Основные характеристики центрального процессора

На производительность любого центрального процессора влияют несколько ключевых параметров. Влияют в совокупности. Нельзя определить одну характеристику, которой и обусловлен уровень быстродействия того или иного чипа. Простые примеры и сравнения нам в помощь.
Встречал многих людей, которые считают, что на производительность центрального процессора влияет техпроцесс производства. Мол, чем он тоньше (меньше) — тем быстрее чип. Нет, это не так. Например, флагманскими процессорами AMD считается 32-нанометровая серия чипов FX, а не 28-нанометровые гибридники Kaveri A10/8/6. У Intel схожая ситуация с процессорами Core i7 поколений Haswell-E и Skylake: 22 нанометра против 14 нанометров!
Более современный техпроцесс не говорит о лучшей производительности процессора/
Техпроцесс указывает на современность модели, а также на косвенные параметры чипа. Меньше нанометров — больше транзисторов у кристалла. Меньше нанометров — меньше энергопотребление (при одинаковых частотах и одинаковом транзисторном бюджете); меньше нанометров — больше чипов на кремниевой пластине (выгоднее производство, правда, с некоторыми оговорками).
Именно использование более совершенных технологических норм позволяет развиваться интегральным схемам в том числе и экстенсивно. Десять лет назад Intel выпустила двухъядерный Pentium D 955 с уровнем TDP (типичное энергопотребление процессора в рабочем режиме) порядка 130 Вт. В этом году чипмейкер представит первый настольный 10-ядерный «камень» Broadwell-E со схожим показателем энергопотребления. Его произведут по 14-нанометровому техпроцессу.
TDP — расчетная тепловая мощность. Энергия, рассеиваемая при максимальной нагрузке процессора.
В настоящее время уровень TDP современных настольных (используемых в декстопах) процессоров укладывается в диапазон 35-220 Вт. Разброс приличный, ведь и моделей очень много. Практически все чипы требуют активного охлаждения. Чем горячее «камень», тем более эффективный кулер ему требуется.
Количество ядер — один из важнейших параметров любого центрального процессора. Однако в этом вопросе многое решает софт. Если программа не умеет распараллеливать нагрузку между всеми потоками чипа, то толку от этого не очень много. На производительность процессора в таком случае будут влиять другие параметры.
Еще один пример. Возьмем 8-ядерный флагманский чип AMD FX-9590 и сравним его с топовым 8-ядерным процессором Intel Core i7-5960X. При одинаковом количестве «голов» разница в быстродействии у этих решений достигает практически двукратной величины! Все из-за архитектуры — еще одного важного параметра CPU.
Ядро ядру — рознь.
Все современные чипы AMD имеют модульную архитектуру. Если коротко, то в один модуль помещено два ядра, которые пользуются определенным набором общих компонентов. Например, кэшем второго уровня. В линейке есть процессоры FX-8000/9000. У них четыре модуля. Формально эти чипы имеют полное право считаться 8-ядерными, но по факту они 4-ядерные. Отсюда и такая колоссальная разница между FX-9590 и Core i7-5960X. Маркетологи компании, впрочем, мертвой хваткой вцепились в более привлекательную цифру 8. В итоге имеем то, что имеем.
Архитектура — это не только компоновка ядер внутри кристалла. Есть множество других параметров, которые определяют производительность интегральной схемы (чипа). Как мы уже выяснили, разница в быстродействии между архитектурами Intel несущественная: Skylake быстрее Broadwell на 5%, а Broadwell быстрее Haswell еще на 5%. Поэтому и возникают случаи, когда процессор старого поколения оказывается как минимум не медленнее новой модели. Например, при одинаковой стоимости Core i5-6400 (Skylake, 2015 год) в ряде случаев не выигрывает у Core i5-4460 (Haswell, 2013 год). Ответ прост: 5-10-процентный архитектурный гандикап легко отыгрывается за счет работы на более высокой тактовой частоте.
Соответственно, частота — еще один важный параметр центрального процессора. И он у всех на слуху. Именно частота расставляет чипы по местам в своих линейках. Именно частота определяет конечную стоимость продукта. Самый дешевый 8-ядерный процессор AMD (FX-8320E) стоит 10 000 рублей, а самый дорогой (FX-9590) — 22 000 рублей. Разные у чипов только количество мегагерц и, как следствие, уровень TDP.
Еще один параметр большинства современных центральных процессоров — производительность встроенного графического ядра. Уже давно мейнстрим-линейки чипов AMD и Intel оснащены интегрированным видео. Половина площади чипа отводится как раз для встроенной графики. И она, что неудивительно, заметно прогрессирует от поколения к поколению. Интегрированным GPU, будь то решения AMD или Intel, все еще далеко до дискретных видеокарт среднего ценового диапазона. Поэтому собрать по-настоящему игровой системный блок с использованием только встроенной графики нереально. И все же простенькие игры в разрешениях вплоть до 1080p на низких/средних настройках запустятся. Процессор со встроенной графикой — идеальное решение для офисного компьютера или же мультимедийного системного блока вкомпактном корпусе (HTPC).
Итог банален: судить о производительности любого центрального процессора только по одному параметру нельзя. Лишь совокупность характеристик дает понимание того, что это за чип. Сузить круг рассматриваемых процессоров очень просто. Из современных у AMD — это чипы FX для платформы AM3+ и гибридные решения A10/8/6 6000-й и 7000-й серий (плюс Athlon X4) для FM2+. У Intel — процессоры Haswell для платформы LGA1150, Haswell-E (по сути, одна модель) для LGA2011-v3 и новейшие Skylake для LGA1151.