ПРОЦЕССОРЫ

Введение

Когда я покупаю что-то новое, то хочу, чтобы оно было больше, лучше, быстрые и сильнее, чем раньше. Так что идея "кубиков" малого форм-фактора, хоть они визуально и привлекательны, мне не очень по душе.

Поэтому неудивительно, что когда первая платформа на основе Intel Atom появилась в нашей лаборатории, то она совсем не впечатлила. Конечно, в компактный корпус Shuttle X27 нельзя было не влюбиться с первого взгляда; но я так и не смог заставить платформу Atom достаточно хорошо работать под Windows Vista. Но большей досадой стал выпуск нового чипсета nVidia Ion, когда даже с ним конфигурация на Atom не смогла обеспечить комфортной повседневной работы. В общем, я так и не уяснил для себя пользу от процессора Atom. Возможно, кому-то "достаточно хорошая" производительность в компактном формате покажется и приемлемой, но я всё же привык к быстрым компьютерам.

Нажмите на картинку для увеличения.

Впрочем, эта платформа с улучшенной мобильностью всё же хорошо показала себя в мире нетбуков. Осенью наша лаборатория получила нетбук HP Mini 311, который стал приятным сюрпризом. Я поработал с ним чуть больше месяца, и был приятно удивлён хорошей отзывчивостью столь компактной системы. Встроенная видеокарта Ion нетбука Mini оказалась достаточно быстрой, чтобы даже немного поиграть в World of Warcraft.

Но, конечно, Intel не могла оставить Ion без конкуренции. Сегодня компания объявляет платформу для Atom второго поколения под названием Pine Trail, которую можно назвать ответом на наиболее острые проблемы предшественницы Diamondville. Пришла пора распрощаться с прожорливым чипсетом 945GC, который значительно ухудшал эффективность платформы, когда Intel впервые представила процессор Atom. Кроме того, интеграция продолжилась, поскольку контроллер памяти и GPU перешли на кристалл процессора. А двуядерный процессор больше не собирается из двух отдельных кристаллов в одной упаковке. Новый Atom D510 представляет собой монолитный чип.

В итоге мы должны получить более "худой" и "шустрый" Atom, который лучше подходит для настольного окружения, чем предыдущая комбинация CPU/чипсета, протестированная нами... по крайней мере, в теории.

Нажмите на картинку для увеличения.

Но для кого?

Конечно, истинной целью Pine Trail вряд ли можно назвать восторги от опытных пользователей и энтузиастов, пусть и сторонников "зелёных" технологий. Новая платформа нацелена на тех, кто работает в Интернете. Если судить по данным сайта internetworldstats.com, в 2000 году Интернетом пользовался 361 миллион человек. В 2009 году это число увеличилось до 1,66 млрд. - но это по-прежнему не превышает четверти от населения Земли.

Кроме того, по заявлениям Intel (исследования Morgan Stanley) широкополосное подключение к Интернету сегодня является наименее дорогой роскошью, которую мы себе позволяем. Многие пользователи готовы отказаться от сотовых телефонов и новых "шмоток", но не могут обойтись без кабельного подключения или DSL. Нетбуки и настольные ПК малого форм-фактора продолжают завоёвывать массовый рынок, и Intel утверждает, что новые дизайны Atom станут основой платформ, которые будут покупать самые экономные пользователи, чтобы присоединиться к нам в онлайне.

Intel на самом деле сегодня представляет несколько компонентов: два можно назвать процессорами настольного класса (Atom D510 и D410), один процессор класса нетбуков (Atom N450) и новый чипсет (NM10), который следует по стопам P55, перенося традиционную конфигурацию платформы Intel из трёх чипов на более элегантный двухчиповый дизайн. Сегодня мы рассмотрим материнскую плату D510MO - платформу mini-ITX с припаянным процессором Atom D510.

Крупная победа: платформа 20 Вт и выше

Первые настольные платформы Atom состояли из 4-Вт процессора и 22,2-Вт чипсета Intel 945GC, что вызвало немало усмешек. В середине 2008 года Intel представила 945GSE с более разумным тепловым пакетом 6 Вт (в паре с 3,3-Вт южным мостом ICH7M).

