Краткое содержание статьи: Четыре месяца инженеры лаборатории напряжённо трудились, чтобы протестировать на современных приложениях 116 процессоров от Pentium 100 до сегодняшних топовых моделей. Теперь вы можете забыть о сотнях статей и обзоров - у вас есть единый источник знаний. Он представляет ценность не только для тех, кто планирует модернизацию. Сейчас вы можете наглядно оценить, насколько возросла производительность компьютеров за последние 10 лет. В общей сложности, мы провели 3300 тестов. Предлагаем ознакомиться с результатами.
Сводное тестирование 116 процессоров: от Pentium 100 до наших дней
С 1995 по 2005: 116 процессоров со 100 МГц по 3800 МГц
Сядьте в кресло поудобнее и уберите от себя острые и опасные предметы. Нет, это не начало очередного сеанса Кашпировского времён перестройки. Просто после 12 недель тяжёлого и утомительного тестирования мы предлагаем вам самый большой тест процессоров. Бессонные ночи, красные глаза, зависшие и сгоревшие системы, головные боли, кофейные баночки, из которых можно построить вавилонскую башню, - всё это было. Кроме того, данный проект представляет собой нечто большее, чем тест процессоров. В самом деле, неужели вам не интересно оценить прогресс технологий процессоров за последние 11 лет? Именно это и вдохновляло нас все эти дни. Наше тестирование разбито на две логические части. В первой мы рассмотрим историю развития процессоров и закончим самыми последними CPU от Intel. Во второй части мы сфокусируемся на истории AMD, ну и снабдим, конечно, вас результатами тестирования.
Многие наши читатели помнят те дни, когда система с Pentium 100 и 16 Мбайт памяти вызывала зависть коллег и друзей. А для студента подобный компьютер оставался недостижимой мечтой. Да, так было в 1994 году, когда подобная конфигурация стоила под $3000. Как меняются времена...
Мы подвергли 116 различных процессоров единой расширенной процедуре тестирования. Процессоры имеют разные годы выпуска: от 1995 по нынешний. Наше тестирование можно рассматривать как своеобразное путешествие по времени, которое поражает тем, насколько возросла производительность чипов и системы в целом за столь короткий период. Скажите, что такое десять лет? Но производительность - не единственный параметр, который пользователи желают получить за свои деньги. Внешне даже не видно, сколь много изменений произошло в "железе" и стандартах. В нашем тестировании мы тоже уделим им внимание.
Мы начнём с платформы Socket 5 из далёкого 1995 года и закончим платформой Socket 775. Мы пройдём не меньше, чем через семь ступеней эволюции ПК, если принимать во внимание процессоры Intel. За этот же временной промежуток AMD прошла через пять ступеней - от Socket 7 до Socket 939.
Мы с гордостью отмечаем, что наше тестирование можно считать самым полным и подробным в Интернете. Наши читатели смогут сравнить производительность, в общей сложности, 116 процессоров и проанализировать 3330 тестовых результатов - в различных категориях. Кроме того, пользователи, до сих пор "сидящие" на старой системе, смогут оценить, какой прирост производительности они получат на практике от модернизации. Да, такое сравнение возможно - несмотря на изменения, произошедшие за эти годы с памятью, чипсетами и платформой в целом. Все наши тесты мы проводили под одной операционной системой - Windows XP.
К примеру, если тактовая частота увеличилась примерно в 40 раз: от 100 МГц в 1995 до 3800 МГц сегодня (на основе процессоров Intel), а система кэширования значительно ускорилась, то пропускная способность памяти выросла с 110 Мбайт/с у AMD K6-III/450 (1997) до 6000 Мбайт/с у Athlon 64. Если посмотреть на результаты тестов 3D-игр, то частота кадров стремительно возросла с 17,1 FPS у AMD Duron 650 до сумасшедших 171,7 FPS у AMD Athlon 64. Увеличение в 10 раз - при этом мы не принимаем во внимание повышение качества картинки. Ещё более шокирует разница в преобразовании 1-Гбайт файла DV в MPEG 2: если Intel Pentium 4 с процессором 3,8 ГГц справляется с этим заданием за две с половиной минуты, то древнему Intel Pentium 233 MMX из 1997 года требуется почти час. Самый большой прирост можно наблюдать в кодировании DivX (MPEG 4): перекодирование короткой сцены занимает почти 2 часа на Pentium 233 MX, в то время как P4 3,8 ГГц справляется с этой задачей менее, чем за две минуты. В целом, P4 3,8 ГГц оказывается в 65 раз быстрее, чем процессор из 1997 года. В 1995 году MP3-кодирование вряд ли было удобным: Pentium 100 требуется около 77 минут для 17-минутной записи, а современный AMD Athlon 64 FX-55 справляется с этой работой всего за полторы минуты.
Ещё более интересно число транзисторов, из которых состоят процессоры. В 1994 году Pentium 100 использовал 3,3 миллиона транзисторов, а современная топовая модель Pentium 4 Extreme Edition состоит из 178 миллионов транзисторов. Сегодня на площади, которую всего одиннадцать лет назад занимал один миллион транзисторов, можно разместить 54 миллиона. В то же время, энергопотребление и тепловыделение существенно возросли. Сегодняшний процессор Intel Pentium 570 (на 3,8 ГГц) выделяет столько же тепла, сколько девять Intel Pentium 100! Последствия вполне предсказуемы: для современных процессоров требуются массивные кулеры, а для стабильной работы системы необходим блок питания ватт так на 400. И конца-края этому не видно. В спецификациях материнских плат уже вполне нормально выглядит ток до 100 ампер. Так что битва за повышение плотности рассеиваемой мощности продолжается.
