Сердцем любого компьютера справедливо принято считать центральный процессор (англ. CPU - Central Processor Unit). Именно от типа используемого CPU во многом зависят возможности персонального компьютера, ноутбука, КПК или смартфона.
Один из основных параметров процессора - тактовая частота. Ее повышение для новых поколений процессоров и « разгон» старых CPU - самый прямой путь к увеличению производительности настольных компьютеров.
Задача, однако, усложняется, когда речь заходит о мобильных системах. Ведь увеличение тактовой частоты и повышение производительности приводит и к росту энергопотребления, что ограничивает время автономной работы мобильного компьютера. Для охлаждения такого процессора требуются объемные системы, увеличивающие размеры и вес всего устройства.
Именно поэтому для разработки ноутбуков не годятся CPU обычных настольных ПК. А в нетбуках неэффективны процессоры для ноутбуков. Для КПК и других портативных систем зачастую используют совершенно другие типы более экономичных процессоров на основе ARM-архитектуры.
Большая часть современных ноутбуков и нетбуков оснащена процессорами фирмы Intel на основе архитектуры х86. А первым специализированным процессором для ноутбуков стал представленный Intel в 2003 году Pentium M. В таблице представлены наиболее характерные CPU из этого семейства. Модели с индексом ULV отличаются сверхнизким энергопотреблением.
Модель CPU | Тактовая частота, МГц | FSB, МГц | Кэш L2, Мбайт | TDP, Вт | Начало производства | Цена, $ |
Pentium М 715 | 1500 | 400 | 2 | 7,5-21 | июнь, 2004 | 209 |
Pentium М 725 | 1600 | 400 | 2 | 7,5-21 | июнь, 2004 | 241 |
Pentium М 745 | 1800 | 400 | 2 | 7,5-21 | май, 2004 | 423 |
Pentium М 780 | 2266 | 533 | 2 | 10,8-27 | июль, 2005 | 637 |
Pentium М LV 778 | 1600 | 400 | 2 | 7,5-10 | июль, 2005 | 284 |
Pentium М ULV 723 | 1000 | 400 | 2 | 3-5 | сентябрь, 2004 | 241 |
Pentium М ULV 773 | 1300 | 400 | 2 | 3-5 | январь, 2006 | 262 |
Процессоры линейки Pentium M стали одними из наиболее удачных CPU Intel и долгое время успешно использовались в ноутбуках всех классов, а затем стали основой для разработки новой архитектуры Core.
Следующее поколение мобильных процессоров Intel дебютировало в 2006 году в одноядерном варианте (Core Solo) и двухъядерном (Core Duo). Эти процессоры совершили прорыв в плане производительности. Все процессоры в сравнении с Pentium M работают на повышенной частоте FSB.
Модель CPU | Тактовая частота, МГц | FSB, MГц | Кэш L2, Мбайт | TDP, Вт | Начало производства | Цена,$ |
Core Solo T1300 | 1660 | 667 | 2 | 13,1-27 | январь, 2006 | 209 |
Core Solo ULV U1300 | 1066 | 533 | 2 | 6 | апрель, 2006 | 241 |
Core Solo ULV U1500 | 1333 | 533 | 2 | 5,5 | январь, 2007 | 262 |
Core Duo T2050 | 1600 | 533 | 2 | 13,1-31 | май, 2006 | 140 |
Core Duo T2700 | 2333 | 667 | 2 | 13,1-31 | июнь, 2006 | 637 |
Core Duo LV L2500 | 1833 | 667 | 2 | 13,1-15 | сентябрь, 2006 | 316 |
Core Duo ULV U2400 | 1066 | 533 | 2 | 9 | сентябрь, 2006 | 262 |
Core Duo ULV U2500 | 1200 | 533 | 2 | 9 | июнь, 2006 | 289 |
Core 2 Duo ULV U7500 | 1066 | 533 | 2 | 10 | апрель, 2007 | 262 |
Core 2 Duo ULV U7700 | 1333 | 533 | 2 | 10 | февраль, 2008 | 289 |
Core 2 Duo SU9400 | 1400 | 800 | 3 | 19 | сентябрь, 2008 | 289 |
Двухъядерная архитектура значительно увеличила производительность и мультимедийные возможности ноутбуков. А использование в этих CPU новых технологий энергосбережения позволило оставить на прежнем уровне энергопотребление и тепловыделение (TDP).
В настоящее время наиболее мощные ноутбуки построены на основе процессоров Сore 2 Duo. Так, с появлением этих эффективных процессоров фирма Apple, долгое время применявшая в своих ноутбуках и десктопах ARM-процессоры Power PC, производимые IBM, перевела компьютеры на платформу Intel. Одним из наиболее экономичных и производительных ноутбуков сегодня можно признать Apple Mac Book на основе CPU Intel Core 2 Duo.
Недорогой альтернативой ноутбукам могли бы стать, по замыслу Intel, ультрамобильные портативные компьютеры - UMPC. Этого, впрочем, не случилось в силу того, что недорогими они стали лишь относительно наиболее дорогих моделей ноутбуков.
