Dataprosessorkarakteristikk

Her er de viktige egenskapene til prosessorer:

Den viktigste definerende egenskapen til en prosessor er dens AMD eller Intel og dens modell. Selv om konkurrerende modeller fra de to selskapene har lignende funksjoner og ytelse, kan du ikke installere en AMD-prosessor på et Intel-kompatibelt hovedkort eller omvendt.

En annen definerende egenskap ved en prosessor er kontakten den er designet for å passe. Hvis du for eksempel bytter prosessor i et Socket 478-hovedkort, må du velge en erstatningsprosessor som er designet for å passe til den kontakten. Tabell 5-1 beskriver problemer med oppgradering etter prosessoruttak.

Tabell 5-1: Oppgraderbarhet etter prosessortype

xbox one stenger av seg selv

Klokkehastigheten til en prosessor, som er spesifisert i megahertz (MHz) eller gigahertz (GHz), bestemmer ytelsen, men klokkehastighetene er meningsløse på tvers av prosessorlinjene. For eksempel er en 3,2 GHz Prescott-core Pentium 4 omtrent 6,7% raskere enn en 3,0 GHz Prescott-core Pentium 4, som de relative klokkehastighetene antyder. Imidlertid er en 3,0 GHz Celeron-prosessor tregere enn en 2,8 GHz Pentium 4, først og fremst fordi Celeron har en mindre L2-hurtigbuffer og bruker en lavere vertbusshastighet. Tilsvarende, da Pentium 4 ble introdusert på 1,3 GHz, var ytelsen faktisk lavere enn for 1 GHz Pentium III-prosessoren som den var ment å erstatte. Det var sant fordi Pentium 4-arkitekturen er mindre effektiv klokke for klokke enn den tidligere Pentium III-arkitekturen.

Klokkehastighet er ubrukelig for å sammenligne AMD og Intel-prosessorer. AMD-prosessorer kjører med mye lavere klokkehastigheter enn Intel-prosessorer, men gjør omtrent 50% mer arbeid per klokke. I det store og hele har en AMD Athlon 64 som kjører på 2,0 GHz omtrent samme ytelse som en Intel Pentium 4 som kjører på 3,0 GHz.

'''MODEL NUMBERS VERSUS CLOCK SPEEDS''' Because AMD is always at a clock speed disadvantage versus Intel, AMD uses model numbers rather than clock speeds to designate their processors. For example, an AMD Athlon 64 processor that runs at 2.0 GHz may have the model number 3000+, which indicates that the processor has roughly the same performance as a 3.0 GHz Intel model. (AMD fiercely denies that their model numbers are intended to be compared to Intel clock speeds, but knowledgeable observers ignore those denials.) Intel formerly used letter designations to differentiate between processors running at the same speed, but with a different host-bus speed, core, or other characteristics. For example, 2.8 GHz Northwood-core Pentium 4 processors were made in three variants: the Pentium 4/2.8 used a 400 MHz FSB, the Pentium 4/2.8B the 533 MHz FSB, and the Pentium 4/2.8C the 800 MHz FSB. When Intel introduced a 2.8 GHz Pentium 4 based on their new Prescott-core, they designated it the Pentium 4/2.8E. Interestingly, Intel has also abandoned clock speed as a designator. With the exception of a few older models, all Intel processors are now designated by model number as well. Unlike AMD, whose model numbers retain a vestigial hint at clock speed, Intel model numbers are completely dissociated from clock speeds. For example, the Pentium 4 540 designates a particular processor model that happens to run at 3.2 GHz. The models of that processor that run at 3.4, 3.6, and 3.8 GHz are designated 550, 560, and 570 respectively.

De vert-buss hastighet , også kalt busshastighet foran, FSB-hastighet , eller rett og slett FSB , spesifiserer dataoverføringshastigheten mellom prosessoren og brikkesettet. En raskere vertbusshastighet bidrar til høyere prosessorytelse, selv for prosessorer som kjører med samme klokkehastighet. AMD og Intel implementerer banen mellom minne og cache annerledes, men egentlig er FSB et tall som gjenspeiler den maksimalt mulige mengden datablokkoverføringer per sekund. Gitt en faktisk klokkehastighet på vertsbussen på 100 MHz, hvis data kan overføres fire ganger per klokkesyklus (dermed 'quad-pumped'), er den effektive FSB-hastigheten 400 MHz.

