Een jaar geleden kondigde Intel de release aan van een nieuwe serie processors: Atom. De nieuwe CPU's zijn exclusief ontworpen voor mobiele computers en hun kenmerken voldoen volledig aan alle eisen van dergelijke apparaten. Dit geldt vooral voor het stroomverbruik, dat niet hoger is dan 4 W (TDP). Dergelijke lage prestaties worden bereikt dankzij de nieuwe architectuur, die niet vergelijkbaar is met de vorige Intel-architecturen, hoewel deze enkele van hun kenmerken bevat. De kern bestaat uit 47 miljoen transistors, en aangezien ze worden geproduceerd met behulp van een 45-nm-procestechnologie, wordt duidelijk waarom de Atom zo'n compacte en kosteneffectieve processor is. Momenteel heeft Intel twee series Atom-processors. De eerste heet Z (Z500-Z540-processors), is gebaseerd op de Silverthorne-kern en is bedoeld voor mobiele systemen uit de MID-klasse (Mobile Internet Devices). De tweede serie op basis van de Diamondville-kern werd relatief recent (in maart van dit jaar) aangekondigd en omvat twee modellen (N270 en 230). Het is ontworpen voor desktopsystemen (Nettops) en budgetlaptops (Netbooks).

Alle Atom-processors hebben een L1-cache van 56 KB, waarvan 32 KB is toegewezen voor instructiecache en 24 KB voor gegevens. Alle processors kunnen ook 32-bits code uitvoeren en ondersteunen aanvullende instructiesets MMX, SSE, SSE2, SSE3 en SSSE3. Wat de 64-bits code (x86-64) betreft, deze wordt alleen ondersteund door de Diamondville-kern en alleen in het Atom 230-model. Momenteel zijn alle Atom-processors single-core. Tegelijkertijd ondersteunen ze Hyper-Threading-technologie, waarmee u twee parallelle commandothreads kunt uitvoeren. Tegen het einde van 2008 is Intel van plan de eerste dual-core Atom-processors op de markt te brengen. Er circuleren online geruchten over het Atom 330-model, dat zal werken op een frequentie van 1,6 GHz (FSB-frequentie - 533 MHz), en elke core zal 512 KB L2-cache hebben. Processors uit de Atom Z-serie ondersteunen virtualisatietechnologie en energiebesparende C1E Speedstep-technologie. Naast de Z-serie ondersteunt de C1E Speedstep de Atom N270-processor, gebouwd op de Diamondville-kern. Het assortiment Atom-processors is behoorlijk groot en omvat twee kernen voor verschillende systemen. Om verwarring te voorkomen is het belangrijk op te merken dat processors met specifieke chipsets werken, en deze bepalen het doel van het eindproduct. Samen met de nieuwe processors heeft Intel een reeks chipsets uitgebracht - UL11L, US15L, US15W - die ook zijn ontworpen om te werken met de Atom Z-serie (Silverthorne-kern).

De chipsets hebben vergelijkbare kenmerken en bestaan ​​elk uit één chip die de functionaliteit implementeert, en een ‘noord’- en ‘zuidbrug’. De nieuwe chipsets ondersteunen Intel Atom-processors met een systeembusfrequentie van 100 of 133 MHz (400/533 MHz QPB) en hebben een ingebouwde single-channel controller voor 400 of 533 MHz DDR2-geheugen (maximale geheugencapaciteit is 1 GB) . Bovendien hebben de chipsets uit de nieuwe serie een ingebouwde Intel GMA500 grafische kern, die, naast 3D-graphics, hardwaredecodering biedt van H.264-, MPEG2-, VC1- en WMV9-videoformaten. D-SUB- en DVI-I-uitgangen, evenals TV-Out, worden ondersteund. Bovendien wordt een PCI Express spec 1.0-buscontroller meegeleverd. Een paar woorden over de uitbreidingsmogelijkheden van UL- en US-chipsets: ze ondersteunen één IDE-kanaal, acht USB 2.0-poorten en een HD-audiosubsysteem. De UL11L-, US15L- en US15W-chipsets maken deel uit van het Centrino Atom 2-platform, dat ook Atom-processors en Wi-Fi-, WiMAX- en 3G draadloze modules omvat. Opgemerkt moet worden dat de warmtedissipatie van de UL11L-chipset 1,6 W is, en de chipsets uit de Amerikaanse serie niet meer dan 2,3 W. Hierdoor bedraagt ​​de totale warmtedissipatie tussen de UL11L-chipset en de Atom-processor 2,25 W! Dit is precies wat mobiele apparaten nodig hebben, omdat een ongekend laag stroomverbruik een langdurige werking garandeert. De Atom N270- en Atom 230-processors op basis van de Diamondville-kern zijn ontworpen voor goedkope, economische en kleine systemen (Nettops en Netbooks) met de 945GC-chipset. Het is precies dit systeem, of beter gezegd, het moederbord, dat we vandaag zullen testen:

Houd er rekening mee dat een enorm koellichaam met ventilator is ontworpen om de chipset te koelen, terwijl de processor zelf tevreden is met een bescheiden onopvallend koellichaam (op de achtergrond). Extern ziet de processor er als volgt uit:

Je zult merken dat de Atom 230 rechtstreeks op het bord is gesoldeerd, dus het is niet mogelijk om het systeem te upgraden. En als je de processor tijdens het overklokken "doorbrandt" (hierover later meer), dan zul je het hele moederbord moeten vervangen. Het CPU-Z-hulpprogramma biedt de volgende informatie:

Deze versie van het hulpprogramma detecteert ten onrechte de processorkern (Silverthorne in plaats van de juiste Diamondville). Hieronder staan ​​de specificaties van het Gigabyte GC230D moederbord:

Invoering

Al enkele maanden gaan er geruchten de ronde over een nieuwe Intel-processor, ontworpen voor MID (Mobile Internet Devices, mobiele internetapparaten) en ontworpen om te concurreren met ARM-processors. Oorspronkelijk bekend als "Silverthorne" en "Diamondville", werden de nieuwe processors "Atom" genoemd. En ze hebben veel verrassingen.

Interessante keuze

Atom-processors zijn geweldig omdat ze moderne functies (EM64T, SSSE3, etc.) integreren in de oude architectuur. Atom is de eerste x86-processor met wachtrij-instructies sinds de Pentium. Bij het ontwikkelen van de processor heeft Intel het energieverbruik en de productiekosten zorgvuldig in de gaten gehouden, zelfs als dit ten koste ging van de prestaties. Verwacht daarom geen nieuwe concurrenten voor Core 2 Duo van Atom. Maar wat bieden Atom-processors eigenlijk? Laten we eens kijken.

