Сравнение всех поколений процессоров Intel

Индустрия интегральных схем развивается по экспоненте. Количество транзисторов в процессоре увеличивается по закону Мура, но этот рост начал замедляться, потому что количество переключающих устройств на ИС достигло колоссальных 1,75 миллиарда транзисторов для процессоров Intel 10-го поколения. Тактовая частота этих новых процессоров составляет 4,4 ГГц, что ошеломляет.

Интегральные схемы не были такими сложными два десятилетия назад. Они работали на гораздо более низких тактовых частотах ( 66 МГц для Pentium 1); у него было 1,6 миллиона транзисторов. Так что, взглянув на цифры, можно понять, что мы прошли долгий путь.

В этой статье мы будем сравнивать все процессоры Intel от Pentium 1 до работающего в настоящее время Intel i9. 

Pentium 1 

Pentium 1 был выпущен в 1993 году. Он получил свое название, потому что это был 5-й процессор в семействе 80×86. Он имел тактовую частоту 66 МГц и мог выполнять максимум 2 инструкции за такт. У Pentium был 64-битный интерфейс памяти с 16 КБ кеш-памяти и восемь 32-битных регистров общего назначения.

С 3,1 млн. Транзисторов ( литография 800 нм), 262,4 мм ^ 2 кристалла и восемью 80-битными регистрами с плавающей запятой, Pentium 1 был энергозатратным процессором и рассеивал мощность 16 Вт, что дало ему показатель производительности 64,5 для целочисленных вычислений и 56,9 для вычислений с плавающей точкой. Он имеет две 32-битные шины данных для передачи данных в ЦП. Максимальный объем памяти для ОЗУ составляет 4 ГБ, для внешнего хранилища от 500 МБ до 60 ГБ.

Глядя на спецификации, кажется, что этот процессор мало что может сделать. Но этим профессорам не нужно было запускать тяжелую ОС, такую ​​как Windows 10. Все, что нужно было сделать, это запустить MS-DOS, что вполне могло бы быть. 

Pentium 2

Pentium 2 был выпущен в 1997 году. Он имел диапазон тактовой частоты (255-450 МГц) и мог выполнять максимум 4 инструкции за такт. Оснащенный 64-разрядным интерфейсом памяти, 512 КБ кэш-памяти и восемью 32-разрядными регистрами общего назначения, с 7,5 миллионами транзисторов (350-нм литография) и восемью 80-разрядными регистрами с плавающей запятой, этого было достаточно для работы надлежащей операционной системы ( Linux или OS X).

Pentium 2 был значительным обновлением до старого Pentium 1 с точки зрения тактовой частоты, количества транзисторов и кэш-памяти. Он представил MMX мультимедийные инструкции, которые позволили ему управлять мультимедийными устройствами.

Потребляемая мощность на Pentium 2 составила 25 Вт. Это дало 35 баллов Уинстона, что было здорово для процессора в то время. Winstone 94 экономит затраченное время для 12 прикладных сценариев внутри компании и использует их для вычисления окончательного результата. Максимальный предел для ОЗУ и внешнего хранилища был таким же, как у Pentium 1. 

Pentium 3

Первая версия Pentium 3 вышла в 1999 году. Она подняла тактовую частоту до 1,3 ГГц. Существовали четыре версии Pentium 3 - Katmai, Coppermine, Coppermine T и 

Tualatin. 

Katmai

Katmai для первого процессора Pentium 3. Он имел тактовую частоту (450 и 600) МГц. Количество транзисторов было увеличено на два миллиона (9,5 миллиона транзисторов) и использовалось 250 нм процесс изготовления. Pentium 3 повысил частоту системной шины до 133 МГц. Набор инструкций был обновлен с использованием SSE, что дало существенные преимущества в вычислениях с плавающей точкой.

Большинство других параметров были такими же, как у Pentium 2, но это было существенное улучшение с точки зрения количества транзисторов и производственного процесса. 

Coppermine

Coppermine обновил диапазон тактовых частот до (500 МГц-1 ГГц). Основным обновлением, которое увидел Coppermine, стал встроенный кэш L2. Этот кэш работал на тактовой частоте процессора и имел размер 256 КБ.

Intel выпустила версию на 1,3 ГГц, но из-за проблем с синхронизацией она не удалась 

Coppermine T

Это был переход между Coppermine и Tualatin, который снизил напряжение на транзисторах до 1,25 В по сравнению с более старыми версиями 1,5 В. Это обеспечило меньшее рассеивание мощности на транзистор. 