Что же касается AMD, то здесь мы начнём с процессора AMD K6-III/450, выпущенного в 1996 году для Socket 7. Последней моделью компании является процессор AMD Athlon 64 FX-55, работающий на 2600 МГц.
По сравнению с Intel, AMD лучше справляется с тепловыделением. Немало тому способствует и технология Cool'n'Quiet, а также нижний порог частоты 800 МГц.
Но на старых платформах смогут работать далеко не все приложения. Скажем, в шутер Doom 3 на платформе Socket 7 вы не поиграете. Duron 650 смог выдать всего 14,9 кадра в секунду, а самый последний Athlon 64 легко обеспечил больше 90 fps. Следует отметить, что для обоих процессоров мы использовали одну и ту же графическую карту - nVidia GeForce 6800 GT.
1978: начало эры x86
Эра x86 началась не так давно - но для компьютерной индустрии 26 лет кажутся вечностью. В 1978 году Intel представила процессор 8086, который послужил основой для всех x86-совместимых CPU. Тогда европейской штаб-квартиры, которая располагается рядом с Мюнхеном, не было даже в проекте. Позднее процессор послужил основой ПК "XT", работая на частоте 4,77 МГц (а позднее и 8 МГц). Максимальный объём памяти составлял, просто сумасшедший тогда, 1 Мбайт.
Прародитель всех процессоров x86. CPU Intel 8086 работал на частоте 4,77 МГц.
В то время память всё ещё считали килобайтами. Хорошо оснащённой системой считался компьютер с 256 кбайт памяти, разбитой по нескольким чипам. Если же компьютер оснащался 320 кбайт, то он мог запускать Windows 1.0. С другой стороны, жёсткие диски тогда были слишком дороги и встречались редко. Шиком считался компьютер с двумя жёсткими дисками. Некоторые пользователи вспомнят большие 8" мягкие дискеты - предшественницы формата 5,25". В 1982 году Intel анонсировала компьютер 286, который содержал 16-битный слот ISA. Максимальный размер памяти, набиваемой теперь уже модулями SIMM, вырос до 1 Мбайт. Три года спустя (в 1985) появился процессор 386, который, теоретически, мог работать с гигантским объёмом памяти - 4 Гбайт. Но материнские платы для подобных объёмов (и технологии, собственно) ещё не существовали.
Процессор Intel 386: первая 32-битная модель на рынке x86. Кулера не требовалось.
Хотя процессор 386 и поддерживал 32-битный режим, подходящих операционных систем на рынке ещё не было.
Типичная система на 386 процессоре имела 4 мегабайта памяти, кроме того, впервые MS Windows могла использовать виртуальную память с жёсткого диска (в режиме 386). Первые процессоры 386 работали на частоте 16 МГц, а через четыре года появилась модель с удвоенной тактовой частотой - на 32 МГц.
1989: ПК на массовом рынке - Socket 1, 2 и 3
В 1989 году Intel анонсировала процессор 486DX для Socket 1, который работал с частотой 25 МГц, а в последующие годы частота увеличилась до 133 МГц. За этим процессором последовал бум ПК в начале 90-х. В то время многие пользователи сменили свой домашний компьютер (в мире это были Commodore C64, Commodore Amiga или Atari ST, в России - "БК", "Вектор", "Корвет" и "Спектрум") на ПК, причём переход дался нелегко.
Стоил сумасшедших денег: процессор Intel 486 DX на 33 МГц с математическим сопроцессором.
Линейка DX, в которой был и этот процессор на 66 МГц, имела существенное преимущество в производительности по сравнению с процессорами SX. Число "66" расшифровывается как 2x33 МГц, то есть процессор работал на удвоенной частоте шины. В качестве сокета использовался Socket 2.
Последний прирост производительности для Socket 2: процессор Intel Overdrive.
Последняя надежда Socket 2: чтобы обеспечить разделение питания, на керамическую упаковку устанавливался стабилизатор напряжения.
Никаких проблем с охлаждением не наблюдалось: процессор поставлялся только с приклеенным радиатором.
Процессор Intel 486DX 100 совершил прорыв. Переход на Socket 3 позволил преодолеть отметку в 100 МГц.
Процессор 486 DX4 на 100 МГц стоил в 1994-м очень дорого - студентам он был не по карману.
Альтернативный клон процессора 486 DX от AMD - он работал на частотах до 133 МГц. Модель на 120 МГц стала очень популярной. Кстати, в России 133-МГц версия, наверное, была всё же популярнее - некоторые экземпляры успешно "разгонялись" до 160 МГц с переходом на 40-МГц шину.
Процессор AMD 486 DX 120 (и 133 тоже) легко "разгонялся", иногда по производительности обгоняя даже первые Pentium. Тогда и начал образовываться фан-клуб AMD.
С 1993 по 1997: Socket 4, 5 и 7 для AMD и Intel
1993: Socket 4 для первого Pentium
Intel Pentium 60 и 66
1993
В 1993 и 1994 годах продавались не только новые системы 486 (AMD и Intel), но и первые компьютеры Pentium. До открытия перед магазинами собирались очереди, которые сметали новые компьютеры за несколько минут. Рынок рос сумасшедшими темпами. В то время, как грибы после дождя, появлялись многие мелкие фирмы, собиравшие компьютеры и продававшие их под своей маркой. Системы 486DX 100 часто стоили столько же, сколько компьютеры с Pentium 60. Средняя цена на компьютер в то время составляла от $1000 до $1500.
Типичный компьютер десять лет назад: 386 DX 40, 4 Мбайт памяти, 210 Мбайт HDD.
А это - гарантийные требования. За 10 лет произошло много изменений.
С самого начала новому Intel Pentium 60 сопутствовала неудача. В некоторых ситуациях процессор неверно выполнял операцию деления FDIV. В результате у Intel появилось множество проблем.
