Основными характеристиками центральных процессоров являются:
□ тип архитектуры, или серия. Тип архитектуры, как правило, определяется фирмой производителем оборудования;
□ набор поддерживаемых команд или инструкций и их расширений;
□ разрядность (бит). Разрядность центрального процессора определяет его поколение и принципиально влияет на скорость передачи информации между другими устройствами и процессором. Разряд – это единица информации. Если компьютер за один такт (в единицу времени) может обработать 32 разряда информации, то процессор 32-разрядный.
Микропроцессоры Pentium III являются 64-разрядными процессорами, a Pentium 4 – 128 разрядными;
□ тактовая частота (МГц). В обиходе тактовую частоту иногда называют скоростью процессора (и компьютера). Тактовая частота означает количество операций, которые процессор может выполнить в секунду. Иными словами, чем больше тактов, или операций в секунду, может выполнять процессор, тем быстрее он работает. Например, процессор с тактовой частотой 2000 МГц выполняет 2000 миллионов операций в секунду. Скорость (быстродействие) процессора в управлении информацией – главный фактор, лежащий в основе эффективной работы большинства компьютерных программ. Быстродействие процессора (тактовая частота) измеряется в мегагерцах (МГц). Чем выше тактовая частота, тем быстрее работает процессор. Созданные по новейшим технологиям процессоры Pentium 4 способны поддерживать частоту до 4 ГГц и более.
Для процессоров производства Intel используются корпуса типа PGA (Pin Grid Array). Это керамический корпус, ряды золоченых выводов которого расположены по периметру корпуса перпендикулярно его плоскости. В зависимости от модели процессора, корпус имел разные размеры и количество выводов (контактов). Для размещения процессора Pentium на материнской плате используется специальное гнездо, называемое Socket. Оно обеспечивает правильность установки процессора и легкое закрепление с помощью специального рычажка.
Основными конкурентами Intel в производстве микропроцессоров являются AMD (Advanced Micro Devices) и Cyrix. Цены на продукцию AMD всегда ниже, чем на аналогичную продукцию Intel. Процессоры AMD всегда потребляли меньшую мощность и имели некоторые усовершенствования в архитектуре, касающиеся управления памятью и организации ее использования в мультипроцессорных системах.
Достижения процессорной техники на начало 2003 года
В начале 2002 года самый мощный процессор семейства Pentium 4 работал с тактовой частотой 2,2 ГГц (ядро Northwood). Для семейства Celeron максимумом был чип с тактовой частотой 1,3 ГГц на основе ядра Tualatin. А к началу 2003 года тактовая частота процессоров Pentium 4 (на ядре Northwood) выросла до 3,06 ГГц, а чипов семейства Celeron (также уже на ядре Northwood) – до 2,0 ГГц. Плюс ко всему, частота системной шины процессоров Pentium 4 увеличилась с 400 до 533 МГц. Разъем Socket-473 уходит в прошлое: все новые процессоры семейств Pentium 4 и Celeron работают только с разъемом Socket-478. О прекращении производства последнего процессора Celeron на основе ядра Pentium III (Tualatin) – чипа с тактовой частотой 1,4 ГГц – уже объявлено официально.
Главным же достижением Intel в ушедшем году стала реализация технологии Hyper-Threading в процессоре Pentium 4 3,06 ГГц для настольных компьютеров. Прежде эта технология, при которой один физический процессор работает за два виртуальных, применялась исключительно в серверном семействе Хеоп. В теории, Hyper-Threading способна заметно повысить производительность системы за счет оптимизированного распределения нагрузки. Впрочем, на практике этот прирост ощутимо заметен только в приложениях, поддерживающих работу с двухпроцессорными системами, а их, по-прежнему, не так много.
В начале 2002 года у фирмы AMD самым мощным процессором семейства Athlon ХР был чип 2000+ (ядро Palomino, тактовая частота– 1,66 ГГц) с системной шиной 133 МГц, а семейства Duron – чип с тактовой частотой 1,3 ГГц (ядро Morgan). К началу 2003 года самый мощный Athlon ХР имел рейтинг 2800+ (примерно соответствует процессору Pentium 2,8 ГГц), работая на тактовой частоте 2,25 МГц. В этом процессоре используются ядро Thoroughbred и системная шина на 333 МГц.
