Какой вам нужен процессор

С давних времен и до сегодняшнего времени центральный процессор (CPU) служит общепринятым символом любого компьютера: нередко и весь системный блок называют процессором. Для первых ПК процессор был, пожалуй, единственным мерилом производительности компьютера... и продержался в этом статусе очень долго. Даже после появления других важных компонентов, существенно «подвинувших» CPU с лидирующих позиций, параметры центрального процессора по-прежнему считаются наиважнейшим критерием при оценке производительности компьютера

Можно ли приравнять производительность ПК к производительности процессора

Не учитывать возможности CPU при оценке производительности компьютера нельзя, но и считать их основополагающими также невозможно. Современные приложения весьма ресурсоемки, и зачастую главными критериями их производительности служат другие компоненты и модули современного ПК.

На сегодняшний день не имеет смысла оценивать общую производительность компьютера: разумнее говорить о свойствах конкретного приложения. Ведь что такое процессор? В основном это модуль, умеющий оперировать с вычислениями любого типа — как целочисленными, так и с плавающей запятой. Конечно, современный CPU может содержать и другие модули, от блока управления памятью до графического ядра, но это уже не столь важно. Важно то, что производительность процессора определяется по показателю скорости произведения вычислительных операций (обычно речь идет о флопсах). FLOPS — единица, используемая для измерения производительности компьютеров, показывает, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система. Такая характеристика очень важна именно для приложений, выполняющих большое количество сложных математических вычислений. Это не обязательно научные расчеты: прилично нагружают процессор и системы архивирования/разархивирования, и даже некоторые игры (решение задач моделирования окружающей среды в реальном времени).

Для других приложений повышение производительности за счет процессора невозможно: оно произойдет, если увеличить количество ОЗУ (работа с базами данных), или производительность дисковой подсистемы (обработка видео), или мощность видеоконтроллера (работа с трехмерной графикой).

Именно поэтому никак нельзя уравнять производительность CPU и ПК в целом, и именно поэтому существует четкое разграничение по целевому предназначению: офисный ПК, ПК для работы с графикой, компьютер для дизайнера или рабочее место инженера-проектировщика.

Для каких приложений важна мощность процессора

Как уже говорилось, задача процессора — делать вычисления, отсюда и его востребованность в разных ситуациях. Например, мощнейший суперкомпьютер, обсчитывающий погодные прогнозы или моделирующий ядерные реакции, представляет собой, по сути, сверхмощный процессор и ничего больше. Даже ферма рендеринга (rendering farm), на которой создают современные спецэффекты к зрелищным кинофильмам или рисуют мультфильмы, не имеет никакого понятия о графике: она занимается только решением задач по математическому моделированию. В таких системах действительно производительность процессора — единственный определяющий фактор.

Впрочем, в персональном варианте то же самое: для тех, кто занимается 3D-моделированием или обрабатывает сложные изображения в фоторедакторе, создает электронную музыку или играет в трехмерные многопользовательские онлайн-игры, производительность процессора очень важна.

Для ноутбуков, нетбуков, лэптопов и прочих мобильных устройств ситуация прямо противоположная: чем мощнее процессор, тем меньше время работы от батарей. Тут приходится не добиваться топовых показателей производительности, а балансировать на грани между комфортной работой приложения и минимальными значениями производительности процессора.

Когда важна тактовая частота, а когда — количество ядер

Конечно же, чем выше частота — тем быстрее выполнит счетные операции процессорное ядро. Но это нельзя считать аксиомой для всех без исключения задач: некоторые из них быстрее обработаются параллельно, несколькими ядрами, пусть даже и с более низкой частотой. Для примера обратимся к избитой аналогии с задачей по наполнению бассейна водой. Если мы заставим одного человека бегать от озера к бассейну, то будь он даже чемпионом мира по бегу с ведром, никак не сможет наполнить бассейн быстрее, чем десять не-спортсменов. Точно так же и с многоядерностью: если поставленную задачу разбить на несколько частей и каждую часть «скормить» одновременно своему процессорному ядру, то в итоге время решения задачи сократится пропорционально количеству ядер.

Именно по принципу распараллеливания вычислений действуют многие прикладные программы: многоядерность помогает при конвертации видео, работе с аудиопотоком и изображениями, рендеринге в 3DS Max и некоторых играх. Поэтому, решая вопрос: что важнее, многоядерность или тактовая частота? — необходимо точно знать, реализовали ли разработчики в своем продукте распараллеливание вычислений.

Если же приложение умеет использовать только одно ядро — в нашей аналогии с бассейном это будет выглядеть так: девять человек курят, а один таскает воду. Однако в современных ОС многоядерность не всегда плохой выбор; нередко даже простаивающее ядро будет задействовано для системных нужд, или пользователь может загрузить его другой задачей. Например, антивирусной проверкой в фоновом режиме.