Развитие игровой индустрии, технологий видеозаписи высокого качества и мобильных сетей связи способствовали появлению портативных планшетных компьютеров, известных также, как мобильные интернет-устройства (англ. MID-Mobile Internet Device).
Один из основных недостатков ноутбуков - малое время автономной работы - отчетливо проявился в MID и UMPC. Имеющиеся в распоряжении разработчиков процессоры не оптимальны для использования в сверхпортативных системах с точки зрения энергопотребления, размеров и стоимости.
Достойной заменой традиционным процессорам в КПК и MID-устройствах могут стать ARM-процессоры. Однако, сегодняшние КПК и смартфоны на их основе работают только под управлением Windows Mobile, Windows CE и Linux.
Intel производила подобные процессоры под брэндом xScale, но в 2007 году этот бизнес был продан фирме Marvell. А Intel сосредоточилась на продвижении семейства Atom, ориентированного на использование как в нетбуках, так и в смартфонах.
Представленное в 2008 году семейство Atom позволило Intel сталь безусловным лидером перспективного рынка процессоров для мобильных компьютеров. Причем, экономичными новые CPU стали не только по энергопотреблению. Если сравнить стоимость процессоров Atom c другими CPU Intel, разница видна, что называется, невооруженным взглядом ().
Сегодня семейство CPU Atom основано на двух процессорных ядрах и развивается по нескольким направлениям.
На наиболее экономичном ядре Silverthorne производятся Z-процессоры (Z500-Z550), ориентированные на MID-устройства и смартфоны.
Из таблицы видно, что они отличаются минимальным энергопотреблением. Atom Z500 имеет TDP лишь 0,65 Вт. А самым скоростным следует признать Z550 с тактовой частотой 2 ГГц.
Основным достоинством Atom Z-серии можно считать высокую производительность. А главным недостатком - повышенное энергопотребление, в сравнении с ARM-процессорами.
Для нетбуков предназначены процессоры N-серии на ядре Diamondville, наиболее производительные из них сегодня - Atom N270 и Atom N280.
Есть еще Atom 230 и Atom 330, используемые в недорогих и почти бесшумных настольных ПК, так называемых неттопах, по классификации Intel.
Модель CPU | Частота, МГц | FSB, МГц | Кэш L2, Кбайт | TDP, Вт | Начало производства | Цена, $ |
Atom 230 | 1600 | 533 | 512 | 4 | июнь, 2008 | 29 |
Atom 330 | 1600 | 533 | 1000 | 8 | сентябрь, 2008 | 43 |
Atom Z500 | 800 | 400 | 512 | 0,65 | апрель, 2008 | 20 |
Atom Z510 | 1100 | 400 | 512 | 2 | апрель, 2008 | 20 |
Atom Z510P | 1100 | 400 | 512 | 2,2 | 1-й квартал, 2009 | - |
Atom Z515 | 1200 | 400 | 512 | 1,4 | апрель, 2009 | - |
Atom Z520 | 1333 | 533 | 512 | 2 | апрель, 2008 | 40 |
Atom Z520PT | 1333 | 533 | 512 | 2,2 | 1-й квартал, 2009 | - |
Atom Z530 | 1600 | 533 | 512 | 2 | апрель, 2008 | 70 |
Atom Z530P | 1600 | 533 | 512 | 2,2 | 1-й квартал, 2009 | - |
Atom Z540 | 1866 | 533 | 512 | 2,4 | апрель, 2008 | 135 |
Atom Z550 | 2000 | 533 | 512 | 2,4 | апрель, 2009 | - |
Atom N270 | 1600 | 533 | 512 | 2,5 | июнь, 2008 | 44 |
Atom N280 | 1660 | 667 | 512 | 2,5 | фервраль, 2009 | - |
Atom N450 | 1660 | DMI | 512 | 2 | октябрь, 2009 | - |
В семействе пока имеется только один двухъядерный CPU - Atom 330, но очевидно, что вскоре появятся и новые модели. Именно двухъядерные процессоры смогут, сохранив экономичность мобильных систем, приблизить их производительность к уровню мультимедийных ноутбуков.
В начале нынешнего года фирма Asus представила свой нетбук Eee PC 1000HE на основе Intel Atom N280. Такой нетбук с 10-дюймовым экраном и поддержкой видео высокого разрешения может работать, по заявлению производителя, в автономном режиме до 9,5 часов, а стоит около 17000 рублей.
Значительным подспорьем CPU при работе с HD-видео стал новый чипсет GN40, имеющий встроенный видеодекодер HD-класса. Такое решение экономит энергию и освобождает процессор для решения других задач, что для одноядерного CPU очень важно.
Энергопотребление нетбучных процессоров удалось вывести на новый уровень, а вот производительность оставляет желать лучшего даже в сравнении с процессорами Pentium M, работающими на частоте 1,6 ГГц.
Производимые сегодня CPU Atom и чипсеты для них входят в состав платформы Intel Menlow. Упрочить позиции Intel на рынке экономичных процессоров призвана грядущая линейка процессоров Atom.