In de tijd van de 80386 bood Intel versies met een lager vermogen aan, gericht op de mobiele sector. Bij de 80386EX waren bijvoorbeeld enkele functies van de chipset in de processor geïntegreerd, en het systeem verbruikte aanzienlijk minder stroom dan de standaard 386. Toen kwamen de 486, Pentium en Pentium II (Dixon, met 256 KB on-chip cache ) versies met een lager stroomverbruik. Maar in ieder geval gebruikten ze een vergelijkbare, zo niet identieke, architectuur als hun desktop-"broers". In de praktijk presteerden de processors efficiënt, maar de verschillen tussen de standaardversie van de CPU en de mobiele processor waren klein.

Pentium M

De Pentium M-processor, uitgebracht in 2003, was revolutionair omdat hij een andere architectuur gebruikte dan de Pentium 4 en aanzienlijk minder stroom verbruikte terwijl hij toch hoge prestaties leverde. Ja, de processor zou een afgeleide van de Pentium III kunnen worden genoemd, met dezelfde tekortkomingen, maar daaropvolgende verbeteringen aan de Pentium M, die leidden tot de Core 2-processors, verhoogden het stroomverbruik alleen maar. Intel probeerde processors met een laag vermogen uit te brengen (bijvoorbeeld A1x0), maar dat waren Pentium M-varianten met lagere frequenties.

Atoom heeft alles veranderd

De Atom-processor is gebouwd op een andere architectuur, oorspronkelijk ontworpen om het stroomverbruik te minimaliseren, dus het ontwerp van de processor is volledig nieuw. Dit is geen aanpassing van oude architectuur. Tegenwoordig kan Intel processors aanbieden die zeer weinig stroom verbruiken: high-end versies van Atom verbruiken minder stroom dan de doorgaans trage ULV-versies van standaard processorarchitecturen.

Atom Z500 en SCH (Poulsbo)

De eerste generatie Atom-processors, voorheen bekend als "Silverthorne", kreeg modelnummers Z5x0. Atom Z500-processors zijn gericht op MID's (de beroemde mobiele internetapparaten) en zijn gekoppeld aan de nieuwe Poulsbo SCH-chipset (System Controller Hub).

Sinds de oriëntatie op MID is aangekondigd, ligt de concurrent van Intel voor de hand: ARM-processors. Dit is een zeer populaire architectuur (het wordt gebruikt door de overgrote meerderheid van telefoons, PDA's en GPS-navigators), ondersteund door processors van veel fabrikanten (ARM licentieert de instructieset), het geeft goede prestaties met een zeer laag stroomverbruik. In de draagbare ruimte vormen ARM-processors, met uitzondering van enkele zeldzame apparaten gebaseerd op de MIPS-architectuur (bijvoorbeeld een PSP-pocketgameconsole), de meerderheid. Interessant genoeg produceerde Intel ook ARM-processors voor verschillende apparaten (XScale, daarna werd de divisie verkocht aan Marvell), en tegenwoordig biedt het producten aan zoals bijvoorbeeld processors voor RAID-controllers (dezelfde IOP333). In de praktijk is het overstappen van ARM- naar x86-architectuur geen probleem - Linux ondersteunt beide, net als Windows CE (gebruikt in veel GPS-navigators) en Windows Mobile (tenminste oudere versies). Bovendien kan x86 de nieuwste versies van Windows uitvoeren en profiteert de architectuur van bredere software- (en technische) ondersteuning vergeleken met ARM-processors.

Voordat we in de Atom-architectuur duiken, kijken we eerst naar de Z500-lijn. Deze processors zijn klein, de verpakkingsgrootte is slechts 13 x 14 mm. De processors bestaan ​​uit ongeveer 47 miljoen transistors (meer dan de originele Pentium 4), uitgerust met 56 KB L1-cache (24 KB voor data en 32 KB voor instructies), evenals een 512 KB L2-cache. De processors werken op een standaard Intel-bus, die we kennen van Pentium 4-processors. De busfrequentie is 400 MHz (QDR) of 533 MHz (QDR). Er is ook ondersteuning voor SIMD-instructies, van MMX tot SSSE3, EIST en Hyper-Threading (terug!). Houd er rekening mee dat deze laatste functie alleen beschikbaar is op sommige modellen (met 533 MHz (QDR)-bus).

De SCH-chip (System Controller Hub) is een ‘single-chip-chipset’, dat wil zeggen dat hij de noord- en zuidbrug combineert op één chip. De chipset is ontworpen voor Atom-processors en is alleen compatibel met nieuwe functies, zoals het gebruik van de bus in CMOS-modus (we zullen hier later over praten). SCH is rijk aan functies: het bevat een ingebouwde GMA grafische kern (gebaseerd op de PowerVR-architectuur), HD Audio (vereenvoudigd, ondersteunt slechts twee kanalen), een PATA-controller (Ultra DMA 5, 100 MB/s) en ook ondersteunt twee PCI Express-lanes (voor bijvoorbeeld een Wi-Fi-kaart). Er zijn drie SDIO/MMC-controllers en ondersteuning voor acht USB-poorten, waarvan er één in clientmodus kan worden gebruikt. De keuze voor de PATA-interface is vrij logisch: flash-geheugenkaartcontrollers gebruiken meestal dit formaat, bijvoorbeeld Compact Flash. Drie SD-controllers lijken misschien een vreemde keuze, maar sommige geheugens gebruiken precies zo'n interface (OneNAND bijvoorbeeld). De DDR2-controller in de SCH-chip ondersteunt geheugen met een spanning van 1,5 V in plaats van 1,8 V volgens JEDEC-specificaties. Dit kleine detail helpt ook het energieverbruik te verminderen.

Voor graphics hebben we een nieuwe GMA 500-controller ontvangen. Deze maakt gebruik van een uniforme architectuur en ondersteunt shaders 3.0+. Interessant is dat de grafische controller hardware-ondersteuning heeft voor het decoderen van de formaten H.264, MPEG2, MPEG4, VC1 en WMV9. De GMA 500 klokt op 200 of 100 MHz, afhankelijk van de chipsetversie, en ondersteunt DirectX 10 (nauwelijks belangrijk, maar het vermelden waard), hoewel de stuurprogramma's alleen DirectX 9 ondersteunen. Houd er rekening mee dat de grafische kern niet van Intel-oorsprong is. In tegenstelling tot andere GMA's is het gebouwd op PowerVR-technologie.

