Процессор производители: Кто ещё производит ц.процессоры на пк? кроме интел и амд?

Процессор производители: Кто ещё производит ц.процессоры на пк? кроме интел и амд? — Хабр Q&A

alexxlab 02.04.1971 Leave a comment

Содержание

В мире появился четвертый производитель процессоров x86 для ПК

09 Июля 2018 13:5209 Июл 2018 13:52 | Поделиться Китайская компания Hygon начала производство x86-совместимых серверных процессоров Dhyana на базе архитектуры AMD Zen, за лицензирование технологии производства которых заплатила $293 миллиона. Развертывание производства собственных чипов призвано составить конкуренцию решениям триумвирата Intel, VIA и AMD на внутреннем рынке Китая, а также помочь в повышении уровня независимости от импорта, что особенно важно в условиях разгоревшейся торговой войны с США.

Новый процессор для внутреннего рынка

Hygon, китайский производитель полупроводниковых изделий, начал серийное производство серверных x86-совместимых процессоров на микроархитектуре AMD Zen под брендом Dhyana.

Таким образом, Hygon стал четвертым в мире игроком на рынке x86-микросхем, в перспективе способным составить конкуренцию Intel, VIA и AMD. Микросхемы разработаны компанией Chendgdu Haiguang IC Design Co., совместным предприятием Hygon и AMD.

О создании совместной компании было объявлено в мае 2018 г. По оценке Forbes, стоимость сделки по приобретению прав на использование технологий AMD составила $293 млн. Также в соответствии с условиями сделки AMD будет получать регулярные денежные отчисления, так называемые роялти, по истечении срока действия лицензии на использование интеллектуальной собственности компании. Кроме того, соглашение не запрещает AMD продвигать собственные x86-совместимые процессоры на территории Китая.

Как утверждает AMD, компания не предоставляет китайским партнерам окончательного дизайна микросхем. Вместо этого она позволяет им использовать собственные наработки для проектирования чипов, нацеленных исключительно на внутренний китайский рынок. Тем не менее, новые процессоры, судя по всему, обладают минимальными отличиями от линейки серверных микросхем AMD Epyc первого поколения – для обеспечения поддержки Dhyana ядром Linux разработчикам пришлось добавить лишь новые идентификаторы вендоров и номера серий.

Размер патча для Linux, отправленного Hygon, не превышает 200 строк.

x86-процессор Dhyana практически ничем не отличается от оригинального AMD Epyc

Также стоит отметить, что новые микросхемы, в отличие от оригинальных AMD Epyc, поставляющихся в виде отдельной микросхемы для установки в разъем на материнской плате, принадлежат к классу SoC-решений (System on Chip – система на кристалле), то есть распаиваются непосредственно на материнской плате.

Китай продолжает инвестировать в x86-совместимые чипы

Информация о новых чипах возникла на фоне набирающей в последнее время обороты торговой войны между США и Китаем. Подобное развитие событий, вероятно, способствует укреплению в головах руководителей КНР давней уверенности в том, что налаживание собственного производства x86-совместимых микропроцессоров является стратегически важной задачей для государства.

Напомним, что в 2015 г. администрация Барака Обамы (Barack Obama), действующего на тот момент президента США, запретила экспорт серверных процессоров Intel Xeon из-за опасений по поводу того, что поставка чипов может существенно упростить реализацию китайской ядерной программы.

Почему после окончания пандемии облака будут востребованы еще больше, чем до нее

Облака

В данной ситуации достижение договоренностей с AMD пришлось как нельзя кстати. Сделка, по-видимому, выгодна и безопасна для обеих сторон. Сложная структура совместной компании позволяет AMD лицензировать собственные технологии, не нарушая законов и запретов, при этом гарантируя себе прибыль как в краткосрочной, так и в среднесрочной перспективе, без осуществления каких-либо существенных капиталовложений. Китайская же сторона получает возможность усилить собственную независимость от импорта и дать бой конкурентам в лице Intel и VIA, занимающим доминирующее положение на рынке x86-микросхем.

Hygon не единственный китайский производитель микроэлектроники, инвестирующий в импортозамещение в области x86-совместимых микросхем. Например, компания Zhaoxin Semiconductor в партнерстве с VIA также занимается производством продукции данного вида.

В начале 2018 г. Zhaoxin Semiconductor анонсировала линейку новых x86-совместимых микропроцессоров Kaixian KX-5000 на архитектуре WuDaoKou, выполненных в соответствии с 28-нанометровым технологическим процессом. Производительность восьмиядерной новинки позволила продемонстрировать достойный результат на уровне Intel Atom C2750 в синтетических тестах.

Дмитрий Степанов

Центральный процессор (CPU), его основные производители, ядра процессора, виртуальные процессоры для облачных технологий

Каждый компьютер оснащён процессором. А также каждый смартфон, игровая приставка, плоский телевизор и любое другое сложное компьютерное устройство. Процессор называют мозгом компьютерного девайса, потому что абсолютно все, даже самые простые, процессы проходят через него. Мы предлагаем вам разобраться с тем, что это такое и какое значение играет количество ядер процессора.

Процессор, что это?

Центральный процессор, он же CPU, является одним из основных элементов компьютера. Именно он обрабатывает программный код и заставляет работать всю операционную систему устройства и установленные приложения.

Команды на него поступают как с железа, так и с программного обеспечения. Основные производители процессоров для высокотехнологичных девайсов на сегодняшний день это:

Intel;
AMD;
Qualcomm;
NVIDIA;
Apple.

Производители Intel и AMD занимаются производством процессоров для стационарных компьютеров, ноутбуков и серверов. А Qualcomm, NVIDIA и Apple разрабатывают микропроцессоры для смартфонов, планшетов, умных часов и других подобных цифровых гаджетов.

Современные процессоры обычно небольшие и квадратные, с множеством небольших скруглённых металлических коннекторов. Процессоры крепятся в специально предназначенные для них слоты на материнской плате. Во время работы процессор обязательно нагревается, поэтому рядом с ним обязательно устанавливается система охлаждения.

Скорость работы процессора определяется по количеству процессов, обрабатываемых за секунду.

Измеряется этот показатель в GHz (гигагерц). Например, если скорость работы процессора составляет 1 Hz, это значит, что за секунду обрабатывается только одна часть поступающих инструкций. А вот средний CPU со скоростью в 3.0 GHz может обрабатывать до 3 биллионов инструкций за одну секунду.

Ядра процессора

Встречаются устройства с одним ядром процессора. Встречаются с двумя и более. Ядрами называют физические элементы процессора, установленные на материнской плате. Они объединяются в единую систему. Процессор с двумя ядрами будет обрабатывать в два раза больше процессов, чем процессор с одним. Но, выбирая устройство по процессору, смотреть нужно в первую очередь не на количество ядер, а на скорость общей системы. Больше — не обязательно быстрее.

Некоторые CPU могут создавать виртуальные ядра, разбивая одно физическое на два. Это значит, что процессор с четырьмя ядрами может функционировать максимум как восьмиядерный.

Но не стоит забывать, что физические процессоры в любом случае работают быстрее и чётче, чем виртуальные.

Архитектура и рабочие процессы любого CPU очень сложные. У каждого производителя свои архитектуры и особенности разработки. Каждый пытается сделать свой новый процессор наиболее эффективным, быстрее и точнее обрабатывающим все задачи.

Виртуальные процессоры для облачных технологий

Виртуальные процессоры, они же vCPU, представляют собой физические процессоры, привязанные к виртуальным машинам. Чаще всего работа с виртуальными процессорами вовлекается в работу с облачными технологиями. Физический хост, от которого идут vCPU, может быть оснащён множеством обычных процессоров. Но по дефолту под одну виртуальную машину выделяется один vCPU.

При администрировании систем с vCPU нужно знать, какая документация используется облачным провайдером. Настройка таких систем — дело тонкое. Важно понимать, что добавление дополнительных виртуальных процессоров к системе не обязательно повышает её производительность. Наоборот, физическим процессорам будет сложнее координировать виртуальные.

На эффективность любого процессора, как физического, так и виртуального, влияют многие факторы. Это и скорость, и количество ядер, и даже система охлаждения. Выбор процессора напрямую зависит от планируемых нагрузок.

Что такое центральный процессор (ЦПУ, CPU)?

В этой статье мы рассмотрим, что такое процессор CPU, какие у него функции и из чего он состоит.