В конце нынешнего года ожидается появление Intel Atom N450, подобного Atom N280 по основным характеристикам, но выполненного на совершенно другом ядре - Pine Trail. На одном кристалле с CPU будут размещены контроллер модулей памяти DDR2 и графическое ядро с поддержкой DirectX 9. Подобные процессоры могут быть основой однокристальной компьютерной системы (англ. system-on-chip - SOC). В данном случае для построения минимального нетбука требуется лишь соединяемый с CPU аналог южного моста - чип NM10 Express с кодовым названием Tiger Point-M и обладающий поддержкой SATA, USB 2.0 и PCI-Express, а также с интегрированным кодеком Intel HD Audio.
В 2010 году будет представлена мобильная платформа Moorestown, в состав которой войдут процессоры на базе ядра Lincroft, усовершенствованной версии Pine Trail. В составе Lincroft будет также видеодекодер для аппаратной обработки потоков видео высокого разрешения.
Объединение в одном чипе функций нескольких микросхем снизит общую потребляемую мощность, которая, как обещают, станет вдвое меньше аналогичного параметра для сегодняшней платформы Intel Menlow! Для связи CPU с внешней периферией, дисковыми и сетевыми устройствами будет разработан новый чип - Langwall.
Платформа Moorestown будет поддерживать широкий диапазон беспроводных технологий, включая WiMAX, Wi-Fi и Bluetooth. Нетбуки, КПК и MID на базе платформы Moorestown будут оснащаться модулями с поддержкой сетей мобильной связи третьего поколения (3G) и возможностью просмотра мобильного телевидения. Нетбуки и MID устройства смогут выполнять функции GPS навигаторов с большим экраном высокого разрешения.
Однако, не все согласны с таким развитием событий. Впечатляющие мультимедийные возможности обещают воплотить разработчики NVIDIA в процессорах Tegra для смартфонов и MID на основе архитектуры ARM. Достойными конкурентами могут стать новые модели процессоров VIA Nano для нетбуков. Есть шансы увидеть в ближайшее время и давно обещанную компанией AMD платформу Fusion.
Обострение в этом случае конкуренции и расширение сфер использования процессоров может стать толчком к оптимизации цен, а также мотивирующей причиной для появления новых идей и технологий создания еще более экономичных и производительных процессоров для мобильных систем.
Любое современное устройство, способное производить различные вычисления, оснащается процессором. Их ассортимент на рынке настолько велик, что неподготовленному пользователю очень легко заблудиться среди множества характеристик производительности, сокетов и дополнительных инструкций. Как же из них выбрать надёжный процессор, который мог бы оперативно справляться с поставленными задачами и при этом гарантировал долгую и стабильную работу? Эта статья посвящена процессору Intel Atom CPU N450.
В английском IT-сегменте имеется определение CPU, что означает центральное обрабатывающее устройство. Оно отвечает за выполнение машинных инструкций и является самой главной частью персонального компьютера. От производительности процессора зависит мощность системы в целом.
Основные характеристики процессоров включают в себя:
Семейство процессоров Atom, выпускаемое компанией Intel, создано с учётом эффективного энергопотребления. Данные модели ориентированы на портативные устройства, для которых затраты на энергию очень критичны. Яркий пример - новомодные нетбуки. Их удобно носить с собой, они имеют маленький размер экрана и оптимизированную систему энергоэффективности. На них можно производить простые работы, например набор текста или сёрфинг в Интернете.
С 2012 года компания Intel начала производство "Атомов" по однокристальной системе. То есть теперь контроллеры памяти и графические адаптеры размещаются на одном чипе. Это позволило значительно сократить расходы на установку отдельных компонентов. В результате произошло удешевление конечного продукта.
Данный CPU стал продолжением серии N450 был выпущен в 2010 году. На одном чипе расположены контроллер DDR2 и встроенная видеокарта GMA 3150. Его мощности вполне достаточно, чтобы вести оптимальную вычислительную деятельность на неттопах и нетбуках. Имеющийся графический процессор неплохо справляется с просмотром видео в обычном формате, посещением веб-страниц и офисной работой. А вот с HD, редактированием графики и одновременным запуском нескольких программ могут возникнуть сложности. Одним из весомых преимуществ устройства N450 является очень низкое энергопотребление.
Внутреннее кодовое название процессора - PineView. Его технология предполагает использование одного ядра с частотой в 1,66 ГГц. Зато это происходит с распределением задач на два потока. Atom N450 обладает кэшем второго уровня объёмом в 512 Кб. А расчётная мощность энергопотребления не превышает 5,5 Вт.
Процессор не может похвастать наличием технологии Turbo Boost, хотя она не так уж и необходима на портативных устройствах. Также отсутствует способность работать с виртуализацией по типу VT-x. Технология Hyper-Threading, как уже говорилось выше, реализует поддержку работы ядра с двумя потоками. Это будет актуально в приложениях, оптимизированных под многопоточность, количество которых с каждым годом все растёт. Возможна поддержка объема памяти больше 4 Гб за счёт реализации 64-битной архитектуры. Используемый при производстве техпроцесс составляет 45 Нм.
