Procesor je poleg količine sistemskega pomnilnika najpomembnejša komponenta osebnega računalnika, njegova hitrost in nabor funkcij pa bosta imel največji vpliv na vsakodnevno delo (grafično zahtevne igre so izvzete, saj je tam pomemben grafični procesor na grafični kartici). Zato ne preseneča, da je prav izbor procesorja glavna stvar, ki odloča o tem, kakšen računalnik bomo kupili.

Procesorji so se več let razvijali v glavnem v smer miniaturizacije in hitrejšega delovanja ure. Koliko ukazov procesor obdela v enem taktu ure, je definirala zasnova mikroarhitekture. Tu je bil do leta 2007 boj med Intelom in AMD-jem izenačena. Dirka bi lahko šla v nedogled, če ne bi ponagajala fizika, saj so prednosti, ki jih je prinesel manjši proizvodni proces, zaradi omejitev uporabljenih materialov zasenčile težave, ki jih je prinesla miniaturizacija – večja energijska poraba, segrevanje, prebijanja toka …

Tako se je razvoj namesto navzgor razširil v širino in v procesorje so pričeli vdelovati nove tehnologije, funkcije in optimizacije pogosto rabljenih ukazov … Ter končno odgovor na dirko za hitrostjo: če ne moremo narediti 5 GHz procesorja, zakaj ne bi v eno procesorsko ohišje stlačili dve procesorski jedri pri 2,5 GHz. Rodili so se večjedrniki. Sprva so bili taki procesorji izredno dragi, zato se je množično uveljavila Intelova rešitev navideznega procesorja.

Fizični procesor se je sistemu lažno predstavil kot dvoprocesorski sistem. Da bi razumeli, zakaj je taka pretveza pozitivno vplivala na zmogljivost in hitrost izvrševanja računalnika, moramo vedeti, kako operacijski sistem procesorju dodeljuje naloge. Procesor je sposoben izredno hitro izvajati ukaze, in programi so pisani kot zaporedje več ukazov. Ker v našem računalniku neprestano sočasno deluje več programov (nekateri so sistemski, torej del operacijskega sistema, nato imamo tu gonilnike, ki skrbijo za delovanje strojne opreme, sledijo naši programi, sočasno pa v ozadju delujejo še programi, kot je protivirusna zaščita …). Operacijski sistem procesorju dodeljuje ukaze enega za drugim, kar pomeni, da izvrši prvi ukaz programa A, sledi prvi ukaz programa B, prvi ukaz programa C, nato drugi ukaz programa A, drugi ukaz programa B in tako naprej, dokler se kak program ne konča ali dokler se ne zažene še četrti program …

Procesorjev delovni čas operacijski sistem deli med različne programe, čemur pravimo večopravilnost (multi-tasking), procesor pa jih izvršuje po vrsti. Ker se pogosto zgodi položaj, kjer procesor ukaz izvrši zelo hitro, operacijski sistem pa nov ukaz pošlje šele, ko dobi potrditev, da je prejšnji končan, so bistre glave ugotovile, da procesor kar nekaj časa preživi neizkoriščen. Intelov HyperThreading to rešuje, saj en fizični procesor zdaj dobiva ukaze po dveh cevovodih (za vsak navidezni procesor enega), kar pomeni, da jih kombinira in skupno izvede hitreje, kot če bi vse ukaze razporedil v eno samo vrsto (procesor pa je glede na časovno enoto tudi veliko bolje izkoriščen). Tipičen primer je recimo stiskanje datoteke med igranjem igre, v ozadju pa deluje še protivirusni program. Če imamo samo en procesor, se bo delovanje vseh treh procesor zatikalo, medtem ko HyperThreading stanje malce izboljša.

Seveda je še boljša rešitev več procesorjev oziroma večjedrni procesorji. Večjedrne procesorje si lahko predstavljamo kot več fizičnih procesorjev, zaprtih v eno ohišje. S čedalje manjšim proizvodnim procesom so tranzistorji v procesorjih postali tako majhni, da stiskanje več celotnih procesorjev v eno samo ohišje ni več nemogoče.