В каждом вычислительном устройстве (ПК, смартфон, фотоаппарат) есть центр, который отвечает за правильную работу машины ― процессор.

В широком смысле процессор ― это устройство, которое выполняет вычислительные и логические операции с данными. Чаще всего этот термин используется для обозначения центрального процессора устройства. Расшифровка CPU ― Central Processing Unit (центральное обрабатывающее устройство). Это самая важная часть компьютера. Его мозг. Он выглядит как квадрат размером приблизительно 5×5 см:

Что значит CPU на процессоре

С обратной стороны CPU находятся ножки, с помощью которых он крепится к материнской плате:

Назначение и характеристика процессора

От мощности центрального процессора зависит скорость обработки команд и продуктивность работы других составляющих компьютера. Например, можно купить современную видеокарту, но она не сможет показать свои возможности, если управляется слабым CPU.

Функции CPU

Какие функции выполняет центральный процессор CPU? Главная функция ― управление всеми операциями компьютера: от простейших сложений чисел на калькуляторе до запуска компьютерных игр. Если рассматривать основные функции центрального процессора подробнее, CPU:

получает данные из оперативной памяти, выполняет с ними арифметические и логические операции, передаёт их на внешние устройства,
формирует сигналы, необходимые для работы внутренних узлов и внешних устройств,
временно хранит результаты выполненных операций, переданных сигналов и других данных,
принимает запросы от внешних устройств и обрабатывает их.

Из чего состоит CPU

Центральный процессор состоит из 3-х частей:

Ядро процессора, которое выполняет основную работу. Оно позволяет читать, расшифровывать, выполнять и отправлять инструкции. Ядро состоит из следующих частей:

Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Выполняет основные математические и логические операции. Все вычисления производятся в двоичной системе.
Устройство управления (УУ). Управляет работой CPU с помощью электрических сигналов. От него зависит согласованность работы всех частей процессора и его связь с внешними устройствами.

Каждое ядро может выполнять только одну задачу, хоть и за долю секунды. Одноядерный процессор выполняет каждую задачу последовательно. Для современного объёма операций этого мало, поэтому ценятся CPU с более чем одним ядром, чтобы выполнять несколько задач одновременно. Например, двухъядерный выполняет две задачи одновременно, трехъядерный ― три и т. д.

Запоминающее устройство. Это небольшая внутренняя память центрального процессора. Она состоит из регистров и кеш-памяти. В регистрах хранятся текущие команды, данные, промежуточные результаты операции. В кеш-память загружаются часто используемые команды и данные из оперативной памяти. Обратиться в кеш быстрее, чем в оперативную память, поэтому объём кеш-памяти влияет на скорость выполнения запросов.
Шины ― это каналы, по которым передаётся информация. Они как рельсы для перевозки данных.

Главной характеристикой процессора является производительность. Она зависит от двух параметров: тактовая частота и разрядность.

Тактовая частота ― число выполненных операций в секунду. Измеряется в мегагерцах (МГц — миллион тактов в секунду ) и гигагерцах (ГГц — миллиард тактов в секунду). Чем больше тактовая частота, тем быстрее работает машина.

Разрядность ― количество информации (байт), которое можно передать за такт. Разрядность процессора бывает 8, 16, 32, 64 бита. Современные процессоры 32-х и 64-битные.

Производители CPU

На рынке есть два основных производителя центральных процессоров ― Intel и AMD.

Продукты Intel — дорогие, но имеют высокую производительность. Потребляют меньше энергии, следовательно меньше перегреваются. Имеют хорошую связь с оперативной памятью.

Продукты AMD значительно отстают от Intel, однако стоят дешевле. Они требуют много энергии и хуже взаимодействуют с оперативной памятью по сравнению с процессорами от Intel.

⌘⌘⌘

Подписывайтесь на рассылку нашего блога — впереди много полезных статей!

Производительность китайского процессора Loongson 3A5000 оказалась ниже заявленной производителем

Портал Phoronix сообщил о появлении первых результатов тестирования производительности ранее представленных процессоров серии Loongson 3A5000. Китайский производитель сам опубликовал несколько результатов тестов в базе данных Phoronix Test Suite и OpenBenchmarking.org.

Согласно более ранним заявлениям компании Loongson, четырёхъядерная модель Loongson 3A5000 с рабочей частотой до 2,3–2,5 ГГц готова предложить до 50 % более высокую производительность по сравнению с решением предыдущего поколения. Кроме того, в отличие от прошлых решений, построенных на MIPS-архитектуре, новинка поддерживает ОЗУ стандарта DDR4-3200. Процессоры серии Loongson 3A5000 ориентированы исключительно на местный рынок потребительских ПК. Компания также представила модели 3A5000LL, предназначенные для использования в составе серверных систем. Для последних как раз и было опубликовано несколько результатов тестов. Ранее в базе данных OpenBenchmarking.org также появились результаты проверки производительности потребительской модели Loongson 3A5000.

По сравнению с современными решениями компаний AMD, Intel и Arm производительность модель Loongson3A5000LL не сильно впечатляет. Например, с бенчмарком C-Ray китайский процессор справился примерно за 393 секунды, что гораздо медленнее конкурентов.

Loongson 3A5000LL в тесте C-Ray

В сравнении с другими решениями китайский чип обеспечивает быстродействие примерно на уровне четырёхъядерного Phytium FT-2000 на базе ARM-архитектуры, двухъядерного Intel Core i3-8109U (Coffee Lake) или четырёхъядерных Core 2 Quad Q9500 (Yorkfield) и Core i5-750 (Lynnfield).

Loongson 3A5000LL в тесте Perl

В бенчмарке Perl модель Loongson 3A5000LL также оказалась одной из самых медленных. И даже потребительская версия чипа (без приставки LL) полностью проигрывает в легковесном тесте SciMark2 двухъядерной модели Intel Core i5-7200U поколения Kaby Lake. Уступает потребительская модель китайского чипа и процессору Phytium FT-2000 на архитектуре ARMv8.

Разработка серии процессоров Loongson 3A5000 на базе собственной архитектуры является безусловным шагом вперёд для китайского производителя чипов. Однако заявления компании о том, что производительность её процессоров соответствует уровню первого поколения AMD Ryzen, не соответствуют действительности. Китайские чипы вряд ли можно сравнивать с какими бы то ни было современными процессорами x86-64-совместимой и ARMv8-совместимой архитектурами.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

процессоры для ПК / Процессоры и память

В итоговом материале, который вышел год назад, мы уже говорили, что на рынок процессоров возвращается полноценная конкуренция, а AMD удалось открыть пользователям ПК доступ к заметно более высокой, чем до того, производительности. В 2020 году эти тенденции усугубились: конкуренция перешла на новый уровень, AMD продолжила наращивать мускулы, а Intel так и не нашла убедительных ответов на вызовы настоящего времени.

Всё это, естественно, приводит к постепенному переделу рынка, на которомроль AMD как технологического лидера, так и производителя востребованных потребителями чипов планомерно возрастает. Главный итог прошлого года, сформулированный «на пальцах», заключается в том, что рыночная доля AMD вернулась к показателям 2007 года – периода, когда компания предлагала семейство Athlon 64 X2. Но на этот раз рост продаж её предложений определяется не одними только процессорами для настольного сегмента. Заметно прибавляют в популярности и мобильные чипы AMD, а значит, красная компания становится если не главным игроком, то главным героем процессорного рынка.

В численном выражении общая доля AMD на рынке x86-процессоров под конец года достигла уже 22,4 % (по ноябрьским данным Mercury Research), что соответствует годовому росту на внушительные 6,3 процентных пункта. При этом в сегменте настольных процессоров компании удалось отвоевать долю в 20,1 %. Показательно, что наращивать влияние AMD удаётся непрерывно начиная с конца 2017 года, то есть как раз с того момента, как на рынке появились самые первые Ryzen. Однако нюансы всё время разнятся, и ситуация прошедшего года характерна тем, что локомотивом роста продаж стали многоядерные CPU последних поколений, то есть решения для энтузиастов.

Часть ядра AMD Zen 3. Фото: Fritzchens Fritz

И действительно, хотя представители Intel при этом говорят, будто бы не замечают сокращения спроса на собственные процессоры, даже они признают, что интерес покупателей их продукции смещается в сторону дешёвых моделей класса Core i3, Pentium и Celeron. То есть в прошлом году сложилась совершенно немыслимая до недавнего времени картина, когда за быстрыми процессорами покупатели обращались к продукции AMD, а за дешёвыми – к Intel.