Наиболее близким по родству и характеристикам можно считать предшественника - Atom N270. При такой же частоте Atom N450 показывает себя более выгодно, но при этом он дороже и потребляет в два раза больше энергии. Но, как говорят тесты, у этого устройства соотношение ватт на производительность гораздо выше.
Интересно, что сравнение производительности с N2600, у которого для работы задействованы два ядра, показало значительный проигрыш у Atom N450. N2600 производится по 32 Нм технологии, а это значит, что на чипе можно расположить гораздо больше транзисторов. При этом количество потоков у него вообще 4, и кэш второго уровня в два раза больше Atom CPU N450. Но тесты есть тесты, и они отражают действительное положение вещей, в отрыве от заявленных характеристик.
AMD и Intel постоянно ведут незримую войну за лояльность пользователей. Это выражается в соревновании по выпуску производительных изделий. Ближайшими по духу являются процессоры от AMD C60, C50 и A4 1200.
С60 имеет два ядра, в отличие от процессора N450. Его контроллер памяти способен действовать на частоте 1066 и имеет тип DDR3. Уровень кэша второго уровня в два раза выше. При этом частота немного ниже - от 1000 до 1333 Мгц в режиме "Турбо". При этом у Atom N450 - 1,66.
В итоге потенциальная частота, получаемая при разгоне Atom N450, выше, чем у С60, и может составлять 1,9 ГГц. В скорости же чтения данных Atom уступает аналогу от AMD - 38550 против 25700 МБ/с. N450 также не способен поддерживать виртуализацию, тогда как конкурент прекрасно с ней справляется. Технологический процесс С60 меньше на 5 НМ и является более продвинутым. Как итог - в большинстве тестов Atom N450 показывает худший результат.
C50 - тоже двухъядерный процессор, который имеет такой же контроллер памяти, как у своего собрата. Частота на 0,6 ГГц у него меньше, чем у N450. При этом общая производительность на ватт выше. С50 имеет 2 Мб кэша второго уровня, в то время как у 450 всего 512 Кб. Это в значительной степени ускоряет доступ к часто используемым данным. Кстати, и в скорости их передачи 450 также проигрывает - 32500 вместо 25700 МБ/с. Виртуализация опять же имеется и на этой модели. В общем, и здесь Atom N450 немного проигрывает.
Данный процессор не представляет особого интереса для разгона, так как его штатная частота в 1 ГГц таковой и останется. У Atom N450 же потенциал для этого имеется. Однако на этом преимущества 450 перед А4 заканчиваются.
Начать стоит с того, что ядер в А4 1200 два. Каждое способно работать в двухпоточном режиме. Размер памяти кэша второго уровня выше и составляет 1 Мб. Максимальное энергопотребление равняется 4 Вт, тогда как у 450 - 5,5. Контроллер памяти имеет тип DDR3, а это значит, что данная модель технологичнее и способна работать с частотой 1066 МГц. Также производственный процесс у 1200 в 1,5 раза меньше. В данном сравнении AMD А4 1200 является явным фаворитом, что и подтверждают тесты на популярные вычисления.
Процессор Atom N270
Количество ядер - 1, производится по 45 нм техпроцессу, архитектура Diamondville. Благодаря технологии Hyper-Threading, количество потоков 2, что вдвое больше числа физических ядер и увеличивает производительность многопоточных приложений и игр.
Базовая частота ядер Atom N270 - 1.6 ГГц. Максимальная частота в режиме Intel Turbo Boost достигает 1.6 ГГц. Обратите внимание, что кулер Intel Atom N270 должен охлаждать процессоры с TDP не менее 2.5 Вт на штатных частотах. При разгоне требования повышаются.
Материнская плата для Intel Atom N270 должна быть с сокетом PBGA437. Система питания должна выдерживать процессоры с тепловым пакетом не менее 2.5 Вт.
Данные получены из тестов пользователей, которые тестировали свои системы как в разгоне, так и без. Таким образом, вы видите усреднённые значения, соответствующие процессору.
SC - Single Core (одно ядро), QC - Quad Core (четыре ядра), MC - Multi Core (все доступные ядра). Int - целочисленные операции, Float - операции с плавающей запятой, Mixed - смешанные арифметические операции. Данные получены из тестов пользователей, которые тестировали свои системы как в разгоне (максимальное значение в таблице), так и без (минимальное).
Мы собрали список комплектующих, которые пользователи наиболее часто выбирают, собирая компьютер на базе Atom N270. Также с этими комплектующими достигаются наилучшие результаты в тестах и стабильная работа.
Самый популярный конфиг: материнская плата для Intel Atom N270 - HP Mini 311-1000, видеокарта - ION.