For eksempel har Intel produsert Pentium 4-prosessorer som bruker vertbusshastigheter på 400, 533, 800 eller 1066 MHz. En 2,8 GHz Pentium 4 med en vertbusshastighet på 800 MHz er marginalt raskere enn en Pentium 4 / 2.8 med en 533 MHz vertsbusshastighet, som igjen er marginalt raskere enn en Pentium 4 / 2.8 med en 400 MHz vert- busshastighet. Et tiltak som Intel bruker for å differensiere sine billigere Celeron-prosessorer, er en redusert vertbusshastighet i forhold til dagens Pentium 4-modeller. Celeron-modeller bruker 400 MHz og 533 MHz vertsbusshastigheter.

Alle AMD-prosessorer Socket 754 og Socket 939 bruker en 800 MHz vertsbusshastighet. (Egentlig, som Intel, kjører AMD vertsbussen på 200 MHz, men fyrpumper den til effektive 800 MHz.) Sokkel En Sempron-prosessorer bruker en 166 MHz vertsbuss, dobbeltpumpet til en effektiv 333 MHz vertsbusshastighet. .

Prosessorer bruker to typer hurtigminne for å forbedre ytelsen ved å buffere overføringer mellom prosessoren og relativt tregt hovedminne. Størrelsen til Lag 1 hurtigbuffer (L1 hurtigbuffer , også kalt Nivå 1 hurtigbuffer ), er en funksjon i prosessorarkitekturen som ikke kan endres uten å redesigne prosessoren. Lag 2-hurtigbuffer (nivå 2-hurtigbuffer eller L2-hurtigbuffer ) er imidlertid eksternt til prosessorkjernen, noe som betyr at prosessorprodusenter kan produsere den samme prosessoren med forskjellige L2-cache-størrelser. For eksempel er forskjellige modeller av Pentium 4-prosessorer tilgjengelige med 512 KB, 1 MB eller 2 MB L2-cache, og forskjellige AMD Sempron-modeller er tilgjengelige med 128 KB, 256 KB eller 512 KB L2-cache.

For noen applikasjoner, spesielt de som bruker små datasett, øker en større L2-cache merkbart prosessorytelsen, spesielt for Intel-modeller. (AMD-prosessorer har en innebygd minnekontroller, som til en viss grad maskerer fordelene med en større L2-cache.) For applikasjoner som opererer på store datasett, gir en større L2-cache bare marginale fordeler.

'''Prescott, the Sad Exception''' It came as a shock to everyone not the least, Intel to learn when it migrated its Pentium 4 processors from the older 130 nm Northwood core to the newer 90 nm Prescott-core that power consumption and heat production skyrocketed. This occurred because Prescott was not a simple die shrink of Northwood. Instead, Intel completely redesigned the Northwood core, adding features such as SSE3 and making huge changes to the basic architecture. (At the time, we thought those changes were sufficient to merit naming the Prescott-core processor Pentium 5, which Intel did not.) Unfortunately, those dramatic changes in architecture resulted in equally dramatic increases in power consumption and heat production, overwhelming the benefit expected from the reduction in process size.

Prosessstørrelse , også kalt fab (størrelse) størrelse , er spesifisert i nanometer (nm), og definerer størrelsen på de minste individuelle elementene på en prosessorform. AMD og Intel prøver kontinuerlig å redusere prosessstørrelsen (kalt a dør krympe ) for å få flere prosessorer fra hver silisiumskive, og dermed redusere kostnadene for å produsere hver prosessor. Pentium II og tidlige Athlon-prosessorer brukte en 350 eller 250 nm prosess. Pentium III og noen Athlon-prosessorer brukte en 180 nm prosess. Nyere AMD- og Intel-prosessorer bruker en 130 eller 90 nm-prosess, og kommende prosessorer vil bruke en 65 nm-prosess.

Prosessstørrelse har betydning fordi alt annet er likt, kan en prosessor som bruker en mindre prosessstørrelse kjøre raskere, bruke lavere spenning, forbruke mindre strøm og produsere mindre varme. Prosessorer som er tilgjengelige til enhver tid bruker ofte forskjellige fabrikkstørrelser. Intel solgte for eksempel Pentium 4-prosessorer som brukte prosessstørrelsene 180, 130 og 90 nm, og AMD har samtidig solgt Athlon-prosessorer som brukte fabrikkstørrelsene 250, 180 og 130 nm. Når du velger en oppgraderingsprosessor, foretrekker du en prosessor med mindre fab-størrelse.