Другой вопрос, что лучше: два ядра, но с более высокой частотой, или четыре, у которых частота ниже, — ответ на него тоже зависит именно от приложения. Решение простое: умеет работать с несколькими ядрами — берем четырехъядерный. Не умеет — берем тот, чья частота выше. Но не следует забывать и о портативных компьютерах, у которых на первый план выдвигается мобильность и время работы от батарей. И здесь подход иной: брать ноутбук, оснащенный процессором с высокой тактовой частотой, — однозначно потерять в мобильности. Гораздо эффективнее процессор с тактовой частотой пониже, зато с несколькими ядрами: если они простаивают, система сможет их отключить. Впрочем, на сегодняшний день есть целые семейства энергоэффективных процессоров, предназначенных именно для мобильных устройств: в них функции экономии энергопотребления развиты гораздо лучше, чем у настольных собратьев; но и быстродействие, конечно, ниже — чем-то всегда приходится жертвовать.

Сравнима ли производительность разных процессоров с одинаковой тактовой частотой

Сравнивать можно до бесконечности, если не вспомнить про третий важный параметр процессора — его архитектуру. Которая, кстати, определяет, насколько эффективно процессор оперирует обрабатываемыми данными. В примере с бассейном можно считать, что наполняют его разные люди: одни знают короткую дорогу через лес, а другие идут в обход, да еще и по дороге со светофорами. Разумеется, скорее справятся знатоки местности, даже если предположить совершенно одинаковую физическую подготовку. С процессорами то же самое: чем рациональнее используются его ресурсы, тем быстрее он будет работать. Именно поэтому в разных задачах процессоры Intel в одинаковых условиях могут оказаться «проворнее» решений от AMD, а в случае с серверами процессоры Xeon запросто «обскачут» любой десктопный CPU, даже с такой же частотой и количеством ядер.

Некоторые разработчики ПО прямо заявляют, какие процессоры предпочтительнее для их продукта, но это редкость. Чаще всего выбрать подходящую архитектуру можно только экспериментальным путем или на основе общественного мнения.

Как по названию определить мощность процессора

Говоря о мощности процессора, мы подразумеваем прежде всего его тактовую частоту, во вторую очередь — режим энергопотребления. Безусловно, определить параметры процессора проще всего, заглянув в параметры BIOS, щелкнув правой кнопкой на иконке «Мой компьютер» или воспользовавшись специализированной программой (скажем, CPU-Z или Everest). При покупке достаточно прочитать надпись на коробке: наклеенный штрихкод содержит полную информацию о требуемых параметрах.

Так, на этикетке для процессора Intel Core i5-670 будут указаны частота (Freq. 3.46 GHz), количество ядер-потоков (Threads 4) и тепловой пакет (PCG 09A). По последней характеристике можно косвенно определить потребляемую мощность процессора, хотя это значение — всего лишь требования к системе питания материнской платы.

Нам же важны показатели тактовой частоты и количество обрабатываемых потоков, которые имеются и непосредственно на термокожухе процессора. Правда, нередко они зашифрованы в серийном номере модели и для выяснения точных значений придется посетить сайт разработчика.

В нашем примере на корпусе указана и модель процессора (i5-670), и все остальное: код 3.46 GHz/4M/09A содержит частоту, размер кэш-памяти и PCG.

Гораздо сложнее разобраться с процессорами компании AMD: в отличие от Intel они совершенно недружественны к пользователю. В частности, маркировка процессора AMD Phenom II вообще ничего не скажет неподготовленному человеку: расшифровать код HDZ560WFK2DGM можно или специалисту, или при помощи интернет-справочников.

На самом деле она обозначает следующее:

• H — процессор относится к семейству AMD Phenom;
• D — сфера применения данного процессора (рабочие станции и настольные ПК);
• Z560 — модельный номер процессора 560 (Z — процессор со свободным множителем);
• WF — тепловой пакет процессора до 95 Вт;
• K — упакован процессор в корпус 938 pin OµPGA (Socket AM3);
• 2 — общее количество активных ядер;
• D — объем кэш-памяти L2 512 Кбайт и объем кэш-памяти L3 6144 Кбайт;
• GM — ядро процессора степпинга C3.

Из этой информации ясно только то, что процессор предназначен для десктопов, а его тепловой пакет составляет 95 Вт. Для того чтобы выяснить тактовую частоту, придется обратиться к Интернету (если у нас, конечно, под руками нет рабочей материнской платы с сокетом АМ3) и узнать, что рабочая частота этого процессора — 3,3 ГГц. Естественно, возникает вопрос: почему же компания AMD не указывает данный параметр в кодировке? Все просто: несколько лет назад компания решила оценивать производительно по условно принятой «эквивалентной схеме»: благодаря якобы лучшей архитектуре производительность процессора AMD была выше, чем его реальная частота. То есть предполагалось, что для процессора с тактовой частотой 3,3 ГГц реальная производительность соответствовала гипотетическому образцу, работающему на частоте 4 ГГц, это и нашло отражение в маркировке. Впрочем, «войны процессоров» уже не актуальны, но то, что удачная (или оптимизированная) архитектура обеспечивает выигрыш в производительности при той же частоте — непреложный факт.

Автор: Сергей Грицачук