Intel brzy začne dodávat novou rodinu procesorů pro notebooky. Procesory s kódovým označením Jezero Kaby 7. generace je zajímavá zejména pro ty, kteří se chystají v blízké budoucnosti změnit platformu na produktivnější. Nadšenci pro kódování videa si všimnou výrazného rozdílu ve výhodách nového procesoru. Milovníci filmů budou při sledování videí s vysokým datovým tokem skutečně spokojeni. Hráči si budou moci užít videohry přímo na svých noteboocích. To vše je docela dosažitelné s procesory Intel 7. generace.
Konference tohoto měsíce Fórum vývojářů Intel mi dal ochutnat všechny lahůdky procesorů 7. generace. Na fóru během dema byl notebook Dell XPS 13 schopen zvládnout super grafiku v těžkých videohrách pomocí standardní integrované grafiky Intel na nové platformě. To je prostě úžasný úspěch.
Oznamovací debut společnosti Intel 30. srpna 2016 nám tedy jasně ukázal, o kolik budou tyto procesory produktivnější než celý dnešní trh s procesory.
Toto se stalo známým po fóru o vícejádrových procesorech Intel 7. generace:
100 projektů do konce roku
Intel na svém vývojářském fóru oznámil, že celá řada procesorů 7. generace je nyní k dispozici předním výrobcům počítačů a partnerům Intel, což znamená vydání velmi slibných notebooků založených na nových procesorech do konce roku. Chris Walker, generální manažer Intelu pro mobilní klientské platformy, uvedl, že nové procesory v rozsahu spotřeby od 4,5 Wattu do 15 Wattů se jako první objeví v noteboocích, konkrétně v ultratenkých. Jak již bylo oznámeno, když se poprvé objevily informace o procesorech 7. generace, již probíhají práce na 100 projektech zahrnujících procesory 7. generace, které budou dostupné ve čtvrtém čtvrtletí roku 2016.
Nová rodina procesorů se rozšíří na další trhy, ale až v příštím roce. Konkrétně se tedy v lednu očekává výskyt procesorů Intel 7. generace na pracovních stanicích, herních systémech a virtuální realitě.
Čipy mají známou architekturu
Intel postavil své procesory 7. generace na stejné architektuře Skylake jako procesory 6. generace představené v loňském roce. Intel tedy nevytvořil revoluci vymýšlením nové architektury, Skylake byl jen trochu upraven, aby byl dokonalý.
Intel zejména oznámil, že zlepšil napětí tranzistorů na procesorech. Výsledkem je, že mikroarchitektura se stala energeticky efektivnější, a proto procesory 7. generace mohou nabídnout zvýšení výkonu ve srovnání s předchozími generacemi procesorů Intel.
jádra m5 a m7 odcházejí
Intel provádí změny v označení čipů s nízkou spotřebou, vyřazuje 4,5wattové procesory Core m5 a m7 a mění je na Core i5 a Core i7. Společnost doufá, že tato změna pomůže spotřebitelům, z nichž mnozí jsou zmateni rozdílem mezi Core i5 a Core m5. Nicméně 4,5wattové procesory, známé také jako sériové čipy Jezero Kaby, s dopisem Y mocně podobný. Pokud vidíte Y na konci SKU, pak je to jeden z čipů dříve známých jako jádra m5 nebo m7.
Ještě zajímavější je, že Intel nezmění značku jádra pro své základní procesory Core m3, které jsou nejpomalejší a nejlevnější z řady. m. Takže v pořadí podle výkonu se 4,5wattové čipy nazývají Core m3, Core i5 Y series a Core i7 Y series.
Zvýšení výkonu
Pokud jste upgradovali letos nebo minulou zimu, pravděpodobně byste neměli vyhazovat procesor 6. generace. Skylake se rozhodně nevyplatí měnit ve prospěch některého z procesorů 7. generace podobné řady. Výměna je opodstatněná pouze zvýšením indexu procesoru. Intel ale říká, že pokud se jej rozhodnete vyměnit, získáte znatelné zvýšení výkonu. S využitím benchmarku SYSmark k měření výkonu uvedla společnost Intel na trh počítač s procesorem Core i7-7500U 7. generace, který dosáhl 12procentního nárůstu výkonu oproti procesoru Core i7-6500U 6. generace. Testování WebXPRT 2015 ukázalo 19procentní zlepšení výkonu.
Nemyslím si, že ani 19procentní výhoda povzbudí kupující, aby změnili svůj ne tak starý a dobrý Skylake na Kaby Lake. Je zřejmé, že nárůst výkonu vypadá výrazněji při srovnání procesorů 5. a 4. generace, na které Intel při náhradě procesorů spoléhá. Nový Core i5-7200U je 1,7krát výkonnější než jeho pět let starý Core i5-2467M v SYSmark. V testu 3DMark se nový procesor ukázal být třikrát rychlejší než pět let starý procesor.
Zástupci Intelu uvedli, že 7. generace centrálních procesorů bude schopna hrát náročné hry při středním nastavení při 720p s integrovanou grafikou nebo při 4K s kompatibilním grafickým zesilovačem.
Tyto čipy jsou určeny pro video
Intel si všiml veškerého 4K a 360° videa, které konzumujeme. V reakci na to výrobce čipů představil nový video engine pro své 7-Gen Core procesory, jehož cílem je zvládnout jakékoli požadavky na obsah, které na něj můžete vrhnout.
Nové čipy podporují hardwarové dekódování HEVC 10bitového barevného profilu, což vám umožní přehrávat 4K a UltraHD video bez zadrhávání. Intel také přidal schopnost dekódování VP9 pro jádra 7. generace, aby se zlepšil výkon při sledování 4K videí při provádění jiných úkolů.
Jádra 7. generace budou také schopna provádět operace konverze videa mnohem rychleji než jiné procesory. Například podle Intelu můžete překódovat 1 hodinu 4K videa za pouhých 12 minut.
Vyšší energetická účinnost
Pokud jde o zlepšení energetické účinnosti baterie notebooku, Intel uvedl, že notebook s procesorem 7. generace může vydržet 7 hodin při streamování 4K nebo 4K 360° videí YouTube. Oproti jádrům 6. generace bude provozní výhoda v průměru 4 hodiny ve prospěch sedmé generace. Co se týče streamování 4K videa, Intel slibuje celodenní výkon, který činí 9 a půl hodiny.
7. generace nabízí řadu dalších funkcí
Procesory 7. generace nabízejí několik dalších funkcí navržených tak, aby pomohly vašim notebookům pracovat efektivněji. Například Intel Turbo Boost Technology 2.0. Jedná se o funkci, která řídí výkon a výkon procesoru, jako je automatické přetaktování procesoru, když frekvence procesoru překročí jeho výkonnostní hodnocení.
Technologie Hyper-Threading pomáhá procesoru dokončit úkoly rychleji tím, že poskytuje dvě procesní vlákna pro každé jádro.
Procesory 7. generace také zahrnují technologii Rychlostní posun, což by mělo zrychlit běh aplikací. Tato technologie umožňuje procesoru lépe reagovat na požadavky aplikací na zvýšení nebo snížení frekvence pro zajištění nejlepšího výkonu, čímž se optimalizuje výkon a účinnost. To je zvláště účinné, když aplikace vyžadují velmi krátké dávky aktivity, jako je procházení webu nebo retušování fotografií četnými tahy štětcem v editoru obrázků.
Historie procesorů Intel | Prvorozený – Intel 4004
Intel prodal svůj první mikroprocesor v roce 1971. Jednalo se o 4bitový čip s kódovým označením 4004. Byl navržen tak, aby fungoval ve spojení se třemi dalšími mikročipy, ROM 4001, RAM 4002 a posuvným registrem 4003. 4004 provedl skutečné výpočty a zbývající komponenty byly kritické pro provoz procesor. Čipy 4004 byly primárně používány v kalkulačkách a podobných zařízeních a nebyly určeny pro počítače. Jeho maximální hodinová frekvence byla 740 kHz.