Ещё больший успех сопутствовал AMD в мобильной сфере. За год ей удалось увеличить долю на 5,5 процентного пункта и завоевать 20,2 % сегмента мобильных процессоров. Такой показатель – абсолютный рекорд для AMD и явное свидетельство того, что семейство архитектур Zen оказалось универсальным и может быть использовано в основе как производительных, так и энергоэффективных процессоров.

Впрочем, не стоит думать, что 2020-й – это год AMD, в который этой компании все блестяще удавалось. Во-первых, рост AMD в мобильном сегменте замедляется, так как процессоры Intel Tiger Lake оказались очень тепло приняты рынком. Во-вторых, AMD так и не смогла выстроить работу с корпоративными заказчиками, и существенная доля продаж её процессоров продолжает приходиться на клиентские продукты. И наконец, AMD позорно сорвала предрождественские продажи. Новые процессоры серии Ryzen 5000, которые интересовали потребителей, до магазинов не доехали. Кроме того, проблемы с поставками серьёзно подкосили и продажи мобильных компьютеров на процессорах Ryzen 4000. Впрочем, всё это – временные (хотя, вероятно, и довольно продолжительные) трудности, которые так или иначе будут преодолены.

Но мы в этой статье хотели бы поговорить не столько об успехах и неудачах AMD, которые, безусловно, стали чуть ли ни главной темой в информационном пространстве вокруг ПК, сколько о технологическом аспекте того, что происходило на рынке CPU в целом.

⇡#У AMD – новая архитектура Zen 3 и процессоры Ryzen 5000

Самым громким событием 2020 года на рынке CPU, вне всяких сомнений, стало появление архитектуры Zen 3 и процессоров, на ней основанных, — серии Ryzen 5000. Компании AMD в очередной раз удалось удивить скоростью прогресса – только недавно мы восхищались Zen 2, где был достигнут прирост производительности на уровне 15 % по сравнению с первыми версиями Zen и Zen+, как спустя полтора года мы получили процессор, где показатель IPC увеличился ещё на 19 %. Но главное даже не это. Гораздо важнее, что в Zen 3 компания AMD устранила главную проблему прошлой архитектуры – деление процессора на четырёхъядерные блоки. Теперь эти блоки стали восьмиядерными, что сразу увеличило эффективность вместительного L3-кеша и снизило внутрипроцессорные задержки.

В результате процессоры серии Ryzen 5000, где архитектура Zen 3 нашла своё первое применение, смогли стать однозначно лучшими с точки зрения производительности моделями для современных настольных систем. Они обогнали конкурирующие решения Intel по однопоточной производительности, по энергоэффективности, по максимальному количеству ядер (в модельном ряду Ryzen 5000 существуют предложения с 12 и 16 ядрами) и наконец-то сравнялись с ними по быстродействию в играх, где, казалось, соперничать с Intel практически нереально.

Это дало AMD возможность пересмотреть свой подход к маркетингу. Если раньше компания продавала свои процессоры дешевле предложений Intel, то теперь подход радикально изменился – демпинговать AMD больше не собирается. Цены на Ryzen 5000 стали выше, и предполагается, что спрос на них будет достаточным и без какого-либо дополнительного ценового стимулирования. Так ли это в действительности, сказать пока затруднительно, но новые Ryzen 5000 как минимум не могут похвастать убедительным превосходством над конкурирующими CPU с точки зрения соотношения производительности и цены. А ещё хуже то, что AMD не смогла организовать поставки Ryzen 5000 в достаточном количестве. 7-нм производственные мощности TSMC, где выпускаются новинки, перегружены заказами, и потому их производство заметно отстаёт от спроса. Выливается это в дефицит и дополнительное завышение цен, что превращает представителей серии Ryzen 5000 в нишевой продукт и ставит под большой вопрос целесообразность приобретения таких процессоров в данное время.

Иными словами, триумф инженеров, разработавших Zen 3, оказался смазан просчётами в планировании и неудачным маркетингом. К счастью, пока у AMD остаётся время, чтобы всё исправить, но про это мы сможем написать только через год.

Подробнее:

⇡#У Intel – тоже новая архитектура, Tiger Lake

Хотя Intel принято ругать за отсутствие прогресса в части процессорных архитектур и многолетнюю эксплуатацию ядер Skylake, в действительности новые микроархитектуры у компании всё-таки появляются. Просто пока серьёзные нововведения затрагивают лишь мобильные чипы и потому видны далеко не всем энтузиастам. В частности, в 2019 году компания выпустила процессоры Ice Lake на ядрах Sunny Cove, в которых показатель IPC по сравнению с Skylake вырос на 18 %, а в прошлом году на рынке появились ещё более продвинутые чипы Tiger Lake с архитектурой ядер Willow Cove, где производительность поднялась ещё на 10-20 %. Правда, во втором случае речь идёт про комплексный прирост, связанный в том числе и с возросшими тактовыми частотами. Но включить их в зачёт вполне правомерно, ведь их заметное увеличение стало возможным благодаря переводу производства Tiger Lake на самый продвинутый техпроцесс Intel – 10 нм SuperFin. И теперь максимальная частота мобильных чипов Intel достигает внушительных 4,8 ГГц. Впрочем, есть и чисто архитектурные перемены: Tiger Lake отличается от своих предшественников серьёзно увеличенной по ёмкости и реорганизованной по структуре подсистемой кеш-памяти.

К сожалению, пока Tiger Lake не выглядит для Intel как панацея. Мало того, что у этого процессора не существует (пока) аналогов для настольных систем, так он еще и предлагается (опять-таки пока) лишь в четырехъядерном варианте. Однако для компактных мобильных систем представший в обличии Core 11-го поколения Tiger Lake стал настоящий находкой – достаточно производительной и превосходной по энергоэффективности. К тому же процессоры отличаются поддержкой набора инструкций AVX-512 и другими дополнительными блоками, направленными на задачи машинного обучения и искусственного интеллекта. Но самое главное, в Tiger Lake попало новое графическое ядро Intel Xe – самая быстродействующая на данный момент интегрированная графика, которая с определёнными оговорками годится даже для гейминга. И всё это, между прочим, в рамках теплового пакета 12-28 Вт.

Такое сочетание характеристик привлекло к Tiger Lake серьёзное внимание со стороны производителей ноутбуков, которые ещё в прошлом году предложили порядка полусотни дизайнов различных тонких и лёгких решений, включая гибридные устройства класса «2 в 1». В ближайшее же время разнообразие ноутбуков с Tiger Lake сильно возрастёт, поскольку Intel готовится выпустить их более производительные модификации, в том числе и специально ориентированные на геймерские лэптопы. Главное, чтобы не подвёл 10-нм техпроцесс SuperFin: недопоставки могут серьёзно испортить впечатление об этом чипе, тем более что некоторые производители уже жалуются на неспособность Intel удовлетворить заказы в полном объёме.

Говоря про Tiger Lake, нельзя не упомянуть, что в скором времени нас ждёт встреча с его десктопным собратом – процессором Rocket Lake. Характерно, что в этом случае для производства будет задействована обкатанная годами 14-нм технология, а число ядер сразу же будет доведено до восьми.

Подробнее:

⇡#Comet Lake пришёл на смену Coffee Lake, но это почти то же самое

Так получилось, что львиная доля инженерных усилий Intel в последние годы была направлена на совершенствование мобильных процессоров и платформ. Для настольных ПК в 2020 году компания все еще предлагала очередное поколение потомков Skylake, которыми торгует уже более пяти лет. Но справедливости ради нужно отметить, что потомки эти систематически обновляются, и, на фоне отсутствия изменений в микроархитектуре и в разрешении техпроцесса, текущие десктопные CPU, относящиеся к серии Core 10-го поколения, имеют в два с половиной раза больше вычислительных ядер и на 25 % более высокую частоту, если сравнивать с первоначальными Skylake, которые относились к шестому поколению Core.