Socket 4 был представлен в 1993 и предназначался для двух процессоров: Intel Pentium 60 и Pentium 66. Низкочастотная версия работала с системной шиной 30 МГц и, по сравнению со скоростными процессорами 486, CPU была иногда медленнее. С другой стороны, Pentium 66 оказался удачнее, но многие пользователи предпочитали покупать дополнительную тактовую частоту (даже тогда!) и брали 486DX 100.
С 1996 по 1998: Socket 5 - AMD и Intel
От K5-75 до K5-166
С марта 1996 по январь 1997
От K6-166 до K6/III-500
С апреля 1997 по апрель 1998
В платформе CPU вновь произошли изменения: на рынке появился преемник Socket 4, Socket 5, которому сопутствовал процессор Pentium 75. Опционально на материнские платы устанавливался пакетно-конвейерный кэш, существенно повышавший производительность. Потратив немалую сумму денег, можно было купить модули кэш-памяти по 256 или 512 кбайт. Asus стала одной из первых компаний, предложивших материнские платы с разъёмом COAST (COAST = cache on a stick), причём, разница в цене между конкурентами была не очень велика.
Сегодня такой модуль найти уже трудно: 256 кбайт кэш-памяти для платы Socket 5 с чипсетом Intel 430FX.
Процессор Intel Pentium 75 работал с частотой шины 50 МГц и множителем 1,5.
С размерами 55 x 55 миллиметров процессоры Intel Pentium 60/66 стали самыми большими моделями для настольного рынка.
С 1994 по 1997: Socket 7 -Intel
От Intel Pentium 75 до 200
С марта 1994 по июнь 1996
От Intel Pentium 150 до 233 MMX
С октября 1996 по июнь 1997
С 1998 по 2000: Socket 7 - AMD
От K6-2/233 до K6-2/550
С мая 1998 по февраль 2000
От K6-2+/400 до K6-2+/550
С апреля 2000 по сентябрь 2000
От K6-III/400 до K6-III/500
С февраля 1999 по сентябрь 2000
С процессором Pentium 166 MMX компания Intel впервые предложила набор команд MMX (multimedia expansions), причём новые CPU требовали раздельного напряжения на материнских платах (2,8 и 3,3 В). Всем владельцам систем Socket 5 можно было докупить адаптер.
Адаптер разделения питания для Socket 5.
Адаптер "Socket 5 на Socket 7", установленный на Asus P/I-P55TP4XE.
После того, как Intel выпустила на рынок Pentium MMX, AMD представила K6, который работал на частотах до 166 МГц и также обеспечивал инструкции MMX. Впервые на материнских платах стали поддерживаться модули SDRAM, благодаря которым скорость обмена с памятью существенно возросла. На рынок вышли 60-нс модули (EDO) и 70-нс (Fast Page). Скорость обмена с памятью возросла до 90 Мбайт/с, причём, максимальный размер памяти составил 384 Мбайт, а позднее он вырос до 768 Мбайт. Почти в то же время появился форм-фактор ATX. Кроме всего прочего, новый блок питания позволял компьютеру входить в режим ожидания, а также программно включаться и выключаться. Внедрение интерфейса AGP обеспечило дополнительный прирост производительности по сравнению с шиной PCI (не сразу, конечно). Напомним, что в те времена память была очень медленной и дорогой, поэтому Intel решила обеспечить графическим картам прямой доступ к памяти.
Intel завершила эпоху Socket 7 прощальным выпуском Pentium 233 MMX, который имел максимальное тепловыделение в 17 Вт. Компания планировала выпустить Pentium 266 MMX, но появилась только мобильная версия этого процессора. В отличие от Intel, перешедшей на Slot 1, AMD продолжала поддерживать Socket 7 ещё два года. Последними процессорами для Socket 7 стали AMD K6-III 500 и AMD K6-2+ 550. Что касается производительности, то AMD K6-III 500 во многих тестах обгонял Pentium III (!). Какова же причина? Дело в том, что K6-III имел 256 кбайт встроенного кэша L2, который дополнял 2 Мбайт кэша L3 на материнской плате. Так что процессор иногда показывал весьма неплохую производительность. А Intel в то время ответить было нечем. Особенно, учитывая тот факт, что CPU от AMD (K6-III 450) стоил существенно дешевле.
Как только процессор не сошёл с ума? Мы установили на систему с Pentium 100 512 Мбайт памяти.
Многие современные приложения без MMX уже не обходятся.
Обратная сторона медали: после выпуска 500-МГц версии K6-III AMD срочно отозвала процессор - даже нашей лаборатории пришлось его вернуть. Ещё необычная особенность: только OEM-производители получали K6-2+, произведённые по 180-нм техпроцессу. Конечно, процессоры появились и в рознице, но работали они не на всех материнских платах. Иногда K6-III находили применение в ноутбуках. С этого момента пути AMD и Intel разошлись. Intel перешла на Slot 1, а AMD решила выбрать похожий по виду, но логически несовместимый Slot A.
Кэш L2 для классического Pentium Socket 7 объёмом до 2 Мбайт располагался на материнской плате. В то время платы DFI приобрели немалую популярность и получили много наград от журналов.
Отметка в 100 МГц была достигнута!
Pentium 100 содержал 3,3 миллиона транзисторов и выделял до 12 Вт тепла.
Pentium 133 на 133 МГц в то время стоил астрономически дорого. Сегодня его используют для брелоков.
Ядра первых Pentium производились по 800-нм, 600-нм и 350-нм техпроцессам.
AMD K5 не имел кодового названия - внутри компании его упоминали как 5K86. Процессор мог похвастаться 4,3 миллиона транзисторов, а производился он по 350-нм технологии.
После выпуска AMD K5 на процессоре появилась надпись, рекомендующая пользователям использовать радиатор с вентилятором. Сегодня без кулера уже не обойтись, но в то время не все компьютеры использовали активное охлаждение.
Intel уже выпускала коробочные кулеры для первого Pentium Socket 7. Кулер довольно примитивно приклеивался к процессору.
Первый Pentium с технологией MMX стал также последним, выпускавшимся в керамическом корпусе.
Intel Pentium 166 MMX CPU, с кодовым названием P55C, получил целых 4,5 миллиона транзисторов. Иногда он "разгонялся" до 200 МГц.
Последний процессор Intel для Socket 7 - довольно мощный Pentium MMX. Некоторые экземпляры удавалось "разгонять" до 291,5 МГц.
Две последние модели для Socket 7, Pentium 200 MMX и Pentium 233 MMX, выпускались с корпусом, характерным для последующих Celeron.
Первый процессор AMD с распределителем тепла. Некоторые люди "с руками" отрывали распределитель, чтобы обеспечить процессору лучшее охлаждение.
В 1999 году плата DFI K6XV3+2 стоила $132.
Инженерный образец AMD K6-2 с частотой 350 МГц.
K6-2+, с кодовым названием Chompers, и K6-III, с кодовым названием Sharptooth, стали хитами.
В начале 2000 процессор AMD K3-III 450 можно было купить всего за $218.
Ускоренная память EDO на 60 нс стала несовместимой с процессорами 486.
Компания Intel в своих действиях во многом руководствуется маркетинговыми соображениями, что было подчёркнуто переходом в 1997 году с Socket 7 на Slot 1. В любом случае, единственным техническим обоснованием подобного перехода было то, что кэш L2 не может разместиться на процессоре, поэтому его нужно вынести отдельно, на маленькую плату (картридж). Но Intel утверждала, что подобное слотовое решение является самым перспективным. В конце концов, кэш L2 перешёл на ядро процессора - в результате постоянного снижения техпроцесса. В начале эпохи Slot 1 Intel выпустила Celeron без встроенного кэша L2.
Celeron на ядре Mendocino - тепловыделение всего 24 Вт.
Он показывал настолько слабую производительность, что покупатели предпочитали Pentium II. Но Intel долила масла в огонь, представив модель Celeron 300A, оснащённую кэшем L2. "Изюминкой" процессора являлась 66-МГц системная шина, которую обычно без проблем можно было увеличить до 100 МГц, в результате чего CPU работал на 450 МГц. Собственно, именно по этой причине процессор стал абсолютным хитом продаж на розничном рынке. Процессор Celeron 300A, "разогнанный" до 450 МГц, неплохо показывал себя даже по сравнению с намного более дорогим Pentium II/400. В то время самой эффективной считалась память SDRAM на 100 МГц, обеспечивавшая пропускную способность 800 Мбайт/с. Intel представила Pentium II/300 в германской штаб-квартире около Мюнхена, впервые показав декодирование фильма с DVD в реальном времени (это было кино про Джеймса Бонда). Естественно, декодирование производилось без аппаратной карты-декодера.
Вскоре после этого Intel провозгласила отход от параллельной архитектуры памяти, сделав ставку на Rambus - единственного "спасителя" DRAM. Даже такие большие компании, как Siemens, Compaq, HP и Dell, неожиданно встали на сторону Rambus. К сожалению, это было большой ошибкой. Рынок требовал DDR SDRAM, что стало очевидным на выставке Computex 2000 в Тайбэе.
Обратная сторона популярного среди оверклокеров процессора.
Обратная сторона Pentium II с внешним кэшем.
Pentium II, с кодовым названием Klamath, производившийся по 350-нм технологии.
Обратная сторона Pentium II с внешним кэшем L2 512 кбайт.
Pentium III с внешним кэшем.
Pentium III с кэшем, интегрированным на кристалл.
Обратная сторона Pentium III с интегрированным кэшем.
Многие пользователи решили не переходить на платформу Slot 1 из-за цены. Дело в том, что в начале 1998 года на рынке появилась новая разработка: Socket 370, для которой вышли две версии упаковки - PPGA и FC-PGA. Версия PPGA использовалась, главным образом, в OEM-системах, поскольку она обходилась дешевле в производстве. Как мы уже упоминали выше, только процессоры Celeron использовали пластиковую упаковку. Процессоры Pentium III выпускались уже в более дорогой упаковке FC-PGA. Но здесь есть одно исключение: процессор Celeron на ядре Mendocino можно было использовать как на системах Socket 370, так и на Slot 1. С помощью специального адаптера процессор в упаковке PPGA можно было установить в Slot 1. А вот для версии FC-PGA адаптер так и не появился.
Адаптер Slot 1 для Socket 370. Напряжение и частоту шины необходимо выставлять вручную.
Долгое время процессоры для Slot 1 и Socket 370 продавались и изготавливались бок о бок, но последним процессором для Slot 1 стал Pentium III (Coppermine) на частоте 1 ГГц.
Последним ядром для Socket 370 стало Tualatin, которое уменьшилось со 180-нм до 130-нм техпроцесса. Pentium III-S производился на частотах до 1,4 ГГц с кэшем L2 512 кбайт/с. Кроме того, этот процессор имел расширения по предварительной выборке - предшественника микроопераций современного Pentium 4.
Последний процессор для Socket 370 - Pentium III-S Tualatin на 1,4 ГГц.
Однако для установки процессоров Tualatin потребовался новый чипсет с так называемым степпингом "T". Но на самом деле всё было легче: правильно поработав руками можно было сделать так, чтобы этот процессор заработал и в обычной плате BX. Если вдаваться в детали, то нужно было изолировать контакты AN3, AK4 и AJ3, чтобы они не имели электрического контакта с сокетом. В большинстве материнских плат также следовало подключить контакт AK4 к AK26 - для этого можно использовать обычную проволоку. После этого оставалось соединить только AM34, AL35, AL37 и AK36.
Появилось множество переходников: даже с Socket 8 CPU на Socket 370.
Популярная плата BP6, на которой можно было запустить два процессора Celeron с ядром Mendocino. Чипсет BX440.
Intel Pentium III с ядром Coppermine на Socket 370. Он использовал 9,5 миллиона транзисторов для вычислительной части и 18,6 миллиона - для кэша.
Celeron на ядре Mendocino очень полюбился оверклокерам.
Обратная сторона Celeron (Mendocino). Хотя процессор не поддерживал расширения SSE, он обладал тепловыделением в 28 Вт и производился по 250-нм технологии.
Celeron на ядре Coppermine выпускался с частотами до 1,1 ГГц, а частота FSB была либо 66, либо 100 МГц.
Pentium III CPU в органической упаковке, вид сзади.
Легендарный Pentium III на ядре Tualatin, вид сзади. Даже ещё сегодня его можно встретить на рынке.
Pentium III на ядре Tualatin ознаменовал переход Intel на 130-нм техпроцесс. 1,4-ГГц версия имела максимальное тепловыделение 28 Вт.
По сравнению даже со Slot 1, платформа Socket 423 прожила недолго: с ноября 2000 по август 2001. Большинство пользователей задел дальнейший переход на Socket 478, поскольку вложения превратились в пыль. Для Socket 423 вышло только одно процессорное ядро - Willamette. Уровень продаж оказался намного ниже предположений, но вот акции подскочили. Вывод на рынок Intel Pentium 4 и архитектуры Netburst стал важным шагом в будущее. Даже сегодняшний Pentium 4 570 на 3,8 ГГц по-прежнему работает на этой архитектуре, продемонстрировавшей впечатляющий рост тактовых частот. Многие годы Intel провозглашала, что тактовая частота - самый важный параметр процессора. В то же время в процессорах появилась технология троттлинга (Thermal Monitor 1). Она позволяет CPU пропускать тактовые импульсы, защищая себя от тепловой смерти при плохом охлаждении. Вы можете прочитать о том, как мы сжигали процессоры, и посмотреть видеоролик: Горячо! Как современные процессоры защищены от перегрева?.
По мере роста частоты и числа транзисторов увеличилось и тепловыделение. Чтобы с ним справиться, материнские платы обзавелись дополнительными электрическими контактами - ведь Pentium 4 достиг тепловыделения в 72 Вт. Параллельно появились и различные технологические улучшения: инструкции SSE2 обеспечивали быстрое кодирование видео, став как преимуществом, так и важным маркетинговым плюсом процессора. Однако с выпуском SSE2 потребовались приложения, которые смогли бы использовать эти инструкции. В целом, всё это усложнило модернизацию: помимо новой материнской платы, требовались блок питания, кулер и память Rambus. С выпуском чипсета 850 (Tehama) Intel поставила новый рекорд, поскольку двухканальная память RD800 обеспечила пропускную способность до 2,5 Гбайт/с. Однако цена подобных систем была слишком высока - в том числе и из-за памяти, поэтому на рынке они распространились не слишком широко. К тому же, Rambus наложила на производителей лицензионные сборы. Да и по контракту Intel не разрешалось продавать Pentium 4 с какой-либо другой памятью. А ведь в то же самое время на рыке присутствовала DDR SDRAM!
Первый Intel Pentium 4 для Socket 423 имел тепловыделение 72,4 Вт. Также этот процессор впервые использовал технологию учетверённой частоты системной шины QDR.
Ядро Pentium 4 Willamette для Socket 423: 16 x14 миллиметров.
Socket 478 был анонсирован параллельно с новым ядром Pentium 4 Northwood, которое обзавелось 512 кбайт кэша L2, в два раза больше предшествующей модели. Новая платформа потенциально могла использовать память RD-RAM (Rambus), SD-RAM и DDR-RAM. Но первой в списке значится Rambus (RD-RAM). В 2,4-ГГц модели Pentium 4 появилась 133-МГц FSB (533 QDR), а производители памяти представили RD-1066 с пропускной способностью 3,3 Гбайт/с. В результате мы получили рекордный уровень производительности по кодированию видео.
Но финансовый успех был весьма скромен. В частности, из-за использования RD-RAM платформа была очень дорогой. С уровнем продаж и распространением процессоров P4 нужно было что-то делать. Поэтому Intel выпустила SDRAM-решение - новый чипсет 845, который, по лицензионным соображениям, поначалу работал без поддержки DDR. Подобное решение оказалось существенно дешевле, однако пропускная способность памяти составляла всего треть от систем с Rambus. Но продавать-то надо, поэтому многие инструменты для кодирования видео, включая легендарный FlaskMPEG, были оптимизированы под SSE2, что обеспечило немалый прирост производительности. Теперь кодирование могло производиться даже в реальном режиме времени. Небольшое сообщество энтузиастов Pentium 4 было вдохновлено.
После долгожданного завершения лицензионного соглашения с Rambus Intel представила чипсет 845D, а чуть позднее 845GD. Оба варианта поддерживали память DDR, а оптимизации чипсета 845GD позволили ему немного обогнать "D", хотя он поставлялся только в версии с интегрированной графикой. Однако пропускная способность памяти в 2 Гбайт/с была по-прежнему существенно меньше, чем у решения Rambus.
С выходом Pentium 4 3,06 ГГц мы увидели технологию Hyper-Threading. Вместе с чипсетами 875 (Canterwood) и 865 (Springdale) появилась FSB800 (QDR, реально 200 МГц). Чипсеты обзавелись поддержкой двухканальной памяти DDR400, в результате чего пропускная способность возросла до 5 Гбайт/с! Rambus настал конец.
Это решение вывело Pentium 4 на новый виток популярности, а первые материнские платы стоили около $350 и выше.
Abit выпустила BH7, которая также обеспечивала 200-МГц FSB на чипсете 845D.
За два дня до выхода AMD Athlon 64 FX, Intel пришлось доказывать превосходство над конкурентом, придумывая новый трюк: Xeon на ядре Prestonia (а позднее и на ядре Gallatin), предназначенный для серверного рынка, был переброшен на рынок настольных ПК и Socket 478 в виде Pentium 4 Extreme Edition. Главной особенностью этого процессора стали дополнительные 2 Мбайт кэша L3. На тот момент процессор стоил около $1000. В целом, Athlon 64 FX оказался более привлекательным. Анонс Intel стал разочарованием, и пользователи предпочли более дешёвые и мощные процессоры Athlon 64.
Ранний переход на технологию 90 нм стоил Intel многих проблем. Новые процессоры Pentium 4 на ядре Prescott получили 1 Мбайт кэша L2 и инструкции SSE3, однако они так и не показали убедительного отрыва в производительности, вместо этого превратившись в нагревательный прибор. Новые процессоры доставили Intel немало головных болей очень высоким тепловыделением.
3,4-ГГц версия Pentium 4 и Extreme Edition на той же частоте ознаменовали конец эпохи Socket 478.
Intel Celeron на ядре Northwood: 128 кбайт кэша L2 и никакого вам Hyper-Threading.
Pentium 4 для Socket 478, вид сзади. Расстояние между ножками стало ещё меньше, чем раньше.
Вскрытый Pentium 4, ядро Northwood.
В лабораторных условиях мы попытались вскрыть и процессор Prescott, однако ядро было слишком крепко приклеено к распределителю тепла.
Перейдя с Socket 478 на Socket LGA775, Intel сделала серьёзный шаг. У сокета LGA (Land Grid Array) ножки перенесены с процессора на сокет, так что Intel перенесла проблему ножек на плечи производителей материнских плат. В то же время, Intel представила чипсеты 915 и 925X. Помимо модулей DDR2, чипсет 915 поддерживает также и обычную память DDR. Новый сокет опять поставил рекорд по тепловыделению: 3,8-ГГц процессор достиг максимального уровня в 104 Вт, и в нашей лаборатории мы несколько раз приближались к этому порогу. Что касается дизайна, то максимальное тепловыделение составляет 115 Вт (TDP 115).
AMD подала пример - и Intel взяла его на вооружение. Новая схема модельных номеров призвана отвлечь пользователей от тактовой частоты. Но цель понятна: соревнуясь с AMD, Intel представила систему модельных номеров, которая позволит искусственно завышать производительность для потребителя. К примеру, линейке Celeron назначены номера 300, а Pentium 4 - 500. Довольно скоро выйдет следующая линейка - 600.
Для нового сокета был также анонсирован Pentium 4 Extreme Edition 3,4 ГГц, но базируется он на старом ядре Gallatin. Он смог обойти Pentium 4 3,8 ГГц, который тоже поддерживает SSE3, в некоторых тестах - так что последний стал весьма сомнительной моделью. Intel планировала выпустить Pentium 4 на 4 ГГц, но отказалась от этого. Наши тесты показывают, что проблемы с перегревом возникают даже у 3,6-ГГц версии в паре с коробочным кулером. Повышение FSB до 266 МГц (1066 QDR), ставшее причиной выхода нового чипсета 925XE, не смогло обеспечить Pentium 4 Extreme Edition заметный прирост производительности. Возможно, архитектура достигла своего предела.
Даже для платформы LGA775 мы вновь видим Celeron (с приставкой "D"), работающий на 133-МГц FSB и оснащённый 256 кбайт кэша L2.
С начала 2005 года Intel планирует выпустить Pentium 4 с 2 Мбайт кэша L2, а чуть позднее - и двуядерные процессоры.
Новые высоты в тепловыделении: для Socket 775 тепловой пакет (TDP) составляет 115 Вт.
Больше никаких контактов на процессоре - они перенесены на сокет.
Socket 775: Intel Pentium 4
Плата: Gigabyte 8ANXP-DW (Intel 925XE)
Память: двухканальная DDR2 с 533 по 711 (с PC4300 по PC5700)
Плата Gigabyte 8ANXP-DW на чипсете Intel 925XE поддерживает процессоры Socket 775.
21 февраля 2005 Intel представила 600-ю линейку процессоров, где размер кэша L2 был увеличен с 1 до 2 Мбайт. На основе планов Intel, эта линейка должна была заканчиваться 3,8-ГГц Pentium 4 680. Но, опять же, Intel решила отойти на шаг назад и выпустила в качестве топовой модели 3,6-ГГц Pentium 4 660.
Pentium 4 660 работает на 200 МГц медленнее, чем топовая модель линейки 500, причём задержка CAS кэша L2 была немного увеличена из-за его размера. В итоге процессор не слишком хорошо показывает себя в тестах. Кроме того, пользователям придётся поглубже залезать в свой карман - из-за увеличившегося числа транзисторов новые процессоры оказались дороже.
Pentium 4 660 с кэшем L2 2 Мбайт и 64-битными расширениями.
