что такое ревизия ядра
Что такое степпинг?
Для определения производственного процесса процессора, на котором он основан, был разработана команда CPUID. С помощью неё можно получить значение Family, Model, Stepping. Это три шестнадцатеричных числа, по которым, в большинстве случаев, и определяется конкретное ядро процессора. А степпингом изначально называли именно последнее число тройки Family, Model, Stepping. Н.
Для определения производственного процесса процессора, на котором он основан, был разработана команда CPUID. С помощью неё можно получить значение Family, Model, Stepping. Это три шестнадцатеричных числа, по которым, в большинстве случаев, и определяется конкретное ядро процессора. А степпингом изначально называли именно последнее число тройки Family, Model, Stepping. На данный момент, эти понятия смешались (не без помощи Intel, называющей в своих документах ревизию степпингом).
Каким образом, зная Family, Model, Stepping определить ревизию (степпинг) ядра? Для начала необходимо найти документацию на процессор. Проще всего это сделать в случае с Intel. К примеру у нас имеется Pentium 641. Заходим на сайт intel.com, находим Intel Pentium 4 Processor 6X1 Sequence specification update. Там есть таблица соответствия CPUID и соотвествующей ревизии (степпинга). К примеру, мой 651 с CPUID 6F5 является Cedarmill D0, как и должно быть. Поскольку на одном ядре может выпускаться несколько моделей процессоров, различающихся, по сути, лишь частотой шины и значением множителя, то и CPUID их будет одинаковым. Потому по одному CPUID определить можно лишь ядро и степпинг, но не конкретный процессор.
Есть и другой способ определения степпинга процессора. Это его маркировка. По ней можно определить однозначно не только степпинг, но и точную модель процессора. У Intel можно определить по так называемой sSpec вида SLXXX или маркировке, например JM80547PH1092MM. Сделать это на их сайте. У AMD определение происходит по первой строчке маркировки, к примеру, ADH2350IAA5DD. У них также есть страница на сайте для определения характеристик.
В связи с распространившимися случаями воровства статей, запрещается использовать этот материал без согласования с автором (мной), ссылки на него и упоминания моего авторства.
Обсудить материал можно в теме на форуме.
18.07.2007 Antinomy.
Что такое степпинг процессора и как его узнать?
Всем привет! Сегодня обсудим степпинг процессора: это что за характеристика, на что она влияет и где ее можно посмотреть.
Что это такое и для чего
Степпингом (от английского термина stepping, что означает «пошаговое изменение») называется номер версии компонента компьютера или программного обеспечения. Изменения, которые можно определить, в том числе и по маркировке, не являются глобальными. Это — скорее косметические правки и устранение мелких «косяков».
Применительно к процессору Intel или AMD это значит доработку ядра: правку недочетов, снижение энергопотребления и тепловыделения, увеличение разгонного потенциала и т. д. Фактически, чем выше степпинг, тем больше работоспособных кристаллов сходит с конвейера и тем стабильнее работает ЦП.
При этом и технология производства, и сама архитектура ядра остаются неизменными. В итоге, чем выше степпинг указан в артикуле — тем лучший перед вами CPU.
Обычно при незначительных изменениях степпинга меняется порядковый номер — например, с C0 на C1, а при более существенных его буква. В итоге выходят серии G0, E0, а если процессор производится долго и постоянно совершенствуется разработчиками, то и R0.
Как узнать степпинг ЦП
Определить этот параметр можно с помощью специальной инструкции CPUID — которая помогает узнать семейство «камня», его модель и сам степпинг. Код представляет собой 3 шестнадцатеричных числа, последнее из которых и будет интересующий нас.
Определяется такая характеристика еще с помощью любой диагностической утилиты — например, CPU-Z (нужно смотреть пункт Revision (картинка выше)), Speccy (показывает пункт — Revision) или ASTRA32. 
Однако способ не единственный — узнать интересующую информацию можно по маркировке изделия, которая указана на упаковке, по первой строчке. Для этого нужно перейти на официальный сайт производителя — Интел или АМД.