На стремительный рост производительности конкурирующих настольных процессоров Intel в прошлом году ответила выходом Comet Lake – 10-ядерной реинкарнации Skylake, производимой по 14-нм техпроцессу. Она пришла на смену восьмиядерным процессорам Comet Lake, но добавление пары ядер ожидаемо не позволило Intel догнать по многопоточной производительности старшие Ryzen, где число ядер достигает 12 или даже 16. Однако следует отдать должное производственному подразделению Intel — сегодняшняя 14-нм технология Intel уже совсем не та, которая была пять лет назад. За годы её использования рабочие параметры транзисторов улучшились примерно на 20 %, что и позволяет старшим 10-ядерным Coffee Lake без труда брать частоты выше 5 ГГц, которые, кстати, для 7-нм процессоров семейства Ryzen до сих пор недостижимы. Правда, нельзя не заметить, что Intel это дается ценой пугающего тепловыделения и энергопотребления.

Несмотря на проигрыш в количестве ядер, почти весь 2020 год Comet Lake оставались лидерами по игровому быстродействию, и даже новейшие Ryzen 5000 лишь догнали, но не перегнали их по этому параметру. Однако, как и для AMD, для Intel все произошедшие перемены стали достаточной причиной для заметных изменений в маркетинговой политике. Во-первых, компания исключила из модельного ряда настольных Core 10-го поколения процессоры с заблокированной технологией Hyper-Threading, улучшив таким образом производительность представителей серий Core i7, i5 и i3. Во-вторых, в дело пошли совершенно нехарактерные для Intel ценовые манёвры, которые позволили адаптировать модельный ряд Comet Lake таким образом, что на данный момент эти процессоры зачастую превосходят предложения AMD по соотношению цены и производительности. А это значит, что потребители должны быть довольны сложившейся ситуацией: конкуренция действительно сильно помогла оздоровлению обстановки на процессорном рынке.

Подробнее:

⇡#AMD атаковала мобильный сегмент, и это у неё получилось

Гораздо более однозначных, чем в случае с Zen 3, результатов AMD смогла добиться на мобильном направлении, куда были брошены процессоры серии Ryzen 4000, относящиеся к семейству Renoir. В них компания применила проверенные временем наработки и объединила до восьми вычислительных ядер Zen 2 с графическим ядром Vega, однако этого вполне хватило для того, чтобы получившиеся в итоге процессоры стали настоящим прорывом для современных ноутбуков. Заметную роль сыграло то, что Renoir стали первыми мобильными чипами, выпускаемыми по 7-нм техпроцессу, ведь это позволило вписать их в рамки тепловых пакетов 25 и 35 Вт, сохранив производительность на весьма высоком для такого потребления уровне.

В результате произошла настоящая революция: производители ноутбуков развернулись к AMD лицом, и на рынок хлынул мощный поток различных мобильных компьютеров, основанных на чипах Renoir. К началу зимы количество дизайнов ноутбуков на базе Renoir 4000 перевалило за сотню. Наличие в таких процессорах восьми ядер и неплохой графики позволило даже появиться новому классу универсальных ноутбуков: с одной стороны – тонких и лёгких, с другой – быстрых в приложениях для создания контента и способных, если надо, становиться неплохими игровыми платформами. Здесь AMD действительно попала в яблочко, и именно это позволило ей значительно увеличить своё присутствие в мобильном сегменте.

Кстати, определённую помощь в принятии Ryzen 4000 рынком оказало и то, что компания позаботилась и о бизнес-пользователях, которые для своих нужд получили Pro-варианты таких процессоров. В них ко всему прочему добавились средства безопасности, сквозное шифрование памяти и инструменты для удалённого администрирования. Иными словами, AMD смогла отправить свои чипы даже туда, где до этого господствовали Intel vPro.

Позднее дизайн Renoir пришёл и в процессоры для настольного сегмента. Однако десктопные варианты Ryzen 4000 даже близконе повторили успеха своих мобильных собратьев. Впрочем, AMD к этому и не стремилась: настольные Ryzen 4000 поставляются исключительно по OEM-каналам, а их цену можно без преувеличения назвать заградительной. Однако расстраиваться по этому поводу не стоит: по производительности они хуже привычных десктопных Zen 2 из-за урезанной кеш-памяти, а их графическое ядро слабее, чем, например, у десктопных APU прошлого поколения, относящихся к серии Ryzen 3000 и семейству Picasso.

Подробнее:

⇡#Альтернативы нет: тотальное доминирование AMD в рабочих станциях

Если в сегменте десктопных и мобильных процессоров у компании Intel так или иначе находится чем отвечать на предложения конкурента, то в сегменте высокопроизводительных рабочих станций всё совершенно однозначно: полное и безоговорочное преимущество — на стороне процессоров AMD Threadripper. Ещё в 2019 году, когда AMD выпустила 32- и 24-ядерные Threadripper 3000, Intel попала в крайне затруднительное положение, поскольку даже намного более дорогие старшие представители семейства Xeon могли предложить максимум 28 ядер. Но в прошлом году AMD расширила модельный ряд Threadripper, добавив в него процессоры с 64 ядрами, и разрушила любые иллюзии относительно способности Intel предложить для рабочих станций хоть что-то близкое по быстродействию.

Первый 64-ядерный Threadripper 3990X появился благодаря исповедуемому AMD чиплетному дизайну. В таком процессоре применяется восемь восьмиядерных кристаллов с ядрами Zen 2, и по своему строению он похож на старшие серверные процессоры EPYC поколения Rome. Но в то же время разработанная для Threadripper платформа рассчитана на применение четырёхканальной памяти, причём в виде привычных небуферизированных модулей. При этом AMD удалось реализовать совершенно равноправный доступ всех ядер к контроллеру памяти и линиям PCI Express, благодаря чему при практическом использовании 64-ядерного процессора не возникает никаких проблем, присущих двухсокетным системам.

Но этим дело не ограничилось. Вслед за Threadripper 3990X на рынок пришли ещё более серьёзные процессоры Threadripper Pro, которые получили поддержку не четырёхканальной, а восьмиканальной памяти. В момент анонса таких процессоров AMD хвалилась, что старшие 64-ядерные модели в этой серии превосходят не только однопроцессорные, но и любые двухпроцессорные платформы Intel. И в это, учитывая характеристики 64-ядерного Threadripper Pro 3995WX, нетрудно поверить.

Подробнее:

⇡#Intel попробовала чиплеты, и, кажется, ей понравилось

Вся индустрия постепенно соглашается с тем, что будущее – не за монолитными полупроводниковыми кристаллами, а за процессорами, собираемыми из разнородных чиплетов. Первой на массовом рынке за эту идею зацепилась AMD, начавшая применять чиплеты одновременно с вводом в обращение микроархитектуры Zen 2, но в 2020 году попробовала свои силы в этом направлении и компания Intel, которая достаточно давно ведёт исследования в области продвинутых технологий сборки кристаллов. Выпущенный в 2020 году процессор Lakefield стал первым опытом Intel в применении чиплетного дизайна вообще и технологии Foveros в частности. Этот процессор собран из двух независимых кристаллов – 10-нм чиплета с процессорными ядрами и 22-нм чиплета SoC, которые смонтированы на подложке один над другим и соединяются посредством микроскопических 36-микронных контактных площадок. Кроме того, в дизайн Lakefiled включена ещё и LPDDR4X-4266-память, которая находится поверх всего этого многослойного бутерброда. Интересно, что, несмотря на многослойную структуру, размеры такого сборного чипа оказываются совсем небольшими – всего 12 × 12 × 1 мм.

Процессоры Lakefiled интересны не только компоновочной реализацией. Они нетипичны и своей гибридной и энергоэффективной архитектурой, которая комфортно чувствует себя в рамках теплового пакета 5-7 Вт. В Lakefiled собрано воедино пять различных по архитектуре вычислительных ядер: четыре экономичных ядра Tremont (как в процессорах класса Atom) и одно производительное ядро Sunny Cove (как в Ice Lake). Весь этот комплекс управляется специальной технологией Intel Hybrid, которая оптимальным образом распределяет нагрузку по разным ядрам. И хотя вся эта идея выглядит довольно многообещающе, процессоры Lakefield – это лишь некий эксперимент, в рамках которого Intel проверила на практике свою 3D-компоновку. Поэтому такие процессоры не нашли широкого распространения в мобильных устройствах, и на данный момент существует лишь два ноутбука с ними – их делает Samsung и Lenovo.

