Виталий Леонтьев - Выбираем компьютер, ноутбук, планшет, смартфон Страница 21

Пока AMD и Intel ломали друг о друга когти, пытаясь зацарапать себе как можно большую долю рынка больших компьютеров, незаметным пушистым зверьком к ним подкралась эпоха мобильных устройств – а с ней и новый сильный игрок в лицее компании ARM – точнее, созданной этой фирмой новой архитектуры процессоров. Камешки, построенные на основе ARM-архитектуры, работают на совершенно иных принципах, чем знакомые нам процессоры семейства х86, и совершенно не совместимы с последними: для них необходимо создавать программы с нуля. Да и по производительности ARM-процессорам трудно тягаться с конкурентами (частота 1,5 ГГц покорилась им лишь в 2011 году). Зато они в разы более экономичны: современные ARM-процессоры потребляют лишь 2–3 Вт энергии, в то время как у самых неприхотливых представителей семейства х86 – Atom – аппетиты в 3–4 раза выше.

ARM-процессоры выпускает более десятка компаний, в том числе Samsung, Qualcomm, Texas Instruments. И продукция их наверняка есть в вашем доме: ARM-совместимые процессоры – «сердце» большинства мобильных устройств, от коммуникаторов и планшетов до мультимедийных и игровых приставок. Популярность этих камешков растёт столь стремительно, что о поддержке ARM-архитектуры задумалась даже Microsoft: новая версия Windows 8, вышедшая в 2012 году, стала первой, способной работать на устройствах на базе процессоров ARM. А вот UNIX-системы (в том числе Linux) позаботились об этом ещё с десяток лет назад: большинство «мобильных» операционок, в том числе Android и iOS, основаны как раз на этой платформе.

Поколения и модификация процессоров. Но вернёмся к большим процессорам для домашних компьютеров и ноутбуков, благо с их выбором ещё не все ясно: даже если мы определились с производителем, нам предстоит разбираться в нескольким семействах и десятках моделей «камешков». Мы уже не говорим о поколениях, каждое из которых отличается от предыдущего какими-то кардинальными нововведениями – они меняются нечасто, примерно раз в два-три года. А вот модификации сменяют друг друга гораздо чаще, практически каждый год.

Сегодня обе фирмы пришли к выводу, что им необходимо иметь в своём ассортименте как минимум четыре основных модификации:

• Ультрамобильная ($50). Самые экономичные и слабые процессоры с двумя ярами для ультрамобильных компьютеров (нетбуков) и офисных компьютеров начального уровня (неттопов). В семействе Intel эту нишу занимают процессоры Atom, AMD же противостоит им с экономичными процессорами серии С.

• Мобильно-офисная ($100). Не слишком быстрые, зато экономичные процессоры для ноутбуков, офисных и домашних систем начального уровня. В семействе Intel этот класс занимают процессоры Pentium и младшие модели Core i3, AMD противопоставляет им свою серию А4 Е. Количество ядер – от 2 до 4.

• Домашняя (цена от 150 до 400 долларов). Универсальные процессоры для домашних компьютеров, недорогие мастера на все руки. Именно этот класс приносит производителям больше всего прибыли. Сегодня его занимают устаревшие, но достаточно производительные процессоры семейства Core i3 и i5. В семействе AMD аналогичную нишу занимают процессоры А6 и А8. Количество ядер – 4-6

• Игровая и профессиональная (цена от 400 долларов). Мощные процессоры, предназначенные для таких ресурсоёмких задач, как обработка видео, трёхмерной графики… И, конечно же, компьютерных игр! Лидеры в этой нише – процессоры семейства Core i7 с частотой до 3,4 ГГц, и лишённый графического ядра Xeon, а в семействе AMD – процессоры А10 Количество ядер – 8 и выше.

Модификаций ещё больше – мы пропускаем мобильные процессоры, предназначенные для ноутбуков, серверные «числодробилки», стоимость которых зашкаливает за пару тысяч долларов… Главное – что модификации процессоров, относящихся к одному семейству, могут отличаться друг от друга целой кучей параметров. В частности, технологией производства и минимальным размером логических элементов. К примеру, большинство процессоров Intel 2013 года производится по 22-нанометровой технологии, однако к началу 2014 года на рынке появятся первые 14-нм процессоры. Уменьшение размеров транзисторов позволяет уменьшить площадь кристалла и тепловыделение.

Есть ли смысл гоняться за самым свежим поколением процессора? На мой взгляд – никакого, поскольку в обычном режиме работы процессор компьютера нагружен от силы на 15–20 %. Так что если говорить об обычном компьютере, вы легко можете взять себе прошлогодний Core i7-3xxx вместо свежего Core i7-4xxx, тем более что с появлением на рынке линейки Haswell цены на старые процессоры и системные платы резко упали, а разница в производительности между поколениями не превышает 10 %. Однако ноутбуки, планшеты и моноблоки – совершенно иное дело, поскольку в новых моделях, кроме процессора, кардинально улучшено и прочее железо, в первую очередь видеочип и экран, которые совершенствуются с гораздо большей скоростью. Так что новый процессор интересен лишь в качестве индикатора «свежести» всей системы в целом.

Количество ядер. Когда стало ясно, что выжать лишнюю пару-тройку гигагерц из замученных процессорных ядер не получается, инженеры решили изменить тактику: с 2007 г. оба производителя перешли на выпуск многоядерных процессоров (самыми распространёнными сегодня являются 4 и 8-ядерные, хотя теоретически их может быть несколько десятков). Понятное дело, рекламщики уверяют нас, что чем больше в процессоре ядрышек, тем лучше – а вот и неправда! Конечно, для операционной системы два ядра лучше, чем одно: первое можно нагрузить системными задачами, второе полностью отдать прикладным программам. Но далеко не все программы оптимизированы под многоядерные процессоры, поэтому загрузить должным образом все ядрышки они не могут, а производительность системы при работе с 8-ядерным процессором возрастает по сравнению с четырехъядерным не вдвое, как можно было подумать, а всего на пару десятков процентов. Для большинства же игр количество ядер в процессоре вообще не имеет значения: основная нагрузка ложится на видеоплату. А что действительно важно – так это частота работы процессора: именно поэтому в играх двухъядерник может легко побить своего четырехъядерного коллегу.

Большинство процессоров в семействе Intel сегодня четырехъядерные. Однако в большинстве процессоров серии Core i7 и в некоторых Core i5 реализована специальная технология «виртуальных ядер» Hyper-threading – благодаря этому каждое аппаратное ядрышко работает «за двоих», и в характеристике процессора мы видим – «4 ядра, 8 потоков». Конечно, удвоения скорости при этом не происходит, однако в некоторых приложения выигрыш может достигать 20 %.

Тактовая частота – это то количество элементарных операций (тактов), которые процессор может выполнить в течение секунды. Конечно, число это очень велико, и каким-то образом увидеть отдельный такт мы не можем. То ли дело часы, которые тикают с частотой один такт в секунду! Ещё недавно этот показатель был для нас, пользователей, не то что самым важным – единственно значимым, а увеличение быстродействия новых процессоров было связано прежде всего с увеличением тактовой частоты. В своё время уже известный нам Гордон Мур из Intel предсказал, что каждые полтора года частота микропроцессоров будет удваиваться вместе с числом транзисторов на кристалле – и до середины нынешнего десятилетия этот закон работал без сбоев. Однако лет пять назад «задирать» частоту прекратили – и сегодня быстродействие процессора растёт за счёт других показателей (например, увеличения количество ядер). Тактовая частота, впрочем, тоже растёт, но не так заметно, как десятилетие назад: за два последних года она увеличилась всего лишь на 25 %. Сегодняшний потолок – около 4 ГГц на ядро. Впрочем, и эту мощность мы толком-то и освоить не можем…

Остаётся добавить, что все современные компьютеры способны управлять своей тактовой частотой процессора, снижая её во время простоя и увеличивая (вплоть до превышения частоты на 15–20 % от номинальной) во время пиковых нагрузок (у новых процессоров Intel эта технология носит название Turbo Boost).

…С частотой все понятно: чем больше – тем лучше. Но крайне ошибочно думать, что частота и производительность процессора – синонимы: например, скорость вычислений процессоров Core i7 и Core i3, работающих на одинаковой частоте, может отличаться более чем вдвое! Стало быть, существуют и другие важные для нас показатели, влияющие на быстродействие…

Кэш-память. «Кэш», быстрая буферная память, встроенная в кристалл процессора, работает значительно быстрее обычной «оперативки». Номинально чем больше этой памяти – тем лучше, и тем дороже «камешек». Вообще «кэш-памяти» на борту современных процессоров сразу три вида (L1, L2 и L3): чем выше «уровень» – тем память медленнее, однако и объем её больше. У дешёвых Atom, к примеру, кэш L2 составляет 512 Кб, а более мощные процессоры в дополнению к этому получают ещё и кэш L3 объёмом от 3 Мб (Core i3) до 12 Мб (Core i7). Больший кэш даёт некоторый выигрыш в производительности (до 15–20 %) при работе с некоторыми программами – например, архиваторами, базами данных, математическим софтом – ну и отдельными трёхмерными игрушками. А для работы с видео и звуком (включая компрессию, графикой 90 % игр выигрыш от увеличения кэша либо отсутствует вовсе, либо не слишком ощутим.