Caractéristiques du processeur informatique

Voici les caractéristiques importantes des processeurs:

La principale caractéristique déterminante d'un processeur est sa marque AMD ou Intel et son modèle. Bien que les modèles concurrents des deux sociétés aient des fonctionnalités et des performances similaires, vous ne pouvez pas installer de processeur AMD sur une carte mère compatible Intel ou vice versa.

Une autre caractéristique déterminante d'un processeur est le socket qu'il est conçu pour s'adapter. Si vous remplacez le processeur d'une carte mère Socket 478, par exemple, vous devez choisir un processeur de remplacement conçu pour s'adapter à ce socket. Tableau 5-1 décrit les problèmes d'évolutivité par socket de processeur.

Tableau 5-1: Évolutivité par type de socket de processeur

La vitesse d'horloge d'un processeur, qui est spécifiée en mégahertz (MHz) ou en gigahertz (GHz), détermine ses performances, mais les vitesses d'horloge n'ont pas de sens sur les lignes de processeur. Par exemple, un Pentium 4 à 3,2 GHz Prescott-core est environ 6,7% plus rapide qu'un Pentium 4 à 3,0 GHz Prescott-core, comme le suggèrent les vitesses d'horloge relatives. Cependant, un processeur Celeron à 3,0 GHz est plus lent qu'un Pentium 4 à 2,8 GHz, principalement parce que le Celeron a un cache L2 plus petit et utilise une vitesse de bus hôte plus lente. De même, lorsque le Pentium 4 a été introduit à 1,3 GHz, ses performances étaient en réalité inférieures à celles du processeur Pentium III 1 GHz qu'il était censé remplacer. C'était vrai parce que l'architecture Pentium 4 est moins efficace horloge par horloge que l'architecture antérieure Pentium III.

La vitesse d'horloge est inutile pour comparer les processeurs AMD et Intel. Les processeurs AMD fonctionnent à des vitesses d'horloge beaucoup plus faibles que les processeurs Intel, mais font environ 50% de travail en plus par tick d'horloge. D'une manière générale, un AMD Athlon 64 fonctionnant à 2,0 GHz a à peu près les mêmes performances globales qu'un Intel Pentium 4 fonctionnant à 3,0 GHz.

'''MODEL NUMBERS VERSUS CLOCK SPEEDS''' Because AMD is always at a clock speed disadvantage versus Intel, AMD uses model numbers rather than clock speeds to designate their processors. For example, an AMD Athlon 64 processor that runs at 2.0 GHz may have the model number 3000+, which indicates that the processor has roughly the same performance as a 3.0 GHz Intel model. (AMD fiercely denies that their model numbers are intended to be compared to Intel clock speeds, but knowledgeable observers ignore those denials.) Intel formerly used letter designations to differentiate between processors running at the same speed, but with a different host-bus speed, core, or other characteristics. For example, 2.8 GHz Northwood-core Pentium 4 processors were made in three variants: the Pentium 4/2.8 used a 400 MHz FSB, the Pentium 4/2.8B the 533 MHz FSB, and the Pentium 4/2.8C the 800 MHz FSB. When Intel introduced a 2.8 GHz Pentium 4 based on their new Prescott-core, they designated it the Pentium 4/2.8E. Interestingly, Intel has also abandoned clock speed as a designator. With the exception of a few older models, all Intel processors are now designated by model number as well. Unlike AMD, whose model numbers retain a vestigial hint at clock speed, Intel model numbers are completely dissociated from clock speeds. For example, the Pentium 4 540 designates a particular processor model that happens to run at 3.2 GHz. The models of that processor that run at 3.4, 3.6, and 3.8 GHz are designated 550, 560, and 570 respectively.

le vitesse du bus hôte , également appelé le vitesse du bus frontal, vitesse FSB , ou simplement FSB , spécifie le taux de transfert de données entre le processeur et le chipset. Une vitesse de bus hôte plus rapide contribue à des performances de processeur plus élevées, même pour les processeurs fonctionnant à la même vitesse d'horloge. AMD et Intel implémentent le chemin entre la mémoire et le cache différemment, mais FSB est essentiellement un nombre qui reflète la quantité maximale possible de transferts de blocs de données par seconde. Étant donné une fréquence d'horloge réelle du bus hôte de 100 MHz, si les données peuvent être transférées quatre fois par cycle d'horloge (donc «pompées en quatre»), la vitesse effective du FSB est de 400 MHz.