Однако в более широком смысле Lakefield для Intel – отправная точка ещё одной дороги в будущее. Можно предположить, что компоновочные принципы Foveros через два-три года найдут применение в массовых процессорах Intel, например в Meteor Lake. А технология Hybrid пригодится и того раньше: уже во второй половине наступившего года Intel собирается выпустить десктопные и мобильные процессоры Alder Lake, которые, как и Lakefield, будут скомбинированы из вычислительных ядер двух типов – экономичных Gracemont и производительных Golden Cove.

Подробнее:

⇡#Intel и 7 нм: эпичный провал

В целом прошедший год оказался для Intel далеко не самым удачным. И дело даже не в том, что в развитии производительных архитектур её смог обскакать дерзкий конкурент, а в том, что проблемы Intel с технологическими процессами оказались существенно более глубокими и стали серьёзно влиять на все планы компании. Intel давно столкнулась с серьёзными проблемами при переходе на 10-нм технологию, который изначально был запланирован на 2015 год, но реально начался лишь в 2019-м, когда с применением этого технического процесса стали производиться действительно массовые процессоры Ice Lake. Более того, текущее состояние этого техпроцесса всё ещё продолжает вызывать опасения, поскольку Intel по какой-то причине до сих пор не делает серийных многоядерных 10-нм кристаллов и не горит желанием применять этот техпроцесс для производства десктопных чипов, продолжая уже седьмой год подряд выжимать соки из 14-нм проектных норм.

Ранее предполагалось, что с переходом на 7-нм техпроцесс Intel наконец-то сможет преодолеть чёрную полосу и вернуться к регулярной смене производственных технологий. Однако в середине прошлого года выяснилось, что дело не пошло и тут: стало известно, что из-за неких дефектов ввод в эксплуатацию 7-нм норм придётся задержать на период до года, и массовый выпуск кристаллов с их применением получится наладить не ранее конца 2022 или даже начала 2023 года. На фоне того, что Intel ранее бодро рапортовала об успехах в освоении 7-нм норм и тесно связывала с их введением свои планы, это стало настоящей катастрофой: за такие дела своего поста тут же лишился главный технический директор Intel Мурти Рендучинтала (Murthy Renduchintala), а всё остальное руководство производственного подразделения было структурно реорганизовано. Но лавину возмущения это не остановило: один за другим стали звучать голоса, что Intel стоит активнее обращаться к услугам внешних подрядчиков, которые в отличие от самой компании покоряют тонкие технологические нормы весьма успешно. Более того, даже из уст руководителей Intel внезапно зазвучал термин «дезагрегация», то есть потенциальная возможность сборки будущих процессоров из чиплетов, выполненных по различным техпроцессам и, может быть, с привлечением контрактных производителей полупроводников.

Впрочем, всё это – дело не ближайшего будущего. Пока же Intel пытается реабилитироваться вводом в эксплуатацию техпроцесса 10 нм SuperFin, который за счёт различных улучшений в структуре транзисторов и полупроводникового кристалла в целом по своим возможностям приближается к тому, что мог бы предложить пресловутый 7-нм техпроцесс. Пока технология 10 нм SuperFin применяется лишь в одном пилотном продукте – мобильных четырёхъядерных процессорах Tiger Lake, и судить о её способности поддержать престиж Intel до появления чистокровного 7-нм техпроцесса невозможно. Однако в наступившем году ясность всё же должна появиться: если всё пойдёт по плану, сначала на рынок придут восьмиядерные 10-нм процессоры для мобильного сегмента, а к концу года подтянутся и многообещающие 10-нм процессоры Alder Lake, в которых число ядер должно быть доведено до 16.

Подробнее:

⇡#Игровые приставки переехали на Zen 2 и всё испортили для ПК

Прошлый год наверняка запомнится многим благодаря выходу нового поколения игровых приставок. Это событие стало важным и для рынка процессоров. Ещё бы, приставки продаются гигантскими тиражами, а в этот раз поставщиком чипов и для PlayStation 5, и для Xbox Series X/S снова оказалась компания AMD. Консольные процессоры нового поколения переехали на микроархитектуру Zen 2, подчёркивая её вездесущий характер. В чипах для обеих консолей нового поколения имеется по восемь вычислительных ядер, которые дополнены кастомным графическим ускорителем с архитектурой RDNA2, то есть это – совершенно иной и более продвинутый дизайн по сравнению с Renoir. Рабочие частоты процессорных ядер составляют 3,5-3,8 ГГц, причём та версия чипа, которую AMD поставляет для PlayStation 5, немного медленнее, плюс встроенный в него GPU тоже немного слабее.

Вполне вероятно, что попадание в игровые приставки архитектуры Zen 2 окажется в конечном итоге позитивным фактором и в перспективе приведёт к лучшей оптимизации игр под её особенности. Однако сейчас для пользователей ПК это принесло один только негатив, и вот почему. Контракты с производителями консолей очень важны для AMD. Компания не разглашает, какую конкретно долю прибыли ей обеспечивает сотрудничество с Sony и Microsoft, однако подразделение, занимающееся полузаказными и серверными решениями, в последние месяцы прошлого года в сумме обеспечивало AMD порядка 40-45 % выручки. И это наглядно показывает, что поставки консольных продуктов, которые к тому же осуществляются по долгосрочным контрактам, могут быть для AMD важнее удовлетворения спроса на обычные процессоры и видеокарты.

За примерами далеко ходить не надо: наблюдаемый сейчас дефицит Ryzen 5000 и Radeon RX 6000 во многом связан как раз с началом жизненного цикла приставок нового поколения. Квота AMD, выделенная ей на производство 7-нм чипов на предприятиях TSMC в четвёртом квартале, составляет порядка 150 тыс. полупроводниковых пластин диаметром 300 мм. Около 80 % этой квоты AMD пустила на производство чипов для консолей, предельно сократив заказы кремния для ПК-продукции. Прогноз неутешителен и на начало 2021 года: для удовлетворения имеющегося спроса на новые консоли AMD придётся нарастить производство чипов для них примерно в полтора раза, но маловероятно, что она сможет добиться от TSMC столь значительного расширения собственной квоты. А это значит, что покупателям процессоров и видеокарт ещё долго придётся мириться с дефицитом. И отчасти виноваты в этомбудут консоли.

Подробнее:

⇡#Arm-процессоры отнимают хлеб у x86 в ПК

В прошедшем году произошло ещё одно большое событие, которое может в перспективе изменить если не всё, то очень многое. Компания Apple начала перевод своих ПК с процессоров Intel на чипы собственной разработки, построенные на архитектуре Arm. Первый процессор будущего большого семейства, Apple M1, сразу же попал в MacBook Air, 13-дюймовый MacBook Pro и в Mac Mini. И неожиданно оказалось, что архитектура Arm способна очень достойно показывать себя в классических «больших» приложениях, чего от неё мало кто ожидал. Оптимизированные под M1 приложения, как и x86-приложения, выполняемые через встроенный в macOS эмулятор, работают на новых Mac качественно не хуже, чем на компьютерах того же класса, но с x86-процессорами Intel или AMD, показывая при этом явное превосходство по экономичности.

Надо сказать, что Apple поднаторела в создании производительных Arm-процессоров, работая ещё над решениями для смартфонов и планшетов. Но M1 – это улучшенный 5-нм чип, собранный из двух кластеров (энергоэффективного и производительного) по четыре ядра с общим L2-кешем, имеющий отдельный 16-ядерный нейронный сопроцессор и укомплектованный LPDDR4X-4266-памятью, установленной на одной текстолитовой подложке вместе с процессором. Транзисторный бюджет M1 составляет 16 млрд транзисторов — это даёт ясное понимание, что мы имеем дело с действительно мощным чипом, логика которого сложнее, чем у актуальных процессоров с архитектурой x86. Собственно, это даёт ключ к пониманию того, почему M1 оказался так хорош: исполнительный конвейер в нём существенно шире по сравнению с любыми другими современными потребительскими процессорами.

Тем временем Apple не собирается останавливаться на достигнутом и имеет далеко идущие планы по внедрению подобных процессоров в весь модельный ряд своих компьютеров. И то, как проявил себя M1 в ноутбуках, даёт уверенность, что на сегодняшнем этапе Arm-архитектура вполне окрепла для того, чтобы стать сильным соперником для x86 не только в мобильных компьютерах, но и в десктопах и в рабочих станциях. Иными словами, поводы для тревоги у AMD и Intel действительно есть, тем более что вести разговоры о разработке собственных Arm-процессоров для ПК уже начала, например, и Microsoft.