И в завершение немного информации на отвлеченную тему. Степпинг — специфический параметр, который представляет интерес для узкого круга «посвященных», то есть продвинутых пользователей, хорошо разбирающихся в компьютерных комплектующих.
Для большинства юзеров эта информация уже избыточна, так как, фактически, почти ничего им не дает. Именно по этой причине она не указывается в характеристиках товара в большинстве интернет-магазинов.
Поэтому, если вы намерены купить конкретную версию «камня», придется не заказывать его в интернете, а посещать оффлайновые магазины и проверять чуть ли не каждый.
Буду признателен, если вы расшарите эту публикацию в социальных сетях. До скорой встречи!
Устройство и основные характеристики
центрального процессора
Информация о процессоре компьютера, его значении, технологии изготовления, а также о характеристиках, которые необходимо учитывать при его выборе и приобретении.
Содержание:
Что такое процессор и как он устроен
Центральный процессор (микропроцессор, центральное процессорное устройство, CPU, разг. – «проц», «камень») – сложная микросхема, являющаяся главной составной частью любого компьютера. Именно это устройство осуществляет обработку информации, выполняет команды пользователя и руководит другими частями компьютера.
Уже много лет основными производителями процессоров являются американские компании Intel и AMD (Advanced Micro Devices). Есть, конечно, и другие достойные производители, но до уровня указанных лидеров им далеко.
Внешне центральный процессор не представляет собой ничего выдающегося – небольшая плата (где-то 7 х 7 см.) с множеством контактов с одной стороны и плоской металлической коробочкой с другой. Но на самом деле внутри этой коробочки хранится сложнейшая микроструктура из миллионов транзисторов.
Как изготавливают процессоры. Что такое техпроцесс
Основным материалом при производстве процессоров является самый обычный песок, а точнее сказать кремний, коего в составе земной коры около 30%. Из очищенного кремния сначала изготавливают большой монокристалл цилиндрической формы, который разрезают на «блины» толщиной около 1 мм.
Затем с использованием технологии фотолитографии в них создаются полупроводниковые структуры будущих процессоров.
Фотолитография чем-то напоминает процесс печати фотографий с пленки, когда свет, проходя через негатив, действует на поверхность фотобумаги и проецирует на ней изображение.
Чем тоньше техпроцесс – тем больше транзисторов можно поместить в один процессор, тем он будет производительнее и энергоэффективнее.
Созданная таким образом полупроводниковая структура вырезается из кварцевого «блина» и помещается на текстолит. На обратную его сторону выводятся контакты для обеспечения подсоединения к материнской плате. Сверху кристал защищается от повреждения металлической крышкой (см. рис. выше).
Понятие архитектуры, ядра, ревизии процессора
Процессоры прошли сложную эволюцию и сейчас продолжают развиваться. Производители совершенствуют не только технологию изготовления, но и внутреннюю структуру процессоров. Каждое новое их поколение отличается от предыдущего строением, количеством и характеристиками входящих в их состав элементов.
В рамках доработки одного ядра производители могут делать небольшие изменения с целью устранения мелких недочетов. Такие усовершенствования, которые «не тянут» на звание самостоятельных ядер, называют ревизиями.
Архитектурам и ядрам присваиваются определенные имена, а их ревизиям – цифробуквенные обозначения. Например, все модели Intel Core 2 Duo являются процессорами микроархитектуры Intel Core и производились с ядрами Allendale, Conroe, Merom, Kentsfield, Wolfdale, Yorkfield. У каждого из этих ядер были еще и разные ревизии.
Основные характеристики процессора
• Количество вычислительных ядер.
Многоядерные процессоры – это процессоры, содержащие на одном процессорном кристалле или в одном корпусе два и более вычислительных ядра.
Многоядерность, как способ повышения производительности процессоров, используется с относительно недавнего времени, но признана самым перспективным направлением их развития. Для домашних компьютеров уже существуют процессоры с 8 ядрами. Для серверов на рынке есть 12-ядерные предложения (Opteron 6100). Разработаны прототипы процессоров, содержащие около 100 ядер.
Эффективность вычислительных ядер разных моделей процессоров отличается. Но в любом случае, чем их (ядер) больше, тем процессор производительнее.