Добавьте к чипсету 945GSE процессор Atom 330, и вы получите очень эффективную по энергопотреблению 17,3-Вт платформу, хотя всё равно она будет состоять из трёх чипов со старым техпроцессом.

nVidia не так охотно делится значениями теплового пакета (TDP), но чипсет Ion предположительно потребляет около 15 Вт. Поэтому комбинация Atom 330/Ion должна потреблять чуть больше 23 Вт. Это заставляет усомниться в целесообразности использования платформы в мобильных сценариях, но, судя по нетбуку HP Mini 311, высокая графическая производительности и функции декодирования видео Ion заставляют смириться с более высоким энергопотреблением.

Нажмите на картинку для увеличения.

С платформой Pine Trail компания Intel уходит от трёхчиповой конфигурации, интегрируя функции северного моста в кристалл процессора, а чипсету NM10 Express остаются операции ввода/вывода. В результате тепловой пакет CPU увеличился с 8 Вт (двуядерный Atom 330) до 13 Вт (двуядерный Atom N510), но мы избавляемся от 6,6-Вт северного моста.

Чипсет Atom, ориентированный на настольные ПК

Intel не раскрывает тепловой пакет, площадь кристалла или число транзисторов чипсета NM10, ранее известного как Tiger Point, но мы знаем, что он производится по 45-нм техпроцессу и устанавливается в упаковку 17x17 мм. Весьма существенное снижение размеров по сравнению с ICH7 31x31 мм, который производился по 130-нм техпроцессу. Следует предположить, что NM10 потребляет меньше энергии, чем 3,3 Вт TDP у ICH7, в результате чего энергопотребление платформы становится 16 Вт или меньше - примерно столько же, сколько потребляет чипсет nVidia Ion сам по себе.

Нажмите на картинку для увеличения.

Если функции, за которые раньше отвечал северный мост, перешли в CPU, то что осталось чипсету NM10 Express?

Нажмите на картинку для увеличения.

В отличие от US15W (Poulsbo), который был разработан исключительно для объединения северного и южного мостов, а также интегрированного графического ядра для процессоров линейки Atom Z на основе Silverthorne (с тепловым пакетом 2,3 Вт), NM10 более ориентирован на настольные ПК. Среди возможностей чипсета следует отметить два порта SATA 3 Гбит/с, до восьми портов USB 2.0, до четырёх линий PCI Express (можно настроить как четыре x1 или одну x4) и HD Audio.

Новая линейка Atom: предварительный обзор Pineview

Как насчёт всего остального? Ведь Intel 945GSE поддерживал один канал памяти DDR2-533, два выхода LVDS, ТВ-выход, подключение DMI 1 Гбайт/с и поддержку FSB до 667 МГц (не считая интегрированного графического ядра GMA 950).

Нажмите на картинку для увеличения.

Как можно было ожидать, всё это перешло "на север", в процессор Intel Atom. Он теперь содержит интегрированный контроллер памяти, интегрированный графический процессор и интегрированный контроллер ввода/вывода - всё это в одном монолитном кристалле. Но хотя это звучит как существенное изменение дизайна, вы обнаружите, что на самом деле базовая функциональность платформы осталась прежней, пусть даже функции теперь перетасованы между компонентами по-новому.

Что нового?

Возможно, самым долгожданным эволюционным изменением при переходе от Diamondville к процессору Pineview можно назвать интеграцию контроллера памяти. Перед нами вновь одноканальный дизайн, но теперь поддерживается память DDR2-800, до двух модулей DIMM и ёмкость до 4 Гбайт.

Интерфейс процессора DMI тоже стал чуть шире. Если 945GSE использовал соединение с помощью двух линий до 1 Гбайт/с, то встроенный контроллер ввода/вывода нового Atom использует четыре линии 2,5 Гбит/с.

