Типы процессоров

Основным элементом любого компьютера является центральный процессор (в дальнейшем процессор). Основной характеристикой, можно назвать, тактовую частоту, и теоретически чем выше она, тем быстрее работает компьютер. Однако это далеко не всегда так. Есть еще несколько факторов, влияющих на производительность системы, и частота процессора тут будет играть далеко не первую роль. И уж совершенно точно, если мы будем сравнивать одинаковые компьютеры, но с разными процессорами, отличающимися по частоте в два раза, скажем Pentium III 500MHz и 1000MHz, то увидим, что скорость работы эти машин отличается не в два раза, а на 20-30 процентов. Большая частота нужна, по сути, только при сложных математических расчетах, скажем перемножения матриц размерностью 20 на 20. В этом случае скорость обработки настолько крупных массивов информации будет заметно зависеть от тактовой частоты процессора. Однако многие ли из нас занимаются такой математикой? Или скажем, многие ли из нас занимаются построением трехмерных изображений? Правильно не многие, большинству достаточно чтобы на компьютере “без тормозов” работали офисные пакеты и почтовые программы, крутилось видео, и шли кое-какие игрушки. Этим список практически исчерпывается в 90 процентах случаях. Кое-кому еще необходимо работать с графическими пакетами вроде Photoshop и CorelDraw. И если в работе графических пакетов частота процессора играет более заметную роль, то во всех остальных приложениях это уже дело десятое. На комфортность работы в этих приложениях играет большую роль количество оперативной памяти, скорость работы жесткого диска и операционная система. Поэтому часто нет необходимости гнаться за мегагерцами. Еще одна характеристика процессора, которая, на мой взгляд, более важна, чем частота - это температура. Из-за малых размеров корпуса ноутбука сложно выводить выделяемое тепло наружу. И естественно, чем больше тепловыделение элементов, тем мощнее должна быть система охлаждения, и тем больше должны быть полости внутри корпуса, а сам корпус габаритнее. Однако не следует думать, что чем больше мегагерц, тем больше тепла выделяет процессор, это не совсем верно. Для более-менее понятного объяснения этого факта необходимо рассмотреть вопрос: почему процессор вообще греется? Тепловыделение процессора напрямую связанно с количеством потребляемой энергии. Потребляемая мощность процессора состоит из статической и динамической составляющих. Для того чтобы понять, что имеется в виду под статической и динамической мощностью надо рассмотреть следующую аналогию: Процессор, упрощенно говоря, состоит из вентилей - полупроводниковых схем, переключающихся в одно из двух доступных состояний, отражающих логические 0 и 1 (нет и да, используется двоичная система исчисления, упрощенно говоря, означает это - есть сигнал или его нет). Когда вентиль находится в каком-либо из состояний, он почти не потребляет энергии (статическая потребляемая мощность), гораздо больше ее тратится на переключение вентиля из одного состояния в другое (динамической потребляемая мощность). Динамическую составляющую можно рассчитать по следующей формуле Pdinamic=V*V*C*f где: V-напряжение питания; С-емкость нагрузки данного элемента; f- частота переключения элемента. То есть чем выше частота процессора (частота переключения вентиля) тем больше потребляется энергии и тем больше греется процессор.

