Ни одна сборка компьютера не обходится без центрального процессора. Благодаря разнообразию характеристик одни модели лучше подходят для офисных сборок, другие для игровых, а третьи для рабочих станций. В статье мы рассмотрим основные характеристики и критерии при выборе, что помогут вам разобраться и подобрать оптимальную модель процессора под определенные задачи.
Производитель
Выпуском процессоров для настольных ПК занимаются Intel и AMD.
Преимущество Intel в наличии собственных производственных мощностей, регулярной отладке и оптимизации будущих процессоров. Процессоры демонстрируют высокую производительность и стабильность работы. При этом отсутствие сильного конкурента в лице AMD с 2012 по 2017 год позволило монополизировать рынок и неспешно обновлять модельный ряд с увеличением производительности каждого поколения на 5-7%. А при переходе с i7-6700 на i7-7700 прирост составил жалкий 1 %.
Стоимость сборки на платформе Intel обойдется дороже в сравнении с AMD, а разгон поддерживают только некоторые модели с индексом «К» в названии. Так же трудности в освоении новых технологических процессов не позволяет пока выпустить чипы менее 10 нм. Поэтому сложившийся кризис вынуждает оптимизировать старые линейки и выжимать «все соки» из новых моделей. Поэтому процессоры Intel перешагнули отметку тактовой частоты в 5 ГГц, опередив AMD, что благоприятно сказывается в играх.
Преимущество AMD в дешевизне и наличии разблокированного множителя, что позволяет разгонять любой процессор. Пять лет у компании наблюдался технологический застой. За это время компания разработала новую микроархитектуру, что при одинаковой частоте не уступает в производительности Intel. Достичь высокой тактовой частоты не удалось, поэтому в AMD сделали ставку на многоядерность. Поэтому при сопоставимой цене с Intel Core i5-9400F, где всего 6 физических ядер, AMD предлагает AMD Ryzen 7 2700, где 8 физических и 8 виртуальных ядер, а в сумме 16 потоков. Благодаря многоядерности процессоры AMD предпочтительнее для задач, где требуется высокая вычислительная производительность.
При этом у AMD иногда наблюдаются проблемы с совместимостью. Требуется время, пока производитель выпустит обновление с исправлением, что может занять от пары недель до пары месяцев. Чаще пользователи не сталкиваются с заметными проблемами при сборке ПК.
Сокет
В переводе с английского socket означает разъем. Термин существует для обозначения посадочного места под процессор на материнской плате. Поэтому важно, что бы сокет процессора и материнской платы совпадал, в ином случае установка невозможна из-за различий соединительного разъема. Сокет указывается на упаковке с процессором, а так же на официальном сайте и странице товара в интернет магазине. Наиболее актуальные сокеты Intel – 1151v2, 2066 и 3647; сокеты AMD – AM4, TR4 и SP3.
Для проверки совместимости процессора с материнской платой следует перейти на сайт производителя системной платы. Во вкладке поддержка имеется графа «Список совместимых процессоров». Если в таблице указан выбранный вами процессор, проблем с совместимостью не возникнет. В ином случае процессор не подходит для рассматриваемой системной платы или не совместим.
Назначение
Исходя из сценариев эксплуатации, все процессоры подразделяются на три категории:
- Потребительские.
- HEDT.
- Серверные.
В потребительскую категорию входят процессоры разной конфигурации для удовлетворения требований бытовых пользователей. Маломощные решения на сокете Intel 1151-v2/AMD AM4 используются в сборках для работы в офисе и решения нетребовательных задач дома: интернет, социальные сети, управление документацией и мультимедиа. Для игр и работы лучше подходят многоядерные и/или высокочастотные решения. С целью экономии на сборке часто рассматриваются процессоры на сокетах прошлых лет, что не всегда оправдывается из расчета полученной производительности за вложенные деньги.
HEDT сокращение High End Desktop, что обозначает процессоры для сборки высокопроизводительной настольной системы. Отличительная особенность – многоядерная конфигурация, благодаря чему такие процессоры предназначены для задач с высоким распараллеливанием нагрузки: программирование, создание музыки, рендер видео, домашний сервер. На данный момент HEDT-процессоры на AMD – Ryzen Threadripper на сокете TR4. На Intel – Core i9 9-го и 10-го поколения на сокете 2066.