	Тактовая частота	Число ядер/ потоков	Кэш L2	Память	TDP	Рынок
Atom N450	1,66 ГГц	1/2	512 кбайт	DDR2-667	5,5 Вт	Нетбуки
Atom D510	1,66 ГГц	2/4	1 Мбайт	DDR2-800/667	13 Вт	Настольные ПК
Atom D410	1,66 ГГц	1/2	512 кбайт	DDR2-800/667	10 Вт	Настольные ПК

Процессоры Core i5 и Core i3 начального уровня на основе Clarkdale уже находятся на горизонте, поэтому интегрированное графическое ядро в процессорах Atom многих разочарует. Intel называет новое решение GMA 3150 и описывает его как обновление графического ядра третьего поколения. Однако спецификации выглядят очень близко к Intel GMA 950 (или к GMA 3100, которое используется в настольных чипсетах Intel Bearlake). Другими словами, вы получаете четыре пиксельных конвейера на 400 МГц с поддержкой DirectX 9, с программной реализацией Vertex Shader 3.0 и аппаратной реализацией Pixel Shader 2.0. Ускорение видео ограничено потоком MPEG-2, поэтому не стоит ожидать, что настольные ПК на основе Atom D510 или D410 смогут справиться с фильмами Blu-ray. Честно говоря, всё это очень обидно, поскольку чипсет US15W, который уже используется для экономичных устройств на основе Atom, включает лицензированное графическое ядро PowerVR SGX, способное аппаратно ускорять MPEG-2, VC-1, и AVC.

Нажмите на картинку для увеличения.

Встроенное графическое ядро предлагает два выхода на дисплей: один аналоговый VGA-выход с разрешением до 2048x1536 и один канал LVDS до 1366x768. Перед нами ещё одна область, где платформа Intel проигрывает nVidia Ion. По крайней мере, в сегменте настольных ПК возможность подключения цифрового дисплея намного более привлекательна, чем выход VGA.

И что старого?

Как мы уже упомянули, большая часть функций покажется очень похожей на платформу Atom/945GSE, представленную ранее, пусть даже некоторые их них были перенесены, чтобы можно было использовать два чипа и снизить энергопотребление платформы.

Что касается процессора, то новый Atom D510 отличается от привычного Atom 330 совсем немного - за исключением основного физического отличия. Создание 330 осуществлялось объединением двух кристаллов Atom 230 в одной упаковке. А Atom D510 представляет собой монолитный кристалл кремния. В любом случае, он занимает упаковку micro-flip chip package размером 22x22 мм - такую же, что и Atom 330.

За исключением этого два процессора сложно отличить друг от друга. Оба производятся по 45-нм техпроцессу Intel high-k с металлическими затворами. Оба процессора оснащены 32 кбайт кэша L1 для инструкций и 24 кбайт кэша L1 для данных на ядро, а также 512 кбайт 8-way кэша L2 на ядро (вполне понятно, что D410 содержит только 32/24 кбайт кэша L1 и 512 кбайт кэша L2). И, конечно, оба процессора поддерживают наборы инструкций IA-32 и Intel 64. Процессоры поддерживают инструкции SSE2, SSE3 и SSSE3, но ограничены состояниями C0 (рабочее) и C1.

Как и в случае Atom 230 и 330, технология Hyper-Threading является составной частою Atom D410 и D510. Поэтому одноядерный процессор может одновременно работать с двумя потоками, а двуядерный чип - с четырьмя потоками.

Тестовая конфигурация

Аппаратное обеспечение
Процессоры	Atom D510 (Pineview) 1,66 ГГц, Micro-FCBGA8, кэш 1 Мбайт L2, функции энергосбережения включены Atom 330 (Diamondville) 1,6 ГГц, Micro-FCBGA8, кэш 1 Мбайт L2, функции энергосбережения включены Pentium E2200 (Conroe) 2,2 ГГц, LGA 775, кэш 1 Мбайт L2, функции энергосбережения включены
Материнские платы	Intel D510MO (Embedded) NM10 Express Zotac ION-ITX-A-U (Embedded) Nvidia ION MSI P7NGM-Digital (LGA 775) 730i
Память	Corsair 4 Гбайт (2 x 2 Гбайт) DDR2-1066 5-5-5-15 @ DDR3-800
Жёсткий диск	Intel SSDSA2M160G2GC 160 Гбайт SATA 3 Гбит/с
Видеокарта	Встроенная
Системное ПО и драйверы
Операционная система	Windows 7 x64 Ultimate
DirectX	DirectX 11

