VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: procesory (2. časť)

Pred týždňom sme vám priniesli článok o procesoroch počítačov. Keby sme však doň zahrnuli celú problematiku vrátane prehľadu aktuálne dostupných radov a modelov, bol by až príliš dlhý. Preto dnes prinášame jeho druhú časť.

Odporúčame:

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: procesory (1. časť)

VYZNAJTE SA V POČÍTAČOCH: procesory (pred dvoma rokmi)

Vyznajte sa v počítačoch – procesory (pred štyrmi rokmi)

Intel Quark

Intel Quark, jeden z najúspornejších procesorov

Spotreba, cache, pamäťový riadič

Spotrebu už sme naznačili, v zásade môžeme hovoriť o niekoľkých kategóriách procesorov. Na prvý pohľad sú najúspornejšie smartfóny so spotrebou maximálne v jednotkách wattov, ešte úspornejšie sú však čipy pre smart gadgety a internet vecí. Taký Intel Quark by vedel hovoriť. Za smartfónmi nasledujú tablety. Pred dvoma rokmi by ste našli aj kúsky so 17 W procesorom a ventilátorom, dnes už takých niet, štandardom sa stala méta 4,5 W. Na nej zároveň začínajú úsporné notebooky. Tie výkonnejšie majú 15 W procesor, v niektorých prípadoch 28 W. Najvýkonnejšie notebooky siahajú k 37 alebo 47 W.

ASUS VivoPC

Desktop zažíva v posledných rokoch úpadok, rozvíjajú sa však miniatúrne počítače

Desktop je tiež pomerne pestrý. Rozmach zažívajú miniatúrne počítače s úspornými procesormi z mobilného segmentu (4,5 W, 15 W), štandardne však desktopy hostia na doske čip s nominálnou spotrebou medzi 35 a 100 W. High-end od AMD aj Intelu dokáže potiahnuť aj viac – 125, 140 a v jednom extrémnom prípade dokonca až 220 W, ale to nie sú zrovna bežné ani lacné záležitosti.

Dôležité je, že ide o najvyššiu spotrebu, nie typickú. Ak počítaču nenaložíte zložitú úlohu, „zožerie“ energie podstatne menej. Čím výkonnejší procesor, tým väčší je rozdiel medzi typickou bežnou a maximálnou spotrebou. Pre Atom je totiž dostatočnou záťažou aj desiatka kariet v prehliadači alebo prehrávanie Full HD videa, kým Core i7-čka pri rovnakej úlohe ani nevie, že niečo robí. Na spotrebu procesora najviac vplýva výrobný proces a prepracovanosť architektúry, avšak aj v rámci jednej generácie sa môžu objaviť väčšie rozdiely. Niektorý čip sa vydarí viac, niektorý vykazuje väčšie straty. Malo by to byť každopádne v rámci rozumnej tolerancie. V opačnom prípade, najmä v desktop segmente, zvyknú výrobcovia vydávať špeciálne, efektívnejšie varianty svojich čipov.

Cache

Systém vyrovnávacej pamúte pozostáva z niekoľkých úrovní

Pamäť cache sme tiež už naznačili. Rozdelená je do 2-4 úrovní, pričom nižšia úroveň je rýchlejšia, ale aj kapacitne menšia. Procesor ich využíva na „medzivýsledky“ svojej činnosti, aby nemusel zakaždým pristupovať do – na jeho pomery – pomalej operačnej pamäte. Je teda jasné, že rýchlosť a kapacita cache ovplyvňuje výkon. Väčšina čipov sa pohybuje medzi 1 MB a 4 MB cache druhej úrovne. Nadšenecké čipy väčšinou majú aj väčšiu tretiu úroveň v objeme 8-20 MB. Intel za cache považuje aj 128 MB pamäť pre potreby integrovanej grafiky Iris Pro, takáto pamäť 4. úrovne je však samozrejme pomalšia, než nižšie úrovne.

Intel eDRAM

Nuž a aby nebola príliš pomalá ani komunikácia s operačnou pamäťou, o to sa stará pamäťový riadič. O jeho výkone svedčí počet podporovaných kanálov a maximálna podporovaná frekvencia operačných pamätí. O tých si povieme v budúcej časti, pre procesor zvyčajne nebývajú limitom.

CPU benchmark

Ako zistiť skutočný výkon?