Говоря о M1, уместно будет вспомнить о том, что в этом году был выпущен и другой Arm-процессор для ноутбуков – Qualcomm Snapdragon 8cx Gen 2 5G. Это тоже 8-ядерный процессор, составленный из ядер двух типов (Kryo 495), но с более низкой частотой и производимый по технологии 7 нм. Но самое главное, он ориентирован на системы под управлением Windows 10, которая явно проигрывает macOS в качестве оптимизации под архитектуру Arm. В результате производительность систем на Snapdragon 8cx Gen 2 5G совсем не впечатляет, хотя с точки зрения энергоэффективности он тоже очень неплох. На данный момент распространённость данного чипа невелика, и, честно говоря, эта ситуация вряд ли поменяется в ближайшей перспективе. Но главное, что стоит вынести из факта его появления, — это то, что процесс накопления сил для решительного наступления на экосистему x86 со стороны «альтернативщиков» переходит в активную фазу.

Подробнее:

⇡#Заключение

Процессорный рынок в последние годы стал очень динамичным. И как можно видеть, маховик прогресса с каждым годом раскручивается всё сильнее. Не должен стать застойным и наступивший 2021 год, от него мы ждём очень многого.

AMD должна будет как-то решить проблемы с поставками и распространить архитектуру Zen 3 дальше десктопных чипов. Так, уже в ближайшие дни нас ждёт анонс представителей серии Ryzen 5000, ориентированных на мобильные применения. Чуть позднее Zen 3в обязательном порядке придёт и в процессоры класса Threadripper. Затем, ближе к концу года, в распоряжении компании должен появиться улучшенный вариант Zen 3, а потом AMD возьмёт курс на 5-нм техпроцесс, Zen 4, поддержку DDR5, PCIe 5 и прочего. Но это – более отдалённая перспектива.

У Intel в 2021 году должны произойти даже более интересные вещи. Компании наконец придётся дать ответ на все вызовы последнего времени: представить более эффективные архитектуры для производительных CPU и в полной мере освоить хотя бы 10-нм техпроцесс. В десктопном сегменте вскоре должны выйти 14-нм процессоры Rocket Lake с увеличенной удельной производительностью, а к концу года компания обещает принципиально новые 10-нм чипы Alder Lake с поддержкой DDR5, разнородными ядрами и значительно улучшенной архитектурой. Процессорный дизайн Alder Lake, на который Intel возлагает очень большие надежды, придёт и в мобильные компьютеры, но до того значительное распространение должны получить восьмиядерные процессоры Tiger Lake, предварительный анонс которых может состояться уже в ближайшие дни.

Если всё будет происходить именно так, то к концу года нас ждёт новый виток конкурентной войны между AMD и Intel, на фоне которого наверняка появятся принципиально новые технологические решения, а может быть, возникнут и какие-то неожиданные глобальные тенденции. Отрицать то, что мир вокруг нас стал очень изменчив, невозможно. И это относится к процессорам и персональным компьютерам тоже.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Сменят ли ARM процессоры x86 и почему все зависит от Apple

В мире электроники два лагеря: мобильные гаджеты с процессорами ARM и классические компьютеры с x86. В статье разберемся в отличиях и изучим тренд, который задала Apple, перейдя на собственный ARM-чип M1 в настольных ПК

Какими бывают процессоры: x86 и ARM

В мобильных устройствах (планшеты, смартфоны) и классических компьютерах (ноутбуки, настольные ПК, серверы) используются разные процессоры. Они по-разному взаимодействуют с операционными системами и программами — взаимной совместимости нет. Именно поэтому вы не сможете запустить привычные Word или Photoshop на своем iPhone или Android-смартфоне. Вам придется скачивать из AppStore или Google Play специальную версию софта для мобильных устройств. И она будет сильно отличаться от версии для настольного ПК: как визуально, так и по функциональности, не говоря уже о программном коде, который пользователь обычно не видит.

Сверху — материнская плата iMac предыдущего поколения с процессором Intel (x86), снизу — плата iMac 2021 года с чипом M1 (ARM) (Фото: Apple)

Процессоры для классических компьютеров строятся на архитектуре x86. Своим названием она обязана ранним чипам компании Intel c модельными индексами 8086, 80186 и так далее. Первым таким решением с полноценной реализацией x86 стал Intel 80386, выпущенный в 1985 году. Сегодня подавляющее большинство процессоров в мире с архитектурой x86 делают Intel и AMD. При этом у AMD, в отличие от Intel, нет собственного производства: с 2018 года им по заказу компании занимается тайваньская корпорация TSMC.

Процессор Intel 8086, 1978 год (Фото: wikipedia.org)

Когда Acer, Asus, Dell, HP, Lenovo и любые другие производители классических компьютеров используют процессоры Intel или AMD, то им приходится работать с тем, что есть. Они вынуждены закупать готовые решения без возможности гибко доработать чипы под свой конкретный продукт. А свои собственные процессоры на архитектуре x86 никто из производителей ПК делать не может. Дело не только в том, что это крайне сложно и дорого, но и в том, что лицензия на архитектуру принадлежит Intel, и компания не планирует ее ни с кем делить. AMD же воевала в американских судах за право создавать чипы на архитектуре x86 со своим главным конкурентом более десяти лет в 1980-х и 1990-х годах.

Процессоры для мобильных устройств строятся на базе архитектуры ARM. И это не какая-то быстро и внезапно взлетевшая вверх молодая компания. Корни истории современной британской ARM Limited уходят далеко в 1980-е. Только в отличие от своих доминирующих на рынке «больших» ПК-конкурентов ARM Limited процессоры не делает. Бизнес компании построен на том, что она продает лицензии на производство чипов по своей технологии всем желающим. Причем возможности для доработки у лицензиатов максимально широкие — отсюда популярность и многообразие решений. Именно на основе архитектуры ARM Huawei делает свои мобильные чипы Kirin, у Samsung это Exynos, у Apple — серия Ax. В этот же список входят Qualcomm, MediaTek, NVIDIA и другие компании. А еще свои процессоры на ARM делает Fujitsu. Японцы назвали их A64X, и именно они в количестве 158 976 штук используются в самом мощном на момент выхода этой статьи суперкомпьютере в мире — Fujitsu Fugaku.

Суперкомпьютер Fujitsu Fugaku (Фото: Riken)

Из открытого подхода ARM вытекает и главный недостаток: архитектура очень фрагментирована. Для x86 достаточно написать программу один раз, и она будет одинаково стабильно работать на всех устройствах. Для ARM приходится адаптировать софт под процессоры каждого производителя, что замедляет и удорожает разработку. Ну, а главный недостаток x86 вытекает из отсутствия конкуренции. В последние годы Intel, например, много упрекали за медленный или порой вовсе едва ощутимый прирост производительности от поколения к поколению. Также есть проблемы с высокими уровнями нагрева и энергопотребления.

Архитектура процессоров: CISC, RISC, и в чем разница

Ключевое отличие между x86 и ARM кроется в разной архитектуре набора инструкций. По-английски — ISA, Instruction Set Architecture. В основе x86 изначально лежала технология CISC. Это расшифровывается как Complex Instruction Set Command — вычислительная машина со сложным набором инструкций. «Сложность» здесь в том, что в одну инструкцию для процессора может быть заложено сразу несколько действий.

Полвека назад, когда первые процессоры только появились, программисты писали код вручную (сейчас для этого есть компиляторы). Одну сложную команду на старом низкоуровневом языке программирования Assembler написать было гораздо проще, чем множество простых, досконально разъясняющих весь процесс. А еще сложная команда занимала меньше места, потому что код для нее был короче, чем несколько отдельных простых команд. Это было важно, потому что объем памяти в те времена был крайне ограничен, стоила она дорого и работала медленно. Заказчики от этого тоже выигрывали — под любой их запрос можно было придумать специальную команду.

Но вот архитектура самого процессора страдала. По мере развития микроэлектроники в чипах с CISC копились команды, которые использовались редко, но все еще были нужны для совместимости со старыми программами. При этом под них резервировалось пространство на кристалле (место, где расположены физические блоки процессора). Это привело к появлению альтернативной технологии RISC, что расшифровывается как Reduced Instruction Set Command — вычислительная машина с сокращенным набором инструкций. Именно она легла в основу процессоров ARM и дала им название: Advanced RISC Machines.