Tualatin

Это был один из лучших процессоров Intel. Он использовал лучшую 130-нм литографию и увеличил тактовую частоту до 1,4 ГГц.

Большинство других параметров были такими же, как и в старых версиях, но Tualatin смог обеспечить превосходный баланс между энергопотреблением и производительностью. 

Pentium 4

Pentium 4 дебютировал в 2000 году. Всего под Pentium 4 было девять процессоров. Каждый из них был обновлен до предыдущих версий. Мы будем говорить о Northwood, который появился в 2002 году.

В Pentium 4 появилось много значительных обновлений. Тактовые частоты 2,8 ГГц; скорость передачи данных по шине 800 МГц. Он использовал 130 нм производственный процесс, и количество транзисторов увеличилось до невероятных 55 миллионов. Размер кэша второго уровня увеличен до 512 КБ. Новые технологии, такие как Hyperthreading, SSE2/Streaming SIMD Extensions 2 и новый пакетный набор команд, сделали процессор невероятно быстрым.

Из-за увеличения количества транзисторов и тактовых частот рассеиваемая мощность увеличилась до 79,5 Вт.

Celeron

Celeron - это имя, данное Intel для младших процессоров. У них были более низкие тактовые частоты и меньшие кэши. Они использовались, чтобы предназначаться для более ограниченного бюджета рынок. С 1998 года было выпущено несколько процессоров Celeron. Мы будем говорить о Celeron Northwood 128 (настольный компьютер), который шел с Pentium 4. Celeron имел тактовую частоту 2 ГГц, 256 КБ кэш-памяти второго уровня, скорость шины данных 400 МГц и использовал аналогичный 130-нм производственный процесс. 

Pentium M

Pentium M был лучшей и более дорогой версией процессоров Celeron и появился на рынке в 2003 году. Он имел тактовую частоту 1,7 ГГц, 2 МБ кэш-памяти второго уровня, 144 миллиона транзисторов (литография 90 нм), скорость шины данных 533 МГц и использовал 32-битная архитектура, как и все предыдущие процессоры Intel.

Pentium M поставляется с усовершенствованной технологией Intel SpeedStep, которая переключает напряжение и частоту между высоким и низким уровнями в зависимости от загрузки процессора. Из-за этого он имел рассеиваемую мощность 27 Вт. 

Celeron M 370

Celeron 370 был выпущен в 2004 году. Он имеет тактовую частоту 1,5 ГГц, 144 миллиона транзисторов ( 90 нм процесс производства ), скорость шины данных 400 МГц и имеет более низкое рассеивание мощности - 21 Вт. Основной причиной такого низкого рассеивания энергии было более низкое логическое значение транзистора, равное 1 вольт. В нем также использовался меньший производственный процесс, что уменьшало требования к мощности.

Celeron M были дешевыми вариантами для ноутбуков по сравнению с аналогами Pentium M.

Core Duo

Как только Intel начала производство процессоров с тактовой частотой 2 ГГц и меньшими производственными процессами, они столкнулись с большой проблемой. Эта проблема известна как утечка энергии, и это приводит к неисправности транзисторов. Утечка мощности приводит к тому, что транзисторы дают логическую 0, когда они должны давать логическую 1. Это было большой проблемой для Intel, поскольку они не могли больше увеличивать тактовые частоты.

Intel смотрела на производственные процессоры с двумя ядрами для увеличения вычислительной мощности. Первым двухъядерным процессором был Pentium Dual-Core. Новые двухъядерные процессоры использовали 64-битную архитектуру, что сделало их намного превосходящими старые версии.

Intel Core Duo был первым двухъядерным мобильным процессором компании. Он появился на рынке в январе 2006 года. В состав core duo входят два 32-разрядных ядра Pentium M. Благодаря наличию нескольких ядер несколько потоков могут работать на двух ядрах, что повышает скорость обработки. Core Duo был оснащен интеллектуальным кешем объемом 2 МБ и использовал новый 65 нм процесс производства. Эти процессоры работали на частотах от 1,06 ГГц до 2,33 ГГц.

Благодаря большому успеху Core Duo, Intel выпустила линейку Core 2 Duo, в которую вошли Core Solo и Core 2 Quad. Эти три процессора появились на рынке в июле 2006 года. Они использовали 64-битную архитектуру и основывались на более старом процессоре Core Duo. 