Interessant TDP

Voor Atom Z500-processors varieert het thermische pakket (TDP) van 0,85 W (voor de 800 MHz-versie zonder Hyper-Threading) tot 2,64 W (voor het 1,86 GHz-model met “Hyper-Threading”-ondersteuning). SCH verbruikt ongeveer 2,3 W in de meest geavanceerde versie, wat de combinatie SCH + CPU minder dan 5 W oplevert. Vergeleken met bestaande oplossingen is de vooruitgang duidelijk: Via Nano wordt bijvoorbeeld aangegeven op 25 W voor de 1,8 GHz-versie, en Celeron-M ULV - 5 W bij 900 MHz.

Atoom N200 en i945

Voor Atom, gericht op standaardcomputers, biedt Intel een andere lijn (Diamondville). Atom-processors van de N200- en 200-lijnen zijn specifiek gericht op standaardcomputers, maar uiteraard meer op goedkope draagbare pc's, zoals Eee PC en concurrerende oplossingen .

De Atom N200-processors zijn vergelijkbaar met de Atom Z500, met als enige verschil de ondersteuning voor 64-bit EMT64-extensies, die aanwezig zijn in de N200 en 200, en het ontbreken van EIST-ondersteuning. Atom 200-processors kunnen de frequentie dus niet zomaar wijzigen. De prijzen zijn zeer aantrekkelijk: de Atom N270, met een frequentie van 1,6 GHz (533 MHz bus) en 2 W TDP, kost slechts $ 44. En de 230-versie, met 4 W TDP, kost slechts $ 29 (bij dezelfde frequentie).

Veteraan-chipset: i945

Het grootste probleem met de Atom N200-processor is de chipset: Intel biedt alleen i945-varianten aan. Deze chipset is niet alleen verouderd (hij kwam uit in 2005), maar heeft ook een groot nadeel: hij verbruikt veel energie (22 W in de GC-versie). De i945-chipset ondersteunt moderne technologieën: SATA (2), PCI-Express (1 lijn via ICH7), HD Audio, enz. Het is duidelijk dat het werkt met DDR2-geheugen (twee kanalen) en gebruik maakt van de geïntegreerde GMA 950 grafische kern. Zoals je kunt raden, maakt het gebruik van een oude chipset (van het Napa-platform) met een TDP die 10 keer hoger is dan het thermische pakket van. de processor is niet het beste idee. Maar er is nog niets interessanters voorgesteld. De laptop-pc's gebruiken de i945GSE-chipset, die slechts 5,5 W verbruikt (4 W Northbridge en 1,5 W Southbridge). Het is duidelijk dat de prestaties lang niet hetzelfde zijn, vooral niet op het gebied van 3D-graphics, aangezien Intel de GMA-frequentie heeft verlaagd (van 400 naar 133 MHz).

Laat me nu een paar woorden zeggen over de GMA 950, de geïntegreerde grafische kern in de Intel i945-chipset. Het ondersteunt DirectX 9 en kan de Aero-interface uitvoeren, en is ook overal verkrijgbaar op laptops met een Core Duo-processor. De prestaties zijn zwak, er is geen hardwareondersteuning voor het decoderen van HD-formaten. Bovendien is de grafische kern erg gevoelig voor de geheugenbandbreedte en zijn de stuurprogramma's niet geoptimaliseerd. Ten slotte gebruikt Intel verschillende frequenties voor de grafische kern - van 400 MHz voor de i945G-versie (desktop-pc's) tot 250 MHz voor laptops en 166 MHz voor ultradraagbare modellen (met een proportioneel prestatieverlies). De versie die wordt gebruikt door Atom-processors (i945GSE) is beperkt tot 133 MHz, hoewel de i945GC-chipset een grafische kern heeft die op 400 MHz draait.

Atoomarchitectuur: nog een uitvoering en "Hyper-Threading"

Atom-processors gebruiken een nieuwe architectuur, zij het met oudere technologieën. Dit is de eerste x86-processor van Intel met sequentiële (in plaats van buiten de juiste volgorde) uitvoering van instructies sinds de Pentium, die in 1993 verscheen. Alle andere Intel-processors sinds de P6 gebruiken out-of-order-uitvoering.

Zonder al te veel in detail te treden, kun je een processor beschouwen als een apparaat dat de ene na de andere instructies ontvangt en deze op een lopende band plaatst. In de volgende architectuur worden instructies uitgevoerd in de volgorde waarin ze zijn ontvangen. En in een architectuur die niet in orde is, kan de volgorde van de instructies die aan de pijplijn worden gegeven, worden gewijzigd, zodat ze zo efficiënt mogelijk worden uitgevoerd. Het voordeel van een out-of-order-architectuur is dat het aantal wachttijden kan worden verminderd. Als u bijvoorbeeld een eenvoudige rekeninstructie, een geheugentoegangsinstructie en nog een eenvoudige rekeninstructie hebt, dan worden deze in de reguliere architectuur na elkaar uitgevoerd, maar in de out-of-order architectuur kan de processor twee berekeningen uitvoeren. parallel met lange geheugentoegang, wat tijd bespaart. Maar het is nogal verrassend dat de volgende architectuur meestal een korte pijplijn heeft, terwijl Atom 16 fasen heeft, wat in sommige gevallen tot nadelen leidt.

"Hyperthreading"

"Hyper-Threading"-technologie verscheen met de Pentium 4-processor. Hiermee kunnen twee threads tegelijkertijd worden uitgevoerd, waardoor de pijplijnbelasting wordt geoptimaliseerd. Dit is natuurlijk niet zo efficiënt als twee fysieke kernen, maar de technologie dwingt het besturingssysteem te denken dat de processor twee threads tegelijk kan verwerken, en dit kan de prestaties van de computer verbeteren. Op een Atom-processor met een lange pijplijn en de oude reguliere architectuur werkt "Hyper-Threading" zeer effectief; de technologie kan de prestaties aanzienlijk verbeteren zonder merkbare impact op TDP. Intel claimt slechts een toename van het energieverbruik met 10%.

Anders is Atom uitgerust met twee ALU's (integer units) en twee FPU's (floating-point units). De eerste ALU voert ploegendiensten uit, en de tweede ALU voert vertakkingen uit. Alle vermenigvuldigings- en optelbewerkingen, zelfs met gehele getallen, worden uitgevoerd op de FPU-eenheden. De eerste FPU is heel eenvoudig en beperkt tot optelbewerkingen, terwijl de tweede verantwoordelijk is voor SIMD- en vermenigvuldigings-/delingsbewerkingen. Voor 128-bits berekeningen wordt de eerste tak gebruikt in combinatie met de tweede (beide takken zijn 64-bits).