Производитель | Intel |
ОписаниеИнформация о процессоре, взятая с официального сайта фирмы-производителя. | Intel® Atom™ Processor N270 (512K Cache, 1.60 GHz, 533 MHz FSB) |
АрхитектураКодовое название поколения микроархитектуры. | Diamondville |
Дата выпускаМесяц и год появления процессора в продаже. | 09-2015 |
МодельОфициальное наименование. | N270 |
ЯдерКоличество физических ядер. | 1 |
ПотокиКоличество потоков. Количество логических ядер процессора, которые видит операционная система. | 2 |
Технология многопоточностиБлагодаря технологиям Hyper-threading у Intel и SMT у AMD, одно физическое ядро определяется в операционной системе как два логических, благодаря чему увеличивается производительность процессора в многопоточных приложениях. | Hyper-threading |
Базовая частотаМаксимальная каждого ядра процессора в обычном режиме работы. От неё зависит производительность в однопоточных и многопоточных приложениях, играх. Важно помнить, что скорость и частота напрямую не связаны. Например, новый процессор на меньшей частоте может быть быстрее, чем старый на большей. | 1.6 GHz |
Частота турбо-режимаМаксимальная частота одного ядра процессора в турбо-режиме. Производители дали возможность процессору самостоятельно повышать частоту одного или нескольких ядер под сильной нагрузкой, благодаря чему скорость работы повышается. Сильно влияет на скорость в играх и приложениях, требовательных к частоте CPU. | 1.6 GHz |
Объем кэша L3Кэш третьего уровня работает буфером между оперативной памятью компьютера и кэшем 2 уровня процессора. Используется всеми ядрами, от объёма зависит скорость обработки информациию. | 512 Мбайт |
Инструкции | 32-bit |
ИнструкцииПозволяют ускорять вычисления, обработку и выполнение определённых операций. Также, некоторые игры требуют поддержку инструкций. | SSE2, SSE3, SSSE4 |
Embedded Options AvailableДве версии корпусов. Стандартный и предназначенный для мобильных устройств. Во второй версии процессор может быть распаян на материнской плате. | Да |
ТехпроцессТехнологический процесс производства, измеряется в нанометрах. Чем меньше техпроцесс, тем совершеннее технология, ниже тепловыделение и энергопотребление. | 45 нм |
Частота шиныСкорость обмена данными с системой. | 533 MHz FSB |
Максимальный TDPThermal Design Power - показатель, определяющий максимальное тепловыделение. Кулер или водяная система охлаждения должны быть рассчитаны на равное или большее значение. Помните, что с разгоном TDP значительно растёт. | 2.5 Вт |
Очередной мой переводной материал. На этот раз героем является процессор Intel Atom C3958, тестирование которого провел интернет-ресурс servethehome. Но не спешите закрывать страницу, т. к. речь пойдет не о хилом, немощном нечто, мало пригодном для обычного использования, а о сравнительно недавно анонсированной 3000-й серии этих процессоров (а, по сути, SoC), ориентированных на применение в хранилищах данных, встраиваемых решениях, серверах. Итак, Intel Atom C3958 – обзор и результаты тестирования топового процессора в этом семействе.
В 3-е поколение семейства процессоров Atom, имеющих кодовое имя "Denverton", входит довольно большое количество моделей. Самый младший процессор имеет всего 2 ядра, ну а старшенький (о котором сейчас и идет речь), может похвастаться аж 16-ю ядрами.
В определенной степени можно сказать, что имеется как минимум 2 топовые модели, это C3958 и ее близкий родственник - C3955. Приведу основные характеристик обеих моделей.
Процессор | C3955 | C3958 |
Количество ядер | 16 | |
Количество потоков | 16 | |
Базовая частота (Turbo Boost), ГГц | 2.1 | 2.0 |
Макс. частота, ГГЦ | 2.4 | 2.0 |
Макс. объем памяти, ГБ | 256 | |
Кол-во линия PCI-Express | 8 | |
Макс. кол-во SATA | 16 | |
Встроенная поддержка LAN | 4x10/2.5/1 GbE | |
Поддержка Intel® QuickAssist | - | + |
TDP, Вт | 32 | 31 |
Рекомендуемая цена, $ | 434 | 449 |
Собственно, различия не сказать, чтобы сильно бросались в глаза. Причем C3955 имеет поддержку Turbo Boost, а вот старший Atom подобного «турбонаддува» лишен. Казалось бы, не ему быть топовой моделью, но все же главное его отличие от C3955 – это поддержка технологии Intel® QuickAssist.
Кратко о том, что такое QuickAssist, или сокращенно – QAT. Это набор программно-аппаратных средств для ускорения шифрования и сжатия данных. Очень помогает QuickAssist в случаях, когда необходимо производить сжатие данных «на лету», шифровать потоки данных, обеспечить работу криптографии и т. п. В общем, все, что связано с защитой данных, аутентификацией, обеспечением безопасности. QAT существенно ускоряет работу приложений, причем весьма существенно.
Надо заметить, что эта полезная функция входит в состав не каждой модели. Вот и C3955 ее лишен, хотя имеет свои достоинства. QuickAssist использовался и процессорами Atom серии C2xxx, но в новом поколении использование технологии вышло на более высокий уровень. Так, в отличие от Atom C2xxx, для C3xxx не требуется специальный драйвер. В тестировании функция QAT была активирована, хотя в представленных ниже тестах она не использовалась.
