела к серьезным изменениям в производительности процессоров, хотя их рабочая частота осталась прежней. Именно поэтому продавцы обычно указывают в прайс-листах, наряду с поколением, модификацией и частотой процессора, тип использованного в нем ядра. Например
Pentium III (Coppermine)-667,
Athlon (Thunderbird)-800.
Очередную смену ядра оба производителя совершили в начале 2001 года. Так, базовым ядром для процессоров AMD в 2001 году стали Palomino (Athlon) и Morgan (Duron) (0,13-микронная технология).
Частота системной шины.
Последний технологический параметр процессора, с которым нам придется столкнуться в рамках этой главы. Связан он уже с совершенно другим устройством — материнской платой. Шиной называется та аппаратная магистраль, по которой бегут от устройства к устройству данные. Чем выше частота шины — тем больше данных поступает за единицу времени к процессору
Частота системной шины прямо связана и с частотой самого процессора через так называемый «коэффициент умножения». Процессорная частота — это и есть частота системной шины, умноженная процессором на некую заложенную в нем величину. Например, частота процессора 500 МГц — это частота системной шины в 100 МГц умноженная на коэффициент 5.
Большинство дорогих моделей процессором Intel как раз и работает на частотах системной шины 100 и 133 МГц. А частота для «пасынков», старых моделей Celeron, была искусственно снижена до 66 МГц. На такой частоте медленнее работает не только процессор, но и вся система. Правда, в конце 2000 года на рынке появились новые модели Celeron (от 800 МГц), поддерживающие частоту системной шины в 100 МГц. Но и Pentium 4 к этому времени перешел на новую частоту системной шины — 133 МГц, так что отставание дешевых процессоров от дорогих сохранилось.
Схожая ситуация наблюдается и у процессоров AMD — правда, последние за счет умения Вот так и объясняется парадокс — частоты процессоров одинаковы, ну а скорости работы компьютеров отличаются на десятки процентов. Правда, частенько отчаянные умельцы принудительно заставляют процессор работать на более высокой частоте системной шины, чем та, что предназначила для них сама природа вкупе с инженерами Intel. Это издевательство называется в компьютерных кругах «разгоном» и, в случае удачи, резко повышает производительность компьютера. Так, поднятие частоты системной шины для процессора Celeron-600 (коэффициент умножения 9) с 66 до 100 МГц не только «взбадривает» скорость обмена данными по системной шине, на и повышает скорость работы самого процессора до 900 МГц! Конечно, далеко не все процессоры выдерживают «разгон» — большинство в лучшем случае откажется работать, ну а в худшем — выйдет из строя...
Форм-фактор.
То есть — тип исполнения процессора, его «внешности» и способа подключения к материнской платы.
Как правило, все элементы процессора расположены на одном и том же кристалле кремния — и лишь в редких случаях кэш-память второго уровня выносится за пределы процессора. Обычно процессоры первого типа — «все в одном» — квадратной формы (тип разъема «сокет»). Эдакий прямоугольный корпус с торчащими из него ножками-контактами. Процессоры второго типа куда более громоздки — обе микросхемы размещены на небольшой плате и надежно упрятаны в металлический кожух.
Обычно в формате «слот» выпускаются первые, пробные модели каждого нового поколения процессоров — позднее, по мере «обкатки» технологии производства, их производители переходят на более компактный и дешевый формат «сокет».
Еще не так давно — каких-нибудь пять лет назад — рынок не был избалован обилием форм-факторов: разные процессоры от разных фирм-производителей походили друг на друга, как две капли воды, и могли работать на одних и тех же материнских платах. Ситуация начала меняться в 1995 г., а сегодня мы наблюдаем уже настоящий «беспредел» многообразия несовместимых друг с другом форм-факторов: «удваивать» частоту шины работают, соответственно, на частоте 200 (старые модели Duron и Athlon) и 266 МГц.
Старые модели процессоров (1998—1999)
• Процессоры для разъема SuperSocket? — процессоры фирм AMD (Кб, К6-2), Cyrix (M2), Centaur Technology (IDT).
•Процессоры для разъема Sloti — процессоры фирмы Intel:
Pentium II (233-450 МГц), Pentium III и Celeron (300-450 МГц).
• Процессоры дляразъема Slot А — процессоры фирмы AMD (Athlon).
• Процессоры для разъема Socket-370 (PGA) — процессоры фирмы Intel: Celeron (от 450 МГц) и Pentium III (от 450 МГц).
Новые модели процессоров (2000—2002)
•Процессоры для разъема Socket A — процессоры фирмы AMD (Athlon Thunderbird, Duron).
•Процессоры для разъема FC-PGA — процессоры фирмы Intel:
Pentium III Coppermine (от 500 МГц), Celeron Coppermine (от 533 МГц).
• Процессоры для разъема Socket-423 — Pentium 4.
Самое досадное, что большинство процессоров не совместимы друг с другом по способу подключения к материнской плате — каждый требует для себя специального «ложа». Отчасти ситуацию удается исправить с помощью специальных плат-переходников, благодаря которым можно установить, например, процессор для Socket-370 в гнездо FC-PGA или в разъем Slot 1.
Фирма-производитель.
Вы уже поняли, что не Intel'ом единым жив процессорный мир. Спору нет, Intel — флагман современного процес-соростроения, бесспорный лидер, Источник Вечного Наслаждения и так далее. Но...
Природа капитализма не терпит пустоты. Но еще более не терпит, когда эта пустота заполняется кем-нибудь одним. Конкуренция — вот главный двигатель прогресса!
Рынок процессоров — не исключение. И потому рядом с большой акулой — Intel — мы неизменно встречаем названия двух акулок помельче, но не менее хищных.
AMD — большая головная боль Intel, ее вечный антагонист и конкурент. Еще недавно процессоры этой фирмы занимали не более 20 % рынка — однако в 1999 году, после выхода процессора Athlon, AMD стремительно стала «набирать очки» в глазах пользователя и сегодня конкурирует с Intel на равных.
Изюминка AMD — не только более низкая цена (на 10-20 % ниже, чем у сравнимого по скорости Pentium). Именно в процессорах AMD была впервые реализована уникальная система инструкций для поддержки обработки мультимедиа-данных и трехмерной графики 3DNow!, которая, в отличие от интеловской технологии SSI, охотно поддерживается ныне большинством производителей игр.