4 и 6 ядерные процессоры. Научные и инженерные расчёты. Процессоры Intel и AMD
Увеличение количества ядер значительно увеличивает производительность чипов даже без глубоких усовершенствований на уровне внутренней микроархитектуры. Core i7-8700K ожидаемо стал самым быстрым, но и самым дорогостоящим чипом для обновленной платформы LGA1151. Пришло время посмотреть на возможности Core i5-8600K, который также получил 6 ядер, имеет разблокированный множитель, при этом оценен производителем в $250.
Для новых процессоров Core i5 используется тот же кремниевый кристалл, что и для процессоров Coffee Lake старшей линейки Core i7. Удивительно, но чипы также получили шесть вычислительных ядер. Традиционно для десктопных моделей, Core i5 не имеют поддержки технологии логической многопоточности Hyper-Threading. По сравнению с Core i7, здесь с 12 МБ до 9 МБ уменьшен объем кеш-памяти, а также используются менее агрессивные частотные формулы. Но все это упрощения в контексте Coffee Lake, если же говорить о сравнении с предшественниками, то прогресс очевиден.
Шестиядерные Core i5 – пожалуй, самая большая неожиданность в истории с выходом чипов Core 8-го поколения. Если увеличение количества вычислительных блоков для Core i7 назревало и было прогнозируемо после запуска AMD Ryzen, то в случае с Core i5 производитель мог бы, например, ограничиться разблокированием Hyper-Threading. Однако, Intel здесь не пошла легким путем. В целом, решение верное. Дополнительные физические ядра должны обеспечить гарантированный прирост производительности в многопоточных задачах.
Модельный ряд Core i5 семейства Coffee Lake
На старте ассортимент нового семейства включает две модели – Core i5-8600K и Core i5-8400. Старшая работает с частотной формулой 4,3/3,6 ГГц и, как несложно догадаться по индексу «К» в названии, имеет разблокированный множитель, позволяющий экспериментировать с разгоном. Core i5-8400 получил формулу 4,0/2,8 ГГц. Оба процессора шестиядерные и оснащены 9 МБ кеш-памяти третьего уровня. Тепловой пакет Core i5-8600K заявлена на уровне 95 Вт, а младшая должна укладываться в рамки TDP 65 Вт.
Наверняка вас уже насторожили достаточно низкие базовые значения рабочих частот. Однако, здесь нет повода для беспокойства. 6-ядерные Coffee Lake получили очень агрессивные алгоритмы работы механизма Turbo Boost 2.0, серьезно ускоряющих CPU даже при нагрузке на все вычислительные блоки. Так в многопоточных задачах, когда нагружены все 6 ядер, частота Core i5-8600K не опускается ниже 4100 МГц, тогда как блоки Core i5-8400 ускоряются минимум до 3800 МГц.
| Core i5-8600K | Core i5-8400 | Core i5-7600K | Core i5-7600 | Core i5-7500 | Core i5-7400 | |
| Семейство | Coffee Lake | Coffee Lake | Kaby Lake | Kaby Lake | Kaby Lake | Kaby Lake |
| Технология производства | 14 нм | 14 нм | 14 нм | 14 нм | 14 нм | 14 нм |
| Количество ядер/потоков | 6/6 | 6/6 | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 4/4 |
| Частотная формула | 3,6/4,3 ГГц | 2,8/4,0 ГГц | 3,8/4,2 ГГц | 3,5/4,1 ГГц | 3,4/3,8 ГГц | 3,0/3,5 ГГц |
| Объем кеш-памяти L3 | 9 МБ | 9 МБ | 6 МБ | 6 МБ | 6 МБ | 6 МБ |
| Тепловой пакет (TDP) | 95 Вт | 65 Вт | 91 Вт | 65 Вт | 65 Вт | 65 Вт |
| Рекомендуемая цена | $257 | $182 | $242 | $213 | $192 | $182 |
Процессоры поставляются в красочных коробках с переработанным дизайном. В плане комплектации никаких изменений. Розничная версия Core i5-8600K по-прежнему предлагается без штатной системы охлаждения. Производитель полагает, что если вы уж выбираете энтузиастскую версию с разблокированным множителем, то наверняка готовы потратиться и на соответствующую СО. Core i5-8400 будет поставляться с охладителем, которого наверняка будет достаточно для охлаждения CPU, работающего в штатном режиме.
Обе представленные модели Core i5 по-своему интересны. Core i5-8600K открывает возможности для разгона. Разблокированный множитель позволяет очень просто увеличивать частоту процессора при наличии материнской платы на Intel Z370 и кулера с хорошей эффективностью отвода тепла. Рекомендованная стоимость Core i5-8600K составляет $257, тогда как Core i5-7600K оценивается производителем в $242. Дополнительные $15 кажутся более чем оправданными, учитывая увеличенное количество ядер и кеш-памяти.
В свою очередь Core i5-8400 является наиболее доступным 6-ядерным процессором Intel. Заявленная цена в $182 вовсе идентична таковой для предшествующей модели – Core i5-7400. Этот чип и вовсе выглядит предложением, от которого невозможно отказаться. Core i5-8400 также имеет 6 ядер и 9 МБ кеша L3. Если говорить о рабочей формуле, то частота ядер этого процессора во всех режимах всего на 300 МГц ниже таковой для Core i5-8600K.
Несмотря на, казалось бы, скромный начальный ассортимент Core i5 семейства Coffee Lake, предложенные модели закрывают основные потребности. Есть чип для экспериментов и есть самый доступный 6-ядерный процессор.