Собственно, наличие QAT – едва ли не единственный аргумент в пользу именно C3958, а не C3955, хотя повод весьма веский. Если же выполняемые задачи не подразумевают использование шифрования, сжатия данных, в общем того, для чего нужна эта технология, то смысла в выборе именно C3958 нет.
О том, что это именно серверный продукт, говорят характеристики процессора. Здесь и поддержка большого объема памяти, и наличие 16-мегабайтного кэша L2 (по 1 МБ на каждое ядро), причем ECC, 4-х 10-гигабитных интерфейсов, 16-ти SATA устройств, технологий виртуализации VT-x, VT-d и т. п. Кстати, этот процессор не поставляется покупателям как отдельный компонент, а только в составе как минимум материнской платы.
Для тех, кому интересно, приводим результат выполнения линуксовой команды lscpu, выводящей подробную информацию о процессоре и всех его особенностях.
Для проведения испытания была собрана следующая конфигурация:
Немного подробнее про системную плату. Она весьма интересна для построения хранилищ данных. «На борту» у нее 4 слота для установки памяти, флеш-память eMMC объемом 32 ГБ производства Kingston, 2 10-гигабитных порта SFP и столько же гигабитных сетевых портов. При этом имеется разъем PCIe x8, а также 4 разъема SFF8087 для подключения 16 SATA накопителей.
Подробный обзор данной материнской платы скоро будет, но сейчас можно сказать, что максимальное потребление с двумя 10Gb SFP+ подключениями и двумя подключенными гигабитными интерфейсам составило 61 Вт.
Мы использовали наши старые, проверенные Linux-Bench скрипты. У нас есть более свежая подборка скриптов, но в данном случае она показалась не столь нужной, т. к. основное предназначение данной платформы – это встроенные приложения. При использовании подобной конфигурации в хранилищах данных или в сетевых устройствах встроенные приложения не имеют высокой нагрузки, и использование расширенных наборов команд AVX2 и AVX-512 видится излишним.
В своих прошлых проверках мы убедились, что лучшими ОС для процессоров Intel Atom серии C2000 являются Linux и FreeBSD. Windows мало распространена на таких платформах, и мы не советуем использовать данную платформу в качестве обычного компьютера. Для этого найдется масса других, более выигрышных вариантов.
Этот тест мы используем часто. Используется стандартный конфигурационный файл, ядро Linux 4.4.2, взятое с kernel.org, и стандартно генерируемая конфигурация нагружает каждый поток в системе. Результаты показывают количество компиляций в час.
Полученные результаты показали очень неплохую производительность, которая соизмерима с результатами 8-ядерного процессора Xeon D. Модель C3955 показала немного лучшие результаты. Это неудивительно, все же различия в микроархитектуре должны проявляться в работе процессоров.
Еще один постоянно используемый нами тест трассировки лучей, весьма популярный и показывающий разницу работы в многопоточных системах.
Показанная производительность и тут хороша. Ожидаемо более «шустрый», да еще турбированный C3955 показал более высокие результаты. Что интересно, Intel Xeon E3 продемонстрировал схожую производительность, но у него нет многих функций, которые есть у Atom, да еще и потребляемая мощность у него выше.
Очень популярное и часто используемое кроссплатформенное приложение для архивации/разархивации данных.
Полученные результаты очень неплохи. Конечно, 16 ядер Atom это не 16 ядер Xeon D, и тягаться с последним не получится. В данном случае не используется QAT, а это могло бы заметно изменить результаты, и в этом мы скоро убедимся. Если же говорить о производительности, то по скорости сжатия Intel Atom C3958 можно расположить где-то между 6-ю и 8-ядерными Xeon D. Скорость разархивации находится на где-то между 8-ю и 12-ядерными Xeon D.
Очередной популярный тест на платформе Linux. Мы использовали именно тест CPU, а не OLTP, который применяется при проверке накопителей.
Пришлось убрать результаты процессоров C2358 и D525 из-за низких значений, что сделало бы график сложночитаемым. Тест хорошо масштабируется и отлично нагружает все имеющиеся ядра процессора. Неудивительно, что 16 ядер пришлись очень «ко двору».
Криптографический пакет, используемый для шифрования обмена между серверами. Мы получили следующий результат.
При повторной проверке получилось следующее (мы отсортировали результаты в том же порядке, что и в первом прогоне тестов, чтобы было удобнее).
Как мы видим, Intel Atom C3958 соперничает со сходным по цене Xeon Silver 4108, который предназначен для более мощных серверов. Но более интересным в данном случае является сравнение с предыдущим 2000-м поколением процессоров Atom. Топовый C2758 с включенным QAT оказался в 4 раза медленнее C3958, в котором не использовалась данная функция. Это важно, т. к. OpenSSL часто используется именно в сетевых устройствах и системах хранения данных.
Тесты старые, но пока мы продолжаем использовать их по многочисленным просьбам. Результаты UnixBench Dhrystone 2.
Результаты Whetstone Benchmarks.
В данном случае видим явную пользу от многоядерности, т. к. в данном случае это компенсирует те компромиссы в микроархитектуре, на которые пришлось пойти для снижения энергопотребления. В данном случае вариант, когда «числом, а не уменьем».