Als je kijkt naar het aantal klokcycli dat nodig is om een ​​instructie uit te voeren, zul je iets interessants ontdekken. Sommige instructies zijn snel, andere zijn (zeer) traag. "mov"- of "add"-instructies worden bijvoorbeeld in één klokcyclus uitgevoerd, zoals op de Core 2 Duo, en vermenigvuldigingsinstructies (imul) duren vijf klokcycli, in tegenstelling tot slechts drie op de Core-microarchitectuur. Om het nog erger te maken, duurt de 32-bits drijvende-kommaverdeling bijvoorbeeld 31 klokcycli, vergeleken met slechts 17 (of bijna de helft) voor de Core 2 Duo. In de praktijk - en Intel bevestigt dit - is Atom geoptimaliseerd voor snelle uitvoering van basisinstructies, wat betekent dat de processor de prestaties bij complexe instructies dramatisch vermindert. U kunt dit controleren door simpelweg Everest uit te voeren (als voorbeeld), dat een hulpmiddel heeft voor het meten van de uitvoeringstijden van instructies.

Cache en FSB

Intel heeft gekozen voor een zeer ongebruikelijke Atom-organisatie, maar zonder concessies te doen aan de prestaties, wat belangrijk is voor een processor met een reguliere architectuur.

24 + 32 KB: asymmetrische cache

De L1-cache van Atom is 56 KB: 24 KB voor gegevens en 32 KB voor instructies. Deze asymmetrie, nogal verrassend voor Intel, is een gevolg van de cachestructuur. Intel gebruikt acht transistors om één bit op te slaan, in tegenstelling tot zes transistors in een standaard cache. Deze technologie vermindert de spanning die op de cache wordt toegepast om informatie op te slaan. Het lijkt erop dat deze overstap naar cellen met acht transistoren laat in het proces is gemaakt, toen het processorontwerp al bijna voltooid was. Om de cache binnen de vorige grenzen te laten passen, werd de omvang ervan verkleind - dit verklaart de 24 KB voor gegevens.

L2-cache 512 KB, krimpbaar

De L2-cachecapaciteit is 512 KB en werkt op dezelfde frequentie als de processor. De 8-weg cache is klassiek en komt qua prestaties vrij dicht in de buurt van wat werd gebruikt in de Core 2 Duo (de latentie is 16 klokcycli vergeleken met 14 voor de Core 2). Een van de nieuwe features is dat delen van de cache automatisch kunnen worden uitgeschakeld als een programma niet veel cachegeheugen nodig heeft. In de praktijk schakelt de cache over van de 8-weg naar de 2-weg-modus, dat wil zeggen van een beschikbaar volume van 512 naar 128 KB. Met deze techniek kunt u nog een paar kostbare milliwatt besparen.

FSB: twee bedrijfsmodi

De Atom-processor gebruikt dezelfde FSB als andere Intel-processors sinds de Pentium 4. Hij werkt in Quad Pumped (QDR) -modus en GTL-signaleringstechnologie. Interessant: Atom gebruikt een andere signaaltechnologie: CMOS-modus. GTL is efficiënt (de bus kan 1600 MHz QDR bereiken), maar verbruikt veel stroom, en CMOS zorgt voor een lagere busspanning. Technisch gezien gebruikt GTL weerstanden om de signaalkwaliteit te verbeteren, maar deze zijn nauwelijks nodig, behalve bij hoge frequenties. Met een Atom-processor en een bus die beperkt is tot 533 MHz (QDR), kun je naar de CMOS-modus gaan - de weerstanden worden uitgeschakeld en de busspanning wordt gehalveerd. Op dit moment ondersteunt alleen de SCH-chipset de CMOS-modus op de FSB.

Energieverbruik: tests en theorie

Het stroomverbruik is van cruciaal belang voor dit Intel-platform en er zijn daarom veel stappen ondernomen om dit te verminderen. Naast de chipset, die veel energie verbruikt in vergelijking met de processor, heeft Atom zelf veel interessante features gekregen.

Bus en cache

Zoals we al zeiden, heeft Intel veel aan de bus en cache gewerkt. Er is een andere modus voor de bus (CMOS) ontwikkeld en de cache kan zijn secties automatisch uitschakelen, afhankelijk van de belasting. Dergelijke functies helpen het energieverbruik te verminderen, net als de volgende architectuur en 8T SRAM L1-cachecellen.

Staat "C6"

Naast het verlagen van de processorspanning naar 1,05V, heeft de Atom een ​​nieuwe "C6" standby-modus. Bedenk dat de "C"-modi (0 tot 6) energiezuinige toestanden zijn, en hoe hoger het getal, hoe minder stroom de CPU verbruikt. In de "C6"-modus is de gehele processor vrijwel volledig uitgeschakeld. Alleen het cachegeheugen van enkele kilobytes (10,5) blijft actief om de status van de registers op peil te houden. In deze modus wordt de L2-cache geleegd en uitgeschakeld, daalt de voedingsspanning naar slechts 0,3 V en blijft slechts een klein deel van de processor actief om ontwaken mogelijk te maken. De processor schakelt in ongeveer 100 microseconden over naar de "C6" -modus, dat wil zeggen snel. In de praktijk stelt Intel dat de "C6"-modus 90% van de tijd actief is, wat het totale energieverbruik vermindert (het is vrij duidelijk dat als je een programma uitvoert dat de processor laadt, of zelfs een video op Flash bekijkt, de processor dat wel zal doen overschakelen naar deze modus gaat niet over).

Opgemerkt moet worden dat beide Intel-chipsets die kunnen worden gebruikt met Atom N200-processors behoorlijk wat stroom verbruiken: de Atom 230 gebruikt een i945GC, die 22 W verbruikt (4 W voor de CPU), en de Atom N270 wordt geleverd met een i945GSE , die 5,5 W verbruikt (2,4 W voor CPU).

In de praktijk

Is de Atom-processor in de praktijk zo energiezuinig? Wat betreft de processor: ja. Wat het platform gericht op goedkope desktopcomputers (NetTop) betreft, is het antwoord ook positief, maar... Waarom "maar"? Omdat de chipset veel energie verbruikt, en de TDP voor de processor 4 W of 2,4 W voor de mobiele versie bedraagt. Ons testmoederbord verbruikte 59 Watt in inactieve modus, we haalden 62 Watt bij maximale belasting (met de processor, 1GB DDR2-geheugen en 3,5" harde schijf). Het is duidelijk dat de gegeven cijfers betrekking hebben op het volledige platform (zonder monitor), en niet op één moederbord, en omvatten ook verliezen op de voeding (ons model had een efficiëntie van ongeveer 80%). Het energieverbruik kan zowel klein als groot worden genoemd - niet veel voor een desktopcomputer, maar behoorlijk veel in absolute waarden. We moeten vermelden dat een recent getest 1,5GHz Via C7-moederbord met dezelfde configuratie minder stroom verbruikte: 49W in rust en 59W onder belasting.