Par exemple, Intel a produit des processeurs Pentium 4 qui utilisent des vitesses de bus hôte de 400, 533, 800 ou 1066 MHz. Un Pentium 4 2,8 GHz avec une vitesse de bus hôte de 800 MHz est légèrement plus rapide qu'un Pentium 4 / 2,8 avec une vitesse de bus hôte de 533 MHz, qui à son tour est légèrement plus rapide qu'un Pentium 4 / 2,8 avec un hôte 400 MHz- Vitesse de l'autobus. Une mesure qu'Intel utilise pour différencier ses processeurs Celeron moins chers est une vitesse de bus hôte réduite par rapport aux modèles Pentium 4 actuels. Les modèles Celeron utilisent des vitesses de bus hôte de 400 MHz et 533 MHz.

Tous les processeurs AMD Socket 754 et Socket 939 utilisent une vitesse de bus hôte de 800 MHz. (En fait, comme Intel, AMD exécute le bus hôte à 200 MHz, mais le pompe en quatre jusqu'à 800 MHz effectifs.) Les processeurs Socket A Sempron utilisent un bus hôte de 166 MHz, double pompage à une vitesse de bus hôte effective de 333 MHz .

Les processeurs utilisent deux types de mémoire cache pour améliorer les performances en mettant en mémoire tampon les transferts entre le processeur et la mémoire principale relativement lente. La taille de Layer 1 cache (L1 cache , aussi appelé Cache de niveau 1 ), est une caractéristique de l'architecture du processeur qui ne peut pas être modifiée sans une nouvelle conception du processeur. Cache de couche 2 (cache de niveau 2 ou cache de niveau 2 ), cependant, est externe au cœur du processeur, ce qui signifie que les fabricants de processeurs peuvent produire le même processeur avec différentes tailles de cache L2. Par exemple, divers modèles de processeurs Pentium 4 sont disponibles avec 512 Ko, 1 Mo ou 2 Mo de cache L2, et divers modèles AMD Sempron sont disponibles avec 128 Ko, 256 Ko ou 512 Ko de cache L2.

Pour certaines applications, en particulier celles qui fonctionnent sur de petits ensembles de données, un cache L2 plus grand augmente sensiblement les performances du processeur, en particulier pour les modèles Intel. (Les processeurs AMD ont un contrôleur de mémoire intégré, qui masque dans une certaine mesure les avantages d'un cache L2 plus volumineux.) Pour les applications qui fonctionnent sur de grands ensembles de données, un cache L2 plus grand n'offre qu'un avantage marginal.

'''Prescott, the Sad Exception''' It came as a shock to everyone not the least, Intel to learn when it migrated its Pentium 4 processors from the older 130 nm Northwood core to the newer 90 nm Prescott-core that power consumption and heat production skyrocketed. This occurred because Prescott was not a simple die shrink of Northwood. Instead, Intel completely redesigned the Northwood core, adding features such as SSE3 and making huge changes to the basic architecture. (At the time, we thought those changes were sufficient to merit naming the Prescott-core processor Pentium 5, which Intel did not.) Unfortunately, those dramatic changes in architecture resulted in equally dramatic increases in power consumption and heat production, overwhelming the benefit expected from the reduction in process size.

Taille du processus , aussi appelé taille fab (rication) , est spécifié en nanomètres (nm) et définit la taille des plus petits éléments individuels sur une puce de processeur. AMD et Intel tentent continuellement de réduire la taille du processus (appelé un mourir rétrécir ) pour obtenir plus de processeurs de chaque tranche de silicium, réduisant ainsi leurs coûts de production de chaque processeur. Les processeurs Pentium II et les premiers processeurs Athlon utilisaient un processus de 350 ou 250 nm. Le Pentium III et certains processeurs Athlon utilisaient un processus de 180 nm. Les processeurs AMD et Intel récents utilisent un processus de 130 ou 90 nm, et les futurs processeurs utiliseront un processus de 65 nm.

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La taille du processus est importante car, toutes choses étant égales par ailleurs, un processeur qui utilise une taille de processus plus petite peut fonctionner plus rapidement, utiliser une tension plus basse, consommer moins d'énergie et produire moins de chaleur. Les processeurs disponibles à tout moment utilisent souvent différentes tailles de fab. Par exemple, à un moment donné, Intel a vendu des processeurs Pentium 4 qui utilisaient les tailles de processus 180, 130 et 90 nm, et AMD a simultanément vendu des processeurs Athlon qui utilisaient les tailles fab 250, 180 et 130 nm. Lorsque vous choisissez un processeur de mise à niveau, privilégiez un processeur avec une taille fab plus petite.