Тесты и настройки

Кодирование аудио
iTunes	Version: 9.0.2.25 (64-bit), Audio CD ("Terminator II" SE), 53 min., Default format AAC
Кодирование видео
TMPEG 4.7	Version: 4.7.3.292, Import File: "Terminator II" SE DVD (5 Minutes), Resolution: 720x576 (PAL) 16:9
DivX 6.8.5	Encoding mode: Insane Quality, Enhanced Multi-Threading, Enabled using SSE4, Quarter-pixel search
XviD 1.2.2	Display encoding status=off
HandBrake	Version: 0.9.4, File conversion: .vob to .mp4, The Last Samurai, High Profile
Mainconcept Reference 1.6.1	MPEG2 to MPEG2 (H.264), MainConcept H.264/AVC Codec, 28 sec HDTV 1920x1080 (MPEG2), Audio: MPEG2 (44.1 KHz, 2 Channel, 16-Bit, 224 Kb/s), Mode: PAL (25 FPS), Profile: Tom’s Hardware Settings for Qct-Core
Приложения
WinRAR 3.90	Version 3.90 (64-bit), Benchmark: THG-Workload (334 MB)
7zip	Built-in Benchmark (Speed/Rating), Compression measurement
AVG Anti-Virus 9	Virus scan of 334MB of compressed files
Синтетические тесты
3DMark Vantage	Version: 1.02, GPU and CPU scores
PCMark Vantage	Version: 1.00, System, Memories, сценарии TV and Movies и Productivity, Windows Media Player 10.00.00.3646
SiSoftware Sandra 2010	CPU Test=CPU Arithmetic/MultiMedia, Memory Test=Bandwidth Benchmark

Результаты тестов

Синтетические тесты

Тесты PCMark Vantage оказались "не по зубам" для эталонной платформы Intel Pine Trail, которая постоянно вылетала во время тестового прогона.

Процессор и графическое ядро технически соответствуют минимальным требованиям Futuremark (за исключением аппаратной поддержки Shader Model 3.0, что требуется для тестов GPU), поэтому весьма странно, что мы не смогли провести полный тестовый прогон. Но давайте всё же будем делать выводы по результатам реальных тестов. Именно они должны показать, что нам следует ожидать от Pine Trail, а не синтетические тесты.

Впрочем, если выбирать между комбинацией Atom 330/Ion и Intel Pentium E2200 и nForce 730i, то победитель очевиден. Единственный вопрос, пожелаете ли вы платить от $150 за более мощную конфигурацию microATX или отдадите больше $150 за медленную конфигурацию mini-ITX.

Платформа Pine Trail вновь не смогла пройти тест 3DMark Vantage, который требует графического решения, совместимого с DirectX 10. Ядро GMA 3150, интегрированное в процессор Atom D510 поддерживает только DirectX 9.

Здесь же мы видим, что процессор Pentium помогает nVidia nForce 730i обойти интегрированную графику Nvidia Ion. В конфигурации Ion работает GPU G86 с частотой 450 МГц и потоковыми процессорами на 1100 МГц. Графическое ядро 730i тоже работает на 450 МГц, но использует потоковые процессоры на 1200 МГц. Вполне очевидно, что более мощный CPU позволит GPU лучше показать себя.

1,66-ГГц Atom D510 оказался лишь на волосок быстрее 1,6-ГГц Atom 330, что можно видеть по тестам SiSoftware Sandra 2010 Arithmetic и Multimedia. Между тем, можно явно наблюдать теоретическое преимущество, удерживаемое 2,2-ГГц Intel Pentium E2200.

Что весьма интересно, тест пропускной способности памяти показывает очень незначительный прирост, связанный с интегрированным контроллером памяти. Конечно, в данном случае работает один канал DDR2-800, но нам казалось, что архитектура с последовательным (упорядоченным) выполнением команд лучше выиграет от этого эволюционного элемента дизайна. С учётом сказанного, контроллер памяти nVidia не так и сильно выигрывает от двухканальной конфигурации при работе с теми же модулями DDR2-800.

Перекодирование

Мы сразу же можем видеть разницу между вычислительной архитектурой, предназначенной для настольных ПК, и архитектурой, где приоритетом является низкое энергопотребление. Защитники неттопов наверняка скажут, что целью платформы, подобной Pine Trail, является минимальное энергопотребление. Но если перейти к настольным ПК, то важно, чтобы эти машины хорошо справлялись с повседневными задачами, такими как простое перекодирование iTunes.

