По состоянию на февраль 2022 года процессор AMD Ryzen Threadripper 3990X продемонстрировал лучшую среднюю многоядерную производительность, набрав 25 132 балла по результатам тестов Geekbench. Из десяти процессоров с самыми высокими показателями многоядерной производительности на Intel приходится шесть процессоров, а на AMD — четыре процессора.
| Характеристики | Оценка Geekbench |
|---|
| AMD Ryzen Threadripper 3990X | 25 132 |
| AMD Ryzen Threadripper 3970X | 22 376 |
| Intel Xeon W-3175X | 20 028 |
| AMD Ryzen Threadripper 3960X | 19 883 |
| Intel Xeon W-3275M | 19 108 |
| Intel Core i9-12900KF | 17 171 |
| Intel Core i9-12900K | 17 146 |
| Intel Xeon W-3265M | 16 979 |
| AMD Ryzen 9 5950X | 16 569 |
| Intel Core i9-9980XE | 16 384 |
Показать информацию об источниках Показать информацию об издателе Использовать сервис Ask Statista Research
Оценки рассчитываются с помощью ряда различных тестов или рабочих нагрузок для измерения производительности ЦП. Оценки калибруются по базовой оценке 1000 (это оценка Intel Core i3-8100). Чем выше балл, тем лучше. Удвоение балла означает удвоение производительности.
+
Доля компьютерных процессоров Intel и AMD x86 в мире, 2012–2022 гг., по кварталам
+
Продажи полупроводниковой промышленности по всему миру, 1987–2022 гг.
+
Доля поставок графических процессоров для ПК по всему миру, второй квартал 2009 г. – третий квартал 2021 года, в разбивке по поставщикам
Рейтинг одноядерных процессоров по производительности Geekbench в мире, 2022 г.
Пожалуйста, создайте учетную запись сотрудника, чтобы иметь возможность отмечать статистику как избранную. Затем вы можете получить доступ к своей любимой статистике с помощью звездочки в заголовке.
Самые высокопроизводительные процессоры Intel для ноутбуков и настольных ПК относятся к серии Intel® Core™. От топовых процессоров Intel® Core™ i9 до наших мощных процессоров Intel® Core™ i3. Профессионалы бизнеса и творчества, геймеры всех уровней и другие найдут процессор Intel® Core™, который позволит им делать больше.< /p>
Семейство процессоров Intel® Core™
Процессоры Intel® Core™ серии X
Процессоры Intel® Core™ i9
Процессоры Intel® Core™ i7
Процессоры Intel® Core™ i5
Процессоры Intel® Core™ i3
Процессоры Intel® Core™ серии X Разблокированные процессоры с 18 ядрами для самых экстремальных игр, творчества и многозадачности.
Процессоры Intel® Core™ i9 До 16 разблокированных ядер для плавного воспроизведения видео 4K Ultra HD и 360°, надежного игрового процесса и многозадачной производительности.
Процессоры Intel® Core™ i7 Этот ЦП обладает мощностью до 14 ядер для ускоренных вычислений, поддерживает высококлассные игры, возможности подключения и безопасность.
Процессоры Intel® Core™ i5 Оцените исключительную производительность домашних и рабочих ПК благодаря поддержке до 12 ядер для игр, творчества и многозадачности.
Процессоры Intel® Core™ i3 Эти недорогие процессоры обеспечивают выдающуюся производительность для повседневных задач.
Функции и производительность
Intel® Wi-Fi 6 (Gig+)
Компьютеры и беспроводные сети с поддержкой Intel® Wi-Fi 6 (Gig+) обеспечивают новый уровень производительности Wi-Fi, управления трафиком, уменьшенной задержки, предотвращения помех и повышенной безопасности для лучшего в своем классе подключения 1.
Интеллектуальная производительность
Оптимизируйте производительность ПК для получения ожидаемых результатов с помощью встроенных инструкций ИИ в процессорах Intel® Core™. Транслируйте, просматривайте, редактируйте, общайтесь в видеочате или просто занимайтесь делами дома. Что бы вы ни делали, полагайтесь на процессоры Intel® Core™ для достижения необходимой вам производительности.
Превратите свой компьютер в развлекательный центр
Откройте для себя потрясающий развлекательный центр: транслируйте видео в формате 4K UHD, используйте виртуальную реальность и играйте в самые ресурсоемкие игры. В 4 раза больше пикселей на экране, чем в традиционном HD, вы можете наслаждаться четкими, реалистичными изображениями, сложными тенями и высокой частотой кадров — и все это практически без задержек, буферизации или задержек. И будьте готовы к грядущим революционным захватывающим впечатлениям.
