Сегодняшний рынок процессоров: ответы на вопросы

Сначала один забавный случай из жизни (на самом деле забавного здесь мало): приходит покупатель в компьютерную фирму и спрашивает: "Можно купить у вас процессор пентиум с монитором, клавиатурой и мышкой?". Продавец кивает головой и выносит то, что заказано, - монитор, клавиатуру, мышь и ... процессор (это был Pentium-II Celeron). У покупателя широко раскрываются глаза и отвисает челюсть: "Мне же нужен целый компьютер, а вы что принесли?!". Далее последовал длинный диалог в стиле ликбеза (ликвидация безграмотности - для тех, кто не помнит) о том, что такое процессор и какая разница между ним и компьютером.

Компьютерный жаргон - это тема отдельного большого (и очень большого!) разговора. То, что системный блок компьютера многие называют "процессором", не является уж очень грубой ошибкой. Этим термином, кстати, пользуются и некоторые преподаватели вузов. Главное - понимать, что Вы сами конкретно имеете в виду и что имеют в виду другие люди. К сожалению, многие начинающие пользователи (и не только - покупателем в моей истории выступал профессиональный программист с большим стажем работы) полагают, что слова "пентиум" и "процессор" являются чуть ли не магическими и могущими все объяснить работникам компьютерных фирм.

Это, безусловно, не так. Вот и давайте вместе, не спеша, разберемся с этими понятиями, что они означают сегодня, а заодно поговорим и о процессорах вообще.

Центральный процессор (сокращенно CPU-Central Processing Unit) - это специальная микросхема (или плата с набором микросхем), управляющая большинством операций, необходимых для того, чтобы компьютер выполнял свои обязанности: занимался математическими вычислениями, "показывал картинки" на экране монитора, проигрывал музыку и т.д. Не сомневаюсь, что это известно всем. Сегодня даже младенец ответит, что процессор - это сердце и мозг любого компьютера.

Немного сложнее разобраться с типами и названиями конкретных моделей CPU (см. КГ ## 35, 36 "Кодовые имена процессоров Intel и AMD"). Их достаточно много, хотя разработкой и изготовлением процессоров в мире занимаются всего 7-8 компаний ввиду сложности внутреннего построения и дороговизны производства. На отечественном рынке персональных компьютеров Вы встретите, главным образом, три из них: Intel, AMD и Cyrix (доля остальных компаний в общем объеме продаж слишком мала и незначительна).

Теперь о "пентиумах". Pentium - это зарегистрированная торговая марка процессоров пятого поколения корпорации Intel, ведущего мирового производителя высокотехнологичных компонентов. Этот процессор появился на свет в 1993 году. Его кодовое имя было Р5, что стало следствием дальнейшего совершенствования процессоров архитектуры х86: 8086, 80286 или просто 286, 386SX/DX, 486SX/DX/DX2/DX4. Устанавливался Pentium в специальное гнездо Socket 4. Позже его заменили на Socket 5, а еще позже - на последний "пентиумный" разъем - Socket 7. Напряжение питания процессора - 3.3 В, тактовая частота - от 75 до 200 МГц.

В январе 1997 года появился "новый пентиум": Pentium w/MMX technology или просто Pentium MMX (кодовое имя Р55), в котором впервые был реализован набор из 57 команд для оптимизации работы с мультимедиа-приложениями: графикой, звуком и видео. Кроме этого, был увеличен размер внутреннего кэша (cache - сверхбыстрая память для хранения промежуточных данных и команд CPU) процессора до 32 Кб (кэш первого уровня или L1) и введено двойное питание процессора: 2.8 В для ядра и 3.3 В для выходных каскадов (I/O). Были выпущены модели на 166, 200 и 233 МГц.

Отличительной чертой процессоров Intel от изделий конкурентов надолго стали: высокое качество изготовления, значительно лучшее быстродействие на операциях с вещественными числами (за что отвечает встроенный блок сопроцессора) и... более высокие цены.

В это же время компании AMD (Advanced Micro Devices) и Cyrix Corporation были вынуждены догонять лидера рынка, предлагая покупателям "пентиум-совместимые" процессоры: AMD К5 PR75-PR166 и Cyrix 6х86 (кодовое имя М1) P120-P166 с питанием 3.5 В, а также "ММХ-совместимые": AMD K6 PR166-PR233 и Cyrix 6x86MX PR166-PR266 с двойным питанием соответственно - 2.9/3.3 В и 2.8/3.3 В.

Все эти модели базировались на платформе уже упомянутого Socket 7. Загадочное обозначение PR - не что иное, как сокращение от Performance Rating (рейтинг производительности), т.е. приравнивание данного процессора к "пентиуму" аналогичной частоты. Изделия от AMD и работали на такой же частоте (например, PR100 = 100 МГц), а вот Cyrix пошел по пути понижения тактовой частоты процессора и оптимизации внутреннего устройства. Его 6x86L PR 200, например, работает на 150 МГц и, откровенно говоря, никак "не дотягивает" до Pentium 200 МГц (разве только на целочисленных операциях, но это слабое утешение). Да, кстати. Одно время были в ходу модели Cyrix 6х86L PR150..PR200+. Это аналоги "обычного" Pentium 150-200 МГц, только с двойным питанием - 2.8/3.3 В, и значительно дешевле последнего.

И еще о компании Cyrix. Часто она размещала заказы на изготовление своих процессоров на заводах, принадлежащих легендарной корпорации IBM. Такие экземпляры маркировались знаком IBM, и многие пользователи их так и называли, считая, что это еще один тип процессоров. Мало того, многие материнские платы детектировали (и детектируют) некоторые модели Cyrix как 6х86/IBM. Однако не нужно путать. У IBM сегодня нет собственных процессоров для рынка дешевых ПК.

Подробно рассматривать характеристики всех вышеперечисленных моделей нет надобности, ведь это уже вчерашний день. Их выпуск прекращен, названия забываются. Для интересующихся посоветую посетить в Internet адресок http://ixbt.stack.net/cpu/, где можно узнать о процессорах почти все, причем на русском языке.

Теперь о дне сегодняшнем. Слово "пентиум" отнюдь не вытеснено из лексикона. Наоборот, оно получило новое звучание.

С мая 1997 года свое триумфальное шествие начал процессор шестого поколения (Р6) семейства х86 - Intel Pentium II (кодовое имя Klamath). Началась эра Второго Пентиума.

Изготавливался он по довольно устаревшей 0.35-микронной технологии, а потому диапазон тактовых частот составлял "всего" 233-300 МГц. Частота системной шины материнской платы - 66 МГц, кэш второго уровня (L2) имел емкость 512 Кб и размещался на процессорной плате, работая на половинной частоте процессора. Кроме этого, кэш первого уровня 32 Кб и привычный блок MMX. Это был первый процессор для платформы Slot 1 и абсолютно несовместимый с привычным Socket 7. Сам процессор представлял собой плоский пластмассовый футляр (т.н. SECС - картридж) с "упрятанной" внутрь платой, на которой размещались сам CPU и микросхемы кэша (внешний вид см. на рис.1).

Дальнейшим продолжением линейки Pentium II стал процессор с кодовым именем Deschutes, изготовляемый по 0.25-микронной технологии. Соответственно, удалось поднять и тактовую частоту: 266-450 МГц при частоте системной шины материнской платы компьютера 66-100 МГц. В настоящее время ядро Deschutes используется во всех выпускаемых процессорах семейства Pentium II (по планам Intel их производство заканчивается в конце этого года).

Высокие тактовые частоты, параллельное выполнение команд, большой объем кэша L2, быстрый блок вычислений с плавающей точкой (необходим для графических приложений и игр) и возможность его одновременной работы с основным конвейером, блок ММХ и постоянно снижающаяся цена - все это делает РII отличным вариантом для повышения мощности Вашего ПК.

Но продолжим. Весной 1999 года из заботливых рук Intel вышел "в люди" процессор Pentium III. Его появление не стало событием, каким был выпуск Pentium II, а лишь подтвердило лидирующие позиции создателя. В Pentium III применяется более совершенное ядро Katmai. Главное улучшение - 8 дополнительных регистров и использование нового набора из 70 инструкций, более известного как SSE (Streaming SIMD Extensions). Как и у процессоров с ядром Deschutes, процессоры на базе Katmai имеют кэш L2 емкостью 512 Кб, расположенный на процессорной плате и работающий на половине частоты ядра процессора. Кэш L1 имеет размер 32 Кб (16 Кб для данных + 16 Кб для команд), технологический процесс - 0.25 мкм. Набор инструкций SSE, по мнению изготовителя, должен значительно ускорить расчет трехмерной графики, но только если приложения будут рассчитаны на использование этих инструкций. Стандартное напряжение питания ядра - 2 В. Pentium III поставляется в картридже SECC2, который обеспечивает хорошее охлаждение и, следовательно, лучшие возможности для разгона при стандартном напряжении питания. Это делает PIII отличным выбором для максимально мощного на сегодня игрового и мультимедийного ПК или сервера средней мощности.

В настоящее время выпускаются модели от 450 до 600 МГц. Возможно, Pentium III станет последним процессором на Slot 1. Пока эти модели достаточно дороги.

Особняком стоит еще один процессор от Intel семейства P6 - Celeron. Это революционный, в некотором смысле, процессор. После долгого перерыва Intel наконец-то решила обратить внимание на рынок недорогих компьютеров. Celeron положил начало производству целого семейство недорогих процессоров как с кэшем второго уровня, так и без него.

Первый Celeron появился в апреле 1998 года и не содержал кэша L2, чем обеспечивал себе высокую "разгоняемость", среднее быстродействие и относительно низкую стоимость. В данный момент выпускаются модели Mendocino (ядро Deschutes) с кэшем второго уровня 128 Кб, работающего на полной частоте процессора, и двумя модулями ММХ, что ставит их (по быстродействию) в один ряд с "полноценным" Pentium II. Лично я считаю процессор Celeron (с кэшем L2) отличным выбором для домашнего компьютера. Осталось сказать, что он выпускается по технологии 0.25 мкм в вариантах для Slot 1 (выпуск вот-вот прекратится) и Socket 370 (в корпусе PPGA) с тактовой частотой 300-500 МГц для системной шины 66 МГц (в будущем обещают 100 МГц).

Соперники Intel тоже не спали, хотя их дела не были такими успешными.

В мае 1998 года компания AMD выпустила процессор К6-2 (см. рис.2), который должен был стать недорогой альтернативой Pentium II. Основными усовершенствованиями относительно его предшественника К6 стали поддержка дополнительного набора инструкций 3DNow! и частоты системной шины 100 МГц, двойное питание 2.2/3.3 В, для чего нужны усовершенствованные материнские платы (т.н. Super Socket 7). Кэш L1 - 64 Кб (по 32 Кб для инструкций и данных), кэш L2 находится на материнской плате. Сегодня максимальная тактовая частота составляет 475 МГц, в скором времени должна появиться модель 500 МГц. Однако, традиционно слабый блок сопроцессора не позволяет К6-2 серьезно соперничать с Pentium II (а на многих задачах и с Celeron).

Дальнейшее развитие этого направления привело к выпуску в феврале 1999 года процессора K6-III (кодовое имя Sharptooth) - первого процессора от AMD, имеющего встроенный в ядро кэш второго уровня. Это последний их процессор, сделанный под платформу Super Socket 7, но с питанием ядра 2.3-2.5 В (см. рис.3). Фактически, представляет из себя просто K6-2 с 256 Кб кэша L2 на чипе, работающих на той же частоте, что и процессор. Кэш L1 имеет объем 64 Кб (по 32 Кб для инструкций и данных), кэш L3 находится на материнской плате и может иметь объем от 512 Кб до 2 Мб. Именно этот процессор на сегодня является главным конкурентом Pentium II, являясь оптимальным выбором для быстрой и комфортной работы в офисных приложениях. Для графических приложений K6-III (как и K6-2) является посредственной покупкой.

Достаточно недавно у AMD появился достойный ответ и на выпуск Pentium III - это процессор Athlon (см. рис.4), больше известный как К7. Как пишут в рекламе, "...процессор K7 на базе ядра Argon (0.25 мкм) предназначен для офисного и домашнего применения. Он рассчитан на платформу Slot A и будет использовать системную шину EV-6, разработанную Digital и применяемую в системах с процессором Alpha". K7 имеет кэш L1 емкостью 128 Кб (64 Кб для данных + 64 Кб для команд), кэш L2 емкостью 512 Кб, работающий на 1/3 частоты системной шины (а это 200 МГц!), содержит по 3 параллельно работающих блока исполнения, блока операций над целыми числами и блока операций над вещественными числами. Операции с вещественными числами у K7 полностью конвейерные и суперскалярные. Поддерживаемые наборы инструкций - MMX и 3Dnow!, расширенный по сравнению с K6-III (24 новые инструкции). Одним словом, процессор мощный (самый мощный на сегодня в семействе х86), но для нас пока экзотический и дорогой (цену не указываю - она изменяется почти ежедневно).

А вот компания Cyrix, похоже, выдохлась. Который уже раз она идет с молотка (недавно ее фактически поделили компании National Semiconductor и VIA Technologies). За лидерами она явно не успевает. Производительность ее изделий всегда "хромала". Однако, справедливости ради, замечу что не всем требуется "улетное" быстродействие. Например, в бухгалтерии и делопроизводстве более важным считается иметь быстрый принтер. Как говорится, по воробьям нужно стрелять из рогатки, а не из пушки (хотя лучше и вовсе не стрелять;).


Будущее компании Cyrix пока не ясно, а на нашем рынке сегодня еще можно встретить процессоры М II (см. рис.5), которые начали производиться в марте 1999 года. Их параметры: кэш первого уровня - 64 Кбайт (единый), L2 - как обычно для Socket 7, находится на материнской плате. Поддерживает набор инструкций MMX. Использует PR-рейтинг, как и все предыдущие модели. При производстве применяется техпроцесс 0.25 мкм, в ближайшем будущем должен быть осуществлен переход на 0.18 мкм.

Сегодня продаются модели, имеющие PR-рейтинг 300-433 МГц. Кроме повышения тактовой частоты, никаких отличий от линейки 6х86МХ не обнаруживается. По-прежнему эти процессоры проигрывают изделиям Intel и AMD при работе с вещественными числами (на некоторых тестах более чем в два (!) раза), выигрывая у последних ценовую "дуэль".

Если Бог даст здоровья, возможно, дождемся Cyrix M3 (ядро Cayenne), названный Gobi, который будет иметь наборы инструкций MMX и 3DNow!, а также значительно переработанный блок операций с числами с плавающей точкой и системную шину с частотой 100 МГц. Он первый из процессоров Cyrix рассчитан на платформу Socket 370. Но это впереди, а пока... у меня все.

Буду рад, если информация, приведенная в этой статье, поможет Вам хоть немного разобраться в прайс-листах компьютерных фирм и сделать правильный и, что самое главное, осознанный выбор процессора, не путаясь в терминах и понятиях.

Валерий Владынцев


Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 38 за 1999 год в рубрике hard :: процессоры

©1997-2022 Компьютерная газета