Test 1: Atom versus Pentium E en Sempron

Voor onze tests hebben we een Mini-ITX-moederbord van Gigabyte genomen, uitgerust met een Atom 230-processor en een i945GC-chipset. Het bord heeft één DIMM-slot (DDR2) en één PCI-slot, dat wil zeggen dat je geen moderne videokaart krijgt. Interessant is dat de chipset, die, onthoud, 22 W verbruikt, actief wordt gekoeld en een eenvoudige aluminium radiator voldoende is voor de processor.

Omdat dit moederbord bedoeld is voor instapcomputers, hebben we twee oplossingen ter vergelijking genomen: Pentium E2160 (1,8 GHz), een instapmodel dual-core processor gebaseerd op de Core-microarchitectuur, en Sempron 3400+ (in dit geval Socket 754) . Tijdens onze tests stonden de twee processors ingesteld op dezelfde kloksnelheid als de Atom (1,6 GHz). Voor de Pentium E2160 werd het GA-GM945-S2 moederbord gebruikt. Het heeft het voordeel dat het op (bijna) dezelfde chipset is gebouwd als het Atom-moederbord: i945G. Voor Sempron hebben we een nForce4-moederbord genomen.

Er zijn drie moederborden getest op hetzelfde besturingssysteem: Windows XP Service Pack 2 met alle bijgewerkte stuurprogramma's. We gebruikten DDR2-667-geheugen (1 GB) op het Intel-platform, evenals 1 GB DDR400 DIMM op het Sempron-platform. Ten slotte hebben we een 74 GB Western Digital Raptor harde schijf gebruikt als proefrit.

We besloten de drie platforms met gelijke frequenties te vergelijken en verschillende echte en synthetische tests uit te voeren.

In Cinebench R10 werd de Sempron-processor tussen de Atom en Pentium E geplaatst, en de combinatie van Atom met Hyper-Threading-technologie bewees zijn effectiviteit (met Hyper-Threading nemen de prestaties met 1,53 keer toe). Houd er rekening mee dat de winst op de Pentium E, uitgerust met twee fysieke kernen, niet bijzonder hoger is: 1,86 keer.

In Sandra, een synthetische test, is het verschil tussen de drie processors indrukwekkend. Pentium E bleek merkbaar sneller. Merk op dat het verschil tussen Atom en Sempron misschien klein lijkt, maar de tests zijn multi-threaded, en de Sempron heeft slechts één kern, terwijl de Pentium E twee kernen heeft, en de Atom "Hyper-Threading" ondersteunt, wat een aanzienlijke toename.

In de CPU-tests van 3DMark 06 en PCMark 06 loopt de Pentium E-processor met alle vertrouwen aan de leiding, en Sempron bevindt zich, zoals gewoonlijk, qua prestaties tussen de Atom en Pentium E.

In deze test, die zo geliefd is bij overklokkers, is de Atom-processor, hoewel de code oud en niet geoptimaliseerd is, veel inferieur aan zijn concurrenten.

Ten slotte hebben we een test uitgevoerd waarbij bestanden van ongeveer 1 GB in WinRAR werden gecomprimeerd. Omdat Sempron een ander geheugensubsysteem (DDR) en een discrete videokaart gebruikt, hebben we deze niet in deze test meegenomen. In de praktijk bleek het verschil tussen de platforms kleiner dan bij synthetische tests, maar toch is de Pentium E ongeveer twee keer zo snel.

Test 2: Atom versus C7-M en Celeron

We besloten ons Atom-platform te vergelijken met twee andere systemen die kunnen concurreren met het Mini-ITX-testplatform. Het eerste systeem is een Via PC3500G-moederbord met een C7-processor; de tweede is een instapprocessor die vaak wordt aangetroffen in ultradraagbare computers: Celeron-M (Dothan).

Het Via PC3500G-moederbord heeft een micro-ATX-vormfactor en bevat de CN896-chipset gecombineerd met een 1,5 GHz C7-processor. Voor onze test hebben we de Atom op hetzelfde niveau geklokt als de C7 (12 x 125 MHz of 1,5 GHz). Geheugen, harde schijf en besturingssysteem waren hetzelfde.

In Cinebench R10 was, zoals je kunt zien, de Atom-processor sneller dan de C7, maar niet veel - tenminste met één thread. Aan de andere kant heeft Atom's steun voor "Hyper-Threading" tot een aanzienlijke voorsprong geleid.

In PCMark 05 kun je zien dat het Atom-platform, zelfs op een identieke frequentie, sneller bleek te zijn dan het C7-platform. Hiervoor zijn verschillende redenen. PCMark 05 is een multi-threaded test, zoals veel moderne programma's, dus Atom met "Hyper-Threading" heeft een voordeel. Bovendien is de Intel-chipset aanzienlijk sneller (of niet zo langzaam, om precies te zijn) dan de Via.

Tenslotte hebben we het stroomverbruik van beide platforms gemeten. Verrassing: Dankzij de energiezuinige chipset verbruikt het Via-platform minder stroom dan het Intel-platform. In rust verbruikte het PC3500G-systeem 49 W, terwijl de GA-GC230D 59 W nodig had. Naarmate de belasting toenam, begon Atom echter slechts 3 W meer te verbruiken, en het Via-platform verhoogde het energieverbruik met 10 W, maar bleef echter nog steeds onder het Intel-niveau. Alle metingen werden uitgevoerd vanaf een stopcontact, dat wil zeggen dat het resultaat werd beïnvloed door verliezen op de voeding (efficiëntie 80%).

Ter vergelijking met de Celeron M hebben we een laptop genomen met deze processor op basis van de Dothan-kern. We hebben geen PCMark-tests uitgevoerd, omdat de hardware van de twee configuraties heel verschillend is en het onjuist is om de resultaten te vergelijken. Net als bij de C7 hebben we de Atom teruggeklokt naar Celeron M-niveaus (in dit geval 1,3 GHz).

In een synthetische test als Cinebench R10 zie je dat de Celeron ongeveer twee keer zo snel is op identieke frequenties. In ieder geval heeft de "Hyper-Threading"-technologie enkele punten toegevoegd aan Atom.

Zoals uit tests blijkt, bevindt de Atom zich op identieke frequenties tussen de C7 en Celeron M. Gezien het feit dat beide processors worden gebruikt in goedkope pc's (netbooks), de C7 met frequenties die dicht bij Atom liggen, en de Celeron M op lagere frequenties, kan worden gesteld dat de prestaties van Atom-computers min of meer identiek zullen zijn aan die van moderne systemen. Aan de andere kant werkt Celeron M in moderne laptops op hoge frequenties van 1,6 GHz en 1,86 GHz, dus de superioriteit ten opzichte van Atom zal merkbaar zijn.