Core 2 Duo

В Core 2 Duo использовались более короткие конвейеры, что ускоряло процессоры. Процессоры Core 2 Duo работали на частоте 3 ГГц; Скорость передачи данных составляла 8 МГц, у нее 151 миллион транзисторов, использующих 65 нм технологию производства, а размер кэша L2 был обновлен до 3 МБ. В дополнение ко всему этому, он поставляется с технологией Enhanced SpeedStep, возможностью Execute Disable Bit и потоковыми расширениями SIMD 3. 

Core Solo

Core Solo использовал тот же размер кристалла, что и Core Duo, но у него было только одно ядро. Core Solo был более дешевой версией Core Duo. У него было такое же количество транзисторов, как у процессоров Core Duo. Он имел тактовую частоту 1,8 ГГц и скорость шины данных 533 МГц, 2 МБ кэш-памяти L2 и использовал 32-разрядную архитектуру.

В дополнение к этому, он поставляется с режимом глубокого снаи расширенным режимом глубокого сна. Все эти функции были использованы для обеспечения более низкой потребляемой мощности - 31 Вт. 

Core 2 Quad

Как следует из названия, Core 2 Quad имеет четыре ядра. Каждое из этих четырех ядер работает на частоте 2,4 ГГц в сочетании со скоростью шины данных 1066 МГц. Он имеет в общей сложности 582 миллиона транзисторов, а ядро ​​изготовлено с использованием 65нм литографии. Кэш-память Core 2 Quad составляет 8 МБ. Поскольку он имеет четыре ядра, процессор потребляет много энергии (105 Вт). 

Pentium Dual-Core 

Двухъядерные процессоры Pentium появились на рынке в 2007 году. Они имели тактовую частоту 2,8 ГГц, 177 миллионов транзисторов (32 нм процесс производства), имели 64-разрядную архитектуру, две кэш-памяти L2 (по 256 КБ каждый). Кроме того, он также имел кэш 3-го уровня размером 3 МБ. Поскольку этот процессор имел два ядра, он потреблял более высокую мощность - около 72 Вт.

Мы много говорили о старых процессорах Intel. Теперь пришло время взглянуть на текущий сценарий использования процессора. Теперь мы поговорим о процессорах девятого поколения. 

Intel Core i3

Современные процессоры используют самые современные производственные процессы (19 нм в 2019 году). Это позволяет Intel упаковать намного больше транзисторов с одинаковым размером кристалла на 1,75 млрд. Транзисторов на Core i3, который имеет четыре ядра, и каждая из этих ядер имеет базовую тактовую частоту 3,80 ГГц и турбо частоту 4,20 ГГц. Скорость передачи данных на этих чипах составляет 8 гигабит в секунду. Несмотря на то, что у него так много транзисторов и высокая тактовая частота потребляет только 65 Вт энергии

В дополнение ко всему этому Core i3 поддерживает максимальный объем памяти 64 ГБ (DDR4-240), максимальную пропускную способность памяти 37,5 ГБ/с и поддерживает память ECC. Ядро i3 поставляется с Intel UHD Graphics 630 с базовой частотой 350 МГц. 

Intel Core i5

Intel Core i5 поставляется с шестью ядрами. Эти ядра имеют базовую тактовую частоту 3,70 ГГц и турбо частоту 4,60 ГГц. Кэш-память на i5 имеет размер 9 МБ. Из-за большого количества ядер i5 очень энергоемкий (95 Вт). Он не поддерживает память ECC.

Он также предлагает множество функций безопасности, таких как инструкции Intel AES, безопасный ключ и Intel Boot Guard. 

Intel Core i7

Процессоры Intel i7 поставлялись с восемью ядрами, имели 12 МБ кэш-памяти, а ядра имели базовую частоту 2 ГГц. Турбо частота для этих процессоров составляет 3,8 ГГц. Поскольку эти процессоры имеют более низкие тактовые частоты, они потребляют меньше энергии по сравнению с i9 при 35 Вт. 

Intel Core i9

Intel Core i9 является полным мамонтом с точкой зрения как характеристик и производительности. Начнем с того, что у него всего восемь ядер. Эти ядра работают на частоте 4 ГГц (базовая) и 5 ​​ГГц (турбо). Он обладает огромной кэш-памятью 16 МБ и мощностью 127 Вт.