Здесь ставку сделали на простые и наиболее востребованные команды. Да, код поначалу писать было сложнее, поскольку он занимал больше места, но с появлением компиляторов это перестало быть значимым недостатком. Результат — экономия места на кристалле и, как следствие, сокращение нагрева и потребления энергии. Плюс множество других преимуществ.

Почему о превосходстве ARM заговорили только недавно и при чем здесь Apple?

Если архитектура ARM так хороша, то почему же Intel и AMD не бросили все и не стали строить свои чипы на ней? На самом деле, они не оставили технологию без внимания, и к сегодняшнему дню CISC в чистом виде фактически уже не существует. Еще в середине 1990-х годов процессоры обеих компаний (начиная с Pentium Pro у Intel и K5 у AMD) обзавелись блоком преобразования инструкций. Сложные команды разбиваются на простые и затем выполняются именно там. Так что современные процессоры на архитектуре x86 в плане набора инструкций гораздо ближе к RISC, чем к CISC.

Кроме того, важно понимать, что противостояние x86 и ARM — это прежде всего противостояние Intel (потому что AMD гораздо меньше во всех отношениях: от капитализации до доли на рынках) и множества разрозненных производителей чипов для мобильных устройств. Долгое время два направления развивались как бы отдельно друг от друга. У Intel не получалось сделать достаточно мощное и энергоэффективное решение на x86 для мобильных устройств, а производители ARM-процессоров не стремились на рынок «больших» ПК. В нише мобильных устройств хватало места всем, и конкурировать там было проще, чем на фактически монополизированном Intel рынке процессоров для традиционных компьютеров.

Однако в последние годы доминирующее положение Intel пошатнулось. Прежде всего из-за того, что бизнес компании перестал соответствовать ее же собственной производственной стратегии. Согласно прогнозу одного из основателей Intel Гордона Мура, количество транзисторов в процессорах должно удваиваться каждые два года за счет перехода на более компактный технологический процесс производства (измеряется в нанометрах — нм). Как раз за счет этого повышается производительность. Впоследствии впервые озвученный в середине 1960-х годов «Закон Мура» корректировался, но сегодня стало ясно, что бесконечным этот рост быть не может. Технологии Intel дошли до «потолка возможностей» и пока уперлись в него. Переход на 14 нм, а потом и на 10 нм сильно затянулся, в то время как AMD в партнерстве с TSMC уже работает по техпроцессу 7 нм, а первым 5-нанометровым процессором в мире стал Apple M1 на архитектуре ARM.

О законе Мура на английском с русскими субтитрами

Решая множество технологических проблем с процессорами для «больших» компьютеров, Intel полностью упустила из вида рынок мобильных чипов, и теперь здесь господствуют решения ARM. Проблемы, кстати, при этом никуда не делись — чипы Intel для настольных ПК последних лет активно и справедливо критикуют. Мощные процессоры компании страдают от высокого нагрева и сильного энергопотребления, а энергоэффективные, наоборот, сильно ограничены в плане производительности.

Большинство производителей ноутбуков и компьютеров продолжают с этим мириться, и не уходят на ARM — не позволяет огромный багаж популярного софта и массовость их техники. Как вы помните, одна и та же программа не сможет работать и на x86 и, на ARM — ее нужно обязательно программировать заново. Но в 2020 году после почти 15 лет выпуска компьютеров с процессорами Intel компания Apple объявила о переходе на процессоры ARM собственной разработки. Они, кстати, тоже производятся внешним подрядчиком: на заводах уже упомянутой TSMC.

И это крайне важное заявление, потому что на рынке только у Apple есть все возможности для того, чтобы сделать этот переход успешным. Во-первых, компания сама разрабатывает процессоры на базе ARM много лет. Настольные M1 «выросли»

из мобильных чипов серии Ax. У производителей ПК на других ОС такого опыта нет или он сильно ограничен. Во-вторых, у Apple огромный опыт разработки собственных операционных систем: как мобильной, так и настольной. Конкуренты в основном используют Windows или «надстройки» для Android.

Остается совместить две системы (OS X для компьютеров, iOS для смартфонов), «заточенные» под разную архитектуру вместе, унифицировав софт, и это самый сложный пункт программы. Но и тут у Apple есть целая россыпь козырей. Это и лояльная аудитория, не готовая смотреть на продукцию конкурентов, но готовая подождать пока программы адаптируют под ARM. И собственный язык программирования Swift, который давно унифицировал процесс разработки ПО для iOS и OS X. И пусть небольшая в количестве устройств, но зато очень заметная доля на рынке ПК в деньгах, чтобы процесс адаптации «настольного» софта для x86 под работу с «мобильным» ARM стал интересен крупным разработчикам ПО. За примерами далеко ходить не надо: в Adobe на зов откликнулись одними из первых.

Немаловажно и то, что переход с Intel на ARM для Apple — далеко не первый опыт смены процессоров в своих устройствах. На Intel корпорация из Купертино переходила с PowerPC в 2005 году. А чипы PowerPC пришли на замену Motorola 68K в начале 1990-х.

Стив Джобс о переходе на процессоры Intel в 2005 году

Процессор Apple M1: чем он так хорош?

Apple M1 интересен не столько тем, что построен на базе технологий ARM, сколько своей архитектурой. Здесь на одной подложке собраны сам процессор, в котором по 4 производительных и энергоэффективных ядра, восьмиядерная графическая подсистема, нейромодуль для машинного обучения, огромные (по меркам процессоров) объемы кэш-памяти плюс тут же распаяна оперативная память. Такое решение занимает совсем мало места в корпусе компьютера, потребляет мало энергии (аккумулятор ноутбука дольше не разрядится) и может работать без активного охлаждения (ноутбук будет тихим или вовсе бесшумным) при хорошем уровне производительности.

Чип Apple M1 в Macbook Air Late 2020 (Фото: iFixit)

И совсем не просто так первым компьютером Apple с процессором M1 стал MacBook Air. С одной стороны, это лэптоп, главными преимуществами которого как раз и должно быть все, что дает новый процессор: компактность, автономность, тишина. С другой стороны, это компьютер для наименее требовательных пользователей, которым практически не нужен никакой специфический софт — достаточно того, что сама Apple предлагает «из коробки»: браузера, проигрывателя, офисного пакета. А для софта, который под ARM адаптировать пока не успели, Apple использует встроенный эмулятор Rosetta 2.

Следующими ПК Apple с M1 после MacBook Air стали 13-дюймовый MacBook Pro и Mac Mini. Также недавно был анонсирован новый iMac. Такие машины уже ориентированы на задачи посерьезнее, но все равно это еще далеко не профессиональный сегмент — на него в Купертино пока лишь намекают. И именно здесь к решению Apple на базе технологий ARM возникает основной вопрос: получится ли «отмасштабировать» M1 до уровня профессиональных решений, где компактность и энергоэффективность не так важны, а на первый план выходит именно производительность? Как реализовать связку М1 с мощными дискретными видеокартами, без которых о монтаже, рендеринге и других сложных вычислениях говорить не приходится? Или может быть Apple вообще готовится к выпуску собственной дискретной графики? Вопросов пока куда больше, чем ответов на них.

Новая линейка тонких (11,5 мм) iMac 2021 на базе M1 (Фото: Apple)

Уже готовые компактные устройства Apple с чипами M1 выглядят действительно интересно, правда выигрыш в производительности в них явно ощущается в основном только в уже адаптированных под ARM программах, но зато он очень заметный. Так что если Intel и AMD не смогут дать достойный ответ конкуренту в нише энергоэффективных ПК, то рост популярности решений Apple не заставит себя ждать даже несмотря на то, что еще какое-то время софта будет не хватать. Массовому пользователю ведь много не нужно.

Сравнение производительности отдельных ядер на чипах M1 и Intel, больше — лучше (Фото: GeekBench)

Сравнение производительности всех ядер на чипах M1 и Intel, больше — лучше (Фото: GeekBench)

Придут ли процессоры ARM на смену x86?

Точного ответа на этот вопрос пока не знает никто. Но уже сейчас очевидно, что в ближайшие годы основная борьба x86 в лице Intel и ARM в лице Apple развернется на рынке компактных ноутбуков. Они, в отличие от неттопов (Mac Mini) и моноблоков (iMac), значительно более востребованы. Также очевидно и то, что пользователи от такого противостояния только выиграют.