Po 4004 následoval podobný procesor s názvem 4040, což byla v podstatě vylepšená verze 4004 s rozšířenou instrukční sadou a vyšším výkonem.
Historie procesorů Intel | 8008 a 8080
S 4004 se Intel prosadil na trhu mikroprocesorů a aby situaci zúročil, představil novou řadu 8bitových procesorů. Čipy 8008 se objevily v roce 1972, následované 8080 v roce 1974 a 8085 v roce 1975. Přestože je 8008 prvním 8bitovým mikroprocesorem Intelu, nebyl tak známý jako jeho předchůdce či nástupce 8080. zpracovávající data v 8. -bitové bloky, 8008 byla rychlejší než 4004, ale měla spíše skromný takt 200-800 kHz a nijak zvlášť nepřitahovala pozornost systémových návrhářů. 8008 byl vyroben technologií 10 mikrometrů.
Intel 8080 byl mnohem úspěšnější. Architektonický návrh čipů 8008 byl změněn kvůli přidání nových instrukcí a přechodu na 6 mikrometrové tranzistory. To Intelu umožnilo více než zdvojnásobit takt a nejrychlejší procesory 8080 v roce 1974 běžely na 2 MHz. Procesory 8080 byly použity v bezpočtu zařízení, což způsobilo, že se několik vývojářů softwaru, jako je nově vytvořený Microsoft, zaměřilo na software pro procesory Intel.
Nakonec, pozdější mikročipy 8086 sdílely stejnou architekturu s 8080, aby byla zachována zpětná kompatibilita se softwarem napsaným pro ně. V důsledku toho byly klíčové hardwarové bloky procesorů 8080 přítomny v každém procesoru založeném na x86, který byl kdy vyroben. Software pro 8080 může technicky také běžet na jakémkoli x86 procesoru.
Procesory 8085 byly v podstatě levnější verzí 8080 s vyšším taktem. Byli velmi úspěšní, i když v historii zanechali menší stopu.
Historie procesorů Intel | 8086: začátek éry x86
První 16bitový procesor Intelu byl 8086. Měl výrazně vyšší výkon než 8080. Kromě zvýšeného taktu měl procesor 16bitovou datovou sběrnici a hardwarové prováděcí jednotky, které umožňovaly 8086 současně spouštět dvě osmi- bitové instrukce. Kromě toho mohl procesor provádět složitější 16bitové operace, ale většina programů v té době byla vyvinuta pro 8bitové procesory, takže podpora 16bitových operací nebyla tak relevantní jako procesorový multitasking. Šířka adresové sběrnice byla rozšířena na 20 bitů, což umožnilo procesoru 8086 přístup k 1 MB paměti a zvýšení výkonu.
8086 byl také prvním x86 procesorem. Používala první verzi instrukční sady x86, která poháněla téměř každý procesor AMD a Intel od uvedení čipu.
Zhruba ve stejnou dobu Intel vydal čip 8088. Byl založen na 8086, ale měl vypnutou polovinu adresové sběrnice a byl omezen na 8bitové operace. Měl však přístup k 1 MB RAM a běžel na vyšších frekvencích, takže byl rychlejší než předchozí 8bitové procesory Intel.
Historie procesorů Intel | 80186 a 80188
Po 8086 představil Intel několik dalších procesorů, z nichž všechny používaly podobnou 16bitovou architekturu. Prvním byl čip 80186. Byl vyvinut pro zjednodušení návrhu hotových systémů. Intel přesunul některé hardwarové prvky, které by normálně byly na základní desce, do CPU, včetně generátoru hodin, řadiče přerušení a časovače. Integrací těchto komponent do CPU se 80186 stal mnohonásobně rychlejším než 8086. Intel také zvýšil takt čipu, aby dále zlepšil výkon.
Procesor 80188 měl také řadu hardwarových komponent integrovaných do čipu, ale vystačil si s 8bitovou datovou sběrnicí jako 8088 a byl nabízen jako levné řešení.
Historie procesorů Intel | 80286: více paměti, vyšší výkon
Po vydání 80186 se v témže roce objevil 80286. Měl téměř identické vlastnosti, s výjimkou adresové sběrnice rozšířené na 24bitovou, což v tzv. chráněném režimu procesoru umožňovalo pracovat s RAM až 16 MB.
Historie procesorů Intel | iAPX 432
iAPX 432 byl raným pokusem Intelu odklonit se od architektury x86 zcela jiným směrem. Podle propočtů Intelu by měl být iAPX 432 několikanásobně rychlejší než ostatní řešení společnosti. Procesor ale nakonec selhal kvůli výrazným konstrukčním chybám. Zatímco procesory x86 byly považovány za relativně složité, iAPx 432 posunul složitost CISC na zcela novou úroveň. Konfigurace procesoru byla poměrně objemná, což Intel nutilo vyrábět CPU na dvou samostatných matricích. Procesor byl také navržen pro velké pracovní zatížení a nemohl fungovat dobře, když nebyla dostatečná šířka pásma sběrnice nebo datový tok. iAPX 432 dokázal překonat 8080 a 8086, ale byl rychle zastíněn novějšími x86 procesory a nakonec byl opuštěn.
Historie procesorů Intel | i960: První procesor Intel RISC
V roce 1984 Intel vytvořil svůj první RISC procesor. Nebyl přímou konkurencí procesorů na bázi x86, protože byl určen pro bezpečná vestavěná řešení. Tyto čipy využívaly 32bitovou superskalární architekturu, která využívala designový koncept Berkeley RISC. První procesory i960 měly relativně nízké takty (mladší model běžel na 10 MHz), ale postupem času byla architektura vylepšena a přenesena do tenčích technických procesů, což umožnilo zvednout frekvenci až na 100 MHz. Podporovaly také 4 GB chráněné paměti.
i960 byl široce používán ve vojenských systémech a také v podnikovém segmentu.
Historie procesorů Intel | 80386: přechod z x86 na 32bit
První 32bitový x86 procesor od Intelu byl 80386, který se objevil v roce 1985. Jeho klíčovou výhodou byla 32bitová adresová sběrnice, která umožňovala adresovat až 4 GB systémové paměti. Přestože tehdy téměř nikdo nevyužíval tolik paměti, omezení RAM často poškozovalo výkon předchozích x86 procesorů a konkurenčních CPU. Na rozdíl od moderních CPU, kdy byl představen 80386, zvýšení množství RAM téměř vždy znamenalo zvýšení výkonu. Intel také implementoval řadu architektonických vylepšení, která pomohla zlepšit výkon nad úrovně 80286, i když oba systémy využívaly stejné množství paměti RAM.
Aby Intel přidal do produktové řady cenově dostupnější modely, představil 80386SX. Tento procesor byl téměř identický s 32bitovým 80386, ale byl omezen na 16bitovou datovou sběrnici a podporoval pouze až 16 MB RAM.
Historie procesorů Intel | i860
V roce 1989 podnikl Intel další pokus o odklon od x86 procesorů. Vytvořila nový CPU s architekturou RISC s názvem i860. Na rozdíl od i960 byl tento CPU navržen jako vysoce výkonný model pro stolní počítače, ale konstrukce procesoru měla některé nevýhody. Tím hlavním bylo, že k dosažení vysokého výkonu se procesor zcela spoléhal na softwarové kompilátory, které musely řadit instrukce v pořadí jejich provádění v době, kdy byl vytvořen spustitelný soubor. To Intelu pomohlo udržet velikost matrice a snížit složitost čipu i860, ale při kompilaci programů bylo téměř nemožné dostat každou instrukci v pořádku od začátku do konce. To nutilo CPU trávit více času zpracováním dat, což drasticky snížilo jeho výkon.