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Différents modèles de processeurs prennent en charge différents ensembles de fonctionnalités, dont certaines peuvent être importantes pour vous et d'autres sans souci. Voici cinq fonctionnalités potentiellement importantes disponibles avec certains processeurs actuels, mais pas tous. Toutes ces fonctionnalités sont prises en charge par les versions récentes de Windows et Linux:

SSE3 (Extensions SIMD (Streaming Single-Instruction-Multiple-Data) 3) , développé par Intel et maintenant disponible sur la plupart des processeurs Intel et certains processeurs AMD, est un jeu d'instructions étendu conçu pour accélérer le traitement de certains types de données couramment rencontrés dans le traitement vidéo et d'autres applications multimédias. Une application prenant en charge SSE3 peut s'exécuter de 10% ou 15% à 100% plus rapidement sur un processeur prenant également en charge SSE3 que sur un autre qui ne le fait pas.

Jusqu'à récemment, les processeurs PC fonctionnaient tous avec des chemins de données internes de 32 bits. En 2004, AMD a introduit Prise en charge 64 bits avec leurs processeurs Athlon 64. Officiellement, AMD appelle cette fonctionnalité x86-64 , mais la plupart des gens l'appellent AMD64 . De manière critique, les processeurs AMD64 sont rétrocompatibles avec les logiciels 32 bits et exécutent ce logiciel aussi efficacement qu’ils exécutent des logiciels 64 bits. Intel, qui défendait sa propre architecture 64 bits, qui n'avait qu'une compatibilité 32 bits limitée, a été contraint d'introduire sa propre version de x86-64, qu'il appelle EM64T (technologie de mémoire étendue 64 bits) . Pour l'instant, la prise en charge 64 bits est sans importance pour la plupart des gens. Microsoft propose une version 64 bits de Windows XP et la plupart des distributions Linux prennent en charge les processeurs 64 bits, mais jusqu'à ce que les applications 64 bits deviennent plus courantes, il y a peu d'avantages réels à exécuter un processeur 64 bits sur un ordinateur de bureau. Cela pourrait changer lorsque Microsoft livrera (enfin) Windows Vista, qui profitera de la prise en charge 64 bits, et est susceptible de générer de nombreuses applications 64 bits.

Avec l'Athlon 64, AMD a introduit le NX (sans eXecute) technologie, et Intel a rapidement suivi avec son XDB (bit de désactivation eXecute) La technologie. NX et XDB ont le même objectif, permettant au processeur de déterminer quelles plages d'adresses mémoire sont exécutables et lesquelles ne sont pas exécutables. Si du code, tel qu'un exploit de dépassement de tampon, tente de s'exécuter dans un espace mémoire non exécutable, le processeur renvoie une erreur au système d'exploitation. NX et XDB ont un grand potentiel pour réduire les dommages causés par les virus, vers, chevaux de Troie et autres exploits similaires, mais nécessitent un système d'exploitation prenant en charge l'exécution protégée, comme Windows XP avec Service Pack 2.

AMD et Intel proposent tous deux une technologie de réduction de puissance dans certains de leurs modèles de processeurs. Dans les deux cas, la technologie utilisée dans les processeurs mobiles a été migrée vers les processeurs de bureau, dont la consommation d'énergie et la production de chaleur sont devenues problématiques. Essentiellement, ces technologies fonctionnent en réduisant la vitesse du processeur (et donc la consommation d'énergie et la production de chaleur) lorsque le processeur est inactif ou légèrement chargé. Intel se réfère à sa technologie de réduction de puissance comme EIST (technologie Intel Speedstep améliorée) . La version AMD s'appelle Cool'n'Quiet . L'un ou l'autre peut faire des réductions mineures mais utiles de la consommation d'énergie, de la production de chaleur et du niveau de bruit du système.

En 2005, AMD et Intel atteignaient tous deux les limites pratiques de ce qui était possible avec un seul cœur de processeur. La solution évidente était de mettre deux cœurs de processeur dans un seul processeur. Encore une fois, AMD a ouvert la voie avec son élégant Athlon 64 X2 processeurs de la série, qui comportent deux cœurs Athlon 64 étroitement intégrés sur une seule puce. Une fois de plus obligé de rattraper son retard, Intel a serré les dents et a giflé un processeur double cœur qu'il appelle Pentium D . La solution AMD conçue présente plusieurs avantages, notamment des performances élevées et une compatibilité avec presque toutes les anciennes cartes mères Socket 939. La solution Intel slapdash, qui consistait essentiellement à coller deux cœurs Pentium 4 sur une puce sans les intégrer, a abouti à deux compromis. Premièrement, les processeurs Intel dual-core ne sont pas rétrocompatibles avec les anciennes cartes mères et nécessitent donc un nouveau chipset et une nouvelle série de cartes mères. Deuxièmement, parce qu'Intel a collé plus ou moins simplement deux de leurs cœurs existants sur un seul processeur, la consommation d'énergie et la production de chaleur sont extrêmement élevées, ce qui signifie qu'Intel a dû réduire la vitesse d'horloge des processeurs Pentium D par rapport au Pentium monocœur le plus rapide. 4 modèles.