В качестве примера можно привести характеристики процессора Athlon ХР 2200 + Thoroughbred. Ядро процессора, носящее кодовое название Thoroughbred (Tbred или Model 8), имеет кэш первого уровня объемом 128 Кб и кэш второго уровня объемом 256 Кб. В наличии блок предвыборки данных, встроенный термодиод; частота шины составляет 133 (266) МГц. Фирма AMD применила технологический процесс с нормами 0,13 мкм. Благодаря этому удалось уменьшить размер кристалла, повысить доступные тактовые частоты, снизить напряжение (до 1,6 В) и потребляемую мощность. Площадь ядра TBred – 80 мм2. Внешний вид процессора Athlon ХР 2200 + Thoroughbred показан на рис. 2.6.
Рис. 2.6. Внешний вид процессора Athlon ХР 2200 + Thoroughbred
В начале 2002 г. AMD анонсировала только один процессор на новом ядре – Athlon ХР 2200+, реальная тактовая частота которого составляет 1,8 ГГц. В конце 2002 г. были объявлены еще два процессора – 2400+ и 2600+, у которых изменилась формула расчета рейтинга. Так, 2400+ соответствует частоте 2 ГГц (множитель – 15х), а 2600+ – 2,13 ГГц (множитель 16х). Процессоры TBred не изменили количество и назначение контактов, потому они должны быть совместимы с любыми существующими платами с разъемом Socket-A, кроме тех, которые не поддерживают шину 133 МГц. Процессор, как утверждают разработчики, не так подвержен сколам, как прежние. Поскольку процессор Athlon ХР 2200+ выделяет тепла не больше, чем предыдущие, использовать какие-то «сверхнавороченные» кулеры нет необходимости. Любой кулер дороже $7 справляется с охлаждением. Процессор работоспособен при температуре до 85 "С.
Как проверить надежность работы процессора?
Проверить стабильность работы микропроцессора можно любыми программами, обеспечивающими близкую к предельной загрузку процессора и использующими максимум его возможностей. Можно, например, запустить сложную 3D-программную систему (например, 3ds max 5.0) либо современную ресурсоемкую игру в режиме демонстрации (например, Quake Arena 3, Unreal Tournament, Serious Sam, Comanche4). 3D-игры запускайте в низком разрешении (640 х 480 х 16 бит), когда влияние видеокарты минимально. Проверять процессор при этом лучше всего в теплом помещении при закрытом корпусе компьютера в течение нескольких часов, иначе процессор будет работать в «щадящем» режиме и возможные сбои могут не проявиться. Критерием ошибки служит аварийное завершение 3D-программы. Однако если в процессе тестирования возникают сбои, это не говорит однозначно о дефектах процессора – это могут быть дефекты материнской платы или чипов памяти и т. п., так что окончательный вывод следует делать лишь методом проб и ошибок. Сравнение вашего процессора с другими можно произвести тестирующей программой Sandra 2003.
Охлаждение процессора (кулеры)
С повышением рабочей тактовой частоты процессоров стал актуален вопрос их охлаждения. Для охлаждения процессора обычно используется малогабаритный вентилятор, установленный на радиаторе, – CPU Cooler (кулер), который помогает процессору оставаться достаточно холодным для обеспечения его нормальной работы. Если кулер не будет справляться со своей задачей, система будет функционировать нестабильно, сбоить и зависать. Кулер снижает температуру процессора примерно на 40 градусов. А снижение рабочей температуры процессора на каждые 10 градусов ведет к удвоению времени его безотказной работы.
Кулер состоит из радиатора (обычно алюминиевого) и вентилятора. Как уже отмечалось, основное назначение процессорного кулера – рассеивать поступающую от процессора энергию в окружающей среде. Для хорошей теплопередачи от процессора на радиатор подошва радиатора должна надежно прижиматься к контактной площадке процессора. Для этого обычно используют гибкие пластины – клипсы. Клипса должна легко устанавливаться и сниматься, иначе процесс монтажа кулера может закончиться поломкой материнской платы, кулера или сколом процессора. Качество контакта процессора с кулером зависит не только от клипсы, но и от свойств подошвы радиатора. Охлаждающая способность радиатора определяется теплопроводностью его материала и площадью его поверхности. Обычно радиатор алюминиевый, но чтобы улучшить теплопроводность, радиаторы могут изготавливаться из сплавов меди, или добавляют к алюминиевому радиатору медную подошву. Радиатор с большим числом пластин и большой площадью обладает большей рассеивающей (охлаждающей) способностью. Поверхность процессора, как правило, очень гладкая, а вот подошва кулера может быть неровной. Эту проблему решает термопаста, которой должны заполняться полости между двумя соприкасающимися поверхностями. Однако если слой термопасты окажется слишком большим, он будет выполнять противоположный эффект – служить изолятором. Довольно часто применяется паста КПТ-8, характеристики которой не хуже характеристик ее импортных аналогов, а цена отечественной – в 2—3 раза ниже.