Overklokken en 3D

Ten slotte hebben we tests uitgevoerd op twee gebieden die waarschijnlijk niet relevant zijn voor het Atom-platform, maar voor ons en de lezers zijn ze erg interessant.

Omdat ons moederbord geen PCI Express- of AGP-slots had (en PCI-grafische kaarten steeds moeilijker te vinden zijn), hebben we onze tests beperkt tot de GMA 950. Ter vergelijking hebben we een Gigabyte-moederbord genomen op basis van dezelfde chipset met een Pentium E 2160-processor op 1,6 GHz gelijk aan Atom. Beide computers gebruiken dezelfde GMA 950 geïntegreerde grafische kern op 400 MHz, en de processors werken op dezelfde 1,6 GHz-frequentie. Beide computers zijn uitgerust met één DDR2-667 DIMM.

Zoals u kunt zien, zijn de prestaties van 3DMark 06 bij 640 x 480 zonder filters erg slecht. Bovendien bleek de Pentium E aanzienlijk sneller dan de Atom.

Maar we moeten niet vergeten dat Atom in draagbare pc's zal worden gebruikt in combinatie met de i945GSE-chipset, en dat de GMA 950 in deze versie op slechts 133 MHz zal werken.

Het Gigabyte Mini-ITX moederbord biedt weinig mogelijkheden om te overklokken: je kunt alleen de FSB-frequentie wijzigen, maar dan van 100 naar 700 MHz. Op ons CPU-model is de vermenigvuldiger vergrendeld op 12 en is de FSB-frequentie 133 MHz. We konden een stabiele werking bereiken op 1,8 GHz (12 x 150) zonder de spanning te verhogen, en op 1,86 GHz (153 MHz bus) door de FSB-spanning in het BIOS van het moederbord te verhogen (+0,3 V voor de bus). De prestaties namen lineair toe, evenals het energieverbruik: van 62 naar 65 W voor respectievelijk 1,6 en 1,8 GHz. En na het overklokken van Atom naar 1,86 GHz bedroeg het energieverbruik van het platform 67 W. Het verschil kan worden verklaard door de stijging van de busspanning. Houd er rekening mee dat het stroomverbruik niet alleen toeneemt als gevolg van de CPU, maar ook als gevolg van het overklokken van de chipset.

Waarom is er geen HD-test?

Waarom hebben we het afspelen van HD-video niet getest? De eerste reden is dat Atom-processors hier niet voor zijn ontworpen. Intel richt zich op goedkope NetTop-computers die zijn ontworpen om op internet te surfen in plaats van Blu-ray-schijven af ​​te spelen. Maar voor de lol probeerden we HD-DVD te kijken, maar de Power DVD-speler weigerde op te starten zonder een moderne videokaart die een deel van de videodecodering op zich kon nemen. We hebben geprobeerd HD-video's af te spelen die van internet zijn gedownload, maar ook hier waren we teleurgesteld. Het resultaat werd beïnvloed door het type speler dat werd gebruikt en de videokwaliteit kwam niet overeen met commerciële HD-schijven. Het decomprimeren van een DivX 720p-stream van meerdere megabit/s is één ding, maar H.264-video van 36 megabit/s is iets anders.

Conclusie

Wat is onze conclusie over het Atom-platform? De indruk is gemengd. De processor zelf kan als een succes worden beschouwd: hij is goedkoop, verbruikt heel weinig stroom en hoewel de prestaties niet hoog zijn, is hij ruim voldoende voor de doelmarkt (goedkope pc's die vooral bedoeld zijn om op internet te surfen). Daarnaast is de ondersteuning voor "Hyper-Threading" prettig. Maar de chipset in combinatie met de processor is teleurstellend. Intel biedt slechts twee opties, en deze kunnen worden bekritiseerd. SCH Poulsbo lijkt efficiënt, maar het heeft nauwelijks zin om het in standaard pc's te installeren vanwege de MID-oriëntatie (er is bijvoorbeeld geen SATA-poort), en de i945GC- en i945GSE-chipsets zijn geschikt voor pc's, maar ze hebben ook nadelen - een kleine reeks functies, zeer lage prestaties van de geïntegreerde grafische kern in 3D (en steeds meer applicaties gebruiken deze), en de chipset verbruikt aanzienlijk meer energie dan de processor zelf.

Het gevoel is dat Atom een ​​proefpoging is: het slaagt vanuit het ene gezichtspunt en mislukt vanuit het andere gezichtspunt. Zullen computerfabrikanten en gewone consumenten de kant van Atom kiezen? Zonder twijfel, en om twee redenen: prijzen en marketing. Met het platform kun je tegen zeer lage prijzen computers assembleren, en Atom is al een vooraanstaand merk geworden. De mening van een gewone koper over een mogelijke configuratie kan als volgt zijn.

"$ 450 Eee PC 900 (goed) met Celeron (slecht) op 900 MHz (slecht)."

Of zoals dit.

"$450 Eee PC 901 (goed) met Atom-processor (goed) op 1,6 GHz (goed)."

Met andere woorden: Atom-processors zullen het publiek meer aanspreken, ook al is het praktische verschil klein.

Het platform bleek echt paradoxaal: een succesvolle processor (ook al zijn de prestaties in absolute termen laag) en een chipset die het simpelweg niet waard is. Over het algemeen is er weinig verschil tussen de oudere platforms, dus laten we hopen dat Intel met nieuwe chipsets komt die beter toekomstbestendig zijn.

Voordelen.

• Prijs $ 29 voor Atom 230;
• laag stroomverbruik van de processor;
• "Hyper-Threading" laat zich van zijn beste kant zien.

Gebreken.

• Zwakke algemene prestaties;
• slechte chipset;
• zeer lage 3D-prestaties;
• onevenwichtig platform.

Het afgelopen jaar hebben zich een aantal letterlijk galactische rampen voorgedaan in het universum van Intel Atom-processors, zowel destructief als creatief. Als gevolg hiervan werd het, zou je kunnen zeggen, volledig herbouwd. In dit bericht zullen we ons de geschiedenis van Intel Atom herinneren, praten over de nieuwste gebeurtenissen die daarmee verband houden, en tot slot zullen we kennis maken met nieuwe modellen uit deze familie, meer vergelijkbaar met Intel Xeon.