Intel Core i5-8600K
К нам на тестирование попал инженерный семпл Core i5-8600K. Как мы уже отмечали, это 6-ядерный процессор, использующий тот же кремниевый кристалл, что и у новых Core i7.
Несмотря на штатную формулу 3,6/4,3 ГГц, фактическая рабочая частота, благодаря активной работе Turbo Boost 2.0, не опускается ниже 4100 МГц. При этом чип работает на 4200 МГц при нагрузке на 2-3-4 ядра и ускоряется до 4300 МГц при однопоточной задаче. То есть с частотами здесь изначально все очень даже хорошо.
Слева — Core i5-7600K (Kaby Lake), справа — Core i5-8600K (Coffee Lake) Учитывая использование того же процессорного разъема LGA1151, визуальных отличий от предшественника здесь минимум. Можно выделить разве что чуть большее скопление элементов поверхностного монтажа рядом с контактными площадками.
Напомним, что для работы любого процессора Coffee Lake понадобится материнская плата на базе чипсетов серии Intel 300. Из-за усиления подсистемы питания, совместимость с платами предыдущего поколения не сохранена, увы. Для обновленной платформы пока доступны только модели на базе Intel Z370 . В случае с чипами, имеющими разблокированный множитель, это очевидный выбор, но вот владельцам рядовых моделей без индекса «К» тоже придется покупать платы на топовом чипсете. По крайней мере до первого квартала 2018 года, когда должны появиться более доступные PCH серии Intel 300.
Разгон
Для изготовления процессоров Coffee Lake используется улучшенный 14-нанометровый техпроцесс. Intel уже имеет большой опыт производства кристаллов по этим нормам, потому неудивительно, что производителю удалось усовершенствовать технологию, даже без номинального перехода на очередную ступень – 10 нм.
Улучшения позволили Intel относительно безболезненно увеличить количество вычислительных ядер с 4 до 6, а также повысив объем кеш-памяти L3 , при этом практически сохранив энергопотребление на прежнем уровне. Тепловой пакет 6-ядерных чипов Coffee Lake с разблокированным множителем укладывается в рамки 95 Вт, тогда как для 4-ядерных Kaby Lake TDP составлял до 91 Вт.
Ожидать ощутимого частотного прогресса от Coffee Lake не стоит. Все же у процессоров увеличилось количество вычислительных блоков, что отчасти компенсирует улучшение технологии производства на уровне кремния.
Во время экспериментов с Core i5-8600K в экспресс-режиме удалось получить 4800 МГц при напряжении питания 1,32 В. То есть уровень разгона близок к тому, что удавалось получить для процессоров Kaby Lake. Можем также предположить, что для чипы Core i5 будут иметь меньший частотный потенциал, чем Core i7. Допускаем, что кристаллы проходят дополнительный отбор и наиболее «зрелые» пластинки впоследствии используются для процессоров старшей линейки.
Конфигурация тестового стенда
| Процессор | Intel Core i7-7700K (4,2/4,5 ГГц), Core i5-7600K (3,8/4,2 ГГц) | Intel, www.intel.ua |
| AMD Ryzen 7 1700X (3,4/3,8 ГГц) | AMD, www.amd.com | |
| Кулер | Thermalright Archon Rev.A | Thermalright, www.thermalright.com |
| Видеокарта | GIGABYTE GeForce GTX 1080 Xtreme Gaming 8G (1759/10200 МГц) | GIGABYTE, www.gigabyte.ua |
| Материнская плата | ASUS Z370 PRIME Z370-A (Intel Z370) | ASUS, www.asus.ua |
| MSI B350 Gaming Pro Carbon (AMD B350) | MSI, ua.msi.com | |
| ASUS PRIME Z270-A (Intel Z270) | ASUS, www.asus.ua | |
| Память | HyperX FURY HX426C15FBK2/16, DDR4-2666, 15-17-17, 16 ГБ (2×8 ГБ) | HyperX, www.hyperxgaming.com |
| Накопитель | HyperX Savage 960 ГБ (SHSS37A/960G) | HyperX, www.hyperxgaming.com |
| Блок питания | Thermaltake Toughpower Grand TPG-1200M (1200 Вт) | Thermaltake, www.thermaltakeusa.com |
| Монитор | Acer Predator XB271HK (27″, 3840×2160) | Acer, www.acer.ua |
Производительность
Для оценки производительности Core i5-8600K мы использовали чип Core i5-7600K. Очень интересно, насколько же новый процессор окажется производительнее предшественника. Как нельзя кстати здесь окажутся и результаты предыдущего теста Core i7-8700K. В этом случае мы можем оценить пользу от использования Hyper-Threading, но, пожалуй, еще более любопытным будет очная ставка Core i5-8600K с Core i7-7700K, позволяющая понять каким будет соотношение сил «чистого» 6-ядерного процессора и топового 4-ядерного чипа предыдущего поколения, который имеет поддержку Hyper-Threading и позволяет обрабатывать одновременно до 8 потоков данных. Полезными будут и результаты AMD Ryzen 7 1700X.
Обязательный этап теста процессоров – Cinebench R15 – в очередной раз демонстрирует преимущества многоядерных процессоров даже в условиях, когда производительность отдельно взятого блока не может похвастать высокой эффективностью. На двух диаграммах Ryzen 7 1700X занимает диаметрально противоположные позиции – лидер в многопоточном режиме и отстающий при однопоточной обработке. Core i5-8600K оказался расторопнее Core i5-7600K на целых 53%. Как же так? Количество ядер ведь увеличилось в полтора раза, то есть даже по самым смелым предположениям производительность должна была бы увеличиться максимум в полтора раза. Дело в том, что в штатном режиме частота Core i5-8600K при нагрузке на все ядра составляет 4100 МГц, а вот у Core i5-7600K в подобном случае работает на 4000 МГц.
