мова
залізо windows програми мережа
русский українська
ЗалізоПроцесор → Технології та інструкції, що використовуються в процесорах

Технології та інструкції,
що використовуються в процесорах

16.10.2016 р.

Люди зазвичай оцінюють процесор за кількістю ядер, тактовою частотою, об'ємом кеша та іншими показниками, рідко звертаючи увагу на підтримувані ним технології.

Окремі з цих технологій потрібні тільки для вирішення специфічних завдань і в "домашньому" комп'ютері навряд чи коли-небудь знадобляться. Наявність же інших є неодмінною умовою роботи програм, необхідних для повсякденного використання.

Так, популярний браузер Google Chrome не працює без підтримки процесором SSE2. Інструкції AVX можуть в рази прискорити обробку фото- і відеоконтенту. А нещодавно один мій знайомий на досить швидкому Phenom II (6 ядер) не зміг запустити гру Mafia 3, оскільки його процесор не підтримує інструкції SSE4.2.

Якщо абревіатури SSE, MMX, AVX, SIMD вам ні про що не говорять і ви хотіли б розібратися в цьому питанні, викладена тут інформація стане непоганою допомогою.

У коротких описах нижче увага приділена головним чином практичній цінності технологій. Пройшовши по приведених посиланнях, можна отримати детальніші відомості про кожну з них.


MMX

Абревіатура утворена від MultiMedia eXtensions (мультимедійні розширення). Це набір інструкцій процесора, призначених для прискорення обробки фото-, аудіо- і відеоданих. Розроблений компанією Intel, використовується в процесорах з 1997 року і на момент впровадження забезпечував до 70% приросту продуктивності. Сьогодні вам навряд чи вдасться зустріти процесор без підтримки цієї технології. Детальніше.


3DNow!

Технологія вперше була використана в 1998 році в процесорах AMD і стала розвитком технології MMX, значно розширивши можливості процесора в напрямку обработи мультимедійних даних. Її презентацію поєднали з виходом гри Quake 2, в якій 3DNow! забезпечувала до 30% приросту швидкодії. Але широкого поширення 3DNow! не набула. Зараз вона замінена іншими технологіями і в нових процесорах не використовується. Детальніше.


SSE

Абревіатура від від Streaming SIMD Extensions. SIMD розшифровується як Single Instruction Multiple Data, що означає "одна інструкція - безліч даних".

SSE вперше використана в 1999 році в процесорах Pentium ІІІ і стала своєрідною відповіддю компанії Intel на розроблену компанією AMD технологію 3DNow!, усунувши деякі її недоліки. SSE застосовується процесором, коли треба здійснити одні й ті ж дії з різними даними і забезпечує здійснення до 4 таких обчислень за 1 такт, чим забезпечує істотний приріст швидкодії.

SSE використовується величезним числом додатків. Процесорів без її підтримки сьогодні вже не зустрінеш. Детальніше.


SSE2

Цей набір інструкцій був розроблений компанією Intel і вперше інтегрований в процесори Pentium 4 (2000 - 2001 рр.).

Підтримка інструкцій SSE2 є неодмінною умовою використання сучасного програмного забезпечення. Зокрема, без цього набору команд не працюватимуть популярні браузери Google Chrome і Яндекс-браузер. На комп'ютері без SSE2 також неможливо використовувати Windows 8, Windows 10, Microsoft Office 2013 та ін. Детальніше.


SSE3

Набір з 13 інструкцій, розроблений компанією Intel і вперше використаний нею в 2004 р. в процесорах з ядром Prescott. Дозволяє процесору ефективніше використовувати 128-бітні регістри SSE.

Інструкції SSE3 помітно спростили ряд DSP - і 3D-операцій. Практична користь від них найбільше відчувається в додатках, пов'язаних з обробкою потоків графічної інформації, аудіо- і відеосигналів. Детальніше.


SSSE 3

Скорочення від "Supplemental SSE3", що означає "Додатковий SSE3". Це набір додаткових інструкцій процесора, впроваджених компанією Intel в 2006 році в продовження розвитку попередніх наборів команд SSE. По суті, це був четвертий по черзі набір інструкцій SSE. Але в Intel вирішили інакше, можливо, порахувавши його лише незначним доповненням до попереднього пакету.

Інструкції SSSE3 потрібні для нормальної роботи багатьох сучасних застосувань, зокрема програм розпізнавання мови, що використовують алгоритм DNN (Deep Neural Network). Детальніше.


SSE 4.1

Набір інструкцій, розроблений компанією Intel. Використовується в процесорах з 2006 року.

SSE 4.1 значною мірою підвищує ефективність процесора при компіляторній векторизації обробки даних, роботі з тривимірною графікою і в іграх, обробці зображень, відеоінформації та іншого мультимедійного контенту. Детальніше.


SSE 4.2

Набір інструкцій процесора, що включає 7 команд обробки рядків, підрахунку CRC32 і популяції одиничних бітів, а також роботи з векторними примітивами. Вперше використаний компанією Intel в 2008 році.

На практиці інструкції SSE 4.2 підвищують продуктивність при скануванні вірусів, пошуку тексту, строковій обробці бібліотек (ZLIB, бази даних та ін.), обробки 3D інформації. Детальніше.


SSE4A (SSE128)

Набір інструкцій, що виористовуюється в процесорах AMD з 2007 року. Включає всього 4 команди (інструкції, прискорюючі підрахунок числа нульових/одиничних бітів, комбіновані інструкції маскування і зрушення, а також скалярні інструкції потокового запису).

Аналогічні інструкцій є також в наборі SSE 4 (4.1, 4.2.) від Intel, який є значно ефективнішим (загалом 54 інструкції), див. вище. Детальніше.


AES

Розширення системи команд процесора, розроблене в 2008 році компанією Intel з метою прискорення роботи і підвищення рівня захищеності програм, що використовують алгоритм шифрування AES (Advanced Encryption Standard).

У США і деяких інших країнах AES є офіційним стандартом шифрування. Використовується операційною системою Windows і багатьма популярними програмами для захисту конфіденційної інформації (The Bat!, TrueCrypt та ін.). Якщо процесор підтримує інструкції AES, приріст продуктивності додатків, що використовують цей алгоритм, може досягати 1200 %. Детальніше.


AVX

Абревіатура утворена від Advanced Vector Extensions. Це розширення системи команд процесора, розроблене компанією Intel в 2008 році. Має великий вплив на мультимедійні і обчислювальні можливості процесора.

Окрім набору нових інструкцій, ця технологія передбачає двократне збільшення розмірів SIMD-регістрів процесора, завдяки чому в інтенсивних обчисленнях за кожен такт він може обробляти до 2 разів більше інформації.

Значний приріст продуктивності спостерігається при роботі з фото-, відеоконтентом, вирішенні наукових завдань та ін.). Але для цього потрібно також використовувати відповідну операційну систему і адаптоване програмне забезпечення. У Windows підтримка AVX з'явилася, тільки починаючи з Windows 7 SP1. Детальніше.


AVX 2

Набір інструкцій, що став розвитком технології AVX. Вперше використаний в 2013 р. в процесорах Intel на ядрі Haswell.

Практична користь для рядового користувача - приріст продуктивності при роботі з відео, фотографіями, звуком, а також з програмами, що використовують алгоритми розпізнавання голосу, обличчя, жестів (за умови використання відповідного програмного забезпечення). Детальніше.


FMA

Набір інструкцій процесора, що прискорюють операції множення-додавання чисел з плаваючою комою. Абревіатура FMA утворена від англ. Fused Multiply-Add, що перекладається як множення-додавання з одноразовим округленням.

Операції множення-додавання дуже поширені і відіграють важливу роль в роботі обчислювальної техніки. Особливо, коли йдеться про цифрову обробку аналогових сигналів (бінарне кодування відео, звуку та інші подібні операції). Враховуючи це, підтримка FMA реалізована не лише в центральних процесорах, але й в графічних процесорах багатьох відеокарт. Детальніше.


NX (XD), EVP

Технології NX (No Xecute), XD (eXecute Disable) і EVP (Enhanced Virus Protection), не дивлячись на різні назви, є одним і тим же - важливим компонентом будь-якого сучасного процесора, що забезпечує підвищений захист комп'ютера від вірусів і хакерських атак, які використовують механізм переповнення буферу.

Назви NX і XD характерні для процесорів Intel. EVP - для процесорів AMD. Детальніше.


AMD64, Intel64

AMD64, Intel64, EM64T, x86-64, x64, Hammer Architecture - всі ці терміни означають одне і те ж - 64-бітну архітектуру центрального процесора, розроблену і впроваджену в 2003 році компанією AMD. До цього процесори були 32-бітними.

Для звичайного користувача головною перевагою 64-бітного процесора є можливість використання в комп'ютері 64-бітного програмного забезпечення і великого об'єму оперативної пам'яті (теоретично, до 16777216 терабайт). Максимальна ж кількість оперативної пам'яті, яку може адресувати 32-бітний процесор - лише 4 ГБ. Детальніше.


XOP

XOP (від англ. eXtended operation - "розширена операція") - це набір інструкцій мікропроцесора, які підвищують його швидкодію при роботі з мультимедіа, а також при вирішенні наукових завдань.

Інструкції XOP вперше використані в 2011 році в процесорах AMD архітектури Bulldozer. В цей набір входить декілька різних типів векторних інструкцій, більшість з яких є цілочисельними. Проте, є серед них також інструкції для перестановки чисел з плаваючої комою та інструкції екстракції дробової частини. Детальніше.


HT, SMT

В процесорах Intel технологія багатопоточності називається Hyper-Threading (HT), в процесорах AMD - Simultaneous MultiThreading (SMT).

Крім назв, ці технології відрізняються ще й багатьма аспектами реалізації. Проте, суть їх однакова. HT і SMT підвищують ефективність використання обчислювальних можливостей процесора (в середньому, на 20 - 30 %) за рахунок паралельного виконання кожним його ядром двох потоків обчислень. Детальніше.


Апаратна віртуалізація (VT-x, VT-d, AMD-V)

Апаратна віртуалізація значно розширює можливості роботи комп'ютера з віртуальними машинами, дозволяючи використовувати гостьові операційні системи ізольовано від основної (хостовой) системи.

Крім того, з'являється можливість "прокидки" в гостьову систему пристроїв вводу-виводу, що підключаються до комп'ютера через шину PCI та деякі інші шини (відеокарти, звукові карти, мережеві адаптери та ін.). Детальніше.


Turbo Boost, Turbo Core

Turbo Boost і Turbo Core - схожі за своєю суттю технології, що автоматично піднімають тактову частоту процесора вище номінальної, коли в цьому є необхідність. Turbo Boost використовується в процесорах Intel, Turbo Core - в процесорах AMD. В цілому, вони забезпечують значний приріст швидкодії в більшості додатків.

Незважаючи на однакове призначення, Turbo Boost і Turbo Core істотно відрізняються. Детальніше.


TXT

TXT (англ. Trusted eXecution Technology - технологія довіреного виконання) - розроблена компанією Intel і використовувана в її процесорах технологія, яка забезпечує апаратний захист комп'ютера від шкідливих програм.

Це абсолютно нова концепція безпеки. В її основі лежить ексклюзивне використання частини ресурсів комп'ютера кожним конкретним додатком. Вона охоплює практично усі підсистеми комп'ютера: виділення пам'яті, моніторинг системних подій, зв'язок чіпсета і пам'яті, зберігання даних, пристрої введення (клавіатура і миша), виведення графічної інформації. Детальніше.


TSX

TSX (Transactional Synchronization eXtensions) - набір інструкцій багатоядерного процесора, розроблений компанією Intel, який підвищує ефективність взаємодії ядер між собою при здійсненні загального доступу до одних і тих же даних і, в кінцевому рахунку, збільшує загальну продуктивність комп'ютера. Детальніше.


SpeedStep, PowerNow!, Cool’n’Quiet

Принцип дії цих технологій полягає в автоматичному зниженні частоти процесора, та як наслідок - споживаної ним енергії і виділеного тепла, в періоди, коли комп'ютер не виконує ніяких завдань або коли складність цих завдань є незначною.

Це особливо важливо для мобільних пристроїв, витрата заряду акумулятора яких істотно зменшується. У настільних системах найвідчутнішим моментом є зниження шуму системи охолодження процесора. Детальніше.


MPX

Memory Protection Extensions - технологія, що забезпечує підвищений захист комп'ютера від вірусних і інших загроз, які використовують механізм переповнення буфера.

Процесор отримує можливість додатково перевіряти межі буферів стека і буферів купи перед доступом до пам'яті, щоб програма, яка звертається до пам'яті, мала доступ лише до тієї її області, яка їй призначена. Внаслідок цього хакеру або шкідливій програмі стає значно складніше через пам'ять "підставляти" процесору свій код. Детальніше.


SGX

Software Guard Extensions (SGX) - набір інструкцій, розроблений компанією Intel і використовуваний в її процесорах, починаючи з архітектури Skylake.

SGX дозволяє організувати захищені ділянки коду і даних (так звані "анклави"), які забезпечують високий рівень захисту працюючих з ними програм від шкідливих додатків і хакерських атак. Детальніше.


Intel SHA

Intel Secure Hash Algorithm extensions (SHA) - набір інструкцій процесора, розроблених компанією Intel для прискорення роботи програм, які використовують алгоритми шифрування SHA. Включає 7 інструкцій, 4 з яких прискорюють роботу SHA-1, інші 3 - SHA-256. Прискорення може складати 150-200 % і більше (в залежності від конкретної програми).

Ці алгоритми використовуються в системах контролю версій і електронних підписів, а також для побудови кодів аутентифікації. SHA-1 є поширенішим і застосовується в найрізноманітніших криптографічних програмах. Детальніше.


ACPI

Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) - стандарт, розроблений компаніями HP, Intel, Microsoft, Phoenix і Toshiba. Використовується в комп'ютерній техніці з 1996 року, поступово доповнюючись і удосконалюючись. Визначає загальний підхід до керування живленням і забезпечує взаємодію між пристроями комп'ютера, його операційною системою і BIOS/UEFI з метою зниження рівня енергоспоживання.

Стандарт ACPI передбачає декілька режимів роботи процесора. Залежно від моделі, вони можуть підтримуватися процесором в повному обсязі чи тільки якась їх частина. Детальніше.


SMM

System Management Mode (SMM) - режим, в якому процесор призупиняє виконання будь-якого коду (у тому числі й операційної системи) і запускає спеціальну програму, що зберігається в зарезервованій області оперативної пам'яті.

Процесор переводиться в режим SMM не програмним забезпеченням, а після надходження сигналу, що генерується при настанні певних подій спеціальними схемами материнської плати. Потрібен для вирішення деяких важливих завдань, таких як обробка помилок пам'яті і чіпсета материнської плати, захист процесора від перегрівання шляхом вимкнення комп'ютера та ін. Детальніше.


DFFS

Dynamic Front Side Bus Frequency Switching (DFFS) - одна з технологій зниження енергоспоживання комп'ютерних систем. Вона дозволяє операційній системі комп'ютера, залежно від навантаження, знижувати частоту системної шини FSB, що спричиняє також зниження частоти процесора. Детальніше.


SenseMI

SenseMI - технологія, розроблена компанією AMD і вперше використана в процесорах серії Ryzen. Вона є комплексом з декількох взаємопов'язаних компонентів, що забезпечують оптимальну продуктивність і енергоефективність шляхом прогнозування програмного коду, а також динамічної зміни частоти процесора відповідно до вирішуваних завдань в кожен конкретний момент часу (Smart Prefetch, Neural Net Prediction, Pure Power, Precision Boost, Extended Frequency Range).

Деякі зі згаданих компонентів, по суті, є вдосконаленими варіантами технологій, що використовувалися в попередніх моделях процесорів AMD. Детальніше.


AMD CoolCore

AMD CoolCore - технологія, яка здійснює тимчасове вимкнення невикористовуваних блоків процесора з метою зниження енергоспоживання і зменшення кількості тепла, що ним виділяється. Вперше використана в процесорах Phenom. Детальніше.


AMD CoolSpeed

AMD CoolSpeed - технологія, розроблена компанією AMD для захисту процесора від перегрівання шляхом зниження частоти і напруги живлення. Детальніше.


AMD Enduro

AMD Enduro - технологія, що дозволяє перемикати комп'ютер, оснащений двома графічними рішеннями, з одного пристрою на інший, залежно від вирішуваних в конкретний момент часу завдань. Підтримується відеокартами AMD, а також гібридними (які мають вбудоване графічне ядро) процесорами цієї компанії.

Цінною Enduro є для мобільних комп'ютерів, оскільки дозволяє істотно економити заряд акумулятора. Детальніше.


BMI, TBM, ABM

Bit Manipulation Instructions (BMI) - набори інструкцій, що використовуються в процесорах Intel і AMD для прискорення операцій, пов'язаних з маніпулюванням бітами.

Операції маніпулювання бітами найчастіше використовується додатками, призначеними для низькорівневого управління пристроями, виявлення і виправлення помилок, оптимізації, стискання і шифрування даних. Використання BMI програмами значно прискорює ці операції (іноді в декілька разів), проте, код програм стає складнішим для написання програмістами. Детальніше.


DPM, DDPM

Dynamic Power Management і Dual Dynamic Power Management - технології автоматичної динамічної зміни живлення процесора. В сукупності з іншими енергозберігаючими технологіями, вони значно підвищують його енергоефективність, знижуючи рівень живлення в періоди простою або незначних завантажень і підвищуючи його, коли це необхідно. Детальніше.


SMEP, SMAP

Supervisor Mode Execution Prevention і Supervisor Mode Access Prevention - технології, розроблені компанією Intel для захисту комп'ютера від хакерських атак та інших загроз, які використовують так званий "режим супервізора". Детальніше.


F16C

F16C - набір інструкцій, який використовується в процесорах архітектури x86 для прискорення перетворень між бінарними числами половинної точності (16 біт) і стандартними бінарними числами з плаваючою комою одинарної точності (32 біти).

F16C використовується як в процесорах AMD, так і в процесорах Intel, значно розширюючи їх можливості в плані роботи з мультимедійними даними, а також даними інших типів. Детальніше.

ПОДІЛИТИСЬ:

НАПИСАТИ АВТОРУ
Схожі матеріали


Порівняння процесорів

Онлайн-сервіс порівняння характеристик процесорів. Являє собою порівняльну таблицю, в яку можна одночасно додати до 4 процесорів, вибравши їх зі списку (доступно близько 2 тис. процесорів Intel і AMD).

Сервіс дозволяє в зручній формі порівнювати продуктивність процесорів у синтетичних тестах, кількість ядер, частоту, структуру і об'єм кешу, підтримувані типи оперативної пам'яті, швидкість шини, а також інші їх характеристики.

ΞдетальнішеΞ
Специфікації процесорів

У цій базі зібрані детальні характеристики процесорів Intel і AMD. Вона містить специфікації близько 2 тисяч десктопних, мобільних та серверних процесорів, починаючи з перших Пентіумів і Атлонов і закінчуючи останніми моделями.

Інформація систематизована в алфавітному порядку і буде корисною всім, хто цікавиться комп'ютерною технікою.

ΞдетальнішеΞ
Таблиця процесорів

Таблиця містить інформацію про майже 2 тис. процесорів і буде корисною людям, які цікавляться комп'ютерним "залізом". Положення кожного процесора в таблиці визначається рівнем його швидкодії в синтетичних тестах (розташовані в порядку зменшення).

Є фільтр, що відбирає процесори по виробнику, моделі, сокету, кількості ядер, наявності вбудованого відеоядра та іншим параметрам.

Для отримання детальної інформації про будь-який процесор достатньо натиснути на його назву.

ΞдетальнішеΞ
Як перевірити стабільність процесора

Перевірка стабільності роботи центрального процесора потрібна не часто. Як правило, така необхідність виникає при придбанні комп'ютера, розгоні процесора (оверлокінгу), при виникненні збоїв у роботі комп'ютера, а також у деяких інших випадках.

У статті описано порядок перевірки процесора за допомогою програми Prime95, яка, на думку багатьох експертів і оверлокерів, є кращим засобом для цієї мети.

ΞдетальнішеΞ
Як дізнатися який процесор встановлений в комп'ютері

Назва моделі зазвичай наноситься виробником прямо на процесор. Тому якщо він ще не встановлений в сокет материнської плати і не прикритий зверху системою охолодження, отримати необхідні відомості можна з маркування на його кришці.

Ну а якщо процесор вже стоїть в системному блоці, дізнатися його модель можна декількома способами. Деякі з них працюють тільки в Windows. Інші - підходять для випадків, коли Windows на комп'ютері відсутня чи не запускається.

ΞдетальнішеΞ
Вплив кеш-пам'яті процесора на швидкодію комп'ютера

Кеш-пам'ять відіграє важливу роль. Без неї від високої тактової частоти процесора не було б ніякої користі. Кеш дозволяє використовувати в комп'ютері будь-яку, навіть "найповільнішу" оперативну пам'ять, без відчутного зниження його продуктивності.

Про те, що таке кеш-пам'ять процесора, як вона працює і який має вплив на швидкодію комп'ютера, читач дізнається із цієї статті.

ΞдетальнішеΞ
ЗАЛІЗО Основи Будова комп'ютера Драйвери пристроїв BIOS, UEFI Внутрішні пристрої Процесор Материнська плата Відеокарта Оперативна пам'ять Жорсткий диск, SSD Блок живлення Мережева карта Звукова карта Кулери, охолодження Зовнішні пристрої Мишка Клавіатура Монітор, телевізор Флешка Оптичні диски Принтер, сканер Маршрутизатор, Wi-Fi WINDOWS Інсталяція і оптимізація Інсталяція Windows Оновлення, відновлення Оптимізація Windows Файли і папки Файли Папки Архіви Іконки та ярлики Контекстне меню Використання Windows Основи Робочий стіл Панель завдань Мій комп'ютер Облікові записи Гарячі клавіши Дата та час Мова Шрифти Звуки Панель керування Диспетчер завдань Диспетчер пристроїв Реєстр Командний рядок Віртуалізація Безпека ПРОГРАМИ Інструкції та поради Встановлення програм Автозавантаження програм Microsoft Word Microsoft Excel Браузери Архіватори Файли, мультимедіа Безпека Каталог програм Категорії

МЕРЕЖА Основи Налаштування мережі Можливості Інтернету Корисні сайти
вгору