Половина показателей — просто маркетинг: инженер Intel о том, что реально влияет на производительность процессора и как его выбрать

На канале «АйТиБорода» появилось видеоинтервью с инженером Intel Александром Мельниковым. В числе прочего Александр рассказал, какие параметры действительно важны для производительности процессора, а какие — не более чем маркетинговые ловушки.

Highload публикует самое главное из этого материала.

Что физически из себя представляет процессор и как он выглядит

Если снять крышку процессора, под ней будет кристалл (или подложка), на котором расположены вычислительные ядра (одно или несколько).

Вычислительное ядро — это не просто монолит, в нем есть разные типы вычислительных блоков, каждый из которых отвечает за свой тип операций (целочисленные, с плавающей запятой и т.д.).

Блоки — это наборы микротранзисторов. Между микротранзисторами есть свои каналы связи. Также есть дополнительные модули — например, интегрированная графика.

На что надо обращать внимание при выборе процессора

Всего параметров, которые описывают процессор, несколько десятков сотен. В маркетинге все это сужается где-то до десяти. А обычный покупатель смотрит максимум на три: количество ядер, тактовую частоту и (возможно) на тепловыделение.

Разберем, что на самом деле важно.

Ядра: смотрим не только на их количество

Количество ядер показывает производительность, потому что чем больше ядер — тем больше потоков может обработать процессор. Но есть важный нюанс: микроархитектура.

Допустим, мы возьмем два процессора с одинаковым количеством ядер. Если у одного из них внутри будет меньше исполнительных блоков (и транзисторов соответственно), то его производительность может отличаться раза в три. Другими словами, не все ядра одинаково эффективны. Более того: количество ядер не является определяющим параметром производительности.

Если же хотите узнать параметр производительности ядра, то нужно смотреть на количество операций/команд с плавающей запятой, которое может выполнить процессор за секунду, или FLOPS (floating point operations per second — «число операций с плавающей точкой в секунду»). Обратите внимание! Это НЕ тактовая частота.

Сам показатель FLOPS ничего вам не скажет, если вы не уточните, какая точность у этого количества операций. Точность может быть двойная, одинарная или половинная. Она тесно связана с разрядностью: если точность двойная, разрядность (количество битов процессора) нужно умножить на два.

Как это все влияет на вас и вашу работу за компьютером? Чем больше точность ядра (то есть чем больше битов процессор может выделить для хранения цифр после плавающей запятой), тем точнее ваши расчеты.

Высокая точность (двойная) нужна, например, в областях физического моделирования. А вот для операций с искусственным интеллектом хватает одинарной или половинной.

Тактовая частота: надо решить для себя — либо она будет высокой, но на одном ядре; либо ниже, но на нескольких

Чем она выше тактовая частота, тем быстрее переключаются транзисторы. Но бесконечно ее поднимать нельзя — увеличатся теплопотери. Именно поэтому стали создавать больше ядер. Тогда производительность за счет тактовой частоты увеличивается, а теплопотери — нет.

Но если вы занимаетесь задачами, которые плохо распараллеливаются (например, вам нужно запустить 1С; или вы занимаетесь наукой — там часто встречается симуляция таких процессов), вам лучше брать не многоядерный процессор, а минимум ядер с максимальной частотой.

Тепловыделение: тут все просто

Чем больше тепловыделение — тем выше производительность. Обратите внимание! Выше, а не ниже. Многие часто путают.

Энергоэффективность: важнейший параметр для сисадминов

Энергоэффективность никак не связана с производительностью. Но она очень важна для тех, кто покупает процессоры не для обычного десктопа, а для серверов. Им часто можно пожертвовать производительностью просто чтобы система не перегрелась. Тогда нужно смотреть специальные процессоры, заточенные под обработку сетевого трафика и т.п.

Самый топовый вариант — вообще купить SoC (систему на чипе). На первый взгляд она выглядит как обычный процессор, но вмещает в себя гораздо больше: и оперативную память, и графический процессор, и модем. То есть это весь функционал компьютера в одном чипе.

Объем кэш-памяти последнего (или третьего) уровня: немногие знают об этом параметре, а зря

С точки зрения производительности это критически важный параметр.

В кэш последнего уровня загружается информация, которую скорее всего запросит пользователь. Чтобы процессор мог обратиться к кэшу третьего уровня, ему нужно пропустить около десятка тактов. А чтобы обратиться к оперативной памяти — больше ста.

Соответственно, чем больше в себя может вместить кэш — тем реже компьютеру придется обращаться к оперативной памяти. А значит, тем производительнее он будет.

Что насчет нанометров?

Нанометры — модное словечко, которое начало мелькать в рекламе процессоров после того как пользователь сети der8auer сравнил, насколько плотно расположены транзисторы в блоках Intel и AMD (14 нанометров против 7).

Но теперь каждая компания, говоря «нанометр», подразумевает что-то свое. В реальном бизнесе те, кто измеряют производительность процессоров, на нанометры не ориентируются. Так что обычному пользователю в этом разбираться в них тоже не нужно.