Компанія Intel пройшла дуже довгий шлях розвитку, від невеликого виробника мікросхем до світового лідера з виробництва процесорів. За цей час було розроблено безліч технологій виробництва процесорів, дуже оптимізовано технологічний процеста характеристики пристроїв.
Безліч показників роботи процесорів залежить від розташування транзисторів на кристалі кремнію. Технологію розташування транзисторів називають мікроархітектурою чи просто архітектурою. У цій статті ми розглянемо які архітектури процесора Intel використовувалися протягом розвитку компанії і чим вони відрізняються одна від одної. Почнемо з найдавніших мікроархітектур і розглянемо весь шлях до нових процесорів та планів на майбутнє.
Архітектура процесора та покоління
Як я вже сказав, у цій статті ми не розглядатимемо розрядність процесорів. Під словом архітектура ми розумітимемо мікроархітектуру мікросхеми, розташування транзисторів на друкованій платі, їх розмір, відстань, технологічний процес, це охоплюється цим поняттям. Набори інструкцій RISC і CISC теж не чіпатимемо.
Друге, на що слід звернути увагу, це покоління процесора Intel. Напевно, ви вже багато разів чули цей процесор п'ятого покоління, той четвертого, а це сьомого. Багато хто думає що це позначається i3, i5, i7. Але насправді немає i3, і так далі це марки процесора. А покоління залежить від використовуваної архітектури.
З кожним новим поколінням покращувалася архітектура, процесори ставали швидше, економнішими і меншими, вони виділяли менше тепла, але разом з тим коштували дорожче. В інтернеті мало статей, які описували б все це повністю. А тепер розглянемо, з чого все починалося.
Архітектури процесора Intel
Відразу кажу, що вам не варто чекати від статті технічних подробиць, ми розглянемо лише базові відмінності, які будуть цікаві для звичайних користувачів.
Перші процесори
Спочатку коротко поринемо в історію, щоб зрозуміти з чого все почалося. Не заглибимося далеко і почнемо з 32-бітних процесорів. Першим був Intel 80386, він з'явився в 1986 і міг працювати на частоті до 40 МГц. Старі процесори теж мали відлік поколінь. Цей процесор ставиться до третього покоління, і тут використовувався техпроцес 1500 нм.
Наступним, четвертим поколінням був 80486. Використовувана у ньому архітектура і називалася 486. Процесор працював на частоті 50 МГц і міг виконувати 40 мільйонів команд на секунду. Процесор мав 8 кб кешу першого рівня, а виготовлення використовувався техпроцес 1000 нм.
Наступною архітектурою була P5 чи Pentium. Ці процесори з'явилися 1993 року, тут було збільшено кеш до 32 кб, частота до 60 МГц, а техпроцес зменшений до 800 нм. У шостому поколінні P6 розмір кешу становив 32 кб, а частота досягла 450 МГц. Тих процес було зменшено до 180 нм.
Далі компанія почала випускати процесори на архітектурі NetBurst. Тут використовувалося 16 кб кешу першого рівня на кожне ядро і до 2 Мб кешу другого рівня. Частота зросла до 3 ГГц, а техпроцес залишився на тому ж рівні - 180 нм. Вже тут з'явилися 64 бітні процесори, які підтримували адресацію більшої кількості пам'яті. Також було внесено безліч розширень команд, а також додано технологію Hyper-Threading, яка дозволяла створювати два потоки з одного ядра, що підвищувало продуктивність.
Звичайно, кожна архітектура покращувалася з часом, збільшувалася частота та зменшувався техпроцес. Також існували і проміжні архітектури, але тут все було трохи спрощено, оскільки це не є нашою основною темою.
Intel Core
На зміну NetBurst у 2006 році прийшла архітектура Intel Core. Однією з причин розробки цієї архітектури була неможливість збільшення частоти NetBrust, а також її дуже велике тепловиділення. Ця архітектура розрахована на розробку багатоядерних процесорів, розмір кешу першого рівня був збільшений до 64 Кб. Частота залишилася на рівні 3 ГГц, але була сильно знижена споживана потужність, а також техпроцес, до 60 нм.
Процесори на архітектурі Core підтримували апаратну віртуалізацію Intel-VT, а також деякі розширення команд, але не підтримували Hyper-Threading, оскільки були розроблені на основі архітектури P6, де такої можливості ще не було.
Перше покоління - Nehalem
Далі нумерацію поколінь було розпочато спочатку, тому що всі наступні архітектури — це покращені версії Intel Core. Архітектура Nehalem прийшла на зміну Core, яка мала деякі обмеження, такі як неможливість збільшити тактову частоту. Вона з'явилася у 2007 році. Тут використовується 45 нм тих процесів і була додана підтримка технології Hyper-Therading.
Процесори Nehalem мають розмір L1 кешу 64 Кб, 4 Мб L2 кешу та 12 Мб кешу L3. Кеш доступний всім ядер процесора. Також з'явилася можливість вбудовувати графічний прискорювач у процесор. Частота не змінилася, натомість зросла продуктивність та розмір друкованої плати.
Друге покоління - Sandy Bridge
Sandy Bridgeз'явилася у 2011 році для заміни Nehalem. Тут вже використовується техпроцес 32 нм, тут використовується стільки ж кешу першого рівня, 256 Мб кешу другого рівня та 8 Мб кешу третього рівня. В експериментальних моделях використовувалось до 15 Мб загального кешу.
Також тепер усі пристрої випускаються із вбудованим графічним прискорювачем. Було збільшено максимальну частоту, а також загальну продуктивність.
Третє покоління – Ivy Bridge
Процесори Ivy Bridgeпрацюють швидше ніж Sandy Bridge, а їх виготовлення використовується техпроцесс 22 нм. Вони споживають на 50% менше енергії, ніж попередні моделі, а також дають на 25-60%. найвищу продуктивність. Також процесори підтримують технологію Intel Quick Sync, яка дозволяє кодувати відео у кілька разів швидше.
Четверте покоління - Haswell
Покоління процесора Intel Haswellбуло розроблено у 2012 році. Тут використовувався той же техпроцес — 22 нм, змінено дизайн кешу, покращено механізми енергоспоживання та трохи продуктивність. Але процесор підтримує безліч нових роз'ємів: LGA 1150, BGA 1364, LGA 2011-3, технології DDR4 і так далі. Основна перевага Haswell в тому, що вона може використовуватися в портативні пристроїчерез дуже низьке енергоспоживання.
П'яте покоління - Broadwell
Це покращена версія архітектури Haswell, яка використовує техпроцес 14 нм. Крім того, до архітектури було внесено кілька покращень, які дозволили підвищити продуктивність у середньому на 5%.
Шосте покоління - Skylake
Наступна архітектура процесорів intel core – шосте покоління Skylake вийшла у 2015 році. Це одне із найзначніших оновлень архітектури Core. Для установки процесора на материнську плату використовується сокет LGA 1151, тепер підтримується DDR4 пам'ять, але збереглася підтримка DDR3. Підтримується Thunderbolt 3.0, а також шина DMI 3.0, яка дає вдвічі більшу швидкість. І вже за традицією було збільшено продуктивність, а також знижено енергоспоживання.
Сьоме покоління - Kaby Lake
Нове, сьоме покоління Core Kaby Lakeсталося цього року, перші процесори з'явилися в середині січня. Тут було не так багато змін. Збережено техпроцес 14 нм, а також той же сокет LGA 1151. Підтримуються планки пам'яті DDR3L SDRAM та DDR4 SDRAM, шини PCI Express 3.0, USB 3.1. Крім того, було трохи збільшено частоту, а також зменшено щільність розташування транзисторів. Максимальна частота 4,2 ГГц.
Висновки
У цій статті ми розглянули архітектури процесора Intel, які використовувалися раніше, а також ті, які зараз застосовуються. Далі компанія планує перехід на техпроцес 10 нм, і це покоління процесорів intel буде називатися CanonLake. Але поки що Intel до цього не готова.
Тому в 2017 році планується ще випустити покращену версію SkyLake під кодовим ім'ям Coffe Lake. Також, можливо, будуть і інші мікроархітектури процесора Intel, поки компанія повністю освоїть новий техпроцес. Але про все це ми дізнаємося з часом. Сподіваюся, ця інформація була вам корисною.
Новачку, або людині, яка тривалий час не стежила за прогресом на ринку комп'ютерних комплектуючих, буває складно розібратися в переліку буквено-цифрових індексів процесорів у прайс-листі магазину. Наприклад, у розшифровці позначення "Intel i5-3570K".
Орієнтуючись у застосовуваних позначеннях, можна визначити характеристики процесора, не читаючи його технічну специфікацію. Розбираючись у цьому, вам точно не знадобиться ремонт ноутбуків. Нижче розглянемо основні позначення, які застосовуються у маркуванні процесорів Intel для настільних систем.
Сімейство процесора Intel
Найменування нового покоління починається з визначення сімейства.
i3 – сімейство двоядерних процесорів. Відмінно підійде для робочої машини в офіс, старші моделі можна встановити в недорогу ігрову станцію.
i5 – чотириядерні процесори. Найбільш ходова лінійка продукції Intel. Надають весь діапазон рівнів обчислювальної потужності, від порівняно недорогих моделей до сильних ігрових чи робочих систем.
i7 – потужніші, а тому й дорожчі моделі. Включає чотири- і шестиядерні процесори. У разі застосування в домашньому комп'ютері приріст у продуктивності порівняно з i5 не виправдовує вкладених коштів. В основному застосовується у серверах початкового рівнята робочих станціях для ресурсоємних програм (наприклад, кодування відео).
Покоління процесора Intel
2 – процесора на ядрі Sandy Bridge. Позаминуле покоління кристалів. Мають величезний розгінний потенціал. У розігнаному стані можна порівняти з процесорами останніх поколінь. На штатних частотах трохи, на 10 – 15 відсотків, їм поступаються. Поступово виходить із обороту.
3 – процесора на Ivy Bridge. Попереднє покоління. Розгінний потенціал нижчий, але рівень питомої продуктивності відчутно більший. За співвідношенням ціна/продуктивність, мабуть, найвигідніший вибір.
4 – останнє покоління процесорів на ядрі Haswell. Розгінний потенціал ще нижчий ніж у Ivy Bridge, тому в розігнаному стані швидкодії приблизно дорівнює попередньому поколінню, тільки вартість трохи вище.
Модель процесора Intel
Наступні три цифри – модель процесора.
Перелічувати значення всіх моделей немає сенсу, їх дуже багато. Єдине, що варто знати – чим значення вище, тим потужніший процесор. Перша із трьох цифр позначає рівень моделі, інші – деталізацію. Наприклад, i5-3570 буде дещо швидше ніж i5-3450.
Літерний індекс, що завершує позначення, може вказувати як на розширені можливості кристала (наприклад, буква До вказує на розблокований множник для можливості розгону), або навпаки, на урізані характеристики (індекс Т, тактові занижені частоти для зменшення тепловиділення). Спрощуючи класифікацію, можна сказати, що найкраще брати процесор або взагалі без буквеного індексу (i5-4670), або з індексом для розгону (i5-4670К).
Компанія Intel незабаром почне постачання нового сімейства процесорів для ноутбуків. Процесори під кодовою назвою Kaby Lake 7-го покоління становлять особливий інтерес для тих, хто готується найближчим часом змінити платформу на більш продуктивну. Любителі відеокодування помітять суттєву різницю у виграші від нового процесора. Кіномани при перегляді відео з високим бітрейтом по-справжньому залишаться задоволені. Ігромани зможуть насолоджуватися відеоіграми просто на ноутбуках. Все це цілком можливо з процесорами Intel 7-го покоління.
Цього місяця конференція Intel Developer Forumдала відчути смак усіх принад процесорів 7-го покоління. На форумі під час демонстрації ноутбук Dell XPS 13 зміг витримувати супер графіку у важких відеоіграх, використовуючи стандартну інтегровану графіку Intel на новій платформі. Це просто приголомшливі досягнення.
Таким чином анонсний дебют, що пройшов 30 серпня 2016 року. компанії Intelнаочно продемонстрував нам, наскільки ці процесори будуть продуктивнішими за процесорний ринок, який існує зараз.
Ось що стало відомо після форуму про багатоядерних процесорах Intel 7-го покоління:
100 проектів до кінця року
На своєму форумі розробників Intel оголосила, що вся лінійка процесорів 7-го покоління вже доступні провідним виробникам. комп'ютерної промисловостіта партнерам Intel, що означає випуск дуже перспективних ноутбуків на базі нових процесорів до кінця року. Кріс Вокер - генеральний менеджер компанії Intel для мобільних клієнтських платформ, розповів, що нові процесори в діапазоні енергоспоживання від 4,5 Ватт до 15 Ватт будуть першими, які з'являться в ноутбуках, а саме в ультратонких ноутбуках. Як повідомлялося раніше, коли тільки з'явилася інформація про процесори 7-го покоління, вже ведеться робота над 100 проектами за участю процесорів 7-го покоління, які будуть доступні в четвертому кварталі 2016 року.
Нове сімейство процесорів розширюватиметься на інші ринки, але вже наступного року. Так, зокрема, у січні очікується поява процесорів Intel 7-го покоління в робочих станціях, ігрових системах та віртуальної реальності.
Чіпи мають знайому архітектуру
Intel побудували 7 покоління процесорів на тій же архітектурі Skylake, що і процесори 6 покоління, представлені минулого року. Так що Intel не зробив революцію, винаходячи нову архітектуру. Skylake просто була трохи доопрацьована до ідеалу.
Зокрема, Intel повідомив, що покращили напругу транзисторів на процесорах. В результаті виходить, що мікроархітектура стала енергоефективнішою і тому процесори 7-го покоління можуть запропонувати приріст продуктивності в порівнянні з попередніми поколіннями процесорів Intel.
Ядра m5 та m7 йдуть
Intel вносить зміни до позначень малопотужних чіпів, усуваючи 4,5 Ватні процесори Core m5 і m7 і перетворюючи їх на Core i5 і Core i7. Компанія сподівається, що ця зміна допоможе споживачам, багато з яких не розуміють різницю між Core i5 та Core m5. Однак, 4,5-ватні процесори, також відомі як чіпи серії Kaby Lake, з літерою Yаналогічні за потужністю. Якщо Ви бачите Yв кінці SKU, це один з чіпів раніше відомих як ядра m5 або m7.
Що ще цікавіше, що Intel не змінить марку ядра для його початкового рівня процесорів Core m3, який є найповільнішим і найменш дорогим з лінійки m. Таким чином, в порядку продуктивності, чіпи4,5-ват називаються Core m3, Core i5 Y серії і Core i7 серії Y.
Приріст продуктивності
Вам, ймовірно, не варто викидати свій процесор 6-го покоління, якщо Ви зробили апгрейд цього року чи минулої зими. Skylake однозначно не варто міняти на користь одного із процесорів 7-го покоління аналогічної лінійки. Заміна виправдана лише підвищенням індексу процесора. Але Intel каже, що якщо Ви зважитеся на заміну, то отримаєте відчутний приріст продуктивності. Використовуючи тестовий пакет SYSmark для вимірювання продуктивності, Intel представили комп'ютер із процесором 7-го покоління Core i7-7500U, який показав приріст продуктивності на 12 відсотків більше, ніж процесор 6-го покоління Core i7-6500U. Тестування WebXPRT 2015 показало 19-відсоткове підвищення продуктивності.
Не думаю, що навіть 19-процентна перевага підстьобне покупців міняти свій не такий вже й старий і добрий Skylake на Kaby Lake. Очевидно, що збільшення продуктивності виглядає суттєвішим, коли в порівняння йдуть процесори 5-го, 4-го поколінь, на заміну яких Intel і робить ставку по оновленню процесорів. Новий Core i5-7200U в 1.7 разів продуктивніший за свого п'ятирічного побратима Core i5-2467M в SYSmark. На тесті 3DMark новий процесорвтричі виявився швидше п'ятирічного процесора.
Представники Intel повідомили, що 7-е покоління центральних процесорів зможе грати у вимогливих іграх на середніх налаштуваннях у роздільній здатності 720p із вбудованою графікою або при 4К із сумісним графічним підсилювачем.
Ці чіпи призначені для відео
Intel прийняла повідомлення про всі 4K і 360 градусів відео ми споживає. У відповідь виробник чіпів представив новий відеодвижок для своїх 7-Gen процесорів ядро, яке прагне обробляти будь-які вимоги до змісту ви можете кинути на неї.
Нові чіпи підтримують апаратне декодування HEVC 10-бітного профілю кольоровості, яке дозволить Вам грати на 4K та UltraHD відео без будь-яких гальм. Intel також додала можливість декодування VP9 для ядер 7-го покоління, щоб підвищити ефективність роботи, коли Ви дивитеся 4K відео та водночас виконуєте інші завдання.
Ядра 7-го покоління також зможуть робити операції відеоконвертації набагато швидше за інших процесорів. Наприклад, за даними Intel Ви зможете перекодувати 1 годину 4K відео лише за 12 хвилин.
Більше енергоефективності
З точки зору підвищення енергоефективності батареї для ноутбуків представники Intel повідомили, що ноутбук із процесором 7-го покоління може працювати протягом 7 годин при потоковій передачі 4K або 4K 360 градусів YouTube відео. Порівняно з ядрами 6-го покоління перевага у роботі становитиме загалом 4 години на користь сьомого покоління. Що стосується 4K потокового відео, Intel обіцяє працездатність протягом усього дня, що становить 9 з половиною годин.
7-е покоління пропонує низку інших функцій
Процесори 7-го покоління пропонують кілька інших функцій, спрямованих на те, щоб ваші ноутбуки працювали більш ефективно. Наприклад, технологія Intel Turbo Boost 2.0. Це функція, яка управляє продуктивністю процесора та його потужністю, на зразок автоматичного розгонупроцесора, коли тактова частотаЦП перевищує номінальні показники продуктивності.
Технологія Hyper-Threading допомагає процесору виконувати завдання швидше, забезпечуючи два потоки обробки кожного з ядер.
7-е покоління процесорів також включають технологію Speed Shift, яка повинна зробити швидшими програми, що виконуються. Ця технологія дозволяє процесору реагувати на запити додатків про збільшення або зменшення частоти для забезпечення найкращих показників, тим самим оптимізуючи продуктивність і ефективність. Це особливо ефективно, коли програмам потрібні дуже короткі сплески активності, такі як перегляд веб-сторінок або ретушування фотографій численними мазками пензликів у графічному редакторі.
