Arvuti keskseadmel on mitmeid tehnilised omadused, mis määrata kõige rohkem peamine omadus mis tahes protsessorist - selle jõudlus ja igaühe tähendust on kasulik teada. Miks? Et olla edaspidi hästi kursis ülevaadete ja testimise ning ka protsessori märgistusega.Selles artiklis püüan paljastada protsessori peamised tehnilised omadused algajatele arusaadavas esitluses.
Keskprotsessori peamised tehnilised omadused:
- Kella sagedus;
- Biti sügavus;
- vahemälu;
- Südamike arv;
- Süsteemi siini sagedus ja bitisügavus;
Vaatame neid omadusi lähemalt
Kella sagedus
Kella sagedus -indikaator kiiruse kohta, millega keskprotsessor käske täidab.
Taktilisus on ajavahemik, mis kulub elementaarse operatsiooni sooritamiseks.
Lähiminevikus tuvastati keskprotsessori taktsagedus otseselt selle jõudlusega, st mida suurem on protsessori taktsagedus, seda tootlikum see on. Praktikas on meil olukord, kuserineva sagedusega protsessoritel on sama jõudlus, kuna nad suudavad ühe taktitsükli jooksul täita erineva arvu käske (olenevalt tuuma konstruktsioonist, siini ribalaiusest, vahemälust).
Protsessori taktsagedus on võrdeline süsteemisiini sagedusega ( vaata allpool).
Biti sügavus
Protsessori võimsus on väärtus, mis määrab teabe hulga, mida keskprotsessor on võimeline ühe taktitsükli jooksul töötlema.
Näiteks kui protsessor on 16-bitine, tähendab see, et see on võimeline ühe taktitsükli jooksul töötlema 16 bitti teavet.
Ma arvan, et kõik saavad aru, et mida suurem on protsessori bitisügavus, seda suuremat infomahtu see töödelda suudab.
Tavaliselt, mida suurem on protsessori võimsus, seda suurem on selle jõudlus.
Praegu on kasutusel 32- ja 64-bitised protsessorid. Protsessori suurus ei tähenda, et ta on kohustatud täitma sama bitisuurusega käske.
Vahemälu
Kõigepealt vastame küsimusele, mis on vahemälu?
Vahemälu on kiire arvutimälu, mis on loodud keskprotsessorile vajaliku teabe (käivitatavate programmide koodi ja andmete) ajutiseks salvestamiseks.
Milliseid andmeid vahemällu salvestatakse?
Kõige sagedamini kasutatav.
Mis on vahemälu eesmärk?
Fakt on see, et RAM-i jõudlus on protsessori jõudlusega võrreldes palju madalam. Selgub, et protsessor ootab RAM-ist andmete saabumist – see vähendab protsessori jõudlust ja seega ka kogu süsteemi jõudlust. Vahemälu vähendab protsessori latentsust, salvestades nende käivitatavate programmide andmed ja koodi, millele protsessor kõige sagedamini juurde pääses (vahemälu ja arvuti RAM-i erinevus seisneb selles, et vahemälu kiirus on kümneid kordi suurem).
Vahemälu, näiteks normaalne mälu, on veidi sügavust. Mida suurem on vahemälu maht, seda suuremate andmemahtudega see töötab.
Vahemälu on kolmel tasemel: vahemälu esiteks (L1), teiseks (L2) ja kolmandaks (L3). Kaasaegsetes arvutites kasutatakse kõige sagedamini kahte esimest taset.
Vaatame lähemalt kõiki kolme vahemälu taset.
Esimene vahemälu tase on kiireim ja kalleim mälu.
1. taseme vahemälu asub protsessoriga samal kiibil ja töötab CPU sagedusel (seega kiireim jõudlus) ja mida kasutab otse protsessori tuum.
Esimese taseme vahemälu maht on väike (kõrge hinna tõttu) ja seda mõõdetakse kilobaitides (tavaliselt mitte rohkem kui 128 KB).
L2 vahemälu on kiire mälu, mis täidab samu funktsioone kui L1 vahemälu. L1 ja L2 erinevus seisneb selles, et viimane on väiksema kiirusega, kuid suurema mahutavusega (128 KB kuni 12 MB), mis on väga kasulik ressursimahukate ülesannete täitmisel.
L3 vahemälu asub emaplaadil. L3 on oluliselt aeglasem kui L1 ja L2, kuid kiirem kui RAM. On selge, et L3 ruumala on suurem kui L1 ja L2 maht. 3. taseme vahemälu leidub väga võimsates arvutites.
Südamike arv
Kaasaegsed protsessorite tootmistehnoloogiad võimaldavad ühte pakendisse paigutada rohkem kui ühe tuuma. Mitme tuuma olemasolu suurendab oluliselt protsessori jõudlust, kuid see ei tähenda, et olemasolu n südamikud suurendavad jõudlust n üks kord. Lisaks on mitmetuumaliste protsessorite probleem sellesja tänapäeval on suhteliselt vähe programme, mis on kirjutatud, võttes arvesse mitme protsessori tuuma olemasolu.
Siini peamised omadused on selle võimsus ja töösagedus. Siini sagedus on taktsagedus, millega protsessori ja arvuti süsteemisiini vahel andmeid vahetatakse.
Loomulikult, mida suurem on süsteemisiini bitisügavus ja sagedus, seda suurem on protsessori jõudlus.
Siini suur andmeedastuskiirus võimaldab protsessoril ja arvutiseadmetel vajalikku infot ja käske kiiresti vastu võtta.
Kõikide tänapäevaste protsessorite töösagedus on kordades kõrgem kui süsteemisiini sagedus, seega töötab protsessor nii palju, kui süsteemisiin seda võimaldab. Summa, mille võrra protsessori sagedus ületab süsteemisiini sagedust, nimetatakse kordajaks.
Mihhail Tychkov ehk Hard
Hea päev.
Kui protsessor on personaalarvuti süda, siis siinid on arterid ja veenid, mille kaudu
elektrilised signaalid. Rangelt võttes on need sidekanalid, mida kasutatakse seadmetevahelise suhtluse korraldamiseks
arvuti. Muide, kui arvate, et need pistikud, kuhu laienduskaardid on sisestatud, on siinid, siis olete julm
sa eksid. Need on liidesed (pesad, pistikud), nende abil luuakse ühendus siinidega, mis sageli
pole emaplaatidel nähtav.
Rehvi jõudlusel on kolm peamist näitajat. Need on taktsagedus, bitilaius ja edastuskiirus
andmeid. Alustame järjekorras.
Kella sagedus
Iga digitaalse arvuti töö sõltub taktsagedusest, mille määrab
kvartsresonaator. See on plekk-anum, millesse asetatakse kvartskristall. Mõju all
elektripinge kristallis, tekivad elektrivoolu võnked. See väga võnkesagedus ja
nimetatakse taktsageduseks. Kõik loogiliste signaalide muutused mis tahes arvutikiibis toimuvad läbi
teatud intervallid, mida nimetatakse löökideks. Sellest järeldame, et väikseim ajaühik
Enamikul arvuti loogilistest seadmetest on kell või muul viisil taktsageduse periood. Lihtsamalt öeldes – selga
iga toiming nõuab vähemalt ühte tsüklit (kuigi mõned kaasaegsed seadmedõnnestub teha mitu toimingut
ühe kellatsükli jooksul). Kellasagedust mõõdetakse personaalarvutite suhtes MHz-des, kus herts on üks võnkumine
sekundis, vastavalt 1 MHz – miljon vibratsiooni sekundis. Teoreetiliselt, kui teie arvuti süsteemisiin
töötab sagedusel 100 MHz, mis tähendab, et suudab sooritada kuni 100 000 000 toimingut sekundis. Muide,
Pole üldse vajalik, et süsteemi iga komponent tingimata iga taktitsükliga midagi täidaks. Olema selline
nimetatakse tühjadeks kellatsükliteks (ootetsükliteks), kui seade ootab vastust mõnelt teiselt
seadmeid. Nii on korraldatud näiteks RAM-i ja protsessori (CPU) töö, mille taktsagedus on oluliselt suurem.
suurem kui RAM-i taktsagedus.
Biti sügavus
Siin koosneb mitmest kanalist elektriliste signaalide edastamiseks. Kui nad ütlevad
et siin on kolmekümne kahe bitine, tähendab see, et see on võimeline edastama elektrilisi signaale üle kolmekümne kahe kanali
samaaegselt. Siin on üks nipp. Fakt on see, et mis tahes deklareeritud laiusega (8, 16, 32, 64) siinil on tegelikult
tegelikult rohkem kanaleid. See tähendab, et kui võtame sama kolmekümne kahe bitise siini, siis tegelike andmete edastamiseks
Eraldatud on 32 kanalit ja täiendavad kanalid on mõeldud konkreetse teabe edastamiseks.
Andmeedastuskiirus
Selle parameetri nimi räägib enda eest. See arvutatakse järgmise valemiga:
taktsagedus * biti sügavus = andmeedastuskiirus
Arvutame andmeedastuskiiruse 64-bitise süsteemisiini jaoks, mis töötab taktsagedusel
sagedusel 100 MHz.
100 * 64 = 6400 Mbps
6400/8 = 800 MB/sek
Kuid saadud arv pole reaalne. Elus mõjutavad rehve mitmed erinevad tegurid:
materjalide ebaefektiivne juhtivus, häired, disaini- ja montaaživead ning palju muud. Mõnede arvates
Nende andmete järgi võib erinevus teoreetilise andmeedastuskiiruse ja praktilise vahel olla kuni 25%.
Iga siini tööd jälgivad spetsiaalsed kontrollerid. Nad on osa
süsteemi loogikakomplekt (kiibikomplekt).
Räägime nüüd konkreetselt nendest bussidest, mis on emaplaadil. Põhiline
Süsteemi siini peetakse FSB-ks (Front Side Bus). See siin edastab andmeid protsessori ja RAM-i vahel,
samuti personaalarvuti protsessori ja muude seadmete vahel. Siin on üks lõks.
Fakt on see, et selle artikli materjali kallal töötades tekkis mul üks segadus - on olemas selline asi nagu rehv
protsessor. Mõne allika järgi on süsteemisiin ja protsessorisiin üks ja seesama, teiste andmetel aga mitte. Käisin hunniku raamatuid läbi
ja vaatas üle hulga diagramme. Järeldus: algul oli protsessor ühendatud põhisüsteemi siiniga läbi oma protsessori,
buss, kuid tänapäevastes süsteemides on neist bussidest saanud üks tervik. Me ütleme süsteemibussi, aga peame silmas protsessori siini, meie
Me ütleme protsessori siini, aga peame silmas süsteemisiini. Liigume edasi. Fraas: "Minu emaplaat töötab teatud sagedusega
100 MHz" tähendab, et süsteemisiin töötab 100 MHz taktsagedusel. FSB laius võrdub laiusega
CPU. Kui kasutate 64-bitist protsessorit ja süsteemisiini taktsagedus on 100 MHz, siis andmeedastuskiirus
võrdub 800 MB/sek.
Lisaks süsteemisiinile on emaplaadil ka üksteisest erinevad sisend/väljundsiinid
arhitektuuris. Loetlen mõned neist:
CPU siin- ühendab protsessori põhjasilla või MCH mälukontrolleriga. Ta töötab sagedused 66–200 MHz ja seda kasutatakse andmete edastamiseks protsessori ja põhisüsteemi siini vahel või protsessori ja välise vahemälu vahel viienda põlvkonna protsessoritel põhinevates süsteemides. Siini interaktsiooni diagramm tavalises Pentium protsessoril (Socket 7) põhinevas arvutis on näidatud joonisel.
See joonis näitab selgelt kolmetasandilist arhitektuuri, milles hierarhia kõrgeimal tasemel on PCI siin, millele järgneb ISA siin. Enamik süsteemikomponente ühendub ühega neist kolmest siinist.
Socket 7 protsessoritel põhinevates süsteemides paigaldatakse väline L2 vahemälu emaplaadile ja ühendatakse protsessori siiniga, mis töötab emaplaadi sagedusel (tavaliselt 66–100 MHz). Seega jäi suurema taktsagedusega Socket 7 protsessorite tulekuga vahemälu töösagedus võrdseks emaplaadi suhteliselt madala sagedusega. Näiteks kõige kiiremates Intel Socket 7 süsteemides on protsessori sagedus 233 MHz ja protsessori siini sagedus 3,5-kordse kordajaga jõuab see vaid 66 MHz-ni. Järelikult töötab L2 vahemälu ka sagedusel 66 MHz. Võtke näiteks Socket 7 süsteem, mis kasutab AMD K6-2 550 protsessoreid, mis töötavad sagedusel 550 MHz: 5,5-kordse kordajaga hCPU siini kiirus võrdne 100 MHz. Järelikult ulatub nendes süsteemides L2 vahemälu sagedus vaid 100 MHz-ni.
Aeglase L2 vahemälu probleem lahendati P6-klassi protsessorites nagu Pentium Pro, Pentium II, Celeron, Pentium III, aga ka AMD Athlon ja Duron. Need protsessorid kasutasid pesa 8, pesa 1, pesa 2, pesa A, pesa A või pesa 370. Lisaks viidi L2 vahemälu emaplaadilt otse protsessorisse ja ühendati sellega kiibisisese siini abil. Nüüd on see siin saanud nimeks Front-Side Bus (FSB), kuid väljakujunenud traditsiooni kohaselt kutsun seda jätkuvalt protsessori siiniks.
L2 vahemälu lisamine protsessorisse suurendas oluliselt selle kiirust. Kaasaegsetes protsessorites asub vahemälu otse protsessori kiibil, st. töötab protsessori sagedusega. Varasemates versioonides asus L2 vahemälu eraldi protsessori korpusesse integreeritud kiibil ja töötas 1/2, 2/5 või 1/3 protsessori sagedusega. Kuid isegi sel juhul oli integreeritud vahemälu kiirus oluliselt suurem kui Socket 7 emaplaadi sagedusega piiratud välise vahemälu kiirus.
1. pesa süsteemides oli L2 vahemälu protsessorisse sisse ehitatud, kuid see töötas ainult poole sagedusega. Protsessori siini sageduse suurendamine 66-lt 100 MHz-le tõi kaasa läbilaskevõime tõusu 800 MB/s-ni. Tuleb märkida, et enamik süsteeme sisaldas AGP tuge. Standardne AGP liides töötab sagedusel 66 MHz (kaks korda suurem kui PCI kiirus), kuid enamik süsteeme toetab AGP 2x, mis on kaks korda kiirem kui tavaline AGP, mille tulemuseks on suurenenud läbilaskevõime kuni 533 MB/s. Lisaks kasutati nendes süsteemides tavaliselt PC100 SDRAM DIMM mälumooduleid, mille andmeedastuskiirus on 800 MB/s.
Pentium III ja Celeroni süsteemides andis pesa 1 teed Socket 370-le. See tulenes peamiselt asjaolust, et kaasaegsematel protsessoritel on kiibile L2 vahemälu (töötab täistuumasagedusel), mis tähendab, et vajadus kalli korpuse järele sisaldab mitmeid kiipe. Protsessori siini kiirus tõusis 133 MHz-ni, mille tulemusena kasvas läbilaskevõime 1066 MB/s. IN kaasaegsed süsteemid AGP 4x on juba kasutusel andmeedastuskiirusega 1066 MB/s.
Jaoturi arhitektuuril põhinev protsessori siin
Pange tähele selle asemel kasutatud Inteli jaoturi arhitektuuri traditsiooniline arhitektuur"Põhja/lõuna sild". See disain viis kiibistiku komponentide vahelise esmase ühenduse spetsiaalsele jaoturi liidesele, mille andmeedastuskiirus on 266 MB/s (kaks korda suurem kui PCI siinil), võimaldades PCI seadmetel kasutada PCI siini kogu ribalaiust, välja arvatud lõunasild. . Lisaks suhtleb süsteemiga LPC siini kaudu Flash ROM BIOS-i kiip, mida nüüd nimetatakse püsivara jaoturiks. Nagu juba märgitud, kasutati põhja/lõuna silla arhitektuuris selleks Super I/O kiipi. Enamik süsteeme kasutab nüüd Super I/O kiibi ühendamiseks ISA siini asemel LPC siini. Samal ajal võimaldab jaoturi arhitektuur loobuda Super I/O kasutamisest. Super I/O kiibi toetatud porte nimetatakse pärandportideks, seega ilma Super I/Ota disaini nimetatakse pärandvabaks süsteemiks. Sellises süsteemis tuleb standardporte kasutavad seadmed ühendada arvutiga USB siini kaudu. Need süsteemid kasutavad tavaliselt kahte kontrollerit ja kuni nelja ühist porti (USB-hostidega saab ühendada täiendavaid porte).
AMD protsessoritel põhinevad süsteemid kasutavad Socket A disaini, mis kasutab Socket 370-st kiiremaid protsessoreid ja mälusiine, kuid säilitab siiski põhja/lõuna silla disaini. Pöörake tähelepanu kiirele protsessori siinile, mille sagedus ulatub 333 MHz-ni (ribalaius - 2664 MB / s), samuti kasutatavatele DDR SDRAM DIMM-mälumoodulitele, mis toetavad sama ribalaiust (st 2664 MB / s). Samuti tuleb märkida, et enamik lõunasildu sisaldab Super I/O kiipidele omaseid funktsioone. Neid kiipe nimetatakse Super South Bridgeks.
Jaoturi arhitektuuril põhinev Pentium 4 süsteem (Socket 423 või Socket 478) on näidatud alloleval joonisel. Selle disaini eripära on see, et selle taktsagedus on 400/533/800 MHz ja ribalaius vastavalt 3200/4266/6400 MB/s. Täna on see kiireim rehv. Pöörake tähelepanu ka kahe kanaliga PC3200 (DDR400) moodulitele, mille ribalaius (3200 MB/s) ühtib protsessori siini ribalaiusega, mis võimaldab süsteemi jõudlust maksimeerida. Kõrgemad süsteemid, mis sisaldavad 6400 MB/s siini, kasutavad kahe kanaliga DDR400 mooduleid, mille taktsagedus on 400 MHz, mille tulemuseks on kogu mälusiini ribalaius 6400 MB/s. 533 MHz siinikiirusega protsessorid saavad kasutada paarismälumooduleid (PC2100/DDR266 või PC2700/DDR333) kahe kanaliga režiimis, et saavutada mälusiini ribalaius 4266 MB/s. Mälusiini ribalaiuse sobitamine protsessori siini tööparameetritega on optimaalse töö tingimus.
Siiski ei äratanud see erilist huvi ja pälvis leebe kriitika. Autor võttis arvesse kommentaare, muutis ja laiendas artiklit, nii et nüüd loete uuendatud versiooni.
Artikli eesmärk on välja selgitada protsessori süsteemisiini sageduse ja mäluparameetrite mõju jõudlusele. Erilist tähelepanu keskendunud jõudluse langusele sagedusel 183 MHz ja aktiivse eellaadimise viivituse mäluparameetrile.
ASUS A7N8X-X emaplaadil on mõned spetsiifilised "funktsioonid", mis ei võimalda meil tulemusi üldistada kõigile nForce2 plaatidele. Üldised järeldused kehtivad aga enamiku teiste emaplaatide kohta.
reklaam
Testimissüsteem.- Protsessor – AMD Athlon 1700+ Thoroughbred-B. Maksimaalne kiirendamine on 2200 MHz 1,85 V juures.
- Mälu – PC3200, 1x512 MB, 5-2-2-2,5, Nanya. Töötab protsessoriga sünkroonselt.
- Emaplaat – nForce2 400, ASUS A7N8X-X, BIOS 1007. Protsessori liides = Optimaalne (selles püsivaras lukustatud). Bussi katkestamine = väljas. Maksimaalne kiirendamine on 208 MHz.
- Videokaart – Radeon 9000, 64 MB, 128 bitti.
- Kõvaketas - WD400JB.
- Operatsioonisüsteem – MS Windows 2000 SP4.
Emaplaat ei erine A7N8X-st, välja arvatud ühe kanaliga ja täiendavate kontrollerite puudumine. Neil on isegi samad BIOS-i püsivara numbrid ja tehtud muudatused. Kahe kanaliga süsteemi jõudluse erinevus jääb enamasti mõne protsendi piiresse. Hea artikkel kahe kanali mõjust jõudlusele on http://www.lostcircuits.com/motherboard/asus_a7n8x-x/.
Milliseid teste kasutati?
Ilmselgelt ei ole jõudluse langus 183 MHz juures protsessoriga seotud. Seetõttu kasutati programme, mis töötavad intensiivselt suurte andmemahtudega ja koormavad tugevalt mälu alamsüsteemi. Valiti kaks arhiveerijat: 7-zip (LZMA algoritm) ja RKC (PPM algoritm). Tihendusfaili suurus on 20 MB. Maksimaalne RAM-i kasutus RKC jaoks on 400 MB, 7-zip puhul - 200 MB. Sõna suuruse suurendamisel 7-tõmblukuga suur roll protsessor mängib, nii et testid viidi läbi sõnade suurustega 255 ja 64.