Сотрудничество
Расширьте возможности совместной работы благодаря поддержке функций искусственного интеллекта, включая нейронное шумоподавление и размытие фона. Лучшее в своем классе подключение к сети Wi-Fi 1 с Intel® Wi-Fi 6 (Gig +) обеспечивает быстрое и надежное соединение для иммерсивного подключения.
Связанные технологии
Графическая технология Intel®
Новая графическая архитектура поддерживает невероятно насыщенные и яркие развлекательные возможности, такие как 4K HDR, и производительность, необходимую для игр с разрешением 1080p. Процессоры Intel® Core™ с графикой Intel® Iris® X e MAX обеспечивают захватывающие, визуально потрясающие возможности для ноутбуков.
Технология Intel® Adaptix™
Повысьте производительность платформ на базе процессоров Intel® с помощью технологии Intel® Adaptix™. Этот программный инструментарий помогает OEM-производителям настраивать систему для достижения максимальной производительности, а конечным пользователям помогает настраивать производительность от разгона 2 3 4 5 6 до расширенных графических настроек.
Технология Thunderbolt™ 4
Избавьтесь от множества кабелей и получите один компактный порт, который выполняет все функции: питание компьютера, передача данных и подключение к двум дисплеям 4K UHD.
Технология Intel® Optane™
Для устранения узких мест требуется более качественная память для хранения данных, которая должна быть быстрой, недорогой и энергонезависимой. Благодаря технологии Intel® Optane™ вы можете раскрыть всю мощь своего процессора, а не использовать его часть.
Windows* 10 отлично работает на процессорах Intel® Core™
Это новый день для пользователей компьютеров. Наслаждайтесь новыми способами использования и взаимодействия с вашим компьютером. Получите более высокую производительность, улучшенный пользовательский интерфейс и превосходные развлечения.
Умные ПК со встроенным ИИ
Мобильные процессоры Intel® Core™ со встроенным искусственным интеллектом оптимизируют интеллектуальные функции повышения производительности, которые позволяют вашему ПК быстро обучаться и адаптироваться к тому, что вы делаете. Узнайте, на что способны процессоры Intel® Core™ со встроенными функциями искусственного интеллекта.
Похожие материалы
Правовая информация 2 4
Информация о продукте и эффективности
Лучший в своем классе Wi-Fi 6: продукты Intel® Wi-Fi 6 (Gig+) поддерживают дополнительные каналы 160 МГц, что обеспечивает максимально возможную теоретическую максимальную скорость (2402 Мбит/с) для типичных продуктов Wi-Fi 2x2 802.11ax для ПК. Продукты Intel® Wi-Fi 6 (Gig+) премиум-класса обеспечивают максимальную теоретическую скорость в 2-4 раза выше по сравнению со стандартными продуктами 2x2 (1201 Мбит/с) или 1x1 (600 Мбит/с) 802.11ax для ПК, которые поддерживают только обязательное требование каналов 80 МГц. .
Ни один продукт или компонент не может быть абсолютно безопасным.
Изменение тактовой частоты или напряжения может повредить или сократить срок службы процессора и других компонентов системы, а также снизить стабильность и производительность системы. Гарантия на продукт может не применяться, если процессор эксплуатируется за пределами его технических характеристик. Дополнительную информацию можно получить у производителей системы и компонентов.
Intel и логотип Intel являются товарными знаками корпорации Intel или ее дочерних компаний в США и/или других странах.
*Другие названия и торговые марки могут быть заявлены как собственность других лиц. (при использовании сторонних товарных знаков и названий).
Технологии Intel® могут потребовать активации оборудования, программного обеспечения или службы.
Хотя за последние несколько лет у нас не было множества вариантов для списка лучших процессоров Intel, ситуация изменилась с появлением платформы Alder Lake 12-го поколения. Intel снова на вершине в играх и производительности благодаря целому ряду новых чипов, которые значительно превосходят предыдущее поколение и превосходят конкурентов AMD.
Core i5-12600K возглавляет список благодаря привлекательной цене и высокой производительности. Это лучший процессор, который вы можете купить прямо сейчас, а не просто лучший процессор Intel. Имея 10 доступных ядер, у него достаточно места для продуктивной работы, а производительных ядер достаточно, чтобы опередить конкурентов в играх.
Intel Core i5-12600K
Intel Core i5-11600K
Intel Core i5-10400F
Intel Core i9-12900K
Intel Core i7-11375H
Intel Core i3-10100F
Intel Core i5-12600K
Лучший процессор Intel
- Фантастическое соотношение цены и качества.