Показательно, что шесть полноценных ядер позволили Core i5-8600K на 5% обойти Core i7-7700K. Технология Hyper-Threading в подобных задачах конечно заметно увеличивает производительность, но вариант 4 ядра и и 8 потоков здесь оказался менее предпочтителен, чем 6 ядер.
На результаты в WinRAR влияют многие факторы, включая количество потоков, объемы кешей, работа подсистемы памяти. Core i5-8600K смог заметно улучшить показатели Core i5-7600K, но тем не менее почти на четверть уступил Core i7-7700K. В то же время в 7-Zip процессоры оказались практически равны при опять таки 53%-ном преимуществе над Core i5-7600K. В то же время Core i7-8700K на 40% опережает Core i5-8600K. Сказываются поддержка HT, увеличенный кеш L3 и большая рабочая частота при загрузке всех ядер (4300 МГц vs. 4100 МГц).
В приложениях Blender и Fryrender ситуациях очень схожа. Для завершения рендеринга сцены процессору Core i5-8600K понадобилось чуть больше времени (5–7%), чем Core i7-7700K. В то же время новинка имеет более, чем полуторакратный прирост производительности в сравнении с Core i5-7600K.
Во время перекодирования 4К-видео в Full HD с кодеком H.265 чипы Core i5-8600K и Core i7-7700K показывают практически идентичные результаты с минимальным перевесом дерзкого 6-ядерного Coffee Lake.
А вот во время финального рендеринга видеоролика в Adobe Premier Pro CC новичок уже имел вполне уловимое 10%-ное преимущество над топовым четырехъядерником предыдущего поколения. При этом Core i5-8600K здесь даже почти удалось настичь Ryzen 7 1700X. Использование Core i7-8700K в любом случае обеспечивает дополнительный прирост производительности, однако его величина заметно разнится в зависимости от задачи. Во время обработки видео мы видим преимущество на уровне 18–35%.
Синтетические тесты Performance Test 9 и GeekBench 4.1.3 в целом демонстрируют схожую картину. Core i5-8600K имеет 40%-ное преимущество над Core i5-7600K и 6–13% над Core i7-7700K. Дополнительная поддержка HT и больший L3 оставляют Core i7-8700K вне досягаемости для чипов средней линейки. По крайней мере, когда речь идет о штатных режимах работы CPU.
В представленном окружении Core i5-7600K выглядит как бедный родственник на чужом празднике жизни. Таковы реалии. Процессоры со схожими характеристиками в рамках чипов Intel Core 8-го поколения понижены в классе и будут именоваться не иначе, как Core i3.
Игры
Игровые дисциплины также важны, когда речь идет о мощной домашней системе. Принято считать, что в этом случае основную роль играет видеокарта. Это справедливо, но лишь отчасти. Разработчики игр все активнее начинают перестраиваться под многопоточные алгоритмы, попутно повышая сложность задач, решаемых с помощью CPU. Уже сейчас есть примеры, когда 4-ядерный процессор – не панацея и не гарантия комфортной игры. Случаи все еще единичные, но это уже не исключения, а планомерное смещение акцентов.
Игровой пул любопытно начать с синтетики. Два теста из набора 3DMark не выявляют победителя наиболее интересной пары – Core i5-8600K vs. Core i7-7700K. Последний набирает больше баллов в процессорных расчетах из этапа Fire Strike, тогда как в Time Spy уже 6-ядерный Core i5 имеет преимущество. В обоих случаях разница укладывается в 5–10%. Если же вспоминать о Core i5-7600K, то он остается далеко позади. Но, это все же потенциальные возможности чипов. Игровая реальность она другая.
Даже при использовании средних настроек качества графики во многих проектах ограничителем остается видеокарта. Впрочем, даже в этих случаях процессоры одной архитектуры с большим количеством ядер позволяют получить чуть более высокие минимальные значения кадров/c.
Однако 100%-ная загрузка GPU еще не значит, что производительность процессора не играет роли. Например, Far Cry Primal имеет откровенно слабую оптимизацию под многопоточность. При этом Core i5 предыдущего поколения здесь выглядит скромнее старших моделей, не говоря уже о Ryzen 7 1700X. Схожая ситуация и в Dirt Rally, с тем лишь отличием, что автосим очень тепло принял Coffee Lake.
Уже возрастная по игровым меркам Thief неплохо оптимизирована под многопоточное исполнение. Core i5-8600K здесь удалось превзойти Core i7-7700K, а Core i5-7600K имеет более слабые позиции.
The Witcher: Wild Hunt имеет очень неравномерный характер нагрузки на CPU. На открытых пустынных локациях загрузка 4-ядерного процессора может не превышать 40%, а во время испытаний в черте города все вычислительные блоки могут загружаться на 100%. На комфортности игры это не сказывается, но это повод задуматься о большем запасе производительности.
Вторая часть стратегической «вахи» стала удачной серии тотальной войны. Total War: Warhammer II будет всячески истязать вашу видеокарту и накопитель, а вот по части требований к процессору игра оказалась очень лояльной. Даже в режиме с низким качеством графики во время прохождения встроенного теста battle benchmark 4-ядерный Core i5-7600K нагружается всего на 50–60%, а 16-поточный Ryzen 7 1700X – и вовсе на 25%. И это при максимальной загрузке GPU. В итоге имеем равные показатели кадров/c у всех чипов Intel и минимальное отставание процессора AMD.