Atom D510 смог справиться с заданием на 30 секунд быстрее Atom 330/Ion, но оба процессора остаются далеко позади Pentium E2200. Вновь напомним, что если вы планируете использовать подобную маломощную конфигурацию не только для просмотра web-страниц и набора текста, то следует запастись терпением.

Если приложение iTunes не поддерживает многопоточность, то MainConcept оптимизирован под несколько потоков. Поэтому двуядерный процессор Atom с поддержкой Hyper-Threading выглядит по сравнению с двуядерным Pentium E2200 чуть лучше. Но даже в этом случае мы имеем дело с 12-13 минутами у конфигурации Atom по сравнению с примерно шестью минутами у Pentium.

Интересно, что конфигурация на основе Ion в данном тесте показала себя лучше, несмотря на менее производительный процессор и чуть меньшую пропускную способность памяти. Эту тенденцию мы ещё увидим в некоторых тестах, ориентированных на мультимедиа. Хотя тенденция изменится на обратную в тестах, сильно зависящих от производительности подсистемы хранения.

В тестовом пакете Tom’s Hardware 2010 года (по просьбам наших читателей) появится бесплатная утилита HandBrake 0.9.4. В данном тесте мы используем эту утилиту с профилем High Profile для перекодирования первого файла .vob фильма "The Last Samurai/Последний самурай" в формат .mp4.

Данный процесс занял примерно один час на обеих платформах Atom и менее 30 минут на Pentium. Опять же, двуядерный Atom 330 смог обойти новый Atom D510, закончив тест кодирования на четыре минуты быстрее.

Используя последнюю версию утилиты TMPGEnc с кодеками DivX и Xivd, мы вновь видим, что Atom 330 на платформе nVidia Ion обходит своего преемника. Конечно, в тесте Xvid, который не очень хорошо оптимизирован под многопоточность, у Pentium E2200 отрыв самый серьёзный. Переключение на DivX, где оптимизация под многопоточность смогла проявить себя благодаря поддержке Hyper-Threading, привело к тому, что процессоры Atom несколько компенсировали дефицит по производительности (впрочем, D510 всё равно требуется примерно в три раза больше времени для выполнения задачи).

В общем, данные тесты вновь демонстрируют, что процессор Atom D510 нового поколения уступает старому Atom 330 на платформе nVidia Ion.

Приложения

Чуть более скоростной процессор, чуть большая пропускная способность памяти и твёрдотельный накопитель Intel SSD второго поколения помогли Atom D510 обойти комбинацию Atom 330/Ion. Процессор Intel Pentium E2200 остаётся самым быстрым решением, но отрыв здесь уже меньше, чем в любом из пакетов перекодирования.

7zip - ещё одно приложение, которое нас просили добавить. Оно бесплатное и хорошо оптимизировано под многопоточность (в отличие от WinZip, которое становится всё более скучным для анализа).

Здесь мы наблюдаем два результата: скорость сжатия (кбайт/с) и общий рейтинг (MIPS). Более новый процессор Atom D510 обходит Atom 330, а Intel Pentium E2200 побеждает обе модели. Что интересно, отрыв невелик, и два процессора Atom показывают себя весьма достойно.

Результаты оказались весьма нежданными. Процессор Atom D510 справился с проверкой на вирусы с помощью AVG быстрее не только Intel Atom 330, но и Pentium E2200.

Если вы заметили, игровых тестов мы не проводили. Если вы хотите узнать, как Atom 330 показывает себя с чипсетом Nvidia Ion, то можете перейти к соответствующей статье. Там приведены результаты Left 4 Dead и World of Warcraft. Вы сможете играть в разрешении 720x480 и 1280x720, но результаты ограничиваются производительностью центрального процессора - а не графического ядра.

С другой стороны, графическое ядро Intel GMA 3150 для игр не подходит совсем. Мы запустили игру Left 4 Dead 2 в разрешении 800x600 и получили слайдшоу. То есть играть на конфигурации Atom D510/NM10 не стоит вообще.

Энергопотребление

Что ж, мы провели тесты производительности нового процессора Intel Atom, которые далеко не всегда говорят в его пользу. Но ведь не это главное, не так ли?

На диаграмме приведена причина, по которой вы будете выбирать процессор Atom (если будете, конечно).

В режиме бездействия наша платформа Pentium E2200 потребляла 55 Вт (65-Вт процессор на материнской плате microATX) и 85 Вт при нагрузке двумя потоками Prime95.