Это совсем не тот «Атом», который сразу приходит на ум при упоминании этого семейства процессоров. Базовая частота Atom C3958 не так велика по нашим временам, нет поддержки технологии «Turbo Boost», нет кэш-памяти третьего уровня, нет поддержки набора команд AVX2/ AVX-512, но 16 ядер, по 1 МБ кэша L2 на каждое ядро, существенные улучшения в IPC (Inter Process Communications) позволяют ему соперничать в производительности с Xeon D и Xeon Bronze/Silver.
Естественно, последние более подходят для виртуализации и обычного применения, но в сетевых устройствах и устройствах хранения данных «атомные» процессоры весьма хороши.
Сейчас много говорят об AMD EPYC, но у AMD нет своих решений, способных конкурировать в данном сегменте по совокупности характеристик. Так, EPYC 7251 имеет TDP в 120 Вт (сравните с Atom), имея 8 ядер, 16 потоков, правда, поддерживая увеличение частоты до 2.9 ГГц. Правда, и целей занять свою нишу именно в этом сегменте у AMD нет, по крайней мере, с EPYC.
Активность проявляла компания ARM, но сочетание производительности и использование технологий ускорения функций криптографии и компрессии данных, которое есть в 3000-й серии процессоров Atom, позволяют Intel уверенно чувствовать себя в ближайшем будущем.
Если рассматривать топовые решения с поддержкой QAT, то можно увидеть существенный прогресс, по сравнению с предыдущим поколением (Atom C2758). Единственное, что снизилось - это тактовая частота (примерно на 17 %). В остальном – сплошные улучшения. Судите сами, количество ядер удвоилось (с 8 до 16), объем кэша и максимального объема памяти увеличился вчетверо (до 16 МБ и 256 ГБ соответственно), PCIe обновила поколение, появилась поддержка 10-гигабитной сети. Вот только за существенно возросшую производительность пришлось заплатить возросшим TDP.
К сожалению, увеличились, и существенно, цены. Правда, широкая линейка моделей позволяет подобрать вариант (например, Atom C3758), который дешевле, и может с успехом заменить предыдущий топовый процессор в соответствующих областях применения.
Благостную картину существенно возросшей производительности только портит цена, т. к. при стоимости в 449 $ Atom C3958 конкурирует с Intel Xeon Silver 4108 и Xeon D lines, а это, как ни крути, птицы несколько другого полета.
Разработкой семейства процессоров Atom фирма Intel расширяет свое присутствие на активно развивающемся рынке компонентов для портативных компьютеров и мобильных интернет-планшетов (англ. MID - Mobile Internet Devices). Какие же бывают процессоры Atom? Чем они отличаются друг от друга и какие у них конкуренты? Об этом, собственно, мы сейчас и поговорим.
Отдельные модели процессоров Atom предназначены для использования в сверхэкономичных бюджетных ноутбуках и настольных компьютерах. Такие компьютеры, обладая очень малым энергопотреблением и уменьшенными размерами при оптимальной стоимости, могут использоваться для просмотра видеофильмов и фотографий, общения в интернет, работы с электронной почтой, просмотра сайтов и в процессе обучения. Чтобы отличать такие устройства от традиционных настольных ПК и ноутбуков, называет их и nettops .
Семейство процессоров Intel Atom разработано на основе архитектуры х86, используемой во всех процессорах для IBM PC совместимых компьютеров. Однако новые процессоры Intel не являются дальнейшим развитием существующих серий. Процессоры Atom разработаны на основе технологии RISC (англ. Reduced Instruction Set Command), предполагающей использование сокращенного набора исполняемых команд (инструкций), в отличие от традиционных CISC-процессоров (англ. Сomplex Instruction Set Command), работающих с полным набором команд.
Совершенствование технологий производства и оптимизация внутренней структуры процессоров в рамках существующей архитектуры х86 позволили достичь впечатляющего уровня производительности даже для систем бюджетного уровня. Одно из направлений совершенствования процессоров - усложнение внутренней структуры, для возможности выполнения сложных действий в рамках одной команды. Однако для декодирования таких команд требуются значительные аппаратные ресурсы, возрастает число тактов, необходимое для их отработки, увеличивается энергопотребление.
С другой стороны такие команды в исполняемом коде встречаются не часто и далеко не в каждой программе. Идея RISC-технологии основана на использовании ограниченного набора команд с коротким циклом исполнения (в идеале за один такт синхронизации). Аппаратная реализация такой архитектуры позволяет выполнять программный код с минимальными временными затратами, в идеальном случае одну команду - за один такт синхронизации. В конечном результате сокращается энергопотребление, появляется возможность снижать рабочие частоты, уменьшать размеры процессоров.
Вместе с тем сохранена совместимость с программами для CISC-процессоров. Отсутствующие в наборе процессоров команды исполняются после предварительного программного перекодирования их в поддерживаемые RISC команды. Что вполне оправдано при незначительном присутствии сложных команд в исполняемом программном коде.