Na základe informácií popísaných vyššie môžete dobre odhadnúť, čo je daný procesor zač a čo od neho očakávať. Ako však zistiť reálny výkon? To je ťažké. Procesory sú totiž komplexné a pri rôznych použitiach vykazujú rôznu silu. Reálne ich tak spoznáte až pri vašom vlastnom používaní. Môžete si však nájsť recenzie na špecializovaných hardvérových portáloch a pozrieť si výkon čipu v danom scenári – napríklad pri strihaní videa. Pokiaľ ešte presne neviete, čo chcete, alebo hľadáte bleskovú orientačnú informáciu o celkovom výkone, môže vám pomôcť databáza cpubenchmark.net. Stačí, ako do Googlu alebo iného vyhľadávača napíšete názov procesora a heslo „passmark“, napríklad „AMD A8-3870K passmark“. Rátajte však s tým, že rýchla a jednoduchá informácia nebýva úplne presná. Zároveň platí, že ide o databázu používateľských testovaní, takže horúce novinky nemusia mať dostupné hodnotenie.

Intel

Čo ponúka Intel a kam kráča

Portfólio lídra začína spomínanými procesormi Quark, tie však nemôžeme označiť celkom za spotrebiteľské, takže poďme na Atomy. V starších zariadeniach nájdete 32 nm generáciu s označením Z2xxx, pričom túto už neodporúčame. Hlavné slovo má aktuálne 22 nm generácia Bay Trail so štyrmi jadrami, ktoré predstavujú základný, ale použiteľný výkon. Od nej sú odvodené dvojjadrové alebo štvorjadrové procesory Celeron a Pentium N2xxx/N3xxx. V rámci navýšenia spotreby zo 4,5 W na 7,5 W (v budúcej 14 nm generácii 6 W) ponúkajú vďaka vyšším taktom už vcelku dobrý výkon, aspoň teda štvorjadrové varianty sú pre bežného používateľa plne dostačujúce.

Intel Atom

Veľké očakávania vzbudzuje už predstavená, ale ešte nedostupná 14 nm generácia Atom Cherry Trail, známa tiež ako Braswell. S ňou príde aj zmena názvoslovia. Atomy x3 budú určené pre lacné smartfóny a tablety, zložené z dvoch alebo štyroch x86 jadier a grafiky ARM Mali. Atomy x5 a x7 už budú na tom podstatne lepšie, najmä po grafickej stránke majú byť o 50 % výkonnejšie ako Bay Trail vďaka grafike Intel HD s 12 až 16 jednotkami. Opäť z nich povstanú aj obľúbené Celerony a Pentiá.

Intel Atom

Aby sme dokončili rodinu Atom, spomeňme ešte generáciu Apollo Lake plánovanú na budúci rok. 14 nm výrobný proces aj štvoricu jadier zachová, príde však s vylepšenou architektúrou, výkonnejšou grafikou (pravdepodobne 18 jednotiek generácie Skylake) a podporou LPDDR4 pamätí.

Intel Pentium

Nad Atomami sa v portfóliu Intelu nachádzajú procesory Celeron. Tie s označením N2xxx sme už popísali, v podstate ide o zrýchlené Atomy. Ak v nejakom notebooku narazíte na čip Celeron 2957U alebo jemu podobný bez N v názve, tieto sú odvodené nie od Atomov, ale od „veľkých“ procesorov, v tomto prípade Haswell. Kvôli nižším taktom však neprinášajú oproti „atómovým“ kolegom veľký nárast výkonu, a to napriek spotrebe 15 W, a tak ich Intel postupne vypúšťa. Celerony odporúčame v štvorjadrových variantoch. Čo sa týka Pentií, tie sú vlastne iba zrýchlenými Celeronmi. Pár stoviek MHz na procesore a najmä grafike však zvyčajne stojí za príplatok niekoľko málo desiatok eur.

Mobilné Atomy, Celerony a Pentiá môžete zastihnúť aj v úsporných „stolných“ počítačoch. V klasických desktopoch nájdete skôr ich väčších kolegov postavených na architektúre Haswell Refresh. Pri spotrebe 53 W a taktoch okolo 3 GHz dosahujú asi dvojnásobný výkon oproti „atómovcom“. Bežia na 22 nm výrobných linkách.

Intel Core M

Vstupom do rodiny Intel Core sú procesory Core M. Tieto 14 nm čipy generácie Broadwell sú skvostom energetickej efektivity, pri spotrebe Atomov sa výkonom približujú 15 W Core i3-kám. Intenzívne využívajú turbo frekvencie grafiky aj procesora, teda výkonné sú najmä krátkodobo. Pravdepodobne tušíte, že s ich cenou to nebude úplne ideálne – a máte pravdu.