Серверные процессоры на сокете AMD SP3 и Intel 3647 предназначены для работы в центрах обработки данных – ЦОД. Такие решения содержат ещё больше вычислительных ядер и соответствующий ценник. А поскольку считанное количество программ умеет распределять нагрузку больше чем на 20 ядер, покупка столь многоядерных решений не оправдана.
Ядра и потоки
Вычислительные операции происходят внутри ядра процессора, что представляет собой набор микроскопических транзисторов. Подробности детальнее описаны в статье, что такое ядро в процессоре. Поэтому современные процессоры принято производить в конфигурации с несколькими ядрами вплоть до 32 ядер на одном кристалле. Многоядерные конфигурации позволяют увеличить общие вычислительные возможности процессора или при работе с определенным приложением. Если программа поддерживает распараллеливание нагрузки, решением задачи занимается несколько ядер. В ином случае одно ядро обрабатывает одну задачу, а второе другую.
При этом у многоядерных решений имеется определенный предел, когда система или приложение не способно воспользоваться всеми ядрами. В результате ядра загружены частично или простаивают. Например, в текущих играх логический предел – 8 ядер, а наличие 10 ядер или более часто наоборот снижает общую производительность. Аналогичная ситуация складывается и с большинством программ, неспособных использовать, например 18 или 20 ядер. Поэтому многоядерные решения логично рассматривать для некоторых узкоспециализированных задач: рендер видео, программирование, моделирование и т.д.
Рассматривать оптимальное количество ядер лучше с учетом выполняемых задач:
- 2 ядра – интернет, работа с документами, мультимедиа.
- 4 ядра – некоторые игры.
- 6 ядер – большинство игр, несложное моделирование и рендер видео.
- 8 ядер – игры, рендер видео, 3D моделирование и прочие сложные задачи.
- 10 и больше ядер – задачи, требующие высокой вычислительной мощности.
Дополнительно современные процессоры содержат виртуальное ядро, именуемое поток. Число потоков равно числу физических ядер, что обозначается: 2/4, 4/8, 6/12, 8/16, 10/20 и т.д. Внедрение виртуальных ядер стало возможным благодаря возможности физического ядра выполнять одновременно 2 задачи.
Для лучшего понимания стоит представить ядро в качестве человека, где дополнительный поток – наличие второй руки. Определенные задачи выполняются только одной рукой, и вторая только мешает. Другие же задачи быстрее выполняются при поддержке дополнительной руки. С виртуальным ядром примерно так же, при выполнении одних операций дополнительный поток ускоряет вычисление, а при других мешает или простаивает. Обычно виртуальные потоки полезны в задачах, что требуют большой вычислительной производительности. При этом физическое ядро всегда лучше одного или нескольких виртуальных потоков.
В процессорах Intel виртуальные потоки зовутся Hyper-Threading, а в AMD – Simultaneous Multithreading или SMT. Потоки идут в придачу и наличие виртуальных ядер лучше, чем отсутствие таковых. Поскольку при необходимости виртуальные ядра отключаются и включаются в BIOS.
Тактовая частота
Значение тактовой частоты определяет скорость вычисления процессора, что измеряется в герцах – МГц. К примеру, процессор с частотой 4500 МГц за секунду совершает 4 миллиарда 500 миллионов тактов. Если за один такт процессор выполняет одну операцию, то максимальное количество операций за одну секунду составляет 4500 млн. Стоит так же понимать, что некоторые операции выполняются за половину такта, тогда как другие выполняются за 5, 20 или более тактов.
Немаловажна и микроархитектура – расположение элементов процессорного ядра. Например, в процессорах AMD Ryzen 3-го поколения обновление архитектуры принесло 15% ускорение выполнения инструкций в сравнении с процессорами AMD Ryzen 2-го поколения. Поэтому при одинаковой частоте двух процессоров разных поколений, обновленная версия обеспечит 15% прирост быстродействия.
Рекомендация по тактовой частоте проста – чем больше, тем лучше. Поскольку мало приложений умеет нормально распределить нагрузку на несколько ядер, что позволило бы компенсировать значение тактовой частоты. В частности игры больше зависимы от тактовой частоты, а не количества ядер.
Автоматический разгон ядер
Производителям процессоров – AMD и Intel известна проблема бытовых приложений, неспособных работать с большим числом ядер. Поэтому в большинстве процессоров имеется функция автоматического разгона ядер. В AMD такая функция зовется Turbo Core, а у Intel Turbo Boost. Суть обеих технологий в увеличении тактовой частоты чаще одного ядра для повышения быстродействия в задачах, неспособных использовать 2 или более ядер.