Ulike prosessormodeller støtter forskjellige funksjonssett, hvorav noen kan være viktige for deg og andre uten bekymring. Her er fem potensielt viktige funksjoner som er tilgjengelige med noen, men ikke alle, nåværende prosessorer. Alle disse funksjonene støttes av nyere versjoner av Windows og Linux:

SSE3 (Streaming Single-Instruction-Multiple-Data (SIMD) Extensions 3) , utviklet av Intel og nå tilgjengelig på de fleste Intel-prosessorer og noen AMD-prosessorer, er et utvidet instruksjonssett designet for å fremskynde behandlingen av visse typer data som ofte forekommer i videobehandling og andre multimedia-applikasjoner. Et program som støtter SSE3 kan kjøre fra 10% eller 15% til 100% raskere på en prosessor som også støtter SSE3 enn på en som ikke gjør det.

Inntil nylig opererte PC-prosessorer alle med 32-biters interne datastier. I 2004 introduserte AMD 64-biters støtte med sine Athlon 64-prosessorer. Offisielt kaller AMD denne funksjonen x86-64 , men folk flest kaller det AMD64 . AMD64-prosessorer er kritisk bakoverkompatible med 32-biters programvare, og kjører programvaren like effektivt som de kjører 64-biters programvare. Intel, som hadde kjempet for sin egen 64-biters arkitektur, som bare hadde begrenset 32-biters kompatibilitet, ble tvunget til å introdusere sin egen versjon av x86-64, som den kaller EM64T (utvidet minne 64-biters teknologi) . For nå er 64-biters støtte uviktig for folk flest. Microsoft tilbyr en 64-biters versjon av Windows XP, og de fleste Linux-distribusjoner støtter 64-biters prosessorer, men inntil 64-biters applikasjoner blir vanligere er det liten fordel å kjøre en 64-biters prosessor på en stasjonær datamaskin. Det kan endres når Microsoft (endelig) sender Windows Vista, som vil dra nytte av 64-biters støtte, og sannsynligvis vil gi mange 64-biters applikasjoner.

Med Athlon 64 introduserte AMD NX (Ingen eXecute) teknologi, og Intel fulgte snart med sin XDB (eXecute Disable Bit) teknologi. NX og XDB tjener samme formål, slik at prosessoren kan bestemme hvilke minneadressområder som kan kjøres og hvilke som ikke kan kjøres. Hvis kode, for eksempel en buffer-over-run-utnyttelse, prøver å kjøre i ikke-kjørbart minne, returnerer prosessoren en feil til operativsystemet. NX og XDB har stort potensial for å redusere skader forårsaket av virus, ormer, trojanere og lignende utnyttelser, men krever et operativsystem som støtter beskyttet utførelse, for eksempel Windows XP med Service Pack 2.

AMD og Intel tilbyr begge strømreduksjonsteknologi i noen av prosessormodellene sine. I begge tilfeller har teknologi som brukes i mobile prosessorer blitt migrert til stasjonære prosessorer, hvis strømforbruk og varmeproduksjon har blitt problematisk. I hovedsak fungerer disse teknologiene ved å redusere prosessorhastigheten (og derved strømforbruk og varmeproduksjon) når prosessoren er inaktiv eller lett belastet. Intel refererer til sin kraftreduksjonsteknologi som EIST (Enhanced Intel Speedstep Technology) . AMD-versjonen heter Cool'n'Quiet . Enten kan gjøre mindre, men nyttige reduksjoner i strømforbruk, varmeproduksjon og systemstøynivå.

I 2005 nådde AMD og Intel begge de praktiske grensene for hva som var mulig med en enkelt prosessorkjerne. Den åpenbare løsningen var å legge to prosessorkjerner i en prosessorpakke. Igjen, AMD ledet an med sin elegante Athlon 64 X2 serieprosessorer, som har to tett integrerte Athlon 64-kjerner på en brikke. Nok en gang tvunget til å spille innhenting, knuste Intel tennene og slo sammen en dual-core prosessor som den kaller Pentium D . Den konstruerte AMD-løsningen har flere fordeler, inkludert høy ytelse og kompatibilitet med nesten alle eldre Socket 939-hovedkort. Slapdash Intel-løsningen, som i utgangspunktet utgjorde å stikke to Pentium 4-kjerner på en chip uten å integrere dem, resulterte i to kompromisser. For det første er Intel dual-core prosessorer ikke bakoverkompatible med tidligere hovedkort, og krever derfor et nytt brikkesett og en ny serie med hovedkort. For det andre, fordi Intel mer eller mindre ganske enkelt limte to av sine eksisterende kjerner på en prosessorpakke, er strømforbruket og varmeproduksjonen ekstremt høy, noe som betyr at Intel måtte redusere klokkehastigheten til Pentium D-prosessorer i forhold til den raskeste enkeltkjerne Pentium. 4 modeller.