Intel Atom is door Intel bedacht als een budgetoplossing met minimaal stroomverbruik voor verschillende soorten mobiele apparaten. De eerste Atom verscheen in 2008, hij werd gemaakt met behulp van 45 nm-technologie, in de loop van de tijd werd de procestechnologie teruggebracht tot 14 nm. Het succes van Atom-processors varieerde sterk, afhankelijk van hun toepassing. Sommigen van hen verschenen dus zeker op het juiste moment en raakten wijdverspreid in de toen nieuwerwetse “netbooks” (“laptops om op het netwerk te werken”). Dergelijke netbooks werkten niet snel vergeleken met laptops met Core-processors, maar ze waren goedkoop, compact, hadden geen koeler (en de problemen die daarmee gepaard gingen) en verkochten goed. Laten we de superpopulaire ASUS Eee PC 901 niet vergeten, en merk op dat netbooks werden geproduceerd door gerenommeerde fabrikanten als HP, Lenovo, Dell en Sony.

ASUS EeePC 901

Het lot van Intel Atom als x86-concurrent van ARM-processors voor smartphones en tablets was veel minder succesvol. Hoewel hier een zeer merkbaar resultaat is: de release in 2015 van Microsoft Surface 3 met een Intel Atom x7-Z8700-processor.

Opgemerkt moet worden dat Intel veel heeft gedaan op dit belangrijke gebied: de nieuwste generatie mobiele Atoms, die in 2013-2014 verscheen, is qua prestaties verre van hun eerste voorouders, en qua mogelijkheden staan ​​ze dichter bij Intel Kern: hun grafische kern is volledig bijgewerkt - Intel HD Graphics, microarchitectuur gewijzigd naar uitvoering buiten gebruik, SSE4-vectorinstructies toegevoegd. De belangstelling van fabrikanten voor Atoms was echter gematigd: ondanks behoorlijke energie-efficiëntie-indicatoren (zoals aangegeven door zeer gerespecteerde bronnen), waren de operationele voordelen niet zo groot dat er een grootschalige beweging op gang kwam om het platform te veranderen. Ook hier speelde de financiële kwestie een belangrijke rol: Intel Atoms waren nog steeds duurder dan hun ARM-rivalen.

In 2013 werden ongeveer een dozijn smartphonemodellen op basis van Atom aangekondigd, waarvan sommige nooit in productie zijn genomen. In ons land werd de Orange San Diego-smartphone van het merk Megafon verkocht onder het merk Mint.

Megafoon Nieuw

Intel promootte het Android x86-platform actief onder ontwikkelaars: het creëerde ontwikkelingstools, publiceerde trainingsmateriaal en hield evenementen. Bovendien werd er een unieke binaire vertaler gemaakt die werkte op alle Atom-gebaseerde mobiele Android-apparaten, en die ARM-code onmiddellijk vertaalde naar x86-instructies met vrijwel geen prestatieverlies.

Zoals hierboven vermeld, werden er echter weinig Atom-gebaseerde apparaten uitgebracht (vergeleken met het aantal ARM-apparaten op de markt), wat leidde tot een vicieuze cirkel: onafhankelijke ontwikkelaars hadden geen haast om nieuwe x86-exclusieve applicaties uit te brengen voor deze paar apparaten. , en apparaatfabrikanten hadden op hun beurt geen haast met het uitbrengen van nieuwe modellen vanwege het gebrek aan unieke toepassingen. Bovendien werkte het theoretische concurrentievoordeel van Atom niet: de mogelijkheid om desktopapplicaties uit te voeren op mobiele apparaten met dezelfde architectuur. Ten eerste moesten applicaties nog steeds worden geporteerd vanwege de discrepantie tussen desktop- en mobiele besturingssystemen (Windows of MacOS -> Android) en vormfactoren, en dit bleek meestal zelfs nog moeilijker dan een mogelijke transitie van x86 naar ARM; en ten tweede, in de tijd van ARM's onverdeelde dominantie op de mobiele markt, hadden alle bedrijven die mobiele versies van hun desktopproducten wilden maken dit al gedaan voor ARM-apparaten, dus de komst van x86 maakte hun gedoe alleen maar groter: de noodzaak om en onderhoud applicatieversies voor verschillende CPU's.
Hoe het ook zij, tijdens de mondiale reorganisatie van 2016 werd de Atom-richting voor mobiele apparaten bij de wortel ingekort.

Het werk van de makers van de processor was echter niet voor niets. Bij Intel is een nieuwe richting ontstaan, die geleidelijk een van de belangrijkste is geworden: ‘Internet of Things’. Het is het geheel van “Internet of Things”-componenten dat de optimale verbruiker is van processors uit de Atom-familie, met hun lage energieverbruik en brede scala aan kenmerken. Zo zijn we ongemerkt onze tijd genaderd.

Tot op heden heeft Intel een groot aantal Intel Atom-modellen uitgebracht, maar niet veel daarvan zijn actueel. Dit is in de eerste plaats de nieuw aangekondigde E3900-serie (je kunt de vergelijkingstabel hierboven zien). De serie is ontworpen om te voorzien in de behoefte aan krachtige ‘Internet of Things’-hubs (gematigde verzoeken zijn bedoeld om te voldoen aan de Intel Galileo-, Edison- en Curie-platforms).

Dit is echter nog niet de limiet van het “pompen” van het Atoom. Hier komen we bij een nieuwe aankondiging. De “server” Atom C2000-lijn van 2013 wordt vervangen door de C3000-serie, die is ontworpen om de prestaties van Intel Atom naar nieuwe hoogten te tillen. Het vlaggenschip van de serie wordt een 16-coremodel - er zijn nog nooit zoveel cores in Atom geweest. Tegelijkertijd blijven alle ‘merkkenmerken’ – energie-efficiëntie en betaalbare prijzen voor servermodellen – ongewijzigd. Tot nu toe is er informatie beschikbaar over een van de jongere modellen in de serie: de C3338-processor. We verwachten aankondigingen van de rest in de tweede helft van 2017.

In de jaren 80, toen de eerste laptops verschenen, verschilden ze weinig van personal computers: het was een grote doos met een ingebouwd toetsenbord, moederbord, scherm en draagbeugel, er was niet altijd een batterij; En dit was begrijpelijk: het had geen zin om speciale processors voor laptops te ontwikkelen, aangezien de op de markt bestaande oplossingen niet eens 1 watt vereisten. Tegen het einde van de jaren 90 hadden processors al op zijn minst radiatoren nodig voor koeling, maar aan het begin van de jaren 2000 realiseerde Intel zich dat ze afzonderlijke processors moesten produceren voor laptops met een lager energieverbruik - zo verscheen de Intel Pentium M-lijn: dergelijke processors hadden een thermisch pakket van 20-25 watt, wat redelijk geschikt was om ze in laptops te installeren. In wezen zijn deze processors een zwaar opnieuw ontworpen Intel Pentium III met lagere frequenties:


Een paar jaar later, toen Microsoft Windows XP Tablet Edition introduceerde, rees echter de vraag over het nog verder verminderen van de warmtedissipatie - en zo werd de Intel Celeron ULV-lijn geboren (de betovergrootvader van alle moderne Intel Core i ULV's) : deze processors vertegenwoordigden een nog meer uitgeklede Pentium M - als deze laatste werkte op frequenties van 1,5-2 GHz, terwijl Celeron-frequenties vaak minder dan een gigahertz waren! In principe was dit voldoende om XP te laten draaien (er was een processor voor nodig met een frequentie van minimaal 233 MHz), maar het systeem werkte behoorlijk doordacht.

