Hodnocení procesorů jsou komplexní záležitostí. Než se vůbec dostanete k testům výkonnosti, musíte se zorientovat v množství odborných termínů, jako jsou křemík, čip, pouzdro, IHS a sTIM. Je to značné množství žargonu, které vyžaduje vysvětlení. Proto si zde definujeme klíčové součásti procesorů, o kterých se nejčastěji diskutuje v komunitě počítačových nadšenců.
Zdůrazňujeme, že tento článek nemá být hloubkovou studií, nýbrž spíše úvodem do běžné terminologie pro ty, kdo se o procesory teprve začínají zajímat.
Základem je křemík
Před více než deseti lety společnost Intel představila základní principy výroby svých procesorů, od surovin až po finální produkt. Tento proces nám poslouží jako základní rámec pro zkoumání klíčové komponenty procesoru: čipu.
Prvotní surovinou, kterou procesor potřebuje, je křemík. Tento chemický prvek je nejběžnější složkou písku. Společnost Intel začíná s křemíkovým ingotem, který následně nařeže na tenké plátky, takzvané wafery.
Wafery se poté vyleští do „zrcadlově hladkého povrchu“ a zábava může začít! Křemík se mění ze suroviny na elektronickou výkonovou jednotku.
Křemíkové plátky jsou pokryty vrstvou fotorezistu. Následně jsou vystaveny UV záření, leptány a opatřeny další vrstvou fotorezistu. Nakonec se pokovují ionty mědi a vyleští. Dále se přidávají kovové vrstvy, které propojují všechny drobné tranzistory, které se v této fázi na plátku nacházejí. (Jak bylo zmíněno, zde se zaměřujeme pouze na základy.)
Nyní přicházíme k bodu, který nás zajímá. Wafer je testován na funkčnost. Pokud projde testem, je rozřezán na malé obdélníčky, které se nazývají čipy. Každý čip může obsahovat několik procesorových jader, paměť cache a další součásti procesoru. Po rozřezání se čipy znovu testují. Ty, které projdou, míří do obchodů.
Křemíkový čip procesoru Intel Core 10. generace.
Toto je čip: malý kousek křemíku nabitý tranzistory, který je srdcem každého procesoru. Všechny další fyzické části pomáhají tomuto malému kousku křemíku vykonávat jeho práci.
Zde přichází důležitá informace: v závislosti na typu procesoru může mít procesor jeden nebo více křemíkových čipů. Jeden čip znamená, že všechny součásti procesoru, jako jsou jádra a paměť cache, se nacházejí na jednom kusu křemíku. Více čipů má mezi sebou spojovací materiál.
Neexistuje jednoduchý způsob, jak s jistotou zjistit, zda má konkrétní procesor jeden nebo více čipů. Záleží to na výrobci.
Společnost Intel je známá tím, že pro své spotřebitelské procesory používá jediný čip. Tomu se říká monolitický design. Výhodou monolitického designu je vyšší výkon, protože vše je umístěno na jednom čipu a dochází k minimálnímu zpoždění v komunikaci.
Nicméně, je náročnější dosahovat pokroku, když je třeba na stejnou plochu křemíku umístit stále menší tranzistory. Je také složitější vyrábět jednotlivé čipy, které fungují se všemi jádry, zvláště když mluvíme o osmi nebo deseti jádrech.
Schéma procesoru AMD Threadripper využívajícího více CCX.
To je v kontrastu se společností AMD. Ačkoli vyrábí i některé monolitické procesory, její desktopová řada Ryzen 3000 používá menší křemíkové čiplety, které v současnosti mají čtyři jádra na křemíku. Tyto čiplety se nazývají jádrový komplex nebo CCX. Jsou spojeny dohromady, aby vytvořily větší jádrový čip (CCD). Právě toto CCD se v žargonu AMD počítá jako čip. Jedná se o několik malých křemíkových čipů, které jsou spojeny a vytvářejí funkční procesor.
Procesory AMD mají také křemíkový čip oddělený od CCD, který se nazývá I/O čip. Nebudeme zde zabíhat do podrobností, ale více si o tom můžete přečíst v článku z června 2019 na TechPowerUp.
Vzhledem ke složitosti výroby funkčních křemíkových čipů je samozřejmě mnohem snazší vytvořit menší jednotku se čtyřmi jádry, než jeden velký čip s deseti jádry.
Pouzdro procesoru
Jakmile je čip hotový, potřebuje pomoc, aby mohl komunikovat se zbytkem počítačového systému. Obvykle se to děje pomocí malé zelené desky, často označované jako substrát.
Pokud otočíte hotový procesor, na spodní straně zelené desky najdete zlaté kontakty (nebo piny, v závislosti na výrobci). Tyto kontakty nebo piny se zasouvají do patice na základní desce a umožňují procesoru komunikovat se zbytkem systému.
Vraťme se k našemu procesoru. Ještě jsme nezakryli křemíkový čip. Hlavní složkou je zde materiál pro tepelné rozhraní (TIM). TIM zlepšuje tepelnou vodivost (což je důležité pro chlazení procesoru). Obvykle se dodává ve dvou formách: jako teplovodivá pasta nebo jako sTIM (pájený materiál pro tepelné rozhraní).
Materiál TIM se může u různých generací procesorů od stejného výrobce lišit. Není možné s jistotou vědět, jaký konkrétní materiál daný procesor má, dokud si nepřečtete recenze procesorů, nebo sami neotevřete („nedelidujete“) hotový procesor. Například Intel používal teplovodivou pastu od roku 2012 do roku 2018, ale poté začal používat sTIM u procesorů Core deváté generace vyšší třídy.
V každém případě, toto jsou součásti, které tvoří pouzdro: čip, substrát a TIM.
Render procesoru AMD Ryzen. Název značky je vytištěn na IHS.
Nakonec je na horní straně pouzdra umístěn integrovaný rozvaděč tepla (IHS). IHS rozptyluje teplo z procesoru na větší plochu a pomáhá tak snižovat jeho teplotu. Ventilátor nebo kapalinový chladič následně odvádí teplo nahromaděné na IHS. IHS je obvykle vyroben z poniklované mědi. Je na něm vytištěn název procesoru, jak je uvedeno výše.
Tím naše prohlídka procesoru končí. Ještě jednou, čip je kousek křemíku, který obsahuje jádra procesoru, paměť cache atd. Pouzdro zahrnuje čip, plošný spoj a TIM. A nakonec máte IHS.
Je toho mnohem více, ale toto jsou základní pojmy, na které se běžně zaměřují novinky a recenze procesorů.