Параллельно с выпуском линейки 600 Intel представила новую версию Extreme Edition Pentium 4. Ядро процессора идентично линейке 6xx, однако шина FSB работает на 266 МГц (FSB1066). В результате, тактовая частота нового процессора составила 3,73 ГГц. Эффективная шина северного моста, с теоретической пропускной способностью 8,5 Гбайт/с, не слишком выигрывает из-за возросшего размера кэша L2. Производительность Extreme Edition, который на 133 МГц быстрее, не слишком превосходит Pentium 4 660. А цена сохранениа на уровне старого Extreme Edition.
В качестве общего обновления процессоров для Socket 775, 600-я линейка и процессор Extreme Edition получили 64-битные расширения EMT 64, бит запрета выполнения вредоносного кода NX и поддержку Speedstep. Если процессор загружен не на 100%, технология Speedstep снижает множитель до x14, чтобы уменьшить тепловыделение. Многие производители материнских плат поддерживают эту фнукцию, позволяя принудительно выставить x14 и "разогнать" процессор по FSB. Таким образом, повышая частоту FSB у Pentium 4 660 до 266 МГц, мы получаем Extreme Edition.
Процессоры AMD: с марта 1994 по декабрь 2004
Slot A: с августа 1999 по май 2000
Athlon от 500 до 1000:
С августа 1999 по май 2000
Почти через год после дебюта Intel Slot 1 произошло знаменательное событие: Дирк Мейер (Dirk Meyer) из AMD представил архитектуру Athlon на Microprocessor Forum 1998, которая потрясла многих, особенно представителей Intel, тоже присутствовавших на мероприятии. Athlon использовал шинный протокол Alpha EV6 и имел многочисленные инновации, отсутствовавшие у конкурентов.
Intel была шокирована высокой производительностью процессора, а акции AMD стремительно взлетели вверх. Наш сайт тогда опубликовал ключевые спецификации для так называемого "золотого пальца" (Gold Finger) нового процессора, который, с помощью дополнительной платы, позволял выставлять напряжение и множитель AMD Athlon. Но для этого процессор необходимо было вскрыть, что означало потерю гарантии.
Как и в случае с первыми процессорами Intel Pentium II/III, кэш находился в картридже на одной плате с процессором и работал на 1/2, 2/3 или 3/4 скорости CPU. Первые платы были построены на собственном чипсете AMD, поскольку у VIA не было в наличии готовых продуктов. Через некоторое время кэш перешёл с платы на ядро процессора, и Slot A стал уже никому не нужным. В то же время внимание привлёк новый завод "Fab 30" в немецком городе Дрездене. Тогда же пользователи впервые начали использовать системы водяного охлаждения для процессоров AMD. На последней ступени разработки Athlon для Slot A техпроцесс перешёл на 180 нм. В этом процессоре, который предназначался для OEM-клиентов, кэш был интегрирован на ядро.
AMD Athlon с ядром Orion и 256 кбайт внешнего кэша L2.
Обратная сторона процессора Athlon с кэшем.
Последний процессор Slot A от AMD. Кэш интегрирован на ядро.
С выпуском в 2000 году Socket 462, также известного как Socket A, AMD осуществила большой задел на будущее. Эта платформа до сих пор используется в недорогих ПК. Но ни одна другая платформа не повлияла столь сильно на рынок, как Socket 462.
Многие пользователи остаются на платформе Socket A, даже если её производительность уже отстаёт от топовых систем. Но здесь всё в порядке: классический Athlon Thunderbird производился по 180-нм техпроцессу и использовал керамическую упаковку. С тепловыделением в 72 ватта он требовал особо хорошего охлаждения.
В то время THG как раз начала сравнивать кулеры, а на рынке появилась продукция бесчисленного числа мелких компаний. Чипсеты для новой платформы AMD представили AMD, VIA, SiS и ALI. Позднее к ним присоединились ATi и nVidia. Так что выбор материнских плат оказался весьма широк.
С чипсетом KT133 от VIA стало возможно использовать память SDRAM PC133, которая обеспечила пропускную способность до 1 Гбайт/с. Тогда проводились эксперименты с протоколом виртуального канала от VIA, но, за исключением нескольких экземпляров для прессы, эта память так и не поступила в широкую продажу. Память DDR появилась на рынке одновременно с AMD760. Народ начал ждать Athlon XP.
Процессор Duron с ядром Morgan впервые получил поддержку SSE. Однако он по-прежнему производился по "старому" 180-нм техпроцессу, поэтому тепловыделение составляло до 60 Вт.
Новый процессор Athlon пришёлся по вкусу сообществу энтузиастов, а название Athlon XP означает "расширенную производительность" (extended performance). Ядро производилось по 130-нм техпроцессу. В то же время AMD отказалась от керамического корпуса и перешла на органику. Наконец, отметим поддержку расширений SSE.
AMD вновь вернулась к модельным номерам, которые внесли немалую путаницу. Первый процессор XP получил номер 1800+, но работал он всего на 1533 МГц. Модельные номера, по информации AMD, соответствуют частоте гипотетического Athlon Thunderbird с аналогичной производительностью, однако они явно направлены против конкурента Intel, для сравнения с Pentium 4. В итоге на рынке возникла путаница, а споры не утихают по сей день. Частоты процессора и FSB увеличились, но не так драматично, как у Intel. Скорость ядра линейки XP выросла с 1333 до 2250 МГц, в то время как Athlon XP 2800+ с максимальной частотой предназначался только для прессы и так и не поступил в розничную продажу. Частота FSB составила от 133 до 200 МГц.
Самым быстрым процессором Athlon XP стал Barton 3200+, оснащённый 512 кбайт кэша L2. Линейка Athlon XP слишком расширилась, поэтому было решено вывести на рынок новую торговую марку - Sempron. Он имеет ту же архитектуру, что и стареющий Athlon XP.
Socket A прощается с нами. Последние процессоры Sempron для него вышли зимой 2004.