In 2007 introduceerde Intel de 'vader' van Intel Atom: de A100- en A110-processors, een uitgeklede single-core 90 nm Pentium M met frequenties van ongeveer 600-800 MHz. Misschien was hun enige voordeel dat hun warmteafvoer niet groter was dan 3 W, dat wil zeggen dat ze passief konden worden gekoeld. De prestaties waren echter ook passief - zelfs slechter dan die van de Celeron M, dus dergelijke processors vonden geen populariteit op de markt. Intel realiseerde zich dat het ten eerste tijd was om processors over te zetten naar een nieuw technologisch proces, en ten tweede dat het nog te vroeg was om oplossingen te maken met een passief koelsysteem - en in 2008 introduceerden ze Intel Atom.

Intel Atom Bonnel

De eerste generatie Intel Atom was een Pentium M-kern op een 45 nm-procestechnologie met geïntegreerde grafische kaart van PowerVR, L2-cache tot 1 MB en een DDR2-geheugencontroller. Misschien wel de meest populaire processor die in de meeste netbooks van die tijd werd aangetroffen, was de Atom N450. Het was een single-core, twee-threaded processor met een frequentie van ongeveer 1,5 GHz, een geïntegreerde videokaart genaamd Intel GMA 3150, en hij werd geleverd met 1-2 GB RAM. De warmteafgifte bedroeg niet meer dan 6,5 W, dus voor de koeling was een kleine koeler nodig.

De prestaties van zo'n processor waren natuurlijk laag: in 3Dmark 06 scoorde de processor slechts 500 punten en de videokaart 150. De processor in de originele Macbook Air 2008, Intel Core 2 Duo T7500, scoorde bijvoorbeeld 1900 punten , en zijn videokaart, GMA X3100, 430 punten. Het resultaat was dat je op een netbook met zo'n processor documenten kon openen, op internet kon surfen, maar meer niet - zelfs 720p van YouTube was traag en je kon games helemaal vergeten. Maar toch waren netbooks met dergelijke processors enorm populair - ten eerste waren ze erg compact en licht (10-11", 1-1,2 kg), ten tweede goedkoop - over het algemeen niet meer dan 200-300 dollar, en - ten derde, lang leefde - 6 uur met een gemengde belasting werd gemakkelijk gehaald, wat in 2010 een zeldzaamheid was. Als gevolg hiervan werden dergelijke apparaten massaal gekocht door studenten en schoolkinderen, omdat het een ideale typemachine was met de mogelijkheid om verbinding te maken met internet.

Intel Atom Saltwell

De tijd verstreek, processors gebaseerd op de 32 nm-procestechnologie begonnen te verschijnen en Intel besloot natuurlijk de Atom-lijn bij te werken. Het grootste probleem zat niet zozeer in de zwakke videokaart, waar de DX 9-ondersteuning haastig werd vastgeschroefd, maar in de processor, die categorisch weigerde de nieuwe Windows 8 normaal te laten draaien, en het gebrek aan de mogelijkheid om minstens 720p te bekijken in 2012 zag het er al belachelijk uit.


Daarom heeft Intel een stapje verder gegaan en de Atom Z2xxx-lijn uitgebracht - meestal werd de Z2760 geïnstalleerd op Windows-tablets en netbooks, dus we zullen ernaar kijken. Dit is een dual-core, vier-draads processor met een frequentie van ongeveer 1,8 GHz, gebouwd met behulp van een 32 nm-procestechnologie, met dezelfde grafische weergave van PowerVR (hoewel enigszins aangepast), 1 MB L2 en ondersteuning voor maximaal 2 GB LPDDR2 geheugen. Qua processorprestaties was dit al een heel ander niveau - in 3Dmark 06 scoorde het al 1000 punten, en de videokaart - ongeveer 350. Tegelijkertijd werd het thermische pakket teruggebracht tot slechts 2 watt, dat wil zeggen de processor werd perfect passief gekoeld. De prestaties waren al voldoende om het systeem redelijk snel te laten werken, en de iets verbeterde grafische weergave (ze hadden nu 6 rekeneenheden in plaats van 2 in de eerste generatie Atom) maakten het op zijn minst al mogelijk om zelfs de eenvoudigste foto te maken verwerking in Photoshop. Natuurlijk waren er geen problemen met het afspelen van 720p- en zelfs sommige 1080p-formaten. In twee jaar tijd, van 2010 tot 2012, groeiden de gebruikersverzoeken echter aanzienlijk, en de Z2760, die alleen een resolutie van 768p aankon, vervaagde enigszins in vergelijking met de iPad 4, die 2048x1536 aankon, dus Intel had ruimte om te groeien.

Intel Atom Silvermont

In 2013 ontdekte Intel eindelijk de 22 nm-procestechnologie volledig, bracht de nog steeds relevante Haswell uit en richtte uiteindelijk zijn aandacht op Atom: de Z2760 werkte natuurlijk redelijk, maar meer niet, en hij had vervanging nodig. En Intel bracht de derde generatie Atom uit op de 22 nm-procestechnologie, Bay Trail.

Ik moet zeggen dat Intel gewoon uitstekende processors heeft gemaakt: ten eerste konden ze 4 cores in een thermisch pakket van 2-3 W 'proppen', ten tweede leerden de processors met DDR3 werken, en ten derde zijn ze nu uitgerust met volledige -volwaardige Intel HD Graphics van de Ivy Bridge-generatie , dus nu is er ondersteuning voor DX11, SSE 4 en andere moderne instructies, waardoor in theorie vrijwel elk modern spel op zo'n grafische kaart kon worden uitgevoerd. De uiteindelijke processorprestaties in 3Dmark 06 waren maar liefst 1800 punten - het niveau van de 2e generatie Intel Core i ULV, wat gewoon een uitstekend resultaat was - Windows startte en draaide snel, en met 4 GB RAM waren er geen problemen met multitasken . Tablets met dergelijke hardware verwerkten gemakkelijk niet alleen 1080p, maar ook 1440p-video. Het resultaat van de videokaart was niet slechter - 1900 punten: ja, een volwaardige HD 4000 scoort ongeveer 4000 punten in 3Dmark 06, maar er zijn 16 rekeneenheden met een frequentