Procesory v noteboocích: fakta, mýty a tipy

0

Procesory obecně, technologie a zamyšlení

Po úspěchu článku o mobilních grafikách jsme se rozhodli vydat podobného průvodce světem procesorů. Dnešní přehled je věnován spíše laikům, ačkoli i ti zkušenější z vás si možná odnesou pár drobností.

Procesor: co to je a k čemu to je

Tak předně – co procesor v notebooku dělá, na co je potřeba méně a na co více a kdy jeho rychlost nejvíce pocítíte? Procesor je hlavní výkonná jednotka počítače. Je univerzální a počítá tak všechny běžné operace. Obraz ovšem kreslí grafická karta, takže máte-li pomalou grafiku, rychlejším procesorem si ve hrách nepomůžete ani za mák. Stejně tak platí, že chod systému je z velké části omezen pevným diskem. Zatímco počítač čeká, než se načtou data z disku, procesor prakticky stojí. Proto vždy všeho s mírou – výkonný procesor vám nenahradí zbytek sestavy, vždy je potřeba volit vyvážený hardware. I když je pravda, že vše dohromady spojuje CPU.

Alza.cz: „Procesor je mozek a srdce počítače a má ze všech komponent největší vliv na jeho celkový výkon. Výkonnější procesor tedy znamená rychlejší počítač, se kterým toho zvládnete mnohem více.“

Další kapitolou je, když procesor počítač brzdí a čeká se právě na něj. S tím se setkáte v podstatě ve dvou situacích.

Tou první je nějaká velká nálož výpočetního výkonu. Potřebujete dávkově upravit padesát fotek, převést video do jiného formátu nebo vyrenderovat scénu.

Mobilní procesory 2013Tou druhou je „krmení“ grafické karty ve hrách. Nejdůležitější komponentou u herního výkonu je grafika. Jenže když máte GPU velmi silné a CPU slabé, výkon prudce klesá. Zářným příkladem může být MSI GX70. V tomto 17,3″ notebooku od MSI najdete špičkovou grafickou kartu, Radeon HD 8970M, ale pouze relativně pomalý procesor AMD A10-5750M. Herní výkon je tak oproti sestavě s třeba Core i7-4800MQ omezen o 10-50 % (cena ale samozřejmě také).

Jádra a frekvence

Na jakých parametrech stojí výkon CPU? Odpověď není tak jednoduchá, jak by se mohlo zdát. Procesor má určitý počet jader, která běží na nějaké frekvenci. Zvýšení frekvence přináší zvýšení výkonu, počet jader znamená počet logických procesorů. Opět je ale potřeba se zamyslet:

Vezměme tři procesory:

  • AMD A10-5750M, 4 jádra, 2,5–3,5 GHz
  • Intel Core i7-4700MQ, 4 jádra, 2,4–3,4 GHz
  • Intel Core i7-4800MQ, 4 jádra, 2,7–3,7 GHz

S jistotou můžeme říct, že Core i7-4800MQ bude rychlejší než Core i7-4700MQ. Nicméně čip od AMD bude za oběma silně zaostávat. Bez ohledu na to, že jde o papírově rychlejší čtyřjádro než i7-4700MQ. Není totiž procesor jako procesor.

Různé architektury jsou různě výkonné. Čtvrtá generace rodiny Intel Core je o pár procent výkonnější než třetí, která je o pár procent výkonnější než druhá. Všechny „plnotučné“ procesory Intel budou na stejném taktu rychlejší než libovolný čip od AMD. První, co je tak potřeba brát v potaz je, o jaký čip jde, kdo ho kdy vyrobil a do jaké výkonnostní sféry patří. Až potom se zamýšlejte nad počtem jader a frekvencí.

Pro ilustraci vkládám graf průměrného výkonu sedmi velmi různých procesorů:

Obecně platí, že více jader = více vláken operací. Jádra se nesčítají, ale pokud děláte třeba dvě různé úlohy, procesor může jedním jádrem pracovat na jedné a druhým jádrem na druhé. Navíc je řada moderních programů už optimalizovaná pro dvě či více jader. V praxi to znamená, že se výkon násobí. Nicméně dvoujádro na 3 GHz je snadněji využitelné a v průměru výkonnější než čtyřjádro na 1,5 GHz.

Hyper-Threading a virtuální jádra

Intel má technologii zvanou Hyper-Threading, či Simultaneous-Multi-Threading. Ta způsobuje, že se jedno fyzické jádro projevuje jako dvě logická jádra. Všechny procesory Core i3, i5 a i7 mají vždy dvojnásobek logických jader, než fyzických. Core i3-3110M je dvoujádro, ale ve správci úloh jej vidíte jako čtyřjádro. Reálný dopad na výkon ale není
100 %, jak by si někdo mohl myslet, ale obvykle se pohybuje zhruba kolem 20 %.

AMD má v zásadě podobnou věc. Všechny čipy architektur Richland a Trinity, tedy Ax-4000M a vyšší, jsou označovány jako dvoujádra a čtyřjádra, pravda je ale trochu jinde. Čtyřjádro AMD A8-5557M tiká na 2,1–3,1 GHz. Celý čip ale obsahuje pouze dva moduly, každý z nich potom dvě INT a jednu FPU jednotku. Čtyřjádra Richland jsou tedy vlastně buď hodně masivní dvoujádra s „Hyper-Threadingem“ nebo neplnohodnotná čtyřjádra. Vzhledem k nízkému výkonu na jádro je pravda spíš to druhé.

Mobilní procesory 2013

Turbo Boost, Turbo Core

Takřka všechny procesory mají dnes frekvenci danou v rozmezí. Například Intel Core i5-4200U pracuje na 1,6-2,6 GHz. Přesnější by bylo říct, že pracuje na 1,6 GHz a v zátěži může díky technologii Turbo Boost 2.0 zvýšit frekvenci AŽ na
2,6 GHz. Slovo „až“ je důležité, procesor nemá garantováno, že vystoupá až na tento takt. To totiž záleží na teplotách, chlazení, stavu integrované grafiky a dalších faktorech. Základní takt také není nejnižší hodnota, na které může procesor běžet. V klidu budou jádra Core i5-4200U nastavena jen na 800 MHz. Základní takt je garantovaná hodnota, jakou budou držet současně všechna jádra v zátěži.

Cache

Další věci je cache. Všechny procesory mají L1, L2 a některé i L3 cache. Obvykle nás zajímá velikost L3, potažmo L2 cache, a to s tím, že čím je větší, tím lépe. Neznamená to ale, že procesor s 8 MB L3 cache bude dvakrát rychlejší než stejný čip se 4 MB. U cache platí, že od určité hodnoty se výkon takřka nijak nezvyšuje. Naopak, pokud je cache moc malá, může to výkon CPU srazit na naprosté minimum.

 

S omezováním výkonu procesoru pomocí malé cache se asi nejsilněji setkáte u Celeronů a Pentií. Tato levná řada procesorů od Intelu pracuje na poměrně vysokých taktech, ale nepodporuje Hyper-Threading a je výrazně omezena na cache, což může snížit výkon i o desítky procent.

Výrobní proces

Dalším parametrem je výrobní proces. Dnes je většina procesorů stavěna na 22nm, případně 32nm výrobě. Dříve to bylo 45, 65, 90 a více nm. Jde o velikost tranzistorů v čipu a platí, že méně je lépe. Čím menší tranzistor, tím více se jich na malý čip vejde, a čím menší čip, tím obvykle nižší spotřeba a hlavně levnější výroba.

Integrovaná grafika

Samozřejmě záleží také na integrované grafice, která je posledních pár let výhradně v procesoru. Dnes se ale zabýváme CPU částí procesoru, a mobilní grafiky, včetně těch integrovaných, jsme probrali v článku před měsícem:

Procesory Intel

Nyní si shrneme situaci na poli konkrétních čipů. Pro začátek přidávám další graf výkonu z procesoru Cinebench R11.5. Už starší verze softwaru testuje výkon při renderingu v Cinema 4D. Nejde o velmi reprezentativní znázornění, ale obrázek si uděláte, a navíc máme v Cinebenchi poměrně velké množství výsledků:

Jak určitě víte, procesory architektury x86 pro běžné notebooky vyrábí Intel a AMD. V tabletech můžete najít třeba procesory Qualcomm a ARM, ale o těch jindy. Myslím, že můžu bezpečně říct, že Intel má na poli přenosných počítačů s Windows přibližně 90% prodejní podíl.

Intel

Intel má majoritní podíl a pokrývá všechny oblasti trhu. Na trhu máme modelové řady  Atom, Celeron, Pentium, Core i3, Core i5 a Core i7. Výkon v této posloupnosti roste a řady tu jsou pro přibližné odlišení. Začal bych netradičně odshora.

Core i7, i5 a i3

Na trhu jsou aktuálně tři generace těchto procesorů. Jsou to:

  • 2. generace Core, Sandy Bridge
  • 3. generace Core, Ivy Bridge
  • 4. generace Core, Haswell

Číslo generace najdete vždy v první číslici značení. Například:

Intel Core i7-4700MQ – čtyřka znamená, že jde o procesor čtvrté generace, Haswell. Další trojčíslí určuje výkonové postavení v dané generaci. Už z názvu Core i7 víme, že jde o jeden z nejlepších čipů Intelu. M značí, že jde o mobilní procesor standardního napětí (U = ultranízké napětí, Y = extrémně ultranízké napětí). Q říká, že je procesor čtyřjádrový (quad-core), dvoujádra písmenko nemají.

V čem se jednotlivé generace liší? Každá je o něco výkonnější. Stejně taktovaný čtyřjádrový čip Haswell je v hrubém průměru přibližně o 8 % rychlejší než Ivy Bridge, ten potom o 6 % překonává Sandy Bridge. Spotřeba potom naopak klesá, Haswell by měl být nejúspornější. Tento rozdíl se nejvíce projeví u čipů s koncovkou U a Y, u masivních čtyřjader je neznatelný. Rozdílů je celá řada, i značení se mírně liší, ale to tu asi není třeba rozebírat. Pokud vás jednotlivé architektury zajímají více či méně, přikládám odkazy na další články.


Jednu důležitou věc ale musím vypíchnout. Jak jste asi zaregistrovali, existují i nízkonapěťové procesory s koncovkou U. Ty se používají v ultraboocích. Důležité je, že jejich číslování není srovnatelné se standardní řadou M. Core i7-4500U je pomalejší než Core i5-4200M. Liší se výrazně nižší spotřebou a tepelným vyzařováním, proto se také používají ve strojích, kde není moc místa na chlazení ani na akumulátor.

 

Pentium a Celeron

Pentia a Celerony jsou nejnižší a nejlevnější procesory Intelu. Je potřeba je ale rozlišit na dvě skupiny. Až donedávna šlo o trochu pomalejší deriváty výkonných procesorů. Pentia a Celerony začínající číslem náleží do architektury Sandy Bridge, Ivy Bridge, či Haswell. Konkrétně Celerony 1000 a Pentia 2000 jsou Ivy Bridge, Celerony 2000 a Pentia 3000 Haswell. Jejich výkon je omezen nižším taktem, menší cache a chybějící podporou Hyper-Threadingu. Můžete zde najít i procesory s příponou U nebo Y.

Druhou, novou, a podstatně zajímavější skupinou jsou nové čipy Valleyview. Pentia a Celerony začínající písmenem N staví na architektuře Silvermont, o které si více řekneme níže. Spadají do platformy Bay Trail-M. Řada N dříve patřila Atomům, ale nové Atomy N už Intel značí těmito vyššími jmény. A ne bezdůvodně. Procesory si zachovaly extrémně nízkou spotřebu, ale zároveň mají už velmi přijatelný výkon. Za svými sourozenci z rodin Ivy Bridge a Haswell tak příliš nezaostávají.

Mobilní procesory 2013

Atom

Nejúspornější a nejlevnější řada Intelu – to jsou Atomy. Atomy N najdete v netboocích a noteboocích, Atomy Z v tabletech a výjimečně v telefonech.

Dnes je důležité rozlišovat, jestli jde o starý nebo nový Atom. Na trhu je momentálně druhá a třetí generace, architektura Saltwell a Silvermont. Všechny Atomy N a také řada Z2000 patří do oné starší skupiny. Atomy Z3000, rodina Bay Trail, jsou už ale poněkud jiná liga. Dvoujader je zde pomálu, převládají čtyřjádra. Fyzická čtyřjádra, Hyper-Threading nové čipy nepodporují. I přesto jsou ale na stejném taktu o mnoho rychlejší a běžnou kancelařinu ve Windows zvládají na jedničku. Čistě pocitově je hned poznat, na kterém Atomu váš netbook běží.