Чем больше потоков – тем лучше. Количество потоков не всегда совпадает с количеством ядер процессора. Так, благодаря технологии Hyper-Threading, 4-ядерный процессор Intel Core i7-3820 работает в 8 потоков и во многом опережает 6-тиядерных конкурентов.
• Размер кеша 2 и 3 уровней.
Структура не всех современных процессоров предусматривает наличие кеша 3 уровня, хотя критичным моментом это не является. Так, по результатам многих тестов производительность процессоров Intel Core 2 Quadro, выпускавшихся с 2007 г. по 2011 г. и не имеющих кеша 3 уровня, даже сейчас выглядит достойно. Правда, кеш 2 уровня у них достаточно большой.
Здесь все просто – чем выше частота процессора, тем он производительнее.
• Скорость шины процессора (FSB, HyperTransport или QPI).
Кроме прочих преимуществ, «холодные» процессоры (с TDP до 100 Вт) лучше поддаются разгону, когда пользователь изменяет некоторые настройки системы, вследствие чего увеличивается частота процессора. Разгон позволяет без дополнительных финансовых вложений увеличить производительность процессора на 15 – 25 %, но это уже отдельная тема.
В то же время, проблему с высоким TDP всегда можно решить приобретением эффективной системы охлаждения (см. последний пункт этой статьи).
• Наличие и производительность видеоядра.
Последние технические достижения позволили производителям, помимо вычислительных ядер, включать в состав процессоров еще и ядра графические. Такие процессоры, кроме решения своих основных задач, могут выполнять роль видеокарты. Возможностей некоторых из них вполне достаточно для игры в компьютерные игры, не говоря уже о просмотре фильмов, работе с текстом и решении остальных задач.
• Тип и максимальная скорость поддерживаемой оперативной памяти.
Эти характеристики процессора необходимо учитывать при выборе оперативной памяти, с которой он будет использоваться. Нет смысла переплачивать за быстрые модули ОЗУ, если процессор не сможет реализовать все их преимущества.
Что такое сокет
Важным моментом, который нужно учитывать при выборе процессора, является то, для установки в сокет какого типа он предназначен.
Сокет (socket, разъем центрального процессора) – это щелевой или гнездовой разъём на материнской плате, в который устанавливается процессор.
Каждый процессор можно установить только на материнскую плату с подходящим разъемом, имеющим соответствующие размеры, необходимое количество и структуру контактных элементов.
Каждый новый сокет разрабатывается производителями процессоров, когда возможности старых разъемов уже не могут обеспечить нормальную работу новых изделий.
Для процессоров Intel длительное время использовался (и сейчас еще используется) сокет LGA775 (процессоры Pentium 4, Pentium D, Celeron D, Pentium EE, Core 2 Duo, Core 2 Extreme, Celeron, Xeon серии 3000, Core 2 Quad). С началом производства линейки новых процессоров были введены сокеты LGA1366, LGA1156, LGA1155 (процессоры i7, i5, i3) и др.
Если вы задумали модернизировать старый компьютер путем приобретения более производительного процессора, убедитесь, что по сокету он подойдет к вашей старой материнской плате. Иначе однозначно придется менять и ее.
Устанавливать центральный процессор в сокет системной платы нужно аккуратно, чтобы не повредить контакты.
Система охлаждения процессора
Процессор нуждается в надлежащем охлаждении, иначе он может выйти из строя.
Как известно, верхняя поверхность процессора представляет собой металлическую коробку, выполняющую, кроме защитных, еще и теплоотводные функции. Поверх процессора на материнской плате устанавливается система охлаждения. Ее теплоотводные элементы должны плотно прижиматься к поверхности процессора.
Для улучшения передачи тепла с процессора на радиатор системы охлаждения, между ними прокладывается слой термопасты – специального пастообразного вещества с высокой теплопроводностью.
При подборе системы охлаждения процессора нужно учитывать его TDP (рассматривалось выше в пункте о характеристиках процессора).