Любителям максимального качества графики для Total War: Warhammer II понадобится топовая видеокарта, особенно для режимов выше Full HD. Также настоятельно рекомендуем устанавливать игру на SSD. В принципе, как и все остальные, но здесь пожелания особые.
В перечень тестовых этапов мы также включили игру Watch Dogs 2, которая славится многопоточной оптимизацией. И нужно сказать, что в этом отношении она не разочаровала. Чтобы усилить влияние процессора на производительность, мы использовали общий пресет со средним качеством графики, но с корректировкой на максимальные детализацию геометрии объектов и качество моделей.
К сожалению, в игре нет встроенного бенчмарка, позволяющего с идеальной точностью повторить последовательность сцен на тестовом отрезке. Чтобы получить представление о возможностях систем в этой игре, нам приходилось в течение 5-минутных сессий безостановочно колесить на байке по Сан-Франциско, попутно занимаясь сравнительно честными способами отъема денег у населения, подрывая канализационные устои и дебоширя на светофорах. На системах с каждым из процессоров проводились три сессии, результаты усреднялись. Такой метод хотя и не идеален, но все же дает общее представление о производительности систем и значения, которые можно сравнить.
Watch Dogs 2 очень хорошо оптимизирован под многопоточность. В этом контексте непривычно было видеть 80–90%-ную нагрузку на все 16 потоков доступных Ryzen 7 1700X. В используемом режиме процессор AMD хотя и имеет не очень заметное преимущество над Core i5-7600K по среднему fps, но по субъективным ощущениям отзывчивость платформы была заметно лучше. Отчасти это подтверждают и более высокие минимальные показатели кадров/c. Core i5-8600K здесь оказался интереснее Core i7-7700K, а новый топ – Core i7-8700K – обеспечивал максимальный игровой комфорт.
Процессорный подтест из Ashes of the Singularity: Escalation показывает заметное преимущество Core i5-8600K над предшественником, однако этих усилий не хватило, чтобы настичь Core i7-7700K.Топовый 4-ядерник с HT на 5% впереди.
Так называемый тест искусственного интеллекта выделен в отдельный пункт в Civilization VI. От скорости вычислений зависит время, необходимое системе на один шаг. Казалось бы, вот она, идеальная задача для параллельной обработки. Но, разработчики, увы, все еще не пришли к такому решению. Загрузка даже 4-ядерного процессора здесь колеблется в пределах 50–80%, а заметного прироста 6-ядерные процессоры не приносят, хотя и имеют минимальное преимущество над моделями 7-го поколения. Ryzen 7 1700X при всех своих скрытых резервах на 20–25% задумчивее чипов Intel. Если бы человеческая цивилизация развивалась такими же темпами, как поддержка многопоточности в серии Civilization, то мы бы до сих пор привязывали камни к палкам.
Плюсы: Отличная производительность в многопоточных приложениях; 6 ядер; агрессивная работа Turbo Boost; 9 МБ кеш-памяти L3; возможность разгона
Минусы: Доступность в продаже; необходима новая материнская плата на Intel Z370
Вывод: Новые Intel Core i5 в целом и Core i5-8600K в частности становятся очень удачным решением для систем среднего класса. Увеличение количества ядер ожидаемо улучшает возможности чипов в многопоточных задачах, причем к последним все чаще можно относить и ресурсоемкие игры. Новой 6-ядерной модели зачастую удается приблизиться или даже обойти топовый чип предыдущего поколения – Core i7-7700K. Шесть ядер, увеличенный объем L3, агрессивный алгоритм Turbo Boost и дополнительный частотный потенциал для разгона делают Core i5-8600K привлекательным вариантом для тех, кто планирует собрать мощную настольную систему. И даже необходимость покупки платы на чипсете Intel Z370 здесь выглядит логичной. Вопрос лишь в том, как быстро производителю удастся справится с дефицитом старших моделей Coffee Lake который на старте имеет место не только в Украине, но даже американском рынке.
Процессор
Новые процессоры Core 8-го поколения (Coffee Lake). Среди прочего, компания заявила, что новый 6/12-ядерный Core i7-8700K - лучший игровой процессор от Intel (измерено по fps на выборке AAA-игр). Кроме того, компания впервые доукомплектовала семейство Core i5 шестиядерными чипами.
Core i7-8700K - явный флагман среди всех представленных новинок. В игре Gears of War он показывает fps на 25% больше по сравнению с процессором 7-го поколения Core i7-7700K (4 ядра, 8 потоков). Понятно, что наибольший выигрыш в производительности должны получить многопоточные приложения (если уж тут стало 12 потоков). Так и есть: если одновременно играть в Player Unknown: Battlegrounds , при этом вести запись и видеотрансляцию в интернет, то выигрыш в производительности составляет 45%, сообщили представители Intel.
Конечно, выигрыш в производительности получат не только игроки, но и пользователи других многопоточных приложений. Например, существенная разница должна наблюдаться в программах вроде Adobe Premiere Pro для видеомонтажа, хотя Intel не даёт бенчмарков, это просто предположение.
Все новые процессоры изготовлены по техпроцессу, который Intel называет 14-нм++, то есть это третье поколение 14-нанометрового техпроцесса (два плюсика соответствуют двум улучшениям от оригинального варианта).
Основные характеристики процессоров 8-го поколения
| CPU | Кол-во ядер | Частота (базовая) | Частота (boost) | Кэш L3 | TDP |
|---|---|---|---|---|---|
| i7-8700K ($359) | 6/12 | 3,8 ГГц | 4,7 ГГц | 12 МБ | 95 Вт |
| i7-8700 ($303) | 6/12 | 3,2 ГГц | 4,6 ГГц | 12 МБ | 65 Вт |
| i5-8600K ($257) | 6/6 | 3,6 ГГц | 4,3 ГГц | 9 МБ | 95 Вт |
| i5-8400 ($182) | 6/6 | 2,8 ГГц | 4,0 ГГц | 9 МБ | 65 Вт |
| i3-8350K ($168) | 4/4 | 4,0 ГГц | нет | 6 МБ | 91 Вт |
| i3-8100 ($117) | 4/4 | 3,6 ГГц | нет | 6 МБ | 65 Вт |
Процессоры Core i5 и i7 работают с памятью DDR4-2666, а Core i3 - с памятью DDR4-2400.
Увеличив количество ядер по всей линейке процессоров, Intel как будто играет на поле AMD, то есть пытается выстроить стратегию защиты против конкурента. Увеличенное количество ядер на процессорах по той же цене является одной из ключевых стратегий, на которой основано предложение AMD Ryzen. С другой стороны, сама Intel очень редко увеличивает количество ядер в своих CPU. Сделав это сейчас, она не просто предлагает пользователям более лучший продукт, но и наносит удар по конкуренту.
Intel увеличивает количество ядер в своих не-HEDT процессорах впервые с 2006 года, когда вышел Core 2 Extreme QX6700. До настоящего момента, если вы хотели больше четырёх ядер, нужно было переходить на процессоры HEDT (high-end desktop). Теперь более чем 4-ядерные процессоры наконец-то стали стандартными. На такие жертвы приходится идти Intel, чтобы противостоять Ryzen!
В новых процессорах пришлось слегка уменьшить тактовую частоту. У Core i7-8700K базовая тактовая частота на 500 МГц меньше, чем у Kaby Lake i7-7700K. Впрочем, в турбо-режиме частота уже на 200 МГц больше, что довольно странно. По мнению некоторых экспертов, уменьшение базовой тактовой частоты связано с ограничениями на максимальное энергопотребление. На это намекает то, что TDP в i7-8700K по сравнению i7-7700K выросло незначительно: с 91 до 95 Вт.
Пометка “К” в названии чипа означает также, что эти чипы разлочены для оверклокинга. По количеству ядер и объёму кэша L3 они не отличаются от своих собратьев без “К”, но изначально работают на более высокой частоте и выделяют больше тепла, то есть потребляют больше энергии.
Все процессоры работают в сокете LGA 1151 с новым чипсетом Intel Z370, более продвинутом, чем чипсет Z270 для процессоров Kaby Lake. Здесь чуть увеличилась тактовая частота памяти, количество линий PCI 3.0 выросло до 40, есть встроенная поддержка Thunderbolt 3.0. Переход на новые материнские платы в любом случае был необходим, потому что шестиядерные процессоры требуют новых способов подвода энергии с материнской платы, сказал Ананд Шриватса (Anand Srivatsa), генеральный менеджер десктопных платформ в Intel.
Все процессоры также поддерживают технологию ускорения памяти Intel Optane. Сейчас устройство Intel Optane работает как своеобразный аналог SSD для тех данных, которые попали в кэш, даже если на компьютере установлен HDD.
Приём заказов на новые микросхемы начинается 5 октября. Поставки начнутся 20 октября 2017 года.
Первые компьютерные процессоры с несколькими ядрами появились на потребительском рынке ещё в середине двухтысячных, но множество пользователей до сих пор не совсем понимает — что это такое, многоядерные процессоры, и как разобраться в их характеристиках.
Видео-формат статьи «Вся правда о многоядерных процессорах»
Простое объяснение вопроса «что такое процессор»
Микропроцессор — одно из главных устройств в компьютере. Это сухое официальное название чаще сокращают до просто «процессор») . Процессор — микросхема, по площади сравнимая со спичечным коробком . Если угодно, процессор — это как мотор в автомобиле. Важнейшая часть, но совсем не единственная. Есть у машины ещё и колёса, и кузов, и проигрыватель с фарами. Но именно процессор (как и мотор автомобиля) определяет мощность «машины».
Многие называют процессором системный блок — «ящик», внутри которого находятся все компоненты ПК, но это в корне неверно. Системный блок — это корпус компьютера вместе со всеми составляющими частями — жёстким диском, оперативной памятью и многими другими деталями.
Функция процессора — вычисления . Не столь важно, какие именно. Дело в том, что вся работа компьютера завязана исключительно на арифметических вычислениях. Сложение, умножение, вычитание и прочая алгебра — этим всем занимается микросхема под названием «процессор». А результаты таких вычислений выводятся на экран в виде игры, вордовского файла или просто рабочего стола.
Главная часть компьютера, которая занимается вычислениями — вот, что такое процессор .
Что такое процессорное ядро и многоядерность
Испокон процессорных «веков» эти микросхемы были одноядерными. Ядро — это, фактически, сам процессор. Его основная и главная часть. Есть у процессоров и другие части — скажем, «ножки»-контакты, микроскопическая «электропроводка» — но именно тот блок, который отвечает за вычисления, называется ядром процессора . Когда процессоры стали совсем небольшими, то инженеры решили совместить внутри одного процессорного «корпуса» сразу несколько ядер.
Если представить процессор в виде квартиры, то ядро — это крупная комната в такой квартире. Однокомнатная квартира — это одно процессорное ядро (крупная комната-зал), кухня, санузел, коридор… Двухкомнатная квартира — это уже как два процессорных ядра вместе с прочими комнатами. Бывают и трёх-, и четырёх, и даже 12-комнатные квартиры. Также и в случае с процессорами: внутри одного кристалла-«квартиры» может быть несколько ядер-«комнат».
Многоядерность — это разделение одного процессора на несколько одинаковых функциональных блоков. Количество блоков — это число ядер внутри одного процессора.
Разновидности многоядерных процессоров
Бытует заблуждение: «чем больше ядер у процессора — тем лучше». Именно так стараются представить дело маркетологи, которым платят за создание такого рода заблуждений. Их задача — продавать дешёвые процессоры, притом — подороже и в огромных количествах. Но на самом деле количество ядер — далеко не главная характеристика процессоров.
Вернёмся к аналогии процессоров и квартир. Двухкомнатная квартира дороже, удобнее и престижнее однокомнатной. Но только если эти квартиры находятся в одном районе, оборудованы одинаково, да и ремонт у них схожий. Существуют слабенькие четырёхядерные (а то и 6-ядерные) процессоры, которые значительно слабее двухядерных. Но поверить в это сложно: ещё бы, магия крупных чисел 4 или 6 против «какой-то» двойки. Однако именно так и бывает весьма и весьма часто. Вроде как та же четырёхкомнатная квартира, но в убитом состоянии, без ремонта, в совершенно отдалённом районе — да ещё и по цене шикарной «двушки» в самом центре.
Сколько бывает ядер внутри процессора?
Для персональных компьютеров и ноутбуков одноядерные процессоры толком не выпускаются уже несколько лет, а встретить их в продаже — большая редкость. Число ядер начинается с двух. Четыре ядра — как правило, это более дорогие процессоры, но отдача от них присутствует. Существуют также 6-ядерные процессоры, невероятно дорогие и гораздо менее полезные в практическом плане. Мало какие задачи способны получить прирост производительности на этих монструозных кристаллах.
Был эксперимент компании AMD создавать и 3-ядерные процессоры, но это уже в прошлом. Получилось весьма неплохо, однако их время прошло.
Кстати, компания AMD также производит многоядерные процессоры, но, как правило, они ощутимо слабее конкурентов от Intel. Правда, и цена у них значительно ниже. Просто следует знать, что 4 ядра от AMD почти всегда окажутся заметно слабее, чем те же 4 ядра производства Intel.
Теперь вы знаете, что у процессоров бывает 1, 2, 3, 4, 6 и 12 ядер. Одноядерные и 12-ядерные процессоры — большая редкость. Трёхядерные процессоры — дело прошлого. Шестиядерные процессоры либо очень дороги (Intel), либо не такие уж сильные (AMD), чтобы переплачивать за число. 2 и 4 ядра — самые распространённые и практичные устройства, от самых слабых до весьма мощных.
Частота многоядерных процессоров
Одна из характеристик компьютерных процессоров — их частота. Те самые мегагерцы (а чаще — гигагерцы). Частота — важная характеристика, но далеко не единственная . Да, пожалуй, ещё и не самая главная. К примеру, двухядерный процессор с частотой 2 гигагерца — более мощное предложение, чем его одноядерный собрат с частотой 3 гигагерца.
Совсем неверно считать, что частота процессора равна частоте его ядер, умноженной на количество ядер. Если проще, то у 2-ядерного процессора с частотой ядра 2 ГГц общая частота ни в коем случае не равна 4 гигагерцам! Даже понятия «общая частота» не существует. В данном случае, частота процессора равна именно 2 ГГц. Никаких умножений, сложений или других операций.
И вновь «превратим» процессоры в квартиры. Если высота потолков в каждой комнате — 3 метра, то общая высота квартиры останется такой же — всё те же три метра, и ни сантиметром выше. Сколько бы комнат не было в такой квартире, высота этих комнат не изменяется. Так же и тактовая частота процессорных ядер . Она не складывается и не умножается.
Виртуальная многоядерность, или Hyper-Threading
Существуют ещё и виртуальные процессорные ядра . Технология Hyper-Threading в процессорах производства Intel заставляет компьютер «думать», что внутри двухядерного процессора на самом деле 4 ядра. Очень похоже на то, как один-единственный жёсткий диск делится на несколько логических — локальные диски C, D, E и так далее.
Hyper- Threading — весьма полезная в ряде задач технология . Иногда бывает так, что ядро процессора задействовано лишь наполовину, а остальные транзисторы в его составе маются без дела. Инженеры придумали способ заставить работать и этих «бездельников», разделив каждое физическое процессорное ядро на две «виртуальные» части. Как если бы достаточно крупную комнату разделили перегородкой на две.
Имеет ли практический смысл такая уловка с виртуальными ядрами ? Чаще всего — да, хотя всё зависит от конкретных задач. Вроде, и комнат стало больше (а главное — они используются рациональнее), но площадь помещения не изменилась. В офисах такие перегородки невероятно полезны, в некоторых жилых квартирах — тоже. В других случаях в перегораживании помещения (разделении ядра процессора на два виртуальных) смысла нет вообще.
Отметим, что наиболее дорогие и производительные процессоры класса Core i7 в обязательном порядке оснащены Hyper- Threading . В них 4 физических ядра и 8 виртуальных. Получается, что одновременно на одном процессоре работают 8 вычислительных потоков. Менее дорогие, но также мощные процессоры Intel класса Core i5 состоят из четырёх ядер, но Hyper Threading там не работает. Получается, что Core i5 работают с 4 потоками вычислений.
Процессоры Core i3 — типичные «середнячки», как по цене, так и по производительности. У них два ядра и никакого намёка на Hyper-Threading. Итого получается, что у Core i3 всего два вычислительных потока. Это же относится и к откровенно бюджетным кристаллам Pentium и Celeron . Два ядра, «гипе-трединг» отсутствует = два потока.
Нужно ли компьютеру много ядер? Сколько ядер нужно в процессоре?