Стоит отметить, что максимальный разгон чаще получает только 1-2 ядра, частота остальных ядер меньше. Например, если базовая частота 4-ядерного процессора 3300 МГц, то максимальный разгон для всех ядер при базовой частоте тактового генератора в 100 МГц составит 3700, 3600, 3500 и 3400 МГц соответственно. Поэтому когда производитель указывает базовую частоту 3200 МГц, а в разгоне 3600 МГц, пиковое значение касается только одного ядра, частота остальных ядер ниже.
Ручной разгон
Процессоры Intel с индексом K, KF и KS в названии поставляются с разблокированным множителем: Core i9-9900KS, Core i5-8600K, Core i7-9700KF и т.д. При наличии материнской платы на Z-чипсете процессоры с разблокированным множителем поддерживают ручной разгон тактовой частоты и оперативной памяти. При удачном подборе значений получится увеличить общую производительность процессора, с одновременным повышением энергопотребления и тепловыделения. У процессоров AMD множитель разблокирован на всех процессорах, а разгон доступен на любой материнской плате. При этом наилучшие результаты достигаются на X-чипсете, менее удачный разгон на B-чипсете.
Для удачного разгона требуется качественный блок питания, наличие радиаторов на цепях питания материнской платы, а так же система охлаждения способная отводить избыточное тепло процессора. И если для AMD возможность разгона – дополнительный бонус, то на платформе Intel требуется купить соответствующую плату, процессор и систему охлаждения. Причем разгон больше целесообразен для платформ прошлых лет. В последних поколениях производители выжали максимум из камней, а разгон в лучшем случае дает 3-5% прироста, что не стоит порченых денег и усилий с экспериментами.
Тепловой пакет
В процессе работы процессор нагревается и выделяет определенное количество тепла, что требуется отводить при помощи системы охлаждения. Значение TDP обычно указывается на упаковке и гарантированно содержится в спецификации на сайте производителя. Для нормальной работы процессора и исключения перегрева, требуется система охлаждения со значением TDP равным или превышающим значение у процессора.
Наличие в комплекте поставки базовой системы охлаждения означает гарантированную возможность отвода избыточного тепла. При этом в максимальной нагрузке возможна работа процессорного вентилятора на высоких оборотах, что становится причиной образования неприятного акустического шума. В таком случае для охлаждения лучше подобрать менее шумную систему охлаждения.
Комплектация
Процессор поставляется в двух комплектациях: Box и Tray. Вариант Box включает наличие фирменной системы охлаждения, рассчитанной на отвод тепла в рамках заявленного в спецификации теплового пакета. В Tray-упаковке система охлаждения отсутствует.
Обычно Tray поставка не содержит систему охлаждения ввиду высокого теплового пакета или наличия разблокированного множителя и возможности ручного разгона, что требует использование отдельной системы охлаждения. Если же функция ручного разгона заблокирована или необходимость разгона отсутствует, Box поставка позволит сэкономить на системе охлаждения.
Наличие встроенного графического ускорителя
Некоторые процессоры содержат графические ускорители, способные заменить видеокарту. Учитывая крошечные размеры графического чипа, выходная производительность соизмеримо меньше, а ещё в качестве видеопамяти используется оперативная память. При этом наличие графического ядра позволит выполнять базовые возможности и поиграть в некоторые нетребовательные игры на низких настройках графики. Так же отложить на время покупку видеокарты, что бы собрать больше денег и купить желаемый графический адаптер.
Наличие интегрированной графики указано в спецификации процессора: на сайте производителя, упаковке и обычно в описании на сайте интернет магазина. У AMD процессоры с графическим ускорителем содержат приставку G и GE в названии: Ryzen 5 3400G, Ryzen 5 2400G, Athlon 240GE и т.д. Стоит отметить, что по части графики AMD Radeon Vega в G серии в 2-3 раза опережает Intel UHD Graphics.
Контролер памяти
Каждый процессор оснащен контроллером, рассчитанным на работу с определенным типом оперативной памяти. Современные процессоры работают с ОЗУ DDR4 без коррекции ошибок. В таком случае использовать ОЗУ DDR3 не возможно, память не поддерживается и физически не установится в материнскую плату. Информация о поддерживаемом типе памяти, максимальном объеме и тактовой частоте оперативной памяти указана на сайте производителя процессора.