Итак, в основе идеологии разработки Atom лежит использование сокращенного набора команд, что позволило, отказавшись от размещения на кристалле чипа ряда регистров и других узлов, существенно сократить общее количество используемых транзисторов, значительно снизить энергопотребление. Процессор Atom в настоящее время является самым компактным и экономичным процессором компании Intel, производится на основе 45-нанометровой технологии под сокеты BGA и FCBGA. А в следующем году по заявлению руководителей компании процессор Intel Atom станет первым чипом, производимым с использованием техпроцесса в 32 нанометра.
В настоящее время Intel производит две серии процессоров Atom. Первая, основанная на ядре Silverthorne , называется Z (процессоры Z500-Z540) и предназначена для использования в мобильных устройствах с возможностью подключения к интернет (MID). Для совместного использования с этими процессорами разработаны чипсеты: UL11L, US15L, US15W.
Вторая серия на ядре Diamondville включает модели: Atom N270, Atom 230 и Atom 330, используется для разработки экономичных настольных систем (так называемых Nettop) и сверх экономичных бюджетных ноутбуков (Netbook). Большая часть процессоров (за исключением модели Atom 330) пока являются одноядерными.
В таблице представлены основные характеристики процессоров Intel Atom, все Atom имеют кэш-память L1 объемом 56 кбайт, из которых 32 кбайт отведено под кэш инструкций, а 24 кбайт для данных. Все процессоры Atom исполняют 32-битный код и поддерживают дополнительные наборы инструкций MMX, SSE, SSE2, SSE3 и SSSE3, а также технологию Hyper-Threading, позволяющую исполнять два параллельных потока команд.
Номер модели | Частота, МГц | FSB, МГц | Кэш L2, Мбайт | TDP, Вт |
Atom 230 | 1600 | 533 | 512 | 4 |
Atom 330 | 1600 | 533 | 1 000 | 8 |
Atom N270 | 1600 | 533 | 512 | 2,5 |
Atom Z500 | 800 | 400 | 512 | 0,65 |
Atom Z510 | 1100 | 400 | 512 | 2 |
Atom Z520 | 1333 | 533 | 512 | 2 |
Atom Z530 | 1600 | 533 | 512 | 2 |
Atom Z540 | 1866 | 533 | 512 | 2,4 |
Процессоры на ядре Diamondville , являясь 64-разрядными, поддерживают и 32-битный, и 64-битный код. Наиболее производительный на сегодня Atom 330 работает на частоте 1,6 ГГц (при частоте FSB - 533 МГц), на каждое из ядер приходится по 512 кбайт кэш-памяти L2. С целью снижения энергопотребления и увеличения времени автономной работы в процессорах использованы технологии Enhanced Deeper Sleep и Enhanced Intel SpeedStep. При отсутствии активности процессора Enhanced Deeper Sleep позволяет перемещать данные из кэш-памяти в системную.
Усовершенствованная технология Enhanced Intel SpeedStep использует несколько изменяемых значений тактовой частоты и напряжения питания ядра процессора. Таким образом, обеспечивается гибкость оптимизации энергопотребления и производительности. Процессоры Atom настолько экономичны, что большая часть общего энергопотребления компьютеров приходится на долю чипсета и прочих периферийных устройств. Поэтому оптимизация энергопотребления этих компонентов предстоящая задача для разработчиков Intel.
Intel, первой предложившая платформенный подход, предполагающий разработку полного комплекта компонентов для ноутбуков, придерживается этого принципа и для процессоров Atom. Серия процессоров для ноутбуков продвигается в рамках бренда Centrino . А существующий на сегодня набор компонентов для разработки MID и других портативных устройств объединен в платформе Menlow.
В настоящее время вполне успешными конкурентами для процессоров Atom могут быть чипы сразу от трех производителей. В сегменте бюджетных и энергоэкономичных ноутбуков достойным конкурентом выглядит процессор Isaya от корейской фирмы VIA . В июне 2008 года известнейший производитель графических процессоров фирма представила свой процессор для мобильных систем под названием Tegra . Процессор предназначен для использования в составе КПК, мобильных телефонов, игровых и GPS систем, заявленное энергопотребление Tegra ниже, чем у Atom.
Основной конкурент Intel - компания успешно развивает свою мобильную платформу на основе процессора Geode , оптимизированного для использования в экономичных бюджетных ноутбуках, ультрамобильных портативных компьютерах (UPMC).
В начале следующего появится линейка процессоров Atom c улучшенными показателями. Еще более упрочить позиции Intel в соперничестве с конкурентами должна новая мобильная платформа под называнием Moorestown, в рамках которой уже в следующем году появится очередное поколение процессоров с целым рядом серьезных, усовершенствований. В состав процессора будет интегрировано графическое ядро и одноканальный контроллер памяти DDR2. На основе таких чипов можно будет создавать однокристальную компьютерную систему SOC (англ. system-on-chip).
Объединение функций сразу нескольких микросхем в одной позволит еще более снизить потребляемую мощность, которая станет на порядок меньше аналогичного параметра для платформы Intel Atom.