Historie procesorů Intel | 80486: Integrace FPU
Procesor 80486 byl dalším velkým krokem Intelu z hlediska výkonu. Klíčem k úspěchu byla těsnější integrace komponent do CPU. 80486 byl první procesor x86 s mezipamětí L1 (první úroveň). První vzorky 80486 měly 8 KB vyrovnávací paměti na čipu a byly vyrobeny procesní technologií 1000 nm. Ale s přechodem na 600 nm se velikost L1 cache zvětšila na 16 KB.
Intel také zahrnul FPU do CPU, což byla dříve samostatná funkční procesorová jednotka. Přesunutím těchto komponent do centrálního procesoru Intel výrazně snížil latenci mezi nimi. Pro zvýšení propustnosti využívaly procesory 80486 také rychlejší rozhraní FSB. Pro zvýšení rychlosti zpracování externích dat bylo provedeno mnoho vylepšení jádra a dalších komponent. Tyto změny výrazně zvýšily výkon procesorů 80486, které byly mnohonásobně rychlejší než starý 80386.
První procesory 80486 dosahovaly rychlosti 50 MHz a pozdější modely vyráběné 600 nm procesem mohly pracovat až na 100 MHz. Pro kupující s menším rozpočtem Intel vydal verzi 80486SX, ve které byl FPU blokován.
Historie procesorů Intel | P5: první procesor Pentium
Pentium přišlo v roce 1993 a byl prvním procesorem Intel x86, který se neřídil systémem číslování 80x86. Pentium používalo architekturu P5, první superskalární x86 mikroarchitekturu Intelu. Přestože bylo Pentium celkově rychlejší než 80486, jeho hlavním rysem bylo výrazně vylepšené FPU. FPU původního Pentia bylo více než desetkrát rychlejší než stará jednotka 80486. Význam tohoto vylepšení vzrostl až poté, co Intel vydal Pentium MMX. Po stránce mikroarchitektury je tento procesor totožný s prvním Pentiem, ale podporoval instrukční sadu Intel MMX SIMD, která mohla výrazně zvýšit rychlost jednotlivých operací.
Ve srovnání s 80486 Intel zvýšil kapacitu mezipaměti L1 v nových procesorech Pentium. První modely Pentium měly 16 KB mezipaměti první úrovně a Pentium MMX již dostalo 32 KB. Tyto čipy samozřejmě pracovaly na vyšších taktech. První procesory Pentium používaly 800 nm tranzistory a dosahovaly pouze 60 MHz, ale následné verze postavené pomocí 250 nm procesu Intelu dosahovaly 300 MHz (jádro Tillamook).
Historie procesorů Intel | P6: Pentium Pro
Krátce po prvním Pentiu Intel plánoval vydat Pentium Pro založené na architektuře P6, ale narazil na technické potíže. Pentium Pro provádělo 32bitové operace výrazně rychleji než původní Pentium z důvodu provádění instrukcí mimo pořadí. Tyto procesory měly silně přepracovanou vnitřní architekturu, která dekódovala instrukce do mikrooperací, které byly prováděny na modulech pro všeobecné použití. Kvůli dodatečnému dekódovacímu hardwaru Pentium Pro také využívalo výrazně rozšířené 14úrovňové potrubí.
Vzhledem k tomu, že první procesory Pentium Pro byly určeny pro serverový trh, Intel opět rozšířil adresní sběrnici na 36bitovou a přidal technologii PAE, která umožňuje adresovat až 64 GB RAM. To bylo mnohem více, než průměrný uživatel potřeboval, ale schopnost podporovat velké množství paměti RAM byla pro zákazníky serveru extrémně důležitá.
Přepracován byl také systém mezipaměti procesoru. Mezipaměť L1 byla omezena na dva segmenty o velikosti 8 KB, jeden pro instrukce a jeden pro data. Aby Intel vyrovnal 16 KB paměťový deficit ve srovnání s Pentiem MMX, přidal 256 KB na 1 MB L2 cache na samostatném čipu připojeném k CPU balíčku. K CPU byl připojen pomocí interní datové sběrnice (BSB).
Zpočátku Intel plánoval prodat Pentium Pro běžným uživatelům, ale nakonec omezil jeho vydání na modely pro serverové systémy. Pentium Pro mělo několik revolučních funkcí, ale nadále konkurovalo Pentiu a Pentiu MMX z hlediska výkonu. Dva starší procesory Pentium byly výrazně rychlejší při 16bitových operacích a v té době převládal 16bitový software. Procesor také získal podporu pro instrukční sadu MMX; v důsledku toho Pentium MMX překonalo Pentium Pro v programech optimalizovaných pro MMX.
Pentium Pro mělo šanci se udržet na spotřebitelském trhu, ale bylo poměrně drahé na výrobu kvůli samostatnému čipu obsahujícímu L2 cache. Nejrychlejší procesor Pentium Pro dosahoval taktovací frekvence 200 MHz a byl vyroben výrobními procesy 500 a 350 nm.
Historie procesorů Intel | P6: Pentium II
Intel architekturu P6 neopustil a v roce 1997 představil Pentium II, které napravilo téměř všechny nedostatky Pentia Pro. Základní architektura byla podobná Pentiu Pro. Také používal 14vrstvý kanál a měl některá vylepšení jádra, která zvýšila rychlost provádění instrukcí. Velikost mezipaměti L1 se zvětšila – 16 KB pro data plus 16 KB pro pokyny.
Aby se snížily výrobní náklady, Intel také přešel na levnější cache čipy připojené k většímu procesoru. To byl efektivní způsob, jak zlevnit Pentium II, ale paměťové moduly nemohly pracovat při maximální rychlosti CPU. Výsledkem bylo, že mezipaměť L2 byla taktována pouze na poloviční rychlost procesoru, ale u prvních modelů CPU to ke zlepšení výkonu stačilo.
Intel také přidal instrukční sadu MMX. Jádra CPU v Pentium II s kódovým označením „Klamath“ a „Deschutes“ byla také prodávána pod serverově orientovanými značkami Xeon a Pentium II Overdrive. Nejvýkonnější modely měly 512 KB L2 cache a takty až 450 MHz.
Historie procesorů Intel | P6: Pentium III a boj o 1 GHz
Po Pentiu II plánoval Intel vydat procesor založený na architektuře Netburst, ale ten ještě nebyl připraven. Proto v Pentiu III společnost opět použila architekturu P6.
První procesor Pentium III měl kódové označení „Katmai“ a byl velmi podobný Pentiu II: používal zjednodušenou mezipaměť L2, která běžela pouze poloviční rychlostí než CPU. Základní architektura doznala významných změn, zejména několik částí 14-úrovňového potrubí bylo sloučeno do 10 etap. Díky aktualizovanému potrubí a zvýšenému taktu měly první procesory Pentium III tendenci být o něco rychlejší než Pentium II.
Katmai byl vyroben pomocí 250 nm technologie. Po přechodu na 180 nm výrobní proces však Intel dokázal výrazně zvýšit výkon Pentia III. Aktualizovaná verze s kódovým označením „Coppermine“ přesunula L2 cache do CPU a zmenšila její velikost na polovinu (na 256 KB). Ale protože mohl běžet při rychlosti CPU, úroveň výkonu se stále zlepšovala.
Coppermine závodil s AMD Athlon na 1 GHz a udělal dobře. Intel se později pokusil vydat model procesoru 1,13 GHz, ale ten byl nakonec stažen Dr. Thomas Pabst z Tom's Hardware objevil ve své práci nestabilitu. V důsledku toho zůstal čip 1 GHz nejrychlejším procesorem Pentium III na bázi Coppermine.