Athlon с ядром Thunderbird B и 100-МГц FSB имеет максимальное тепловыделение 72 Вт!
Ядро Thunderbird C с частотой процессора 1 ГГц и 133-МГц FSB в своё время вызвало сенсацию.
Duron на ядре Morgan получил поддержку SSE, при этом он последним использовал керамическую упаковку.
Процессор Athlon для Socket A в керамической упаковке: вид сзади.
Первый Athlon XP со 180-нм техпроцессом.
Athlon XP со 130-нм кристаллом.
На обратной стороне Athlon XP (130-нм версия) находятся резисторы и конденсаторы.
Последний Athlon XP на ядре Barton был выпущен в мае 2003 года, работая на частоте 2200 МГц, с 200-МГц FSB и 512 кбайт кэша L2.
AMD Sempron стал последним процессором для Socket A.
AMD Sempron, вид сзади.
Последний процессор от AMD с 512 кбайт кэша L2: Sempron 3000+.
Вероятно, Socket 940 прожил меньше всех других сокетов для настольных систем AMD. Первый 64-битный процессор от AMD для настольных ПК был представлен в сентябре 2003, после 18-месячной задержки. С этого момента AMD начинает терять репутацию производителя дешёвых процессоров.
Если Socket 754 предназначался для настольных ПК, то Socket 940, как планировалось, должен был стать уделом серверов и рабочих станций. Но из-за больших задержек производительности Socket 754 стало не хватать, поэтому пришлось срочно перебрасывать Socket 940 с двухканальной памятью на рынок настольных ПК. Довольно любопытно, но Athlon 64, поддерживающий SSE2, стал поставляться в керамической упаковке. В качестве особой функции, этот процессор имеет канал HyperTransport, позволяющий обмениваться информацией с чипсетом или другим CPU, - с пропускной способностью до 3,2 Гбайт/с.
Но, к большому сожалению пользователей, процессор работал только с регистровой памятью, а наличие плат оставляло желать лучшего. Для нового процессора были предложены два чипсета: nVidia nForce 3 150 и VIA K8T800.
В марте 2004 вышел последний Athlon64 FX для Socket 940. Оба процессора базируются на 130-нм технологии.
Athlon64 FX для Socket 940 и серверная версия Opteron.
Когда Athlon 64 выходил на рынок, для Socket 754 были представлены три версии процессора: оригинальное ядро Clawhammer с 1 Мбайт кэша L2, то же самое ядро с уполовиненным кэшем и ядро Newcastle с 512 кбайт кэша L2 и меньшей площадью кристалла. Начиная с 2005 года, к Socket 754 присоединятся и новые модели Sempron, но только с кэшем L2 256 кбайт.
Все процессоры для Socket 754 используют одноканальный интерфейс памяти DDR400, в результате чего максимальная пропускная способность памяти составляет 3 Гбайт/с. А объём памяти свыше одного гигабайта может привести к ряду проблем. Процессоры работают с 200-МГц каналом HyperTransport, максимальное тепловыделение составляет 89 Вт, а тактовые частоты меняются от 1,8 до 2,4 ГГц. Дальнейший рост частоты для Socket 754 не планируется. На рынке присутствуют чипсеты от nVidia (nForce 3 150/250), VIA K8T800 и SiS 755 FX. Все процессоры изготавливаются по 130-нм техпроцессу.
Socket 754 имеет только один канал памяти. При объёме памяти свыше 1 Гбайт могут возникнуть проблемы.
Вскрытый AMD Athlon64 3400+: размеры ядра 17,5 мм x 11,5 мм.
С выходом Athlon 64 3700+ мы прощаемся с Socket 754, прослужившим два года.
Socket 939 был введён в роли преемника Socket 940 для рынка настольных ПК. Пока здесь существуют четыре разных версии процессора. Ядро Newcastle производится по 130-нм техпроцессу и оснащено 512 кбайт кэша L2, в то время как Athlon 64 3400+ является единственным ядром с 200-МГц каналом HyperTransport. Все остальные процессоры могут использовать более скоростной интерфейс 250 МГц, обеспечивающий передачу данных со скоростью 4 Гбайт/с. Кроме того, недавно появилось ядро Winchester. Оно оснащено 512 кбайт кэша L2 и производится по 90-нм техпроцессу. Во многом благодаря технологии Cool'n'Quiet процессор Athlon смог обеспечить сенсационно минимальное тепловыделение - всего 3 Вт. При максимальной нагрузке оно возрастает до 33 Вт, что тоже весьма немного.
Четвёртой вариацией стал Athlon 64 FX на классическом ядре Clawhammer. Он производится для Socket 939 с частотами 2,4 и 2,6 ГГц - в виде FX-53 и FX-55. Эти очень дорогие процессоры оснащены 1 Мбайт кэша L2.
Некоторую путаницу внёс Athlon 64 4000+, идентичный FX-53. Единственное отличие заключается в том, что множитель FX можно свободно менять (увеличивать и уменьшать), а у процессоров Athlon 64 его можно только уменьшать. Хорошей основой для повышения производительности стал двухканальный интерфейс небуферизованной памяти - у всех процессоров. AMD планирует и дальше развивать 90-нм технологии и в 2005 году должна представить двуядерные процессоры.
Athlon 64 для Socket 939 оснащён двухканальным интерфейсом памяти.
Процессор использует двухканальный интерфейс памяти DDR400, поэтому он имеет столь много ножек по сравнению с Socket 754.
Socket 939: AMD Athlon64, Athlon FX Плата: Asus A8V (VIA K8T800)
Память: двухканальная DDR400 (PC3200)
Плата Asus A8V на чипсете VIA K8T800 для Socket 939.
История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.
Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.