Например, если для Intel Core i3-9100F заявлена поддержка 64 ГБ DDR4 памяти частотой 2400 МГц, то воспользоваться памятью большей частоты или объема не получится. Аналогичные характеристики памяти и у Intel Core i3-9350KF, при этом разблокированный множитель позволяет вручную поднять тактовую частоту оперативной памяти. На разгон в данном случае влияет качество кристалла процессора, планки оперативной памяти, выставленные тайминги и т.д.
У процессоров AMD множитель разблокирован, поэтому оперативная память разгоняется на всех материнских платах. На качество разгона влияют настройки, тип памяти и материнская плата.
Технологический процесс и кэш-память
Производительность процессора оценивается исходя из мощности ядра – вычислительного блока, представленного в виде массива транзисторов. Поэтому чем современнее процесс производства, тем меньше размер транзисторов и больше количество умещается на кристалл. Больше информации читайте в статье, что такое технологический процесс.
Объем кэш-памяти влияет на скорость работы процессора. Чем больше массив данных удается хранить внутри выделенной области, тем меньше обращений в оперативную память, следовательно, меньше времени в режиме бездействия. Поэтому при одинаковых характеристиках процессор с увеличенным объемом кэш-памяти предпочтительнее. Больше информации о кэш-памяти вы узнаете из статьи, что такое кэш.
Краткий итог
- Актуальные сокеты в конце 2019 года: Intel – 1151v2, 2066 и 3647; AMD – AM4, TR4 и SP3. Рассматривать покупку процессоров на устаревших сокетах часто нецелесообразно.
- Процессор и материнская плата обязаны быть на одном сокете. Список поддерживаемых процессоров для каждой материнской платы указан на официальной странице системной платы сайта производителя.
- Потребительские процессоры предназначены для сборки домашних и офисных ПК. HEDT варианты ориентированы на сборку производительных рабочих станций. Серверные ЦП рассчитаны на работу в ЦОД.
- Оптимальное количество ядер/потоков определяется исходя из выполняемых задач. Для дома и игр достаточно 6-8 ядер, при условии использования современных процессоров. Больше ядер уместно рассматривать только для работы в профессиональных приложениях.
- Современные приложения не умеют нормально распределить нагрузку на несколько ядер. Поэтому в играх и большинстве программ на первый план выходит тактовая частота.
- При использовании функции автоматического разгона, максимальную частоту получает только одно ядро, частота остальных ядер меньше.
- Комплектация Box содержит базовое охлаждение, Tray комплектация нуждается в покупке отдельной системы охлаждения.
- Для ручного поднятия частоты процессора и оперативной памяти требуется разблокированный множитель и материнская плата на Z-чипсете для Intel. На AMD все процессоры идут с разблокированным множителем. Не рекомендуется заниматься разгоном пользователям с недостаточным опытом в данном направлении. Так же последние модели процессоров демонстрируют низкий потенциал разгона 3-5 %.
- У каждого процессора имеется определенный тепловой пакет, что требуется рассеять системой охлаждения. Для этого требуется охлаждение со значением TDP равным или превышающим значение у процессора.
- Встроенный контроллер памяти определяет тип, объем и частоту оперативной памяти. Увеличение частоты ОЗУ доступно только в паре с процессорами, где разблокирован множитель.
- Некоторые процессоры содержат графическое ядро, способное выполнять нетребовательные к графике операции. Это позволит обойтись без видеокарты или временно пользоваться компьютером, что бы собрать деньги на нужную видеокарту. AMD Radeon Vega превосходит Intel UHD Graphics.
- Благодаря высокой тактовой частоте платформа на Intel предпочтительнее для игр. Платформа AMD больше подойдет для работы благодаря многоядерности, в играх же количество кадров немного меньше, чем у Intel.
Вывод
Описанное в статье руководство по выбору процессора для ПК позволит разобраться в основных характеристиках и подобрать наиболее предпочтительное железо для поставленных задач. При сборке компьютера ориентироваться стоит на современные поколения сокетов – Intel – 1151v2, AMD – AM4. Поскольку разница в цене с предыдущими поколениями незначительная, при этом производительность лучше у современных «каменей». На AMD популярные решения Ryzen 7 2700, Ryzen 5 2600 и Ryzen 5 3600; Intel – Core i3-9100F, Core i5-9400F и Core i7-9700K.
Какие у вас остались вопросы? Спрашивайте и делитесь мнением в комментариях под статьей.