Poslední verze jádra Pentium III se jmenovala „Tualatin“. Při jeho tvorbě byla použita procesní technologie 130 nm, která umožnila dosáhnout taktovací frekvence 1,4 GHz. L2 cache byla zvětšena na 512 KB, což také umožnilo mírný nárůst výkonu.
Historie procesorů Intel | P5 a P6: Celeron a Xeon
Spolu s Pentiem II představil Intel také řady procesorů Celeron a Xeon. Používali jádro Pentium II nebo Pentium III, ale s různým množstvím vyrovnávací paměti. První procesory značky Celeron, založené na Pentiu II, neměly vůbec žádnou mezipaměť L2 a výkon byl hrozný. Pozdější modely založené na Pentiu III měly poloviční kapacitu mezipaměti L2. Získali jsme tak procesory Celeron, které využívaly jádro Coppermine a měly pouze 128 KB L2 cache, a pozdější modely založené na Tualatinu již měly 256 KB.
Verze s poloviční vyrovnávací pamětí se také nazývaly Coppermine-128 a Tualatin-256. Frekvence těchto procesorů byla srovnatelná s Pentiem III a umožňovala konkurovat procesorům AMD Duron. Microsoft použil v herní konzoli Xbox 733 MHz procesor Celeron Coppermine-128.
První procesory Xeon byly také založeny na Pentiu II, ale měly více mezipaměti L2. U modelů základní úrovně byl jeho objem 512 KB, zatímco starší bratři mohli mít až 2 MB.
Historie procesorů Intel | Netburst: premiéra
Než budeme diskutovat o architektuře Intel Netburst a Pentiu 4, je důležité pochopit výhody a nevýhody jeho dlouhého potrubí. Pojem potrubí se týká pohybu instrukcí jádrem. Každá fáze potrubí provádí mnoho úkolů, ale někdy může být provedena pouze jedna jediná funkce. Potrubí lze rozšířit přidáním nových hardwarových bloků nebo rozdělením jedné fáze do několika. Lze jej také snížit odstraněním hardwarových bloků nebo kombinací několika fází zpracování do jedné.
Délka nebo hloubka potrubí má přímý vliv na latenci, IPC, rychlost hodin a propustnost. Delší potrubí obvykle vyžaduje větší propustnost z jiných subsystémů, a pokud potrubí neustále přijímá požadované množství dat, nebude každá fáze potrubí nečinná. Také procesory s dlouhými pipelines mohou obvykle běžet na vyšších taktech.
Nevýhodou dlouhého potrubí je zvýšená latence provádění, protože data procházející potrubím jsou nucena „zastavit“ v každé fázi na určitý počet cyklů. Navíc procesory, které mají dlouhou pipeline, mohou mít nižší IPC, takže ke zlepšení výkonu používají vyšší takt. Postupem času se procesory využívající kombinovaný přístup ukázaly jako efektivní bez významných nevýhod.
Historie procesorů Intel | Netburst: Pentium 4 Willamette a Northwood
V roce 2000 byla architektura Netburst od Intelu konečně hotová a spatřila světlo světa v procesorech Pentium 4, které dominovaly v následujících šesti letech. První verze jádra se jmenovala „Willamette“, pod kterou Netburst a Pentium 4 existovaly dva roky. Pro Intel to však byla těžká doba a nový procesor jen s obtížemi držel krok s Pentiem III. Mikroarchitektura Netburst umožňovala vyšší frekvence a procesory založené na Willamette byly schopny dosáhnout 2 GHz, ale v některých úlohách bylo Pentium III na 1,4 GHz rychlejší. V tomto období měly procesory AMD Athlon větší výkonnostní výhodu.
Problém s Willamette spočíval v tom, že Intel rozšířil svůj pipeline na 20 stupňů a plánoval dosáhnout frekvenční hranice 2 GHz, ale kvůli omezením výkonu a tepla nebyl schopen dosáhnout svých cílů. Situace se zlepšila s příchodem mikroarchitektury „Northwood“ od Intelu a použitím nové 130 nm procesní technologie, která zvýšila takt na 3,2 GHz a zdvojnásobila L2 cache z 256 KB na 512 KB. Problémy se spotřebou energie a odvodem tepla architektury Netburst však nezmizely. Výkon Northwood byl ale výrazně vyšší a mohl konkurovat novým čipům AMD.
U špičkových procesorů Intel zavedl technologii Hyper-Threading, která zvyšuje efektivitu využití základních zdrojů při multitaskingu. Přínos Hyper-Threadingu u čipů Northwood nebyl tak velký jako u moderních procesorů Core i7 – nárůst výkonu byl jen pár procent.
Jádra Willamette a Northwood byla také použita v procesorech řady Celeron a Xeon. Stejně jako u předchozích generací procesorů Celeron a Xeon Intel snížil a zvětšil velikost mezipaměti L2, aby je odlišil výkonem.
Historie procesorů Intel | P6: Pentium-M
Mikroarchitektura Netburst byla navržena pro vysoce výkonné procesory Intel, takže byla poměrně energeticky náročná a nebyla vhodná pro mobilní systémy. V roce 2003 tedy Intel vytvořil svou první architekturu určenou výhradně pro notebooky. Procesory Pentium-M byly založeny na architektuře P6, ale s delšími 12-14úrovňovými pipelines. Navíc jako první implementoval pipeline s proměnnou délkou – pokud byly informace potřebné pro instrukci již načteny do mezipaměti, mohly být instrukce provedeny po průchodu 12 etapami. V opačném případě museli ke stažení dat projít dvěma dalšími kroky.
První z těchto procesorů byl vyroben procesní technologií 130 nm a obsahoval 1 MB L2 cache. Dosahoval frekvence 1,8 GHz při spotřebě pouhých 24,5 W. Pozdější verze s názvem „Dothan“ s 90nm tranzistory byla vydána v roce 2004. Přechod na tenčí výrobní proces umožnil Intelu navýšit L2 cache na 2 MB, což v kombinaci s některými vylepšeními jádra výrazně zvýšilo výkon na takt. Maximální frekvence procesoru navíc vzrostla na 2,27 GHz s mírným zvýšením spotřeby na 27 W.
Architektura procesoru Pentium-M byla následně použita v mobilních čipech Stealey A100, které byly nahrazeny procesory Intel Atom.
Historie procesorů Intel | Netburst: Prescott
Jádro Northwood s architekturou Netburst vydrželo na trhu v letech 2002 až 2004, poté Intel představil jádro Prescott s četnými vylepšeními. Při výrobě byla použita procesní technologie 90 nm, která Intelu umožnila navýšit L2 cache na 1 MB. Intel také představil nové rozhraní procesoru LGA 775, které mělo podporu pro paměti DDR2 a čtyřnásobně rozšířenou sběrnici FSB. Díky těmto změnám měl Prescott větší šířku pásma než Northwood, což bylo nutné pro zlepšení výkonu Netburstu. Intel navíc na základě Prescotta ukázal první 64bitový x86 procesor s přístupem k větší paměti RAM.
Intel očekával, že se procesory Prescott stanou nejúspěšnějším z čipů založených na Netburstu, ale místo toho selhaly. Intel opět rozšířil pipeline provádění instrukcí, tentokrát na 31 stupňů. Společnost doufala, že zvýšení taktu bude stačit ke kompenzaci delší pipeline, ale podařilo se jí dosáhnout pouze 3,8 GHz. Procesory Prescott byly příliš horké a spotřebovávaly příliš mnoho energie. Intel doufal, že přechod na procesní technologii 90 nm tento problém odstraní, ale zvýšená hustota tranzistorů jen ztížila chlazení procesorů. Dosažení vyšších frekvencí nebylo možné a změny na jádře Prescott měly negativní dopad na celkový výkon.