- Отличные игровые возможности
- Гибридная архитектура обеспечивает надежную многозадачность.
Почему вы должны купить это: это лучший процессор Intel на рынке прямо сейчас.
Для кого это: геймеры, которым нужна дополнительная пропускная способность.
Что мы думаем о Intel Core i5-12600k:
Core i5-12600K — лучший процессор, который вы можете купить прямо сейчас. Это не только лучший процессор Intel или лучший игровой процессор, но и лучший процессор в целом. Он поставляется с 10 ядрами по цене около 300 долларов, с шестью ядрами производительности и четырьмя ядрами эффективности. Высокопроизводительные ядра справляются с играми, а сверхэффективные ядра обеспечивают дополнительную пропускную способность для более ресурсоемких рабочих нагрузок.
Улучшения одноядерных процессоров Intel 12-го поколения ярко проявляются в Core i5-12600K. В играх он в некоторых случаях может опередить даже Ryzen 9 5950X, а этот процессор почти в три раза дороже. В целом, ему удается возглавлять игровые чарты, уступая только более дорогим процессорам Intel 12-го поколения.
Он также использует гибридную архитектуру 12-го поколения. Этот класс процессоров обычно лучше всего подходит для игр. Для игр и потоковой передачи мы обычно рекомендуем увеличить шаг. Это не относится к Core i5-12600K. 10 ядер обеспечивают достаточную пропускную способность для игр и потоковой передачи, что редко встречается на процессоре за 300 долларов.
Intel Core i5-12600K
Intel Core i5-11600K
Лучший процессор Intel предыдущего поколения
- Хорошая производительность для ЦП среднего уровня.
- Он может справиться с большинством игровых задач.
- Это дешевле, чем новейшие процессоры
- Это процессор предыдущего поколения, поэтому современные процессоры превосходят его.
Почему вам стоит его купить: это по-прежнему надежный процессор среднего уровня, и обычно его можно найти в продаже.
Для кого это: геймеры, которые ищут выгодную сделку.
Что мы думаем о Intel Core i5-11600K:
Платформа Intel Rocket Lake 11-го поколения не идеальна, но Core i5-11600K по-прежнему является достойным вариантом. В целом он хуже, чем Core i5-12600K, но вы можете купить чип подешевле, что позволит немного увеличить бюджет для одной из лучших видеокарт.
Это зависит от игры, но в большинстве игр 11 600K сохраняет небольшое, но измеримое преимущество перед 10 600K. В некоторых играх, таких как Death Stranding, 11 600 000 на самом деле превосходит 10 700 000, а в других может сравниться с 10 900 000. Хотя это и не совсем то улучшение поколения, на которое надеялись поклонники Intel, 11600K доказывает, что вам не нужен высокопроизводительный процессор для игр.
Улучшения поколения за поколением более очевидны в неигровых задачах. 11600K опережает предложения Intel последнего поколения и предлагает более надежную конкуренцию чипам среднего класса AMD в задачах повышения производительности, эффективно используя ускорители для конкретных приложений. Одноядерная производительность также увеличилась без существенного ухудшения многоядерной производительности.
11600K — отличный игровой процессор. Он поставляется с достаточным количеством энергии для игр, предлагая достойную мощность для задач по повышению производительности, и эту комбинацию сложно найти менее чем за 300 долларов. Тем не менее, 12 600K в целом является лучшим вариантом, поэтому берите 11 600K только в том случае, если вы можете найти его с большой скидкой.
Intel Core i5-11600K
Intel Core i5-10400F
Лучший бюджетный процессор Intel
- Очень доступно
- Подходит для нетребовательных игроков
- Подходит для продуктивной работы и многозадачности.
- Требуется дискретная видеокарта.
- Это не очень мощный процессор
Почему вам стоит это купить: в 2022 году он по-прежнему неплохо работает и является отличным бюджетным вариантом.
Для кого это: сборщики ПК с ограниченным бюджетом, которым требуется всего несколько ядер.
Что мы думаем о Intel Core i5-10400F:
Несмотря на отсутствие маркировки Core i3, 10400F является одним из самых дешевых процессоров Intel. Это невероятная цена около 150 долларов, шесть ядер и 12 потоков, базовая тактовая частота 2,9 ГГц и тактовая частота 4,3 ГГц. Это примерно на 80 долларов дешевле, чем 10600K, при аналогичных характеристиках.Самым большим отличием является суффикс «F», означающий, что 10400F не имеет встроенной графики и требует дискретной видеокарты.