Procesory AMD

AMD

Několik posledních let hraje AMD na poli procesorů velmi výrazně druhé housle. U mobilních čipů je to obzvláště patrné. Nedá se určitě říct, že se nevyplatí kupovat jejich produkty, ale je potřeba počítat s tím, že výkon je obvykle výrazně nižší. To AMD kompenzuje lepšími integrovanými grafikami (dnes už ne tak docela) a hlavně nižší cenou.

Celé mobilní portfolio AMD můžeme rozdělit v podstatě na dvě části. Řada FX tu chybí, máme tu jen řady A – výkonné čipy s vysokým TDP a řady E a C – levné a úsporné modely.

A-series

Podobně jako Intel má svoje čipy dělené na Core i3, i5 a i7, AMD má řady A4, A6, A8 a A10. Analogicky platí, že v A10 najdete nejsilnější CPU, v A4 nejslabší. Intel se svými procesory Core je ale podstatně výše, a dá se říci, že Core i7 současné generace nemá u AMD žádnou konkurenci. Jak už jsem ale říkal, procesory AMD jsou velmi levné a obecně platí, že i úspornější. Pokud počítáte s hraním her, integrovaný Radeon navíc představuje obvykle lepší volbu než HD Graphics od Intelu.

V praxi se můžeme setkat se třemi generacemi od AMD:

  • AMD Ax-3000M – Llano
  • AMD Ax-4000M – Trinity
  • AMD Ax-5000M – Richland

Stejně jako u Intelu se dá říct, že napříč generacemi klesá spotřeba a stoupá výdrž na baterii. S výkonem je to ale trochu ošemetné. Starší procesory Llano jsou se stejným počtem jader a stejnou frekvencí o něco rychlejší než Trinity nebo Richland.

Pokud mám hodnotit praktické využití procesorů řady A, záleží vždy na tom, co na počítači hodláte dělat. Obecně vám jakýkoli model bude stačit na obyčejnou kancelář, koukání na filmy a surfování po webu bez problému. Pokud přijde na lámání chleba a budete chtít převést film do jiného formátu nebo upravit několik gigabajtů fotek z dovolené, není tu sice problém, ale počítejte se znatelně nižším hrubým výkonem než Core i5 či i7 od Intelu. Obrázek si ostatně můžete dobře udělat z grafu výše.

Zvláštní situací jsou hry. Zejména si zaslouží pozornost právě MSI GX70 se špičkou nabídky AMD jak na poli CPU, tak na poli GPU. Nejvýkonnější Richland, AMD A10-5750M, zde doplňuje Radeon HD 8970M. Procesor je výrazně pomalý a nestíhá s grafikou občas držet krok. Je tu ale také druhý pohled na věc – s CPU od AMD můžete mít dělo, jakým Radeon HD 8970M, je, jak skvělou cenu pod 30 000 Kč, a výsledný herní výkon za tyhle peníze určitě stojí.

 

E-series

Řada E neboli Brazos je odpověď AMD na Atomy a levnější Celerony a Pentia. V případě starších Atomů musím říct, že jde o odpověď velmi povedenou. Pokud byste se například rozhodovali u koupě staršího počítače mezi Atomem N450 či N550 a AMD E-350 nebo E-450, přikloňte se určitě k AMD. Spotřeba není o moc vyšší, výkon je ale citelně lepší. S novými Atomy Bay Trail se ale situace srovnala, či spíše posunula na stranu Intelu.

Momentálně má AMD na trhu v podstatě hlavně čipy řady E2, jako je třeba E2-1800. Dále se můžeme pořád potkat s modely C. Ty mají ještě nižší spotřebu a ještě výrazně nižší výkon, díky čemuž si oblibu příliš nezískaly. Ačkoli je na brzký příští rok plánována nová architektura malých jader od AMD, prozatím je situace vcelku dlouho neměnná.

Co potřebujete vědět: na stejném taktu jsou procesory řady AMD E-series rychlejší než starší Atomy, podobně rychlé jako platforma Bay Trail (Atomy Z3000, Pentia a Celerony N), a pomalejší než jakýkoli jiný plnonapěťový procesor.

Procesory v noteboocích: fakta, mýty a tipy

Ohodnoťte tento článek!