Intel Broadwell 15 W

Ak vynecháme serverový segment (Intel Xeon), vrcholom ponuky Intelu sú procesory Core i3, i5 a i7. Právom sú veľmi dobre známe aj medzi menej znalými používateľmi. Dnes ich nájdete predovšetkým v 15 W mobilných variantoch, pričom i3-ka ponúka dostatok výkonu na všetky bežné aj menej bežné použitia, na Core i5-ku už musíte vedieť, že ju potrebujete a Core i7-čka je vhodná viac-menej len pre hráčov alebo profesionálov. Štandardne majú tieto procesory 2 jadrá s podporou hyperthreadingu, v hráčskych notebookoch nájdete aj štvorjadrové Core i7-čky so spotrebou 47 W, tam už je výkon skutočne vysoký.

Prakticky každý z mobilných procesorov Intel Core má slušnú integrovanú grafiku, o nich si povieme v samostatnej časti. Dôležité je rozlišovať generáciu procesora – a to podľa označenia tisícky. Séria 3xxx je Ivy Bridge, séria 4xxx Haswell a 5xxx najnovší 14 nm Broadwell (napr. Intel Core i7-5500U). V najbližších mesiacoch je naplánovaný príchod novej architektúry Skylake s podporou DDR4 pamätí, postavenej na 14 nm procese. Písmenko U znamená 15 W ultramobilnú triedu, H vysoký výkon a Q (HQ) štvorjadrové najvýkonnejšie čipy.

Intel Core i7 Extreme

Procesory Core i3, i5 a i7 sú samozrejme dostupné aj v desktope. Spotrebou sa väčšinou zmestia medzi 53 a 88 W, logicky môžete očakávať dvojnásobný i vyšší výkon ako v mobilnom segmente. Rozdiel je v tom, že tu štvorjadrá začínajú už v triede Core i5, čo pri taktoch okolo 3,5 GHz znamená naozaj vysoký výkon. Core i7-čky už sú určené viac-menej len pre nadšencov. A pre tých najnadšenejších sú k dispozícii modely Core i7 Extreme, ktoré v špičke obsahujú 8 jadier, 20 MB Cache, spotrebu 140 W… a výkon dosť ťažko opísateľný slovami. Počítať však treba tiež s cenou cez 1 000 €. Samozrejmosťou pre tieto, ale aj niektoré lacnejšie Core i7-čky a Core i5-ky je odomknutý násobič pre jednoduché pretaktovanie.

Intel Tick-Tock

Najbližšie nás čaká nová architektúra Skylake postavená na súčasnom 14 nm procese, možno už o mesiac

Nuž a čo od Intelu čakať v najbližších mesiacoch až rokoch? V PC svete je jeho pozícia prakticky neotrasiteľná, AMD mu zvláda konkurovať čoraz menej. Ťažšie to má gigant v mobilnom svete, na ten zrejme bude klásť väčší dôraz. Intel má najpokročilejšie kremíkové továrne na svete, ale príprava 10 nm výrobného procesu je veľmi náročná aj pre lídra. 10 nm generáciu „veľkých“ čipov Cannon Lake podľa aktuálnych informácií stihne odklad pravdepodobne až na rok 2017. V budúcom roku sa tak zrejme dočkáme iba mierne vylepenej generácie Skylake pod názvom Kaby Lake. Vývoj sa teda spomaľuje, ale nevidíme v tom zásadný problém pre životaschopnosť výrobcu ani pre zákazníka. Intel zatiaľ „pre istotu“ rozširuje svoje portfólio aj akvizíciami rôznych firiem, pretože procesory sú čoraz menej o hrubom výkone a viac o pridanej hodnote futuristických funkcií.

AMD

Prežije AMD?

Počas dvoch rokov sa žiaľ nezlepšil stav druhého výrobcu x86 procesorov, ba naďalej sa zhoršuje. Keby AMD nevyrábalo aj grafiky, už by nebolo medzi „živými“ výrobcami. Hlavný problém tohto výrobcu je absencia vlastných kremíkových tovární a odkázanosť na externých dodávateľov, ktorí za technológiami Intelu zaostávajú. Napríklad aktuálne nemá AMD nič lepšie ako 28 nm proces, kým Intel beží na 22 a 14 nm linkách a dokonca sa objavili aj prvé ARM procesory 20 nm a 14 nm výroby.