Процессоры обычно продаются в так называемом боксовом варианте поставки, когда в комплект входит штатная система охлаждения – боксовый куллер. Но иногда эффективность такого куллера является недостаточной (например, если был произведен разгон и частота процессора, а следственно и его TDP, возросла).
Современный процессор устроен так, что при достижении им критичной температуры он отключается и не включается, пока не остынет. Это позволяет предупредить его повреждение под воздействием высокой температуры.
Перегрев возможен вследствие низкой эффективности системы охлаждения, выхода ее из строя, засорения пылью, пересыхания термопасты и др.
Покупка инженерного образца процессора Intel это лотерея
Существует отдельная категория процессоров, называемая «инженерными», многие о них слышали, некоторые пользователи их уже используют в своих компьютерах, некоторые только планируют их приобрести для апгрейда. Но не все еще знают особенности этой категории процессоров. Я слышал даже мнение, что это специальные, улучшенные процессоры, ведь для инженерных целей же предназначены, а не для обычных пользователей. Но это совсем не так, вернее совсем не так.
реклама
Давайте разберемся, какое же все-таки назначение «инженерных» процессоров, и как они появились. Перед тем, как процессор нового поколения поступит в продажу, он должен пройти долгий путь. Сначала самый первый изготовленный (экспериментальный) кристалл распаивается на специальной монтажной плате и подключается к аппаратуре тестирования. У него может не работать много функциональных узлов (кэш, графическое ядро, контроллер памяти, и т.д.). Тестирование позволяет выявить проблемы в архитектуре, и произвести коррекцию технологического цикла производства процессора. Это как первый испытательный полет самолета, необходимый для выявления недоработок, с целью их последующего устранения. После коррекции технологического цикла, вновь изготовленный кристалл, или кристаллы (если у процессора будет чиплетная компоновка) распаивается на штатной подложке процессора и устанавливается в материнскую плату. Но все еще такой процессор не готов к выпуску в серийное производство, у него может быть нестабильная работа с оперативной памятью, могут «отваливаться» подключаемые видеокарты, может намертво зависать операционная система. И дальше, опять выявление дефектных функциональных узлов и коррекция производственного цикла. Порой необходимо произвести до пяти подобных процедур (стреппингов), чтобы кристалл заработал стабильно и на высокой частоте.
На одной из заключительных стадий «доводки» этих процессоров, перед их релизом, партия опытных образцов этих процессоров отправляется производителям материнских плат, чтобы они смогли провести оптимизацию плат под новые процессоры.
Ревизии
Ревизия — одна из модификаций ядра, крайне незначительно отличающаяся от предыдущей, почему и не заслуживает звания «нового ядра». Как правило, из выпусков очередной ревизии производители процессоров не делают большого события, это происходит «в рабочем порядке». Так что даже если вы покупаете один и тот же процессор, с полностью аналогичным названием и характеристиками, но с интервалом где-то в полгода — вполне возможно, фактически он будет уже немного другой. Выпуск новой ревизии, как правило, связан с какими-то мелкими усовершенствованиями. Например, удалось чуть-чуть снизить энергопотребление, или понизить напряжение питания, или еще что-то оптимизировать, или была устранена пара мелких ошибок. С точки зрения производительности мы не помним ни одного примера, когда бы одна ревизия ядра отличалась от другой настолько существенно, чтобы об этом имело смысл говорить. Хотя чисто теоретически возможен и такой вариант — например, подвергся оптимизации один из блоков процессора, ответственный за исполнение нескольких команд. Подводя итог, можно сказать что «заморачиваться» ревизиями процессоров чаще всего не стоит: в очень редких случаях изменение ревизии вносит какие-то кардинальные изменения в процессор. Достаточно просто знать, что есть такая штука — исключительно для общего развития.
CISC (англ. Complex Instruction Set Computing) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:
— Нефиксированным значением длины команды.
— Исполнение операций, таких как загрузка в память, арифметические действия кодируется в одной инструкции.
— Небольшим числом регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.
Типичными представителями являются процессоры на основе x86 команд (исключая современные Intel Pentium 4, Pentium D, Core, AMD Athlon, Phenom которые являются гибридными).