Все современные процессоры достаточно производительны для обычных задач . Просмотр интернета, переписка в соцсетях и по электронной почте, офисные задачи Word-PowerPoint-Excel: для этой работы подойдут и слабенькие Atom, бюджетные Celeron и Pentium, не говоря уже о более мощных Core i3. Двух ядер для обычной работы более чем достаточно. Процессор с большим количеством ядер не принесёт значительного прироста в скорости.
Для игр следует обратить внимание на процессоры Core i3 или i5 . Скорее, производительность в играх будет зависеть не от процессора, а от видеокарты. Редко в какой игре потребуется вся мощь Core i7. Поэтому считается, что игры требуют не более четырёх процессорных ядер, а чаще подойдут и два ядра.
Для серьёзной работы вроде специальных инженерных программ, кодирования видео и прочих ресурсоёмких задач требуется действительно производительная техника . Часто здесь задействуются не только физические, но и виртуальные процессорные ядра. Чем больше вычислительных потоков, тем лучше. И не важно, сколько стоит такой процессор: профессионалам цена не столь важна.
Есть ли польза от многоядерных процессоров?
Безусловно, да. Одновременно компьютер занимается несколькими задачами — хотя бы работа Windows (кстати, это сотни разных задач) и, в тот же момент, проигрывание фильма. Проигрывание музыки и просмотр интернета. Работа текстового редактора и включённая музыка. Два процессорных ядра — а это, по сути, два процессора, справятся с разными задачами быстрее одного. Два ядра сделают это несколько быстрее. Четыре — ещё быстрее, чем два.
В первые годы существования технологии многоядерности далеко не все программы умели работать даже с двумя ядрами процессора. К 2014 году подавляющее большинство приложений отлично понимают и умеют пользоваться преимуществами нескольких ядер. Скорость обработки задач на двухядерном процессоре редко увеличивается в два раза, но прирост производительности есть почти всегда.
Поэтому укоренившийся миф о том, что, якобы, программы не могут использовать несколько ядер — устаревшая информация. Когда-то действительно было так, сегодня ситуация улучшилась кардинально. Преимущества от нескольких ядер неоспоримы, это факт.
Когда меньше ядер у процессора — лучше
Не следует покупать процессор по неверной формуле «чем больше ядер — тем лучше». Это не так. Во-первых, 4, 6 и 8-ядерные процессоры ощутимо дороже своих двухядерных собратьев. Значительная прибавка в цене далеко не всегда оправдана с точки зрения в производительности. К примеру, если 8-ядерник окажется лишь на 10% быстрее CPU с меньшим количеством ядер, но будет в 2 раза дороже, то такую покупку сложно оправдать.
Во-вторых, чем больше ядер у процессора, тем он «прожорливее» с точки зрения энергопотребления. Нет никакого смысла покупать гораздо более дорогой ноутбук с 4-ядерным (8-поточным) Core i7, если на этом ноутбуке будут обрабатываться лишь текстовые файлы, просматриваться интернет и так далее. Никакой разницы с двухядерником (4 потока) Core i5 не будет, да и классический Core i3 лишь с двумя вычислительными потоками не уступит более именитому «коллеге». А от батарейки такой мощный ноутбук проработает гораздо меньше, чем экономичный и нетребовательный Core i3.
Многоядерные процессоры в мобильных телефонах и планшетах
Мода на несколько вычислительных ядер внутри одного процессора касается и мобильных аппаратов. Смартфоны вместе с планшетами с большим количеством ядер почти никогда не используют все возможности своих микропроцессоров. Двухядерные мобильные компьютеры иногда действительно работают чуть быстрее, но 4, а тем более 8 ядер — откровеннейший перебор. Аккумулятор расходуется совершенно безбожно, а мощные вычислительные устройства попросту простаивают без дела. Вывод — многоядерные процессоры в телефонах, смартфонах и планшетах — лишь дань маркетингу, а не насущная необходимость. Компьютеры — более требовательные устройства, чем телефоны. Два процессорных ядра им действительно нужны. Четыре — не помешают. 6 и 8 — излишество в обычных задачах и даже в играх.
Как выбрать многоядерный процессор и не ошибиться?
Практическая часть сегодняшней статьи актуальна на 2014 год. Вряд ли в ближайшие годы что-то серьёзно поменяется. Речь пойдёт только о процессорах производства Intel. Да, AMD предлагает неплохие решения, но они менее популярны, да и разобраться в них сложнее.
Заметим, что таблица основана на процессорах образца 2012-2014 годов. Более старые образцы имеют другие характеристики. Также мы не стали упоминать редкие варианты CPU, например — одноядерный Celeron (бывают и такие даже сегодня, но это нетипичный вариант, который почти не представлен на рынке). Не следует выбирать процессоры исключительно по количеству ядер внутри них — есть и другие, более важные характеристики. Таблица лишь облегчит выбор многоядерного процессора, но конкретную модель (а их десятки в каждом классе) следует покупать только после тщательного ознакомления с их параметрами: частотой, тепловыделением, поколением, размером кэша и другими характеристиками.
