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.