AMD Beema

AMD má tiež oproti niekoľkomiliardovému Intelu podstatne menej kapitálu na investície, čo rozdiel neustále prehlbuje. Zoči-voči klesajúcej hodnote firmy sa pravidelne objavujú špekulácie, kto by mohol AMD kúpiť – hovorí sa o Samsungu, Qualcomme (ktorý už v minulosti od AMD odkúpil mobilné grafiky Adreno), alebo najnovšie o Microsofte, ktorý pre konzolu Xbox One nakupuje u AMD procesory a grafiky. Hodnota ich spoločného obchodu sa už takmer vyrovnala hodnote celého AMD, takže kúpou by Microsoft v ďalších rokoch výrazne ušetril.

AMD žije hlavne z grafík, a to nielen dedikovaných. Procesory výrobcu vždy najviac zaujmú výkonom integrovanej grafiky, ktorý často Intel prekonáva. S pomerom výpočtový výkon/cena, resp. výkon/spotreba už je to horšie. Niet divu, že procesor AMD nenájdete pravdepodobne v žiadnom tablete na trhu (o smartfóny sa výrobca ani len nezaujíma) a aj v notebookoch ich je pomerne málo. Napriek tomu sa pozrime, čo výrobca ponúka.

AMD Beema

Prakticky všetky mobilné procesory AMD reálne dostupné v notebookoch pochádzajú z 28 nm výroby. K dispozícii sú dve architektúry – jednoduchšia Beema a komplexnejšia Kaveri. Beema má konkurovať Atomom, Celeronom a Pentiám od Intelu. Dvojjadrovým modelom sa určite vyhnite, štvorjadrá však ponúkajú pomerne dobrý výkon. Medzi jednotlivými modelmi sa orientujte podľa frekvencií. Výhodou je v týchto čipoch aj pomerne slušná integrovaná grafika, ktorá oproti priamym konkurentom od Intelu vedie. Je však obrovská škoda, že dokáže pracovať iba s jednokanálovou pamäťou, ale o tom inokedy. Spotreba sa pohybuje od 4,5 W do 25 W, najčastejšie 15 W.

AMD Kaveri

Na tejto méte zároveň začínajú výkonnejšie Kaveri čipy s dvojnásobným počtom tranzistorov, teda aj vyšším výkonom. Sú schopné konkurovať Pentiám a slabším Core i3-kám, po grafickej stránke ich prekonávajú – ale iba za predpokladu osadenia vhodnej dvojkanálovej pamäte. Medzi Kabini a Kaveri modelmi je však mierny chaos v číslovaní. Modely radu E a A4 sú každopádne jednoduchšej architektúry, rad A6 tiež, aspoň väčšina čipov. Rady A8, A10 a najvyšší FX spadajú pod architektúru Kaveri.

AMD Desktop roadmapa

Staršia roadmapa bola optimistická, dnes sa u AMD počíta s približne ročným omeškaním

V desktope môžete kúpiť APU (procesory kombinujúce procesor s dobrou integrovanou grafikou) generácie Kaveri (prípadne staršej zvanej Richland na 32 nm) alebo pomerne výkonné, až osemjadrové 32 nm nadšenecké procesory Vishera s odomknutým násobičom. Ten majú mimochodom aj niektoré modely Kaveri a Richland, v ktorých môžete taktovať okrem procesora aj integrovanú grafiku dobre použiteľnú v moderných hrách. Musíte sa však zmieriť s vyššou spotrebou oproti Intelu.

AMD mobilná roadmapa

Rok 2016 žiaľ pre AMD podľa všetkého záchranu neprinesie, hoci to sľubovala uvedená staršia roadmapa. Väčšina čipov má zostať na 28 nm procese a viac-menej čerpať iba z vylepšenej architektúry a podpory DDR4 pamätí, ktoré by mali pomôcť najmä integrovaným grafikám. Radikálna zmena je plánovaná na prelom rokov 2016/2017, pravdepodobne až v tom neskoršom. AMD má prísť s úplne novou architektúrou Zen, ktorá má o 40 % prekonať efektivitu tej súčasnej a zároveň sa poučiť z minulých chýb. Zen má tiež zjednotiť úspornú a výkonnú architektúru, bude totiž lepšie škálovateľný. Pomôcť mu má aj 14 nm proces, i keď v tom čase už bude Intel frčať na 10 nm, ako sa zdá. Uvidíme, ako to všetko dopadne a ako situáciu ovplyvnia ARM procesory. V ďalšej časti seriálu by sme sa pozreli na operačné pamäte počítačov.

Foto: AMD, archív, ASUS, cpubenchmark.net, IBM, Intel

Komentáre k článku