Alt dette sagt er Athlon 64 X2 på ingen måte en hands-down-vinner, fordi Intel var smart nok til å prise Pentium D attraktivt. De billigste Athlon X2-prosessorene selger for mer enn dobbelt så mye som de minst kostbare Pentium D-prosessorene. Selv om prisene utvilsomt vil falle, forventer vi ikke at prisdifferansen vil endre seg mye. Intel har produksjonskapasitet til overs, mens AMD er ganske begrenset i sin evne til å lage prosessorer, så det er sannsynlig at AMD dual-core-prosessorer vil bli priset i overskuelig fremtid. Dessverre betyr det at dual-core prosessorer ikke er et rimelig oppgraderingsalternativ for folk flest. Intel dual-core prosessorer er rimelig, men krever utskifting av hovedkort. AMD dual-core-prosessorer kan bruke et eksisterende Socket 939-hovedkort, men prosessorene selv er for dyre til å være levedyktige kandidater for de fleste oppgradere.

'''HYPER-THREADING VERSUS DUAL CORE''' Some Intel processors support ''Hyper-Threading Technology (HTT)'', which allows those processors to execute two program threads simultaneously. Programs that are designed to use HTT may run 10% to 30% faster on an HTT-enabled processor than on a similar non-HTT model. (It's also true that some programs run slower with HTT enabled than with it disabled.) Don't confuse HTT with dual core. An HTT processor has one core that can sometimes run multiple threads a dual-core processor has two cores, which can always run multiple threads.

De prosessorkjerne definerer den grunnleggende prosessorarkitekturen. En prosessor som selges under et bestemt navn kan bruke en eller flere kjerner. For eksempel brukte de første Intel Pentium 4-prosessorene Willamette kjerne . Senere Pentium 4 varianter har brukt Northwood-kjerne, Prescott-kjerne, Gallatin-kjerne, Prestonia-kjerne , og Prescott 2M kjerne . Tilsvarende har forskjellige Athlon 64-modeller blitt produsert ved hjelp av Clawhammer core, Sledgehammer core, Newcastle core, Winchester core, Venice core, San Diego core, Manchester core , og Toledo kjerne .

Å bruke et kjernenavn er en praktisk kortfattet måte å spesifisere mange prosessoregenskaper kort. For eksempel bruker Clawhammer-kjernen 130 nm-prosessen, en 1.024 KB L2-hurtigbuffer, og støtter NX- og X86-64-funksjonene, men ikke SSE3 eller dual-core-drift. Omvendt bruker Manchester-kjernen 90 nm-prosessen, en 512 KB L2-cache, og støtter funksjonene SSE3, X86-64, NX og dual-core.

Du kan tenke på prosessorens kjernenavn som ligner på et hovedversjonsnummer for et program. Akkurat som programvareselskaper ofte slipper mindre oppdateringer uten å endre hovedversjonsnummeret, gjør AMD og Intel ofte mindre oppdateringer til kjernene sine uten å endre kjernenavnet. Disse mindre endringene kalles kjernestegninger . Det er viktig å forstå det grunnleggende om kjernenavn, fordi kjernen en prosessor bruker kan bestemme dens bakoverkompatibilitet med hovedkortet ditt. Steppings er vanligvis mindre betydningsfulle, selv om de også er verdt å ta hensyn til. For eksempel kan en bestemt kjerne være tilgjengelig i trinn B2 og C0. Senere C0-trinn kan ha feilrettinger, kjøre kjøligere eller gi andre fordeler i forhold til tidligere trinn. Core stepping er også viktig hvis du installerer en andre prosessor på et hovedkort med to prosessorer. (Det vil si et hovedkort med to prosessorkontakter, i motsetning til en dual-core-prosessor på et hovedkort med en stikkontakt.) Bland aldri kjerner eller stepping på et hovedkort med to prosessorer på den måten ligger galskap (eller kanskje bare katastrofe).

Mer om dataprosessorer