I se všemi vylepšeními a další vyrovnávací pamětí byl Prescott v nejlepším případě na stejné úrovni jako Northwood, pokud jde o náhodnost na hodiny. Procesory AMD K8 zároveň také přešly na tenčí procesní technologii, což umožnilo zvýšit jejich frekvence. AMD nějakou dobu dominovalo na trhu stolních CPU.
Historie procesorů Intel | Síťový burst: Pentium D
V roce 2005 se dva hlavní výrobci utkali o to, kdo jako první oznámí dvoujádrový procesor pro spotřebitelský trh. AMD jako první oznámilo dvoujádrový Athlon 64, ale ten byl dlouhou dobu vyprodaný. Intel se snažil porazit AMD použitím vícejádrového modulu (MCM) obsahujícího dvě jádra Prescott. Společnost pokřtila svůj dvoujádrový procesor Pentium D a první model dostal kódové označení „Smithfield“.
Pentium D však bylo kritizováno, protože mělo stejné problémy jako původní čipy Prescott. Odvod tepla a spotřeba energie dvou jader na bázi Netburstu omezily frekvenci na 3,2 GHz (nejlepší případ). A protože účinnost architektury byla vysoce závislá na zatížení potrubí a rychlosti příchodu dat, Smithfieldovo IPC znatelně kleslo, když byla šířka pásma kanálu rozdělena mezi dvě jádra. Fyzická implementace dvoujádrového procesoru navíc nebyla nijak elegantní (ve skutečnosti se jedná o dva krystaly pod jedním krytem). A dvě jádra na jednom čipu v CPU AMD byla považována za pokročilejší řešení.
Po Smithfieldovi přišel Presler, který přešel na procesní technologii 65 nm. Vícejádrový modul obsahoval dva krystaly Ceder Mill. To pomohlo snížit tvorbu tepla a spotřebu energie procesoru a také zvýšit frekvenci na 3,8 GHz.
Tam byly dvě hlavní verze Presler. První jmenovaný měl vyšší TDP 125W, zatímco pozdější model byl omezen na 95W. Díky zmenšené velikosti matrice byl Intel také schopen zdvojnásobit kapacitu mezipaměti L2, což vedlo k tomu, že každá matrice měla 2 MB paměti. Některé modely nadšenců také podporovaly technologii Hyper-Threading, která umožňuje CPU spouštět úlohy ve čtyřech vláknech současně.
Všechny procesory Pentium D podporovaly 64bitový software a více než 4 GB RAM.
V druhé části: procesory Core 2 Duo, Core i3, i5, i7 až po Skylake.
V srpnu 2017 nás Intel potěšil oznámením procesorů Intel Core 8. generace. Uživatelé s největší pravděpodobností již dávno přestali chápat rozdíly mezi jednou generací, jejich vlastnosti a hlavně jejich výhody. Jejich značení je totiž víceméně stejné. Má tedy smysl přecházet z jedné generace na druhou?
Před několika lety jsme publikovali článek, který se zabýval vývojem architektury procesorů Intel. Tam jsme hovořili o tom, jak vývoj základních architektur podléhá dvoufázovému konceptu „Tick-Tock“: každý tick vývoje je vznik nového technologického procesu a vydání procesorů na něm založených s využitím stávající architektury, a každé zaškrtnutí je vznik nové architektury (druhé generace, chcete-li). Celý cyklus trvá přibližně 2 roky, jeden rok pro každou fázi.
Současné číslování generací procesorů Core začíná rokem 2009, kdy bylo představeno jádro Westmere, které nahradilo Nahalem.
- 1. generace" Westmere"a 2. generace" Sandy Bridge“ (2011). Technologický postup byl v tomto případě identický – 32 nm, změny však z hlediska architektury čipu byly výrazné – severní můstek základní desky a vestavěný grafický akcelerátor byly přesunuty do jádra CPU.
- 3. generace" most z břečťanu" (2012) a 4. generace" Haswell"(2013) - 22 nm procesní technologie. Spotřeba procesorů se snížila o 30-50% díky zavedení mnoha nových technologických funkcí do výroby, jako jsou 3D tříbránové tranzistory, byly zvýšeny taktovací frekvence čipů, zatímco produktivita mírně vzrostla. Procesory Haswell si vyžádaly přechod na nový socket kvůli změně systémové sběrnice a nové paměťové sběrnici.
- 5. generace" Broadwell" (2014) a 6. generace" Skylake"(2015) – 14 nm procesní technologie. Frekvence byla opět zvýšena, spotřeba energie byla dále vylepšena (10-30% zlepšení životnosti baterie) a bylo přidáno několik nových instrukcí, které zlepšují výkon. 5. generace však zaujme nejen svým autonomním provozem. Kromě toho jsou takové procesory schopny načíst se za ne déle než 3 sekundy, převádět video až 8krát rychleji a také pracovat s některými 3D hrami 12krát efektivněji než jejich předchůdci Haswell. Nové procesory také podporují nejnovější technologie, mezi nimiž bych vyzdvihl především 4K, bezdrátovou obrazovku Wi-Di a vestavěnou možnost zabezpečení s možností rychlého šifrování přenášených dat.
Skylake se ale stal nejvážnější aktualizací mikroarchitektury za posledních 10 let: pojďme zdůraznit podporu DDR4 a současně DDR3L se sníženým napájecím napětím paměti, USB 3.1 první generace, bezdrátové nabíjení a práce s Thunderbolt 3. Sluší se však podotknout, že podpora Thunderbolt 3 zde vyžaduje samostatný Thunderbolt řadič, který není standardně součástí čipsetu. Do jádra bylo navíc integrováno celkem výkonné grafické jádro Intel HD 520/530. Nutno říci, že procesor se stal úspěšným marketingovým řešením, které nabízí nejen obvyklé mírné navýšení výkonu díky optimalizaci architektury, ale přináší i podporu řady technologických řešení. To vedlo k nutnosti přepracovat základní desky a přepsat BIOS, aby podporoval nové funkce. Podle HP měly jejich notebooky Elitebook spoustu problémů se stabilitou právě kvůli zahrnutí mnoha nových netestovaných technologií, včetně Thunderbolt 3. Opravené verze BIOSu se každý měsíc nahrazovaly.
Core 7. generace je naší současností
Sedmá generace s kódovým označením „ Jezero Kaby“, byla představena v roce 2016 a zařízení na jejím základě se stále vyrábí. Tato platforma překvapila použitím 14nm procesní technologie. Ano, tradiční cyklus aktualizace jádra Intel s tímto jádrem skončil – přechod na 10nm procesní technologii neproběhl. Nebyl dostatek času se technologicky připravit na ještě větší nárůst hustoty čipu snížením tranzistorů. Kaby Lake je jen „rafinovaná“ verze Skylake, ale přináší s sebou některé důležité nové funkce:
- Nový integrovaný grafický adaptér Intel HD 630, poskytující výkon až o 30 % rychlejší v syntetických testech ve srovnání s předchozím Intel HD 620.
- Nová mikroarchitektura výrazně zlepšuje spotřebu energie, která u Kaby Lake činí 7,5 W, což se o Skylake se spotřebou 15 Wattů říci nedá.
- Kaby Lake implementoval nativní podporu pro porty USB 3.1, na rozdíl od Skylake, který vyžadoval další řadiče na základní desce.
Podpora čipsetu
Důležitým bodem je, že Kaby Lake používá stejnou patici LGA 1151, takže Kaby Lake můžete používat na základní desce, která měla nainstalovaný čip Skylake. Základní desky Skylake řady 100 však nepodporují řadu nových funkcí, proto se doporučuje upgrade na čipové sady řady 200. Změnila se systémová sběrnice spojující procesor a čipset. Přestože obě generace procesorů mají 6 linek PCIe 3.0 z CPU, Kaby Lake využívá 24 linek PCIe z PCH (Platform Controller Hub), zatímco Skylake má pouze 20 linek.