Между тем процессор Atom 330 на платформе Nvidia Ion потреблял 23 Вт в режиме бездействия, а под нагрузкой четырьмя потоками Prime95 энергопотребление возросло всего до 30 Вт (конечно, оно могло быть ещё выше, если бы мы запустили и тест FurMark).

Как и обещала Intel, новый Atom D510 смог снизить такое скромное энергопотребление, потребляя меньше 20 Вт в режиме бездействия и чуть более 26 Вт под нагрузкой. Конечно, мы знаем, что D510, самая мощная модель Intel нового поколения, нагревается достаточно слабо и не требует активного охлаждения с помощью вентилятора, а комбинация Atom 330/Ion на материнской плате Zotac mini-ITX Ion требует. По этой причине включение платформы Intel D510MO с накопителем SSD проходило совершенно бесшумно.

Учитывая запланированный переход Intel на 32-нм техпроцесс в ближайшие недели, нам показалось несколько странным объявление новых 45-нм Atom. В конце концов, 32-нм процессоры Atom могли сделать энергопотребление ещё более привлекательным. Но Intel ответила нам, что у компании не было дополнительного времени в распоряжении для подобного перехода.

Заключение

Во время принятия важного решения всегда пытаешься взвесить преимущества и недостатки. Конечно, не следует чересчур драматизировать ситуацию с новой платформой, но нам следует встать на сторону производительности или на сторону низкого энергопотребления.

Начнём с хороших новостей. Новый процессор Atom D510 с материнской платой Intel D510MO потребляет меньше энергии, чем платформа, которую он заменяет. В результате уже не требуется активное охлаждение. Сама плата выполнена в форм-факторе mini-ITX, но её тепловые характеристики позволили установить её в один из самых компактных корпусов, которые есть в нашей лаборатории.

Мы не очень много времени провели за работой Moblin, но всё же посвятили один вечер знакомству с новой операционной системой. Она работает вполне стабильно и отзывчиво. Перейду ли я на Moblin? Определённо, нет. К счастью, меня впечатлило, насколько быстро платформа "шевелится" под Windows 7, если сравнивать с предыдущими экспериментами с Atom и бета-версией этой ОС. Если всё, что вам требуется - это просмотр web-страниц и набор текста, то вы получите вполне разумный уровень производительности.

Нажмите на картинку для увеличения.

Но всё же сложно ограничивать технологически подкованных пользователей так жестоко. Если вы используете компьютер для чего-то большего, нежели просто включаете его и выключаете, от конвертации музыки iTunes до сжатия файлов с помощью WinRAR, то Atom будет "неторопливо работать" намного сильнее, чем более прожорливые настольные дизайны Intel. Вы будете экономить энергию, но вам придётся дольше ждать, пока выполнятся задачи. Дилемму ухудшает и то, что вы могли худо-бедно играть в Left 4 Dead или World of Warcraft на машине Atom/Ion, но графическое ядро Intel GMA 3150 серьёзно ограничено по функциям и производительности, так что интегрированная графика Intel в 3D практически бесполезна.

В целом, хотя новая платформа Pine Trail неплохо справилась с тем, чтобы показать публике новые архитектурные элементы, необходимые Atom для улучшения своей привлекательности в сфере нетбуков, мобильных интернет-устройств и различных электронных гаджетов (где властвует ARM), она вряд ли станет основой рабочего ПК. Конечно, если вы не относите себя к тем пользователям, кто лишь недавно открыл прелести Интернета. В таком случае цена в $75, которую Intel планирует просить за материнскую плату D510MO с процессором Atom D510, будет намного более привлекательной, чем платформы на основе Ion или 730i, которые стоят в два раза дороже.

Впрочем, Intel будет и дальше работать над Atom. Интеграция, переход с трёхчипового дизайна на двухчиповый, развитие сетевых контроллеров WiFi/WiMAX - всё это является частью большой игры, кульминация которой случится в виде Moorsetown: процессор Lincroft, чипсет Langwell и беспроводная технология Evans Peak. Именно тогда мы должны увидеть самую большую выгоду от решений дизайна, которые инженеры Intel реализовали в платформе Pine Trail.

Обсуждение в форуме

Подписаться на рассылку

Другие статьи