Pravilo pri izbiri procesorja je: če večinoma uporabljamo le eno aplikacijo, ki je računsko intenzivna in ni pisana večnitno, potem jo bo hitreje izvajal enojedrni procesor z višjim delovnim taktom. Če pa sočasno poganjamo več aplikacij ali večnitno pisano aplikacijo, pa bo sistem odzivnejši in delo opravljeno hitreje z dvojedrnim procesorjem. Če je sistem bolj obremenjen, kar pomeni, da poganjamo več aplikacij sočasno, hkrati pa obdelujemo zahtevne podatke, morda lahko izkoristimo tudi štirijedrni ali večjedrni sistem. Dodatni prednosti večjedrnega pristopa sta ob večji zmogljivosti tudi manjša poraba energije in hladnejše delovanje. Razvoj zadnji nekaj let je namreč pospeševal takt izvajanja v procesorju, s čimer sta bila povezana tudi poraba energije in gretje. Dvojedrni procesor, kjer jedri delujeta pri 2 GHz, je po zmogljivosti boljši od enega samega 4 GHz procesorja, energijsko gledano pa je 40 % varčnejši. Z rahlim dvigom takta tako ob spremembi arhitekture, kar ravno te dni počne Intel, razmerje zmogljivost/poraba energije izboljšajo kar za 30−50 %. Sploh pa se je to razmerje in tudi izbira procesorja spremenila v prid večjedrnim procesorjem z Intelovo tehnologijo Turbo Boost, kjer procesor sam prilagaja število aktivnih jeder in celo njihovo hitrost glede na trenutne procesne zahteve zagnanih aplikacij.

KAJ KUPITI?

Zaradi tega in še zlasti zaradi ugodnega razmerja med ceno in zmogljivostjo lahko priporočimo nove Intelove procesorje Core i5 s tehnologijo TurboBoost. Če ste manj zahteven uporabnik, izberite takega z dvema, tisti bolj zagrizeni pa s štirimi jedri. Prednost teh procesorjev je ta, da se bodo jedra, če jih ne boste obremenili z delom, izklopila in tako ne bodo po nepotrebnem porabljala električne energije in se segrevala.

Zanimiva cenovno ugodna izbira je tudi AMD-jev šestjedrnik Phenom II X6, ki za ceno pod 300 evri v določenih testih ponuja še večjo moč kot dvo- in štirijedrni Core i5. Slišati je moč celo to, da so določene serije novejših AMD-jevih štirijedrnikov (recimo X4 960T) v resnici zaklenjeni šestjedrniki, ki jih je moč preprosto odkleniti s pripomočki, ki jih najdemo v BIOS-ovih nastavitvah določenih matičnih plošč platforme AMD 980X (a ni zagotovil, da bosta odklenjeni jedri tudi delovali, saj sta morda zaklenjeni, ker sta poškodovani). Ker so moderne aplikacije (sploh pa sistem Windows 7) vedno bolj pisane za večjedrne procesorje, se tak procesor presenetljivo dobro odreže tudi pri igrah, kar v preteklosti ni držalo.

V prenosnih računalnikih je izbira tudi pestra, in zagotovo so tudi tu procesorji Intel Core i5 zelo zanimivi, za tiste manj zahtevne pa tudi kateri izmed starejših procesorjev ali celo cenejših AMD-jev ne bo slaba izbira. Sicer pa za približno (in zelo povprečno) primerjavo zmogljivosti procesorjev (skupaj z njihovo priporočeno ameriško ceno) poglejte primerjavo na sliki (primerjava je izvedena s programom PassMark, več rezultatov najdete na strani www.cpubenchmark.net).

PRIHODNOST

Omenili smo že, da se utegne signalizacija znotraj procesorja kmalu iz električne preoblikovati v svetlobno. To bi prineslo vrsto prednosti − od manjše porabe energije do doseganja višjih delovnih frekvenc, ne bi bilo več uhajanja električnega toka ...

Intel je namreč julija predstavil delujoč prototip silicijevega čipa z integriranimi laserji in detektorji, ki omogočajo hitrosti do 50 Gb/s, kar pa naj bi v prihodnosti razširili do 1 Tb/s. V Intelovih laboratorijih za fotoniko so ponosni predvsem na izdelavo vseh komponent na istem kosu silicija, kar je bilo še pred letom dni neverjetno. Fotonika se z velikimi koraki premika naprej in predvsem zaradi nizke cene izdelovanja ima velik potencial.

Veliko obetajo tudi grafični procesorji, zlasti močni GPU, ki že postajajo standardni del pri izgradnji superračunalnikov, so se v praksi pri vzporednem preračunavanju velikanskih količin podatkov izkazali za več kot 30-krat hitrejši od najhitrejših procesorjev. Zato je vključevanje GPU-ja v CPU videti še toliko bolj smiselno.

Moj mikro, September 2010 | Jaka Mele |