Připomenu, že procesory na socketu LGA1150 využívaly systémovou sběrnici DMI 2.0, zatímco počínaje Skylake začal socket LGA1150 využívat sběrnici DMI 3.0, která má propustnost 8 Gigatransakcí za sekundu (32 Gbps nebo 4 GB/s v každém směru). DMI 3.0 je v podstatě ekvivalent čtyř linek PCIe 3.0. Veškerá data z I/O rozhraní, včetně USB flash disků, SATA SSD a gigabitového Ethernetu, procházejí nejprve přes PCH a poté přes DMI do systémové paměti, načež se dostanou do CPU. Přísně vzato, sběrnice DMI 3.0 není nikdy plně vytížená, ale pokud máte velké množství rychlých periferií, jako je pole SSD, dává to smysl. Je zajímavé, že levné čipové sady 100. i 200. rodiny (například H110 a C226) používaly DMI 2.0, zatímco produktivnější čipové sady současně používají DMI 3.0.
Špičkový čipset 100. rodiny Z170 má celkem 26 autobusových linek HSIO(High-Speed Input-Output), z nichž šest je vyhrazeno šesti stálým portům USB 3.0. Čipset tak ponechává 20 konfigurovatelných HSIO linek, které lze přiřadit k práci s konkrétním zařízením nebo sběrnicí. Každý port SATA také používá linku HSIO, pokud není připojen přes řadič třetí strany (i když řadič také potřebuje alespoň jednu linku pro komunikaci s PCH). Diagram ukazuje, že řadiče GbE a SSD s rozhraním PCIe také využívají dostupné pruhy HSIO.
Zde je skromný čipset H110 vstupní úroveň využívá pouze 14 HSIO pruhů. Pro zájemce o jemnosti, jak nás výrobce uvádí v omyl, uvedu souhrnnou tabulku popisující skutečný počet linek, které umožňují připojit ten či onen počet periferií. Právě s tímto číslem může výrobce základní desky hrát a instalovat ten či onen počet rozhraní, které potřebuje.
Takto vypadá blokové schéma špičkové čipové sady Intel Z270:
Procesory Kaby Lake mají také širokou škálu požadavků na odvod tepla, které se liší od 3,5W do 95W. Z obecných charakteristik můžeme vyzdvihnout podporu až 4 jader v hlavních procesorech, L4 cache paměť od 64 do 128 MB. Toto je nejvíce škálovatelná řada procesorů za posledních 10 let, proto existuje více indexů v názvech procesorů - Y(ultra nízká spotřeba 4,5 W), U(15 W), H A S(stolní procesory).
Z pohledu hlavních funkcí pro uživatele je nejpodstatnější, že aktualizovaný grafický čip podporuje hardwarové kódování a dekódování 4K videa. K tomu slouží kodek HEVC(Vysoce účinné kódování videa – H.265). Kodek HEVC s vysokou kvalitou obrazu vám umožňuje měnit jej za chodu a snižovat datový tok, a tedy i velikost souboru. Úspora místa oproti standardu H.264 může dosáhnout 25-50 % při zachování kvality a podporuje i paralelní kódování! Výpočty přebírá GPU, což odlehčuje hlavnímu jádru, čím Skylake trpěl. To také vedlo ke zvýšení výdrže baterie.
Obecně platí, že výkon ve všech ostatních aplikacích zůstal téměř stejný: nárůst byl několikaprocentní díky zvýšení základní frekvence modelů o 100 MHz. Zde byla také mírně aktualizována technologie Turbo Boost.
Turbo zrychlení- Technologie Intel pro automatické zvýšení taktovací frekvence procesoru nad nominální, pokud nejsou překročeny výkonové, teplotní a aktuální limity návrhového výkonu (TDP). Výsledkem je zvýšený výkon pro jednovláknové a vícevláknové aplikace. Ve skutečnosti se jedná o technologii pro „samopřetaktování“ procesoru. Dostupnost technologie Turbo Boost závisí na přítomnosti jednoho nebo více jader pracujících pod svým návrhovým výkonem. Provozní doba systému v režimu Turbo Boost se liší v závislosti na pracovní zátěži. Tuto možnost lze zapnout a vypnout prostřednictvím systému BIOS.
Turbo Boost v Kaby Lake byl tedy vylepšen díky rychlejšímu přepínání mezi frekvencemi jádra.
V 7. generaci se Intel rozhodl změnit názvy modelů procesorů a pokud jsme v řadě Skylake měli tři modely pojmenované m3, m5 a m7, pak Kaby Lake pojmenoval své modely m3, i5 a i7. Abyste se nenechali zmást a zjistili, které procesory i5 a i7 jsou před vámi - Kaby Lake s nízkou spotřebou nebo výkonnější Skylake - budete muset věnovat pozornost celému názvu procesoru. Modely „m“ obsahují ve svém názvu písmeno „Y“, zatímco výkonnější procesory budou mít místo něj písmeno „U“.
Thunderbolt 3 – úder hromu při budování platformy
Představení Thunderboltu 3 na úrovni čipové sady v Kaby Lake bylo důležitým milníkem ve vývoji zájmů a budování platformy. To je stále zvláštní a nejasná věc, která má na trhu velké vyhlídky. Jedná se o univerzální rozhraní, které spojuje zcela odlišné porty do jednoho jediného celku. Je založen na sběrnici PCI Express, která umožňuje přepojovat všechna moderní sériová rozhraní mezi sebou.
Ovladač Thunderbolt 3 poskytuje konektivitu rychlostí až 40 Gb/s, čímž zdvojnásobuje rychlost předchozí generace, a také podporuje USB 3.1 druhá generace (Gen2) zapnutá 10 Gb/s(ne 5 Gb/s jako Skylake) a DisplayPort 1.2, HDMI 2.0, který umožňuje připojit dva 4K displeje a současně vystupovat video a audio signály. Thunderbolt 3 je navíc zpětně kompatibilní s Thunderbolt 2. Samotný Thunderbolt 3 používá konektor založený na USB Type-C jako hlavní.
Pravděpodobně jste si všimli, že mnoho notebooků od roku 2016 má mnoho z těchto rozhraní na palubě a deklarovaná podpora USB 3.1 je přesně implementována novými porty USB Type-C. Přes tento port se například nabíjejí tabletové počítače a připojují se dokovací stanice, které mají video i audio rozhraní v jednom. Například tablet HP Elite x2 1012 má dva USB-C porty, ke kterým se připojuje Elite USB-C dock a k doku jsou již připojeny všechny displeje, lokální síť a audio zařízení. USB Type-C umožňuje nabíjet vaše zařízení výkonem až 100 W, což stačí k nabití většiny notebooků. To znamená, že můžete použít jeden kabel USB Type-C k přenosu dat při nabíjení.
Apple také přešel na USB Type-C a na svých MacBookech ponechal pouze takové porty. Mimochodem, MacBook 2016 je celý postaven na Kaby Lake. Kromě notebooků MacBook Pro podporuje Thunderbolt 3 mnoho předních značek notebooků: ASUS Transformer 3 a Transformer 3 Pro, Alienware 13, Dell XPS 13, HP Elite X2 a Folio, HP Spectre a Spectre x360, Razer Blade Stealth, Lenovo ThinkPad Y900, a několik desítek dalších s porty Thunderbolt 3.
Musíte však pochopit, že ne všechny porty USB Type-C podporují Thunderbolt 3 - mohou to být také běžné řadiče USB 3.1. Jsou elektricky kompatibilní, ale funkce Thunderbolt ovladače nebudou fungovat. To znamená, že zařízení Thunderbolt lze připojit k běžnému portu USB-C a naopak, budou fungovat pouze jako běžný port USB pro přenos dat.
Thunderbolt 3 také podporuje funkce zabezpečení portů, které zabraňují připojení neoprávněných zařízení. Tyto funkce jsou součástí firmwaru systému BIOS, ale lze je zakázat. Můžete nakonfigurovat různé zásady zabezpečení portů – blokovat porty, zeptat se uživatele při připojování nového zařízení nebo se připojit bez jakýchkoliv otázek.
Shrneme-li to, co nyní na trhu máme, jedná se o velmi povedené procesory Kaby Lake z hlediska grafického jádra a odvodu tepla, dalo by se říci ideální pro notebooky různých tříd, ale výkonově se od svých předchůdců příliš neliší. Obecně platí, že pro ty, kteří nepotřebují všechny výše uvedené funkce a používají externí grafickou kartu, tento nákup nedává smysl z hlediska upgradu.
8. generace – Lake Coffee
Aktuální rok 2017 se ukázal být ve světě procesorů velmi rušným rokem. AMD vydalo velmi úspěšné procesory Ryzen A Threadripper, které se nakonec dostaly k soudu takříkajíc ve správný čas a za správnou cenu, a proto se staly mezi běžnými kupujícími tak oblíbené. Intel naopak vydal Core X se 14, 16 a dokonce 18 jádry takříkajíc s výhledem do budoucna. Ale čekáme na zázrak - implementaci pokračování Mooreova zákona, tedy přechod na 10 nanometrový technologický proces. A to se opět nestalo.
Je to dobré nebo špatné? Z marketingového hlediska je to pravděpodobně chytrý krok, jak ponechat nový technický proces v záloze pro růst. Ale něco je potřeba uvolnit. A Intel se toho chopil – konečně poprvé, v návaznosti na ideologii AMD, šel zvýšit počet jader. A nyní má Core i7 6 jader/12 vláken, Core i5 má také 6 a i3 má nyní 4 plná jádra, nyní je to stejné jako předtím celé i5!
Takže ten nový top Intel Core i7-8700 má dvakrát více jader na jednom čipu, což bylo možné díky další optimalizaci rozložení jader a jednotnějšímu uspořádání tranzistorů v celém krystalu. Krystalová plocha se zvětšila o 16 % na 150 mm2. Mezipaměť L1 se mírně zvětšila, mezipaměť L2 se zvětšila na 1,5 MB a mezipaměť L3 na 12 MB. Tyto změny jsou logické, aby sloužily výpočetní práci jader. To je ale stále méně než Ryzen, který má 4, respektive 16 MB L2 a L3 cache za výrazně nižší cenu. I když to přímo nic nevypovídá, protože efektivita práce s cache závisí na délce pipeline a přesnosti zásahů během větví. Ale je to potenciálně ztráta.
Nový procesor nyní podporuje pouze paměti DDR4 a vestavěný paměťový řadič zvýšil frekvenci na 2666 MHz, což je rekord v práci s pamětí. Úroveň TDP se zvýšila z 91 na 95 W v nepřetaktovaném režimu a na 145 W v turbo režimu, což bude vyžadovat velmi dobrý systém chlazení. Frekvence je zvýšena díky vysokému multiplikátoru - maximální multiplikátor frekvence sběrnice je 43x.
Navzdory tomu, že se počet vláken díky Hyper-Threading zvýšil na 12, zůstává počet instrukcí provedených za takt (IPC) stejný jako u Skylake a Kaby Lake. To znamená, že se nezměnila architektura výpočetní jednotky (ALU), potrubí a jednotky prefetch instrukcí. Jinými slovy, je to stejná architektura se stejnou sadou instrukcí.
Grafické jádro se nezměnilo - Grafická karta Intel UHD 630, nicméně frekvence GPU je mírně zvýšena. Konstrukčně je zde stále 24 výpočetních jednotek. Grafika zabírá zhruba třetinu celého čipu.
Nepříjemnou, ale očekávanou zprávou bylo, že nové procesory nebudou umět pracovat se staršími čipsety. A nejde ani o konektor - použije se ten starý LGA1151. Faktem je, že kvůli novému rozložení jádra se změní i napájení krystalu, což vede k jinému pinoutu. Existuje více kolíků Vcc (výkon) a Vss (zem). V důsledku toho pak Intel představil 300. rodinu čipsetů, jejichž top modelem je Z370. Překvapivě se Z370 neliší od svého předchůdce Z270, dokonce má USB 3.1 první generace. To vše v přihrádce vytváří nepříliš příjemný dojem z novinky.
Asi nejlepší zprávou je, že z kdysi juniorského Core i3 se konečně stal plnohodnotný čtyřjádrový procesor. S největší pravděpodobností si ve svém segmentu získá největší oblibu.
Když už jsme u výkonu, můžeme konstatovat, že rozdíly oproti předchozí generaci budou z větší části patrné pouze při práci s videem (zejména 4K až 30 %), grafikou (v Adobe Photoshop až 60 %) a hrami (až 30 %). na 25 %). Vážený průměr produktivity se nezvýší o více než 15 %.
Výsledek je banální: výkon jakéhokoli centrálního procesoru nelze posuzovat pouze jedním parametrem. Pouze soubor charakteristik umožňuje pochopit, o jaký typ čipu se jedná. Zúžení procesorů, které je třeba vzít v úvahu, je velmi snadné. Mezi moderní AMD patří čipy FX pro platformu AM3+ a hybridní řešení A10/8/6 řady 6000 a 7000 (plus Athlon X4) pro FM2+. Intel má procesory Haswell pro platformu LGA1150, Haswell-E (v podstatě jeden model) pro LGA2011-v3 a nejnovější Skylake pro LGA1151.
procesory AMD
Opakuji, obtížnost výběru procesoru spočívá v tom, že je v prodeji spousta modelů. V této rozmanitosti značení se jednoduše zmate. AMD má hybridní procesory A8 a A10. Obě řady obsahují pouze čtyřjádrové čipy. Ale jaký je v tom rozdíl? Pojďme si o tom promluvit.
Začněme polohováním. Procesory AMD FX jsou špičkové čipy pro platformu AM3+. Na jejich základě jsou sestaveny jednotky herního systému a pracovní stanice. Hybridní procesory (s vestavěným videem) řady A, stejně jako Athlon X4 (bez vestavěné grafiky) jsou čipy střední třídy pro platformu FM2+.
Řada AMD FX se dělí na čtyřjádrové, šestijádrové a osmijádrové modely. Všechny procesory nemají vestavěné grafické jádro. Pro kompletní sestavení tedy budete potřebovat buď základní desku s vestavěným videem, nebo diskrétní 3D akcelerátor.
Intel ušel velmi dlouhou cestu od malého výrobce čipů ke světovému lídrovi ve výrobě procesorů. Během této doby bylo vyvinuto mnoho technologií výroby procesorů a technologický proces a vlastnosti zařízení byly vysoce optimalizovány.
Mnoho ukazatelů výkonu procesorů závisí na uspořádání tranzistorů na křemíkovém čipu. Technologie uspořádání tranzistorů se nazývá mikroarchitektura nebo jednoduše architektura. V tomto článku se podíváme na to, které architektury procesorů Intel byly během vývoje společnosti použity a jak se od sebe liší. Začněme nejstaršími mikroarchitekturami a podívejme se až na nové procesory a plány do budoucna.
Jak jsem již řekl, v tomto článku se nebudeme zabývat bitovou kapacitou procesorů. Slovem architektura budeme rozumět mikroarchitekturu mikroobvodu, uspořádání tranzistorů na desce plošných spojů, jejich velikost, vzdálenost, technologický postup, to vše tento pojem zastřešuje. Nedotkneme se ani instrukčních sad RISC a CISC.
Druhá věc, na kterou si musíte dát pozor, je generace procesoru Intel. Pravděpodobně jste již mnohokrát slyšeli – tento procesor je pátou generací, ten čtvrtou a tento sedmou. Mnoho lidí si myslí, že je to označeno i3, i5, i7. Ale ve skutečnosti neexistuje i3 a tak dále - to jsou značky procesorů. A generace závisí na použité architektuře.
S každou novou generací se architektura zlepšovala, procesory byly rychlejší, ekonomičtější a menší, generovaly méně tepla, ale zároveň byly dražší. Na internetu je málo článků, které by toto vše úplně popsaly. Nyní se podívejme, kde to všechno začalo.
Architektury procesorů Intel
Hned řeknu, že byste od článku neměli očekávat technické podrobnosti, podíváme se pouze na základní rozdíly, které budou zajímat běžné uživatele.
První procesory
Nejprve se krátce podíváme do historie, abychom pochopili, jak to všechno začalo. Nezacházejme příliš daleko a začněme s 32bitovými procesory. První byl Intel 80386, objevil se v roce 1986 a mohl pracovat na frekvencích až 40 MHz. Staré procesory měly také odpočítávání generací. Tento procesor patří do třetí generace a byla zde použita procesní technologie 1500 nm.
Další, čtvrtá generace byla 80486. Architektura v ní použitá nesla označení 486. Procesor pracoval na frekvenci 50 MHz a dokázal vykonat 40 milionů instrukcí za vteřinu. Procesor měl 8 KB L1 cache a byl vyroben procesní technologií 1000 nm.
Další architektura byla P5 nebo Pentium. Tyto procesory se objevily v roce 1993, cache byla zvětšena na 32 KB, frekvence byla až 60 MHz a procesní technologie byla snížena na 800 nm. V šesté generaci P6 byla velikost mezipaměti 32 KB a frekvence dosahovala 450 MHz. Technologický proces byl snížen na 180 nm.
Poté společnost začala vyrábět procesory založené na architektuře NetBurst. Používal 16 KB mezipaměti první úrovně na jádro a až 2 MB mezipaměti druhé úrovně. Frekvence se zvýšila na 3 GHz a technický proces zůstal na stejné úrovni - 180 nm. Již zde se objevily 64bitové procesory, které podporovaly adresování větší paměti. Představeno bylo také mnoho rozšíření příkazů a také přidání technologie Hyper-Threading, která umožnila vytvoření dvou vláken z jednoho jádra, což zvýšilo výkon.
Přirozeně se každá architektura postupem času zlepšovala, zvyšovala se frekvence a snižoval se technický proces. Existovaly také mezilehlé architektury, ale vše se zde trochu zjednodušilo, protože to není naše hlavní téma.
Intel Core
NetBurst byl nahrazen architekturou Intel Core v roce 2006. Jedním z důvodů vývoje této architektury byla nemožnost zvýšení frekvence v NetBrustu a také jeho velmi vysoký odvod tepla. Tato architektura byla navržena pro vývoj vícejádrových procesorů, velikost mezipaměti první úrovně byla zvýšena na 64 KB. Frekvence zůstala na 3 GHz, ale spotřeba energie se výrazně snížila, stejně jako technologie procesu, na 60 nm.
Procesory založené na architektuře Core podporovaly hardwarovou virtualizaci Intel-VT, stejně jako některá rozšíření instrukcí, ale nepodporovaly Hyper-Threading, protože byly vyvinuty na architektuře P6, kde tato funkce ještě neexistovala.
První generace - Nehalem
Dále bylo od začátku zahájeno číslování generací, protože všechny následující architektury jsou vylepšenými verzemi Intel Core. Architektura Nehalem nahradila Core, která měla určitá omezení, jako například nemožnost zvýšit takt. Objevila se v roce 2007. Využívá 45nm technologický proces a přidal podporu pro technologii Hyper-Therading.
Procesory Nehalem mají 64 KB L1 cache, 4 MB L2 cache a 12 MB L3 cache. Mezipaměť je dostupná pro všechna jádra procesoru. Bylo také možné integrovat grafický akcelerátor do procesoru. Frekvence se nezměnila, ale zvýšil se výkon a velikost desky plošných spojů.
Druhá generace - Sandy Bridge
Sandy Bridge se objevil v roce 2011, aby nahradil Nehalema. Již využívá procesní technologii 32 nm, využívá stejné množství mezipaměti první úrovně, 256 MB mezipaměti druhé úrovně a 8 MB mezipaměti třetí úrovně. Experimentální modely využívaly až 15 MB sdílené mezipaměti.
Nyní jsou také všechna zařízení k dispozici s vestavěným grafickým akcelerátorem. Zvýšila se maximální frekvence a také celkový výkon.
Třetí generace - Ivy Bridge
Procesory Ivy Bridge jsou rychlejší než Sandy Bridge a jsou vyráběny procesní technologií 22 nm. Spotřebovávají o 50 % méně energie než předchozí modely a poskytují také o 25–60 % vyšší výkon. Procesory také podporují technologii Intel Quick Sync, která umožňuje kódovat video několikrát rychleji.
Čtvrtá generace - Haswell
Procesor Intel Haswell generace byl vyvinut v roce 2012. Zde byl použit stejný technický proces – 22 nm, byl změněn design cache, vylepšeny mechanismy spotřeby energie a mírně vylepšen výkon. Procesor však podporuje mnoho nových konektorů: LGA 1150, BGA 1364, LGA 2011-3, technologii DDR4 a tak dále. Hlavní výhodou Haswell je, že jej lze použít v přenosných zařízeních díky velmi nízké spotřebě energie.
Pátá generace – Broadwell
Jedná se o vylepšenou verzi architektury Haswell, která využívá procesní technologii 14 nm. Kromě toho bylo v architektuře provedeno několik vylepšení, která zlepšují výkon v průměru o 5 %.
Šestá generace - Skylake
Další architektura procesorů Intel Core, šestá generace Skylake, byla vydána v roce 2015. Jedná se o jednu z nejvýznamnějších aktualizací architektury Core. Pro instalaci procesoru na základní desku slouží patice LGA 1151, nově jsou podporovány paměti DDR4, ale podpora DDR3 zůstává zachována. Podporován je Thunderbolt 3.0 a také DMI 3.0, které poskytuje dvojnásobnou rychlost. A tradičně došlo ke zvýšení produktivity a také ke snížení spotřeby energie.
Sedmá generace - Kaby Lake
Nová, sedmá generace Core - Kaby Lake vyšla letos, první procesory se objevily v polovině ledna. Moc změn zde nebylo. Procesní technologie 14 nm je zachována, stejně jako stejná patice LGA 1151. Podporovány jsou paměťové karty DDR3L SDRAM a DDR4 SDRAM, sběrnice PCI Express 3.0 a USB 3.1. Kromě toho se mírně zvýšila frekvence a snížila se hustota tranzistorů. Maximální frekvence 4,2 GHz.
závěry
V tomto článku jsme se podívali na architektury procesorů Intel, které se používaly v minulosti, i na ty, které se používají nyní. Dále společnost plánuje přejít na procesní technologii 10 nm a tato generace procesorů Intel se bude jmenovat CanonLake. Intel na to ale ještě není připraven.
V roce 2017 se proto plánuje vydání vylepšené verze SkyLake pod kódovým označením Coffe Lake. Je také možné, že dokud společnost plně nezvládne novou procesní technologii, budou existovat další mikroarchitektury procesorů Intel. To vše se ale dozvíme až časem. Doufám, že vám tyto informace pomohly.
o autorovi
Zakladatel a správce webu, mám vášeň pro open source software a operační systém Linux. V současné době používám Ubuntu jako svůj hlavní OS. Kromě Linuxu mě zajímá vše, co souvisí s informačními technologiemi a moderní vědou.