| Процессор | Количество ядер | Вычислительные потоки | Типичная область применения |
| Atom | 1-2 | 1-4 | Маломощные компьютеры и нетбуки. Задача процессоров Atom — минимальное энергопотребление. Производительность у них минимальна. |
| Celeron | 2 | 2 | Самые дешёвые процессоры для настольных ПК и ноутбуков. Производительности достаточно для офисных задач, но это совсем не игровые CPU. |
| Pentium | 2 | 2 | Столь же недорогие и малопроизводительные процессоры Intel, как и Celeron. Отличный выбор для офисных компьютеров. Pentium оснащаются чуть более ёмким кэшем, и, иногда, слегка повышенными характеристиками по сравнению с Celeron |
| Core i3 | 2 | 4 | Два достаточно мощных ядра, каждое из которых разделено на два виртуальных «процессора» (Hyper-Threading). Это уже довольно мощные CPU при не слишком высоких ценах. Хороший выбор для домашнего или мощного офисного компьютера без особой требовательности к производительности. |
| Core i5 | 4 | 4 | Полноценные 4-ядерники Core i5 — довольно дорогие процессоры. Их производительности не хватает лишь в самых требовательных задачах. |
| Core i7 | 4-6 | 8-12 | Самые мощные, но особенно дорогие процессоры Intel. Как правило, редко оказываются быстрее Core i5, и лишь в некоторых программах. Альтернатив им просто нет. |
Краткий итог статьи «Вся правда о многоядерных процессорах». Вместо конспекта
- Ядро процессора — его составная часть. Фактически, самостоятельный процессор внутри корпуса. Двухядерный процессор — два процессора внутри одного.
- Многоядерность сравнима с количеством комнат внутри квартиры. Двухкомнатные лучше однокомнатных, но лишь при прочих равных характеристиках (расположение квартиры, состояние, площадь, высота потолков).
- Утверждение о том, что чем больше ядер у процессора, тем он лучше — маркетинговая уловка, совершенно неверное правило. Квартиру ведь выбирают далеко не только по количеству комнат, но и по её расположению, ремонту и другим параметрам. Это же касается и нескольких ядер внутри процессора.
- Существует «виртуальная» многоядерность — технология Hyper-Threading. Благодаря этой технологии, каждое «физическое» ядро разделяется на два «виртуальных». Получается, что у 2-ядерного процессора с Hyper-Threading лишь два настоящих ядра, но эти процессоры одновременно обрабатывают 4 вычислительных потока. Это действительно полезная «фишка», но 4-поточный процессор нельзя считать четырёхядерным.
- Для настольных процессоров Intel: Celeron — 2 ядра и 2 потока. Pentium — 2 ядра, 2 потока. Core i3 — 2 ядра, 4 потока. Core i5 — 4 ядра, 4 потока. Core i7 — 4 ядра, 8 потоков. Ноутбучные (мобильные) CPU Intel имеют иное количество ядер/потоков.
- Для мобильных компьютеров часто важнее экономичность в энергопотреблении (на практике — время работы от батареи), чем количество ядер.
«Два гига, два ядра!» - вот типичный рекламный слоган многих компьютерных магазинов еще совсем недавно. И, если рядовой пользователь еще кое-как мог ответить на вопрос, что такое - эти «два гига», то вот относительно второго пункта ситуация была куда плачевнее. Продавцы побуждают купить 6 ядерный процессор, покупатель, очарованный цифрой 6 (ведь больше, чем 2 или 4), спешит раскошелиться на немалую цену. Хотя мало кто из них может ответить, например, на вопрос, что собой представляет 4-х ядерный процессор?
Что такое - эти ядра?
Были времена, когда все процессоры были исключительно одноядерными. И этого вполне хватало. Ведь все, что требовалось - производить конкретные вычислительные задачи, необходимые пользователю прямо сейчас. Со временем количество одновременно решаемых задач увеличилось. Ситуация усугубилась с выходом ПК на рынок домашних устройств. Теперь пользователю хотелось и музыку послушать, и в игру поиграть, и объемный архив распаковать… И все это - одновременно.
Тогда-то и появилась идея разделить процессор на несколько вычислительных блоков, каждый из которых занимался бы только своей задачей. Но – одновременно! Таким образом, бедному устройству не приходилось бы разрываться сразу между несколькими задачами, переходя от одной к другой по очереди. Каждый вычислительный блок обрабатывал бы только свою задачу. В результате компьютер начинает более быструю обработку большего количества задач одновременно. Каждый такой блок и называется ядром. Это в теории. А на практике?
Делим на четыре
На практике же количество ядер может оказаться «пустышкой». И вот почему:
- во-первых, они могут быть «не настоящими», то есть логическими. Примерно по аналогии с жестким диском, который может быть один, но физический, то есть, реальный. И по одной стоимости. А может быть разбит на два логических раздела. Или на четыре. Но при этом стоить в 4 раза дороже. Естественно, такой жесткий диск никто не купит. Однако здесь отчего-то происходит именно так. Процессор 6 ядер едва ли будет иметь все 6 полноценных физических вычислительных блоков. Скорее всего, они поделены на логические. При этом мощность одного физического ядра делится между всеми логическими. На деле получается, что для выполнения конкретной задачи будет выделено меньше мощности. Вот только про это «забывают» рассказать продавцы и авторы каталогов;
- во-вторых, далеко не все приложения могут эффективно взаимодействовать со всеми ядрами сразу. Хотя программирование для многоядерных процессоров сегодня – вполне обычное явление. Впрочем, если предполагается работа с заведомо самыми современными приложениями, особенно в области 3D, можно смело покупать хоть шестиядерный процессор и быть уверенным в слаженной работе;
- наконец, нужно не забывать про шину обмена. Все-таки ядра должны активно взаимодействовать между собой и обмениваться необходимой информацией в случае, если приложение поддерживает многоядерность. А если толщина шины между ними недостаточная, то все преимущества многоядерного процессора сведутся к минимуму.
Если же покупка шестиядерного устройства представляется неизбежной, то можно большой выбор их найти на сайте http://elmir.ua . Это один из самый значительных и недорогих Интернет-магазинов Украины.