Cela dit, l'Athlon 64 X2 n'est en aucun cas un gagnant haut de gamme, car Intel était suffisamment intelligent pour proposer un prix attractif au Pentium D. Les processeurs Athlon X2 les moins chers se vendent plus de deux fois plus que les processeurs Pentium D les moins chers. Bien que les prix baissent sans aucun doute, nous ne nous attendons pas à ce que l'écart de prix change beaucoup. Intel a une capacité de production à revendre, tandis qu'AMD est assez limitée dans sa capacité à fabriquer des processeurs, il est donc probable que les processeurs bicœur AMD seront à un prix supérieur dans un avenir prévisible. Malheureusement, cela signifie que les processeurs double cœur ne sont pas une option de mise à niveau raisonnable pour la plupart des gens. Les processeurs Intel dual-core sont à un prix raisonnable mais nécessitent un remplacement de la carte mère. Les processeurs double cœur AMD peuvent utiliser une carte mère Socket 939 existante, mais les processeurs eux-mêmes sont trop chers pour être des candidats viables pour la plupart des mises à niveau.

'''HYPER-THREADING VERSUS DUAL CORE''' Some Intel processors support ''Hyper-Threading Technology (HTT)'', which allows those processors to execute two program threads simultaneously. Programs that are designed to use HTT may run 10% to 30% faster on an HTT-enabled processor than on a similar non-HTT model. (It's also true that some programs run slower with HTT enabled than with it disabled.) Don't confuse HTT with dual core. An HTT processor has one core that can sometimes run multiple threads a dual-core processor has two cores, which can always run multiple threads.

le cœur du processeur définit l'architecture de base du processeur. Un processeur vendu sous un nom particulier peut utiliser n'importe lequel de plusieurs cœurs. Par exemple, les premiers processeurs Intel Pentium 4 utilisaient le Noyau Willamette . Les versions ultérieures du Pentium 4 ont utilisé le Noyau Northwood, noyau Prescott, noyau Gallatin, noyau Prestonia , et Noyau Prescott 2M . De même, divers modèles Athlon 64 ont été produits en utilisant le Noyau Clawhammer, Noyau Sledgehammer, Noyau Newcastle, Noyau Winchester, Noyau Venice, Noyau San Diego, Noyau Manchester , et Noyau de Tolède .

L'utilisation d'un nom de noyau est un moyen pratique de spécifier brièvement de nombreuses caractéristiques du processeur. Par exemple, le noyau Clawhammer utilise le processus 130 nm, un cache L2 de 1 024 Ko et prend en charge les fonctionnalités NX et X86-64, mais pas le fonctionnement SSE3 ou dual-core. Inversement, le cœur de Manchester utilise le processus 90 nm, un cache L2 de 512 Ko et prend en charge les fonctionnalités SSE3, X86-64, NX et dual-core.

Vous pouvez considérer le nom du cœur du processeur comme étant similaire à un numéro de version majeur d'un programme logiciel. Tout comme les éditeurs de logiciels publient fréquemment des mises à jour mineures sans changer le numéro de version majeur, AMD et Intel effectuent fréquemment des mises à jour mineures de leurs cœurs sans changer le nom du cœur. Ces changements mineurs sont appelés pas de base . Il est important de comprendre les bases des noms de cœur, car le cœur utilisé par un processeur peut déterminer sa compatibilité descendante avec votre carte mère. Les marches sont généralement moins importantes, même si elles méritent également une attention particulière. Par exemple, un noyau particulier peut être disponible dans les steppings B2 et C0. Le pas à pas C0 ultérieur peut avoir des corrections de bogues, fonctionner à un rythme plus froid ou offrir d'autres avantages par rapport au pas précédent. La progression du noyau est également essentielle si vous installez un deuxième processeur sur une carte mère à double processeur. (C'est-à-dire une carte mère avec deux sockets de processeur, par opposition à un processeur double cœur sur une carte mère à un seul socket.) Ne jamais, jamais mélanger des cœurs ou des steppings sur une carte mère à double processeur de cette façon est de la folie (ou peut-être juste un désastre).

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