Конечно, техника (особенно у Apple) от этого не подешевеет, но зато мы прямо сейчас получили ультрапортативные лэптопы без активного охлаждения с долгожданным ощутимым приростом мощности и времени работы от батареи. Здорово и то, что разработчики Intel наконец-то взбодрятся. Из-за отсутствия конкуренции они слишком долго почивали на лаврах: самое время доставать из рукавов все припрятанные козыри. Собственно, именно так технологии и развиваются. Новый виток эволюции процессоров происходит прямо у нас на глазах, и ситуация выглядит так, что все вполне может обернуться революцией, которая полностью изменит как рынок процессоров, так и рынок компьютеров.

Nvidia обрушит на Intel «благодать»

Американская компания Nvidia представила 12 апреля свой первый центральный процессор. Новинка, получившая название Grace (грация, милость, благодать) в честь американской ученой Грейс Хоппер, предназначена для серверов и будет использоваться в процессах обучения алгоритмов искусственного интеллекта и построении суперкомпьютеров. Таким образом, Nvidia выходит на рынок чипов для центров обработки данных и впервые составит прямую конкуренцию другим американским производителям чипов – Intel и AMD. Как отмечает Reuters, борьба между Nvidia и Intel, которая контролирует 90% рынка чипов для дата-центров, становится «напряженной, как никогда ранее».

Nvidia известна в основном как производитель видеокарт, которые раньше использовались в основном для компьютерных игр, но в последние годы все больше требуются для сложных вычислений в дата-центрах, а также для майнинга криптовалют. По информации Bloomberg, доля выручки Nvidia от продаж процессоров дата-центрам всего за пять лет выросла с 7 почти до 40%. Центральные процессоры в отличие от используемых в видеокартах узконаправленных графических чипов являются более общим типом микропроцессоров и способны выполнять основные задачи, такие как обеспечение работы операционной системы.

«Теперь мы компания трех процессоров», – заявил основатель и генеральный директор Nvidia Дженсен Хуанг, имея в виду, что помимо графических процессоров (GPU) и сопроцессоров для обработки данных (DPU) его компания теперь будет производить и центральные процессоры (CPU), первым из которых станет Grace. Старт производства запланирован на начало 2023 г. По заявлению Nvidia, первыми организациями, которые построят суперкомпьютеры на базе процессоров Grace, станут Швейцарский национальный суперкомпьютерный центр (CSCS) и Лос-Аламосская национальная лаборатория США. Они запустят мейнфреймы, построенные Hewlett Packard Enterprise на основе чипов Grace, в 2023 г.

Процессор Grace основан на архитектуре британской компании Arm Holdings и, по информации Nvidia, обеспечит 10-кратное увеличение производительности по сравнению с самыми быстрыми аналогами, существующими на данный момент. Nvidia в сентябре 2020 г. объявила о планах купить Arm, которая является одним из крупнейших разработчиков и лицензиаров архитектуры процессоров, у японского холдинга SoftBank за $40 млрд. В настоящее время сделка проходит согласование в антимонопольных органах США и Великобритании.

В июле 2020 г. Nvidia обогнала Intel по рыночной капитализации – до тех пор Intel, по данным Market Watch, удерживала лидерство по этому показателю несколько десятилетий, иногда уступая американским Texas Instruments (в 1999 и 2000 гг.) и Qualcomm (с 2012 по 2014 г.). За год до июля 2020 г. акции Nvidia выросли на 74%, в то время как бумаги Intel подешевели на 2%. В период с июля 2020 г. по настоящее время акции Nvidia подорожали на 37%, а котировки акций Intel выросли только на 17%. На новостях о первом CPU Nvidia акции компании подскочили в ходе торгов 13 апреля на 7% до $614, а акции конкурента подешевели на 5% до $64,7. Росту акций Nvidia также способствовало сообщение компании о том, что ее выручка в I квартале текущего финансового года, начавшегося в феврале, будет выше прогнозировавшейся ранее суммы в $5,3 млрд. Аналитики ожидают роста акций Nvidia в ближайшей перспективе до $700–715.

Примечательно, что коммодор флота США Грейс Хоппер, в честь которой назван новый чип Nvidia, была одним из первых авторов программ для гарвардского компьютера «Марк I», разработала первый компилятор для компьютерного языка программирования и развила концепцию машинно-независимых языков программирования. В ее честь также названы эсминец ВМФ США USS Hopper и суперкомпьютер Cray XE6 Hopper Исследовательского вычислительного центра министерства энергетики. Она получила прозвище «Удивительная Грейс», что является аллюзией на всемирно известный христианский гимн «О, благодать».

A Руководство по типам процессоров

Центральный процессор или ЦП компьютера контролирует действия и поток данных в компьютере. Существует два основных производителя компьютерных процессоров: Intel® и AMD®. У обоих производителей есть три основных линейки процессоров.

Во всех случаях ЦП компьютера должен быть совместим с материнской платой, памятью, блоком питания и любыми видеокартами. Узнайте больше о создании ПК в нашем руководстве.

У обоих производителей процессоров есть три линейки процессоров в зависимости от производительности и, конечно же, стоимости.Эти линии меняют названия по мере того, как компании переоснащают свои продукты.

Бюджетные процессоры предназначены для эффективного и экономичного выполнения основных компьютерных задач. Эти процессоры легко справятся с большинством офисных программ, просмотром веб-страниц, редактированием фотографий и другими общими задачами.

Бюджетные процессоры имеют около 85% производительности основной модели. Если вы обновляете свой компьютер, бюджетный процессор, скорее всего, будет совместим со старой материнской платой и более медленной памятью.

Процессоры

для массового или среднего уровня могут быть физически больше и могут обрабатывать более производительные задачи, такие как 3D-игры, редактирование видео и другие приложения, интенсивно использующие мультимедиа.

Процессоры

Mainstream потребляют больше энергии и могут иметь ядра и кэш, несовместимые со старыми материнскими платами и памятью. Однако если вы обновите всю свою систему, вы увидите прирост производительности.

Самые быстрые процессоры, известные как экстремальные или высокопроизводительные, используются для игр, интенсивной графики, создания и редактирования профессиональных видео и статистического анализа. Если вы обновляете существующий компьютер, обратите особое внимание на характеристики совместимых компонентов.Высокопроизводительные процессоры потребляют больше энергии и требуют больше памяти. Прочтите здесь для получения дополнительной информации о игровых характеристиках.

По мере развития компьютерных технологий передовые технологии внедряются в самые передовые компоненты, а затем идут вниз. Это справедливо и для процессоров. Текущая тенденция состоит в том, чтобы вводить все больше и больше ядер на каждый процессор. Это приводит к увеличению производительности в многозадачных средах, например, в приложениях, использующих потоки, таких как веб-браузер.Это увеличение количества ядер коснется процессоров среднего и бюджетного класса.

Еще одним прорывом в технологии являются встроенные контроллеры памяти, которые повышают производительность системы за счет уменьшения задержки памяти. Однако встроенные контроллеры памяти обычно совместимы только с некоторыми типами ОЗУ.

Выбранный вами процессор будет зависеть от вашего бюджета и других компонентов вашей системы. Обязательно внимательно проверьте совместимость ЦП со всеми остальными компонентами вашей системы.

Топ-10 производителей процессоров в электронной промышленности

Небольшой «процессор» микросхемы играет огромную роль в электронных устройствах и компьютерах. Он получает ввод и выдает соответствующий вывод. Благодаря своим динамичным инновациям, Processors импровизирует, улучшая скорость и демонстрируя большую мощность. Современные процессоры могут обрабатывать триллионы вычислений в секунду. С новыми вычислительными мощностями процессоры еще не раскрыли свой наилучший потенциал в ближайшее время. «Процессоры» станут реальным счетом для производителей процессоров.Ниже перечислены 10 ведущих производителей процессоров;

Системы 4D

4D Systems — популярное имя среди 10 ведущих производителей процессоров. Его процессоры пользуются наибольшей популярностью во всей отрасли. Компания 4D Systems предлагает широкий спектр встраиваемых дисплеев, поддерживающих технологии oLED и LCD. 4D Systems также обладает опытом в области графических процессоров.