Однако, из формулы так же видно, что на количество потребляемой энергии, а значит и на тепловыделение, влияет емкость элементов составляющих процессор. Процессор состоит из полевых транзисторов, каждый из которых обладает определенной емкостью, и упрощенно такой транзистор можно представить как конденсатор. Самый простой конденсатор это - две пластины с небольшим зазором между ними, его емкость можно уменьшить, уменьшив размер этих пластин. Например, технология 0.13 микрон - это ничто иное, как ширина затвора полевого транзистора (размер пластин). Понятно что, уменьшив ширину затвора, мы уменьшим емкость элемента, а значит и тепловыделение процессора. Технология производства очень сложна, хотя и постоянно совершенствуется и количество микрон постепенно уменьшается. Есть еще один способ увеличить частоту процессора, не повышая его тепловыделение - использовать другую архитектуру. Именно поэтому есть все эти пентиумы первые, вторые, вплоть до четвертых. Естественно, при переходе на следующее поколение процессоров часто используют и новую технологию производства, но иногда это делается и внутри одного поколения. А означает это, что, скажем, процессор с частотой 900 мегагерц выделяет примерно такое же количество тепла, что и процессор 1133 мегагерца. Вот Вам причина, по которой иногда не служит гнаться за частотами, а лучше еще раз сесть и посмотреть чем это грозит, можно ведь выбрать машину с печкой, а стоило взять чуть меньше или наоборот чуть больше мегагерц и это уже процессор. На что еще стоит обратить внимание? На буковку “М” в конфигурации. Это означает, что процессор мобильный. Мобильный процессор от своего настольного собрата отличается, прежде всего, размерами и количеством выделяемого тепла, но он и дороже. Вообще, устанавливать процессор от настольного компьютера в ноутбук, можно только в том случае, если продумана действительно мощная система охлаждения. А, учитывая, что любой кулер со временем загрязняется и начинает работать медленнее, а значит и хуже охлаждает, надо заранее думать о том, что брать. Лично я однозначно не советовал бы ноутбуки с немобильными процессорами. Немобильные процессоры ставят на свои ноутбуки не только малоизвестные производители, но и лидеры, пытаясь занять нишу дешевых, но мощных машин. Разница в цене между немобильным и мобильным процессором значительна, и примерно на такую сумму ноутбук получается и дешевле. Скажем машины Toshiba серии Satellite 5005 как раз из этой категории. Цена, на момент появления на рынке этой машине была порядка двух тысяч долларов, а ближайшие аналоги той же Toshiba, но с мобильными процессорами, стоили около двух с половиной. У новенького ноутбука оказалась очень вредная привычка - при повышении нагрузки он мог просто выключиться, без всякого предупреждения. Спровоцировать это могло что угодно: игры, математические программы, даже излишне красивый скринсейвер. Причина такого печального явления банальна. На Satellite 5005 стоит процессор для настольных компьютеров, и он может просто перегреться. После чего всё умирает. Чем сильнее нагрузка, тем выше температура, и тем быстрее может выключиться ноутбук. Сообщения об этом неприятном эффекте стали появляться почти сразу, после выхода ноутбука в продажу. Поначалу Toshiba пыталась сделать вид, что ничего экстраординарного не происходит, и никакой проблемы с Satellite 5005 нет. Но со временем (по мере того как росло количество проданных ноутбуков) количество сообщений только увеличивалось, и в итоге Toshiba была вынуждена признать существование проблемы у, как они выразились, "менее чем 0,5% пользователей". Вместе с признанием проблемы, в марте 2002 был выпущен новый BIOS для Satellite 5005 который, по уверению Toshiba, решал проблему. А в феврале (то есть, когда у Toshiba уже были сообщения о проблеме) был выпущен Satellite 5005-S507, страдающий теми же болезнями. В середине июля 2002 года вышел ещё один BIOS, решающий ту же самую проблему. Стоит отметить, что, несмотря на уверения Toshiba в малой распространённости проблемы (напомню, по их версии менее 0,5% пользователей), установить этот BIOS рекомендовалось всем без исключения. Казалось бы, вот оно счастье, проблема решена, неприятная история закончена.

У человека, хоть немного разбирающегося в технике, сама идея решить неприятности с перегревом процессора простой перепрошивкой BIOS вызовет, как минимум, подозрение. А ведь новый биос действительно решал (или, по крайней мере, делал на порядок менее острой) проблему с выключением компьютера из-за перегрева. Наиболее вероятный метод решения, без переделки системы охлаждения, или вообще изменения компоновки всего ноутбука, это снижение частоты центрального процессора, точнее изменением частоты системной шины. Вскоре после выхода "исправленного" BIOS Интернет запестрил сообщениями пользователей, возмущённых падением п роизводительности. В самом деле, для чего покупать то, что в рекламе Toshiba фигурировало как "The Ultimate Multimedia machine", если при увеличении нагрузки (без чего не обойтись при работе с Ultimate Multimedia applications) он может потерять половину мощности! Причём, эта потеря достоверно фиксировалась тестовыми программами. Да это было заметно даже без каких-либо тестовых программ, компьютер откровенно “тормозил” в Word. Производительность упала примерно в два раза, а стоит ли платить 2000 долларов за машину, у которой процессор не 1400, а 700 мегагерц, а системная шина работает в два раза медленнее, что означает, что и все устройства работают в два раза медленнее. В отличие от немобильного варианта, на мобильных процессорах (практически на всех) реализована специальная технология, позволяющая изменять частоту процессора. Технология получила название SpeedStep, сделано это было для понижения энергопотребления при питании ноутбука от батареи. Понизили частоту процессора, значит, уменьшили количество энергии им потребляемое. Поэтому нечего удивляться, что частота вашего процессора окажется меньше, чем заявлено, просто максимальная частота будет выдаваться при питании ноутбука от сети. И если Вы планируете играть на вашем ноутбуке в Doom3 сидя в метро, то должен Вас разочаровать, скорее всего, подобная игра будет тормозить настолько, что ни о каком комфорте не будет и речи, хотя сидя дома играть в нее можно будет без проблем. Правда, такое понижение частоты можно обойти настройками биоса, но тем самым Вы уменьшаете время работы от батареи.