Наиболее распространённая архитектура современных настольных, серверных и мобильных процессоров построена по архитектуре Intel x86 (или х86-64 в случае 64-разрядных процессоров). Формально, все х86-процессоры являлись CISC-процессорами, однако новые процессоры, начиная с Intel486DX, являются CISC-процессорами с RISC-ядром. Они непосредственно перед исполнением преобразуют CISC-инструкции процессоров x86 в более простой набор внутренних инструкций RISC.
В микропроцессор встраивается аппаратный транслятор, превращающий команды x86 в команды внутреннего RISC-процессора. При этом одна команда x86 может порождать несколько RISC-команд(в случае процессоров типа P6-до 4-х RISC комманд в большинстве случаев). Исполнение команд происходит на суперскалярном конвейере одновременно по несколько штук.
Это потребовалось для увеличения скорости обработки CISC-команд, так как известно, что любой CISC-процессор уступает RISC-процессорам по количеству выполняемых операций в секунду. В итоге, такой подход и позволил поднять производительность CPU
RISC-архитектура широко используется во многих современных микропроцессорах и микроконтроллерах, выпускаемых различными компаниями. Первые RISC-процессоры, разработанные в Стенфордском и Калифорнийском университетах США в начале 80-х годов, выполняли относительно небольшой набор команд — 50–100 вместо 100–200, выполняемых обычными CISC (Complex Instruction Set computer — компьютер со сложным набором команд) процессорами. Эта особенность определила название данного класса процессоров — RISC (Reduced Insruction Set Computer — компьютер с сокращённым набором команд). Однако в последующих разработках RISC-процессоров набор команд значительно расширен, включая команды обработки чисел с плавающей точкой. В настоящее время определились следующие характерные особенности современных RISC-процессоров:
— расширенный объём регистровой памяти: от 32 до нескольких сотен регистров общего назначения, входящих в состав микропроцессора;
— использование в командах обработки данных только регистровой адресации (обращение к памяти используется в командах загрузки и сохранения содержимого регистров, а также в командах управления программой);
— отказ от аппаратной реализации сложных способов адресации ( в общем случае, от косвенной: с постинкрементом или предекрементом, косвенная адресация и др.);
— фиксированный формат команд (обычно 4 байт) вместо переменного формата (от 1 до 15 байт), характерного для CISC-процессоров;
— исключение из набора команд, реализующих редко используемые операции, а также команд, не вписывающихся в принятый формат.
Преимущественное использование регистровой адресации значительно повышает производительность микропроцессоров. Фиксированный формат команд, отказ от сложных и редко используемых команд и способов адресации существенно упрощает устройство управления, сокращает объём микропрограммной памяти, что позволяет уменьшить размер кристалла RISC-процессоров, снизить их стоимость и повысить тактовую частоту. Введение фиксированного формата команд обеспечивает также более эффективную работу исполнительного конвейера, уменьшает число тактов простоя и ожидания, что даёт дополнительный рост производительности.
Многоядерность – развитие идей суперскалярности на более высоком уровне.
Существуют следующие способы адресации операндов:
Дополнительно введены следующие способы адресации:
11. Косвенно-регистровая с постиндексированием (к содержимому адресного (базового) регистра прибавляется смещение, затем прибавляется содержимое индексного регистра и дополнительное смещение, и все это является адресом ячейки памяти, содержащий операнд).
13. Относительное с базовым смещением и индексированием (то же, что и 10, только вместо базового регистра используется программный счетчик).
14. Косвенно-относительная с постиндексированием (аналогична п. 11, но вместо базового регистра используется программный счетчик).
15. Косвенно-относительная с прединдексированием (аналогична п. 12, но вместо базового регистра используется программный счетчик).
Как правило, другой операнд должен присутствовать в регистре адреса или данных.
Смещение может быть положительным и отрицательным. В качестве индексного регистра при индексации с индексированием может служить любой из регистров данных или адреса. Текущее содержимого программного счетчика, используемое для выделения относительного адреса, равно адресу первого слова выполняемой команды, умноженного на 2 (на 4).
Во всех способах адресации с индексированием введено масштабирование индекса.