Даже при низкой цене 10400F работает хорошо. В таких задачах, как рендеринг, 10400F может сравниться с 9700K, превосходя при этом бюджетные чипы AMD Ryzen 3000. Хотя процессор 10400F недостаточно мощный для большинства рабочих нагрузок, интенсивно использующих ЦП, он по-прежнему является отличным процессором Intel для просмотра веб-страниц, легкого редактирования изображений и офисных приложений.
Если вы геймер, 10400F — еще лучший выбор. Благодаря большому количеству ядер и стабильной тактовой частоте 10400F может опозорить процессоры, в три раза превышающие его стоимость. Если вы соедините его с хорошей видеокартой, вы сможете добиться производительности в играх на уровне i7, а иногда даже i9.
10400F занимает особое место в линейке Intel. Ниже этого уровня производительность значительно падает без значительной экономии средств, а выше — цена растет быстрее, чем производительность. Если вы ищете процессор для повседневного использования с достаточной мощностью для небольшой производительности и игр, то 10400F трудно превзойти.
Если вы можете себе это позволить, жизнеспособной альтернативой является 11400F следующего поколения. Он немного быстрее, но дороже этой модели.
Intel Core i5-10400F
Intel Core i9-12900K
Лучший высокопроизводительный процессор Intel
Почему вы должны купить это: это самый мощный процессор Intel, который вы можете купить прямо сейчас.
Для кого это: все, кому нужно лучшее из лучшего.
Что мы думаем о Intel Core i9-12900K:
Флагманы Intel последних поколений не впечатляли, но Core i9-12900K меняет ситуацию. Это флагман среди флагманов с 16 ядрами и частотой одноядерного процессора до 5,2 ГГц. Он превосходит все остальные на рынке, что делает его отличным выбором для игр, создания контента и всего, что между ними.
Наше тестирование показало, что Core i9-12900K может превосходить конкурирующий процессор AMD Ryzen 9 5950X в некоторых случаях на целых 30 %. И имейте в виду, что Ryzen 9 5950X стоит от 100 до 200 долларов дороже. Он лидирует в играх, но Core i9-12900K отлично справляется с рабочими нагрузками по созданию контента, где он намного быстрее конкурентов.
Он прожорлив, но большинство чипов Intel в наши дни энергоемки. Процессор Core i9-12900K — это наглядная демонстрация гибридной архитектуры Alder Lake и того, что она может сделать для ПК, предлагая большое количество ядер и достаточную пропускную способность для многозадачности.
Intel Core i9-12900K
Intel Core i7-11375H
Лучший мобильный процессор Intel
- Это по-прежнему лучший мобильный процессор Intel
- Обеспечивает плавную игру и производительность.
- Высокие характеристики, но низкое энергопотребление.
- Вскоре его сменит Intel Alder Lake.
Почему вы должны купить это: это самый мощный мобильный чип Intel, по крайней мере, до тех пор, пока мобильные чипы 12-го поколения не будут легко доступны.
Для кого это: мобильные пользователи, которым требуется немного больше энергии, чем обычному мобильному процессору.
Что мы думаем о Intel Core i7-11375H:
Хотя у нового процессора Intel для настольных ПК могут быть некоторые проблемы, мобильные процессоры Tiger Lake превосходны. Для отличного баланса производительности и мощности мы рекомендуем i7-11375H. Он поставляется с четырьмя ядрами и восемью потоками, базовой тактовой частотой 3,3 ГГц и ошеломляющей тактовой частотой 5 ГГц, при этом потребляемая мощность составляет менее 35 Вт. i7-11375H лидирует среди новых процессоров Intel Tiger Lake H35, предназначенных для портативных игровых ноутбуков с 14-дюймовыми экранами.
Этот процессор используется в таких ноутбуках, как Stealth 15M от MSI, но многие производители по-прежнему выпускают ноутбуки с процессорами последнего поколения. Несмотря на схожие характеристики, i7-11375H превосходит даже лучшие чипы Tiger Lake с его увеличенным бюджетом мощности. Это приводит к некоторым улучшениям производительности в одноядерной производительности. Однако с той же базовой архитектурой вы должны ожидать большего прироста производительности в многопоточных задачах.
Тем не менее, трудно сказать что-то определенное о мобильном процессоре. Неправильная сборка может заставить даже самые лучшие процессоры выглядеть слабыми, а приличная конфигурация может заставить маломощные процессоры сиять.i7-11375H, несомненно, является самым мощным доступным процессором Intel для мобильных ПК, но важно ознакомиться с обзорами отдельных ноутбуков. Упомянутый выше пример, MSI Stealth 15M, — отличный игровой ноутбук, который позволит этому процессору по-настоящему проявить себя.
Если вам нужна более чистая мощность, Intel также предлагает процессор Core i9-11980HK для игровых ноутбуков премиум-класса. Он поставляется с восемью ядрами и 16 потоками и турбо-скоростью 5 ГГц, поэтому он определенно быстрее, чем i7-11375H. Однако в основном это проявляется в игровых автоматах высокого класса, поэтому подходит не всем.
Трудно переоценить, как далеко продвинулись компьютеры и как они изменили почти каждый аспект нашей жизни. От элементарных устройств, таких как тостеры, до передовых устройств, таких как космические корабли, вам будет трудно не найти эти устройства, использующие какие-либо вычислительные возможности.
В основе каждого из этих устройств лежит процессор той или иной формы, отвечающий за выполнение программных инструкций, а также за координацию всех других частей, обеспечивающих работу компьютера. Для подробного объяснения того, что входит в конструкцию ЦП и как процессор работает внутри, ознакомьтесь с этой удивительной серией статей здесь, на TechSpot. Однако в этой статье основное внимание уделяется одному аспекту проектирования ЦП: многоядерной архитектуре и тому, как она влияет на производительность современных ЦП.
Если вы не используете компьютер двухдесятилетней давности, скорее всего, в вашей системе есть многоядерный ЦП, и это касается не только полноразмерных настольных и серверных систем, но и мобильных и маломощных систем. устройства также. Чтобы привести единственный популярный пример, Apple Watch Series 7 рекламируют двухъядерный процессор. Учитывая, что это небольшое устройство, которое можно носить на запястье, оно показывает, насколько важные инновации в дизайне помогают повысить производительность компьютеров.
Что касается настольных компьютеров, то последние обзоры оборудования Steam могут сказать нам, насколько многоядерные процессоры доминируют на рынке ПК. Более 70% пользователей Steam имеют процессор с 4 и более ядрами. Но прежде чем мы углубимся в суть этой статьи, уместно определить некоторую терминологию, и хотя мы ограничиваем сферу применения ЦП для настольных ПК, большинство обсуждаемых нами вещей в равной степени применимы к мобильным и серверным ЦП с разной производительностью. .
Прежде всего, давайте определим, что такое "ядро". Ядро — это полностью автономный микропроцессор, способный выполнять компьютерную программу. Ядро обычно состоит из арифметического, логического, блока управления, а также кэшей и шин данных, которые позволяют ему независимо выполнять программные инструкции.
Многоядерный термин — это просто ЦП, объединяющий более одного ядра в одном процессорном пакете и функционирующий как единое целое. Эта конфигурация позволяет отдельным ядрам совместно использовать некоторые общие ресурсы, такие как кэши, что помогает ускорить выполнение программы. В идеале вы ожидаете, что количество ядер ЦП линейно зависит от производительности, но обычно это не так, и мы обсудим это позже в этой статье.
Еще один аспект конструкции ЦП, который у многих вызывает некоторое замешательство, — это различие между физическим и логическим ядром. Физическое ядро относится к физическому аппаратному блоку, который реализуется транзисторами и схемами, составляющими ядро. С другой стороны, логическое ядро относится к независимой способности ядра выполнять потоки. Такое поведение стало возможным благодаря ряду факторов, выходящих за рамки самого ядра ЦП и зависящих от операционной системы для планирования этих потоков процесса. Еще одним важным фактором является то, что исполняемая программа должна быть разработана таким образом, чтобы обеспечить многопоточность, а это иногда может быть сложно из-за того, что инструкции, составляющие одну программу, едва ли являются независимыми.
Кроме того, логическое ядро представляет собой сопоставление виртуальных ресурсов с физическими ресурсами ядра, и, следовательно, в случае, если физический ресурс используется одним потоком, другие потоки, которым требуется тот же ресурс, должны быть остановлены, что влияет на производительность. Это означает, что одно физическое ядро может быть сконструировано таким образом, чтобы оно могло выполнять более одного потока одновременно, где количество логических ядер в данном случае представляет собой количество потоков, которые оно может выполнять одновременно.
До появления многоядерных процессоров
Краткий экскурс в эпоху до появления многоядерных процессоров позволит нам понять, как далеко мы продвинулись.Одноядерный ЦП, как следует из названия, обычно относится к ЦП с одним физическим ядром. Первым коммерчески доступным ЦП был Intel 4004, который был техническим чудом на момент его выпуска в 1971 году.
Этот 4-разрядный ЦП с частотой 750 кГц произвел революцию не только в разработке микропроцессоров, но и во всей отрасли интегральных схем. Примерно в то же время были разработаны другие известные процессоры, такие как Texas Instruments TMS-0100, чтобы конкурировать на аналогичных рынках, состоящих из калькуляторов и систем управления. С тех пор повышение производительности процессора происходило в основном за счет увеличения тактовой частоты и увеличения ширины шины данных/адреса. Это очевидно в таких разработках, как Intel 8086, который был одноядерным процессором с максимальной тактовой частотой 10 МГц и 16-битной разрядностью данных и 20-битной разрядностью адреса, выпущенным в 1979 году.
Переход с Intel 4004 на 8086 означал 10-кратное увеличение количества транзисторов, которое оставалось неизменным для последующих поколений по мере увеличения спецификаций. В дополнение к типичному увеличению частоты и объема данных другие инновации, которые помогли повысить производительность ЦП, включали выделенные блоки с плавающей запятой, множители, а также улучшения и расширения общей архитектуры набора команд (ISA).
Постоянные исследования и инвестиции привели к созданию первого процессора с конвейерной схемой в Intel i386 (80386), который позволял выполнять несколько инструкций параллельно. выполняются на одном этапе, другие инструкции могут выполняться на других этапах.
Также была представлена суперскалярная архитектура, которую можно рассматривать как предшественницу многоядерной архитектуры. Суперскалярные реализации дублируют некоторые блоки выполнения инструкций, которые позволяют ЦП выполнять несколько инструкций одновременно, при условии, что в выполняемых инструкциях не было зависимостей. Первыми коммерческими ЦП, в которых была реализована эта технология, были Intel i960CA, AMD серии 29000 и Motorola MC88100.
Одним из основных факторов, способствовавших быстрому увеличению производительности ЦП в каждом поколении, была транзисторная технология, которая позволила уменьшить размер транзистора. Это помогло значительно снизить рабочее напряжение этих транзисторов и позволило процессорам втиснуть огромное количество транзисторов, уменьшить площадь кристалла, а также увеличить кэш и другие специальные ускорители.
В 1999 году компания AMD выпустила ставший уже классическим и любимым процессором Athlon, который через несколько месяцев достиг ошеломляющей тактовой частоты 1 ГГц, а также множество технологий, о которых мы говорили до сих пор. Чип показал замечательную производительность. Более того, разработчики ЦП продолжали оптимизировать и внедрять новые функции, такие как прогнозирование ветвлений и многопоточность.
Кульминацией этих усилий стал процессор Intel Pentium 4, который считается одним из лучших одноядерных процессоров для настольных ПК своего времени (и пределом возможного с точки зрения тактовой частоты), работающим на частоте до 3,8 ГГц. поддерживает 2 потока. Оглядываясь назад на ту эпоху, большинство из нас ожидали, что тактовые частоты будут продолжать расти, и надеялись на процессоры, которые могли бы работать на частоте 10 ГГц и выше, но можно простить наше невежество, поскольку средний пользователь ПК не был так технически информирован, как сегодня.
Увеличение тактовой частоты и уменьшение размеров транзисторов привели к более быстрому проектированию, но это произошло за счет более высокого энергопотребления из-за пропорционального соотношения между частотой и мощностью. Это увеличение мощности приводит к увеличению тока утечки, что не кажется большой проблемой, когда у вас есть чип с 25 000 транзисторов, но с современными чипами, имеющими миллиарды транзисторов, это создает огромную проблему.
Значительное повышение температуры может привести к разрушению чипов, поскольку тепло не может эффективно отводиться. Это ограничение на увеличение тактовой частоты означало, что разработчикам пришлось переосмыслить конструкцию ЦП, если нужно было добиться какого-либо значимого прогресса в продолжении тенденции повышения производительности ЦП.
Вступите в эру многоядерных процессоров
Если мы сравним одноядерные процессоры с несколькими логическими ядрами с одним человеком, у которого столько рук, сколько логических ядер, то многоядерные процессоры будут подобны одному человеку с несколькими мозгами и соответствующим количеством рук. Технически наличие нескольких мозгов означает, что ваша способность мыслить может резко возрасти. Но прежде чем наши мысли уйдут слишком далеко, думая о персонаже, которого мы только что визуализировали, давайте сделаем шаг назад и посмотрим на еще одну компьютерную конструкцию, которая предшествовала многоядерной конструкции, и это многопроцессорная система.
Это системы с несколькими физическими ЦП, общим пулом основной памяти и периферийными устройствами на одной материнской плате. Как и большинство системных нововведений, эти разработки в первую очередь были ориентированы на рабочие нагрузки и приложения специального назначения, которые характеризуются тем, что мы видим в суперкомпьютерах и серверах. Эта концепция никогда не применялась к настольным компьютерам из-за того, насколько плохо масштабировалась ее производительность для большинства типичных потребительских приложений. Тот факт, что процессоры должны были обмениваться данными через внешние шины и ОЗУ, означал, что им приходилось иметь дело со значительными задержками. Оперативная память «быстрая», но по сравнению с регистрами и кешем, которые находятся в ядре ЦП, ОЗУ довольно медленная. Кроме того, тот факт, что большинство настольных программ не были предназначены для использования преимуществ этих систем, означал, что затраты на создание многопроцессорной системы для домашнего и настольного использования не окупались.
И наоборот, поскольку ядра многоядерного процессора расположены гораздо ближе друг к другу и построены в одном корпусе, они имеют более быстрые шины для связи. Кроме того, эти ядра имеют общие кэши, которые отделены от их индивидуальных кэшей, и это помогает улучшить взаимодействие между ядрами за счет значительного уменьшения задержки. Кроме того, уровень согласованности и взаимодействия ядер означал лучшее масштабирование производительности по сравнению с многопроцессорными системами, и настольные программы могли лучше использовать это преимущество. В 2001 году мы увидели первый настоящий многоядерный процессор, выпущенный IBM под своей архитектурой Power4, и, как и ожидалось, он был ориентирован на рабочие станции и серверные приложения. Однако в 2005 году Intel выпустила свой первый ориентированный на потребителя двухъядерный процессор с многоядерным дизайном, а позже в том же году AMD выпустила свою версию с архитектурой Athlon X2.
Поскольку гонка за гигагерц замедлилась, разработчикам пришлось сосредоточиться на других инновациях для повышения производительности ЦП, что в первую очередь стало результатом ряда оптимизаций конструкции и общих улучшений архитектуры. Одним из ключевых аспектов был многоядерный дизайн, в котором пытались увеличить количество ядер для каждого поколения. Определяющим моментом для многоядерных процессоров стал выпуск серии Intel Core 2, которая начиналась как двухъядерные процессоры, а в последующих поколениях стала четырехъядерной. Аналогичным образом AMD выпустила двухъядерный процессор Athlon 64 X2, а затем серию Phenom с трех- и четырехъядерным процессором.
В настоящее время обе компании выпускают серии многоядерных процессоров. Серия процессоров Intel 11-го поколения максимально поддерживает 10 ядер/20 потоков, в то время как более новая серия 12-го поколения поддерживает до 24 потоков с гибридным дизайном, включающим 8 высокопроизводительных ядер, поддерживающих многопоточность, а также 8 эффективных ядер, поддерживающих многопоточность. не надо. Между тем, у AMD есть мощный процессор Zen 3 с колоссальными 16 ядрами и 32 потоками. Ожидается, что это количество ядер будет увеличиваться, а также смешиваться с подходами big.LITTLE, как это только что произошло с семейством Core 12-го поколения.
В дополнение к количеству ядер обе компании увеличили размеры и уровни кэша, а также добавили новые расширения ISA и оптимизации архитектуры. Эта борьба за полное господство среди настольных компьютеров привела к тому, что обе компании потерпели неудачу.
До сих пор мы игнорировали пространство ЦП для мобильных устройств, но, как и все инновации, которые просачиваются из одного пространства в другое, достижения в секторе мобильных устройств, ориентированные на эффективность и производительность на ватт, привели к созданию некоторых очень эффективных конструкций ЦП. и архитектуры.
Как полностью продемонстрировал чип Apple M1, хорошо спроектированные ЦП могут иметь как эффективные профили энергопотребления, так и отличную производительность, а с введением встроенной поддержки Arm в Windows 11 такие компании, как Qualcomm и Samsung, гарантированно сделают попытка оторвать часть рынка ноутбуков.
Принятие этих эффективных стратегий проектирования в сегменте маломощных и мобильных устройств не произошло за одну ночь, а стало результатом постоянных усилий производителей процессоров, таких как Intel, Apple, Qualcomm и AMD, по адаптации своих чипов для работы в портативные устройства.
Что будет дальше с ЦП для настольных ПК
Подобно тому, как одноядерная архитектура попала в учебники истории, то же самое может стать судьбой сегодняшней многоядерной архитектуры. Тем временем и Intel, и AMD, похоже, используют разные подходы к балансу между производительностью и энергоэффективностью.
AMD, с другой стороны, похоже, настаивает на увеличении количества ядер на каждый ЦП, и, если верить слухам, компания обязательно выпустит колоссальный 32-ядерный ЦП для настольных ПК в своей архитектуре Zen 4 следующего поколения. что кажется довольно правдоподобным на данный момент, если посмотреть на то, как AMD буквально строит свои процессоры, группируя многоядерные комплексы, каждый из которых имеет несколько ядер на одном кристалле.
Однако, несмотря на слухи, AMD подтвердила введение того, что она называет кэшем 3D-V, который позволяет размещать большой кэш поверх ядра процессора, что может значительно снизить задержку и резко повысить производительность. Эта реализация представляет собой новую форму упаковки чипов и представляет собой область исследований с большим потенциалом на будущее.
Однако, с другой стороны, транзисторная технология в том виде, в каком мы ее знаем, приближается к своему пределу, поскольку мы продолжаем наблюдать за уменьшением размеров. В настоящее время 5-нм техпроцесс кажется передовым, и хотя такие компании, как TSMC и Samsung, объявили об испытаниях 3-нм техпроцесса, мы, похоже, очень быстро приближаемся к пределу в 1-нм. Что касается того, что последует за этим, нам придется подождать и посмотреть.
В настоящее время прилагаются большие усилия для поиска подходящих заменителей кремния, таких как углеродные нанотрубки, которые меньше кремния и могут помочь сохранить процесс уменьшения размера на некоторое время дольше. Другая область исследований связана с тем, как транзисторы структурированы и упакованы в кристаллы, например, со стеком V-кэша AMD и упаковкой Intel Foveros-3D, которые могут иметь большое значение для улучшения интеграции ИС и повышения производительности.
Еще одна область, которая обещает произвести революцию в области вычислительной техники, — фотонные процессоры. В отличие от традиционной технологии полупроводниковых транзисторов, основанной на электронике, фотонные процессоры используют свет или фотоны вместо электронов, и, учитывая свойства света с его значительно более низким преимуществом импеданса по сравнению с электронами, которые должны путешествовать по металлической проводке, это может значительно увеличить повысить скорость процессора. На самом деле, мы можем быть далеки от создания полных оптических компьютеров, но в ближайшие несколько лет мы вполне можем увидеть гибридные компьютеры, которые объединяют фотонные процессоры с традиционными электронными материнскими платами и периферийными устройствами, чтобы добиться желаемого повышения производительности.
Lightmatter, LightElligence и Optalysys — это лишь некоторые из компаний, которые в той или иной форме работают над оптическими вычислительными системами, и, конечно же, многие другие работают над тем, чтобы сделать эту технологию массовой.
Еще одна популярная и в то же время кардинально отличающаяся парадигма вычислений — это квантовые компьютеры, которые все еще находятся в зачаточном состоянии, но количество исследований и достижений в них огромно.
Первые процессоры с 1 кубитом были анонсированы не так давно, однако в 2019 году компания Google объявила о выпуске процессора с 54 кубитами, который, как утверждается, достиг квантового превосходства. ЦП не может справиться за реалистичное время.
Чтобы не остаться в стороне, группа китайских дизайнеров представила свой суперкомпьютер с 66 кубитами в 2021 году, и гонка продолжает накаляться: такие компании, как IBM, анонсируют свой чип для квантовых вычислений на 127 кубит, а Microsoft объявляет о собственных усилиях по разработке квантовых вычислений. компьютеры.
Несмотря на то, что вы, скорее всего, не будете использовать ни одну из этих систем на своем игровом ПК в ближайшее время, всегда есть вероятность, что по крайней мере некоторые из этих новых технологий в той или иной форме попадут в потребительское пространство. Массовое внедрение новых технологий, как правило, является одним из способов снижения затрат и создания условий для дополнительных инвестиций в более совершенные технологии.
Это была наша краткая история многоядерных ЦП, предшествующих разработок и перспективных парадигм, которые могли бы заменить многоядерные ЦП, какими мы их знаем сегодня. Если вы хотите глубже погрузиться в технологию ЦП, ознакомьтесь с нашей статьей «Анатомия ЦП» (и всей серией «Анатомия оборудования»), нашей серией статей о том, как работают ЦП, и полной историей микропроцессора.
Читайте также:
