Как устроены современные процессоры

Конструктивно процессоры для ПК делятся на три типа: центральные, с графическим ускорителем и однокристальные системы. Классические центральные процессоры помимо вычислительных ядер (от двух до десяти) имеют только встроенную кеш-память и контроллер оперативной памяти.

Большинство же современных процессоров обладают интегрированным графическим ускорителем, который является заменой недорогой дискретной видеокарты. Наконец, однокристальные системы являются полностью автономными решениями, не нуждающимися даже в чипсете материнской плате для взаимодействия с памятью, накопителями, сетевыми и звуковыми устройствами.

Основой основ процессоров Intel и AMD для ПК, является архитектура x86_64, подразумевающая совместимость с операционными системами Windows, macOS, Linux и BSD. Для сравнения, мобильные процессоры Qualcomm и MediaTek строятся на альтернативной архитектуре ARM, а серверные чипы IBM и Fujitsu – на архитектурах POWER и SPARC соответственно. Каждая новая реализация архитектуры x86_64 (у Intel это Skylake, у AMD – Excavator) чуть более производительная, чем предыдущая.

Серии процессоров Intel

 

Celeron J, Celeron N, Pentium J и Pentium N – самая младшая линейка процессоров компании Intel, которые даже не продаются отдельно, а поставляются в комплекте с бюджетными материнскими платами. Модели с индексом J построены на чуть более старой архитектуре Bay Trail, а c индексом N – на новейшей архитектуре Braswell. Производительность вычислительных ядер у Bay Trail и Braswell примерно одинаковая, тогда как интегрированная графика у новых чипов раза в три-четыре быстрее. Модели Celeron J/N являются двухъядерными, а Pentium J/N – четырехъядерными. Основная сфера применения – супердешевые офисные компьютеры для веб-серфинга и работы с электронными документами.

Celeron G и Pentium G (LGA1150 и LGA1151) – исключительно двухъядерные процессоры, но производительность каждого ядра на старшей архитектуре Haswell (под материнские платы LGA1150 и память DDR3) и Skylake (LGA1151, DDR4) в несколько раз превышает вышеупомянутые Bay Trail и Braswell. Отличаются Celeron G и Pentium G частотой и объемом кеш памяти – характеристики для процессора хоть и важные, но не критические. Учитывая невысокую стоимость, лучше всего Celeron G и Pentium G подходят для домашних мультимедийных компьютеров: интернет, фильмы, простые игры. А вот для новейших требовательных игр двух ядер уже категорически не достаточно.

Core i3 и Core i5 (LGA1150 и LGA1151) – это псевдочетырехъядерные и настоящие четырехъядерные процессоры Intel. Физических ядер у Core i3 только два, но благодаря технологии Hyper-Threading каждое ядро может обрабатывать данные в два потока. В результате операционная система и приложения воспринимают Core i3 как обычный четырехъядерник. Само собой, производительность четырех виртуальных ядер Core i3 раза в полтора меньше, чем четырех физических ядер у Core i5 с поддержкой автоматического разгона Turbo Boost. В итоге, для игр в пару к видеокарте вплоть до GeForce GTX 980 (см. статью «Сравнение видеокарт GeForce GTX 950, 960, 970, 980 и 980 Ti») вполне хватит Core i3. Тогда как в пару к видеокартам новой 1000-серии NVIDIA, а также для профессионального ПО, вроде видеореакторов, лучше подойдет Core i5.

Core i7 и Xeon (LGA1150 и LGA1151) – старшая потребительская и рабочая линейки процессоров Intel соответственно. Чипы Core i7 под материнские платы LGA1151 и LGA1150 имеют четыре физических, но восемь виртуальных ядер. А модели с индексом «К» еще и поддерживают ручной разгон, но лишь в случае использования материнки на чипсете Intel Z87, Z97 или Z170. Только процессоры Core i7 позволяют раскрыть потенциал флагманской видеокарты GeForce GTX 1080 либо связки из двух видеокарт попроще. Выгодной альтернативой Core i7 являются чипы Xeon, предназначенные для рабочих станций: у них частота ниже, но и цена меньше. Для игр это, пожалуй, не лучший вариант, а вот для видеомонтажа вполне имеет место быть. Но если процессоры Xeon LGA1150 работают на обычных потребительских материнках, то для Xeon LGA1151 требуется плата со специальным рабочим чипсетом Intel C232 или C236.

Core i7 Extreme Edition (LGA2011-v3) – флагманские процессоры компании Intel, да и вообще на рынке, предназначенные для заядлых геймеров и компьютерных энтузиастов. Семейство включает модели с 6-10 физическими ядрами и соответственно 12-20 виртуальными потоками. Стоимость старших моделей превышает отметку $1500 и это без учета материнской платы LGA2011-v3, которая потянет на дополнительные $250. Ну а что поделать, если только процессоры Core i7 Extreme Edition способны раскрыть потенциал связки из двух флагманских видеокарт GeForce GTX 1080 либо трех-четырех видеокарт попроще.

Серии процессоров AMD

 

Sempron и Athlon (AM1) – маломощные, зато очень дешевые двух- и четырехъядерные процессоры AMD. В отличие от вышеупомянутых Intel Bay Trail и Braswell, чипы AMD AM1 не впаяны в материнскую плату и продаются отдельно. В итоге, комплект из процессора и материнки AM1 обойдется во столько же или даже дешевле, чем Intel, но при этом позволит более точно подобрать оснащение портами и разъемами под вашу конкретную задачу. Главным же недостатком AM1 является шумный вентилятор боксового кулера, то есть для офисного ПК подойдет, а для домашнего кинотеатра – не лучшим образом.

A4, A6, A8, A10 и Athlon II X4 (FM2+) – среднеуровневая платформа AMD, основная ставка в которой сделана на баланс между производительностью вычислительных ядер и интегрированной графики. Особого внимания заслуживают A8 и Athlon II X4, которые являются самыми доступными четырехъядерными процессорами, пригодными для игр. Процессоры A8 обладают мощной интегрированной графикой, сопоставимой с дискретной видеокартой GeForce GT 730. Тогда как Athlon II X4 хоть и лишены интегрированной графики, зато стоят вдвое дешевле, чем Intel Core i3 (при этом, правда, и вдвое медленнее). То есть платформа FM2+ подойдет для сборки игрового ПК начального уровня (см. статью «Начальный игровой компьютер за 300 долларов (весна 2016)»).

FX-4000, 6000, 8000 и 9000 (AM3+) – уже не молодая старшая платформа AMD, которая за пять лет существования на рынке существенно подешевела, а потому не утратила актуальность. Главный минус процессоров FX – устаревший 32-нм техпроцесс, что выливается в высокие требования к электропитанию и охлаждению. Проще говоря, придется доплатить на материнскую плату понадежнее и процессорный кулер помассивнее (см. статью «Тишина и разгон: пятерка лучших процессорных кулеров»). Но все эти траты с лихвой перекрываются стоимостью самих процессоров AMD FX: шестиядерник можно купить за $110, а восьмиядерник – за $130. Для сравнения, цены на четырехъядерные Intel Core i5 начинаются с отметки $180. Конечно, производительность на ядро у чипов Intel выше, но в хорошо распараллеливаемых задачах, как то видеомонтаж, перевес будет на AMD FX с большим количеством ядер.

Менять ли старый процессор на новый?

Помимо сборки компьютера с нуля может возникнуть вопрос апгрейда уже имеющейся системы. Процессоры Intel Core i3, i5 и i7 серии 2000 (архитектура Sandy Bridge, разъем LGA1156) и новее, по большому счету, в апгрейде вообще не нуждаются. С каждой новой итерацией архитектуры Core компания Intel прибавляет в среднем по 5 процентов производительности, поэтому разница между процессорами пятилетней давности и текущими не превышает 25 процентов. А это явно не стоит того, чтобы помимо нового процессора тратиться на материнку с новым разъемом и оперативную память DDR4.

А вот заменить купленный много лет назад AMD FX-4000 на FX-8000 явно стоит – дополнительные четыре ядра продлят жизнь компьютеру на пару-тройку лет. Причем советуем поторопиться: выход новых процессоров AMD Zen AM4 не за горами, а значит в продаже решения AM3 будут оставаться не долго.

 
Читайте также:
Выбор стабилизатора напряжения
И понижение, и повышение вольтажа в сети способны негативно повлиять на бытовую технику.
5 малоизвестных гаджетов Xiaomi
FM-трансмиттер, тонометр с док-станцией и ещё тройка не менее интересных девайсов.
Первая зеркалка: пятёрка моделей начального уровня
Фотоаппараты со сменной оптикой предоставляют полный контроль над съёмочным процессом.
Тестирование GTX 950: что может среднеценовая видеокарта?
Справится ли NVIDIA GeForce GTX 950 с GTA V, Doom, Ведьмак 3 и Star Wars Battlefront?
Как выбрать экшн-камеру
На что необходимо обратить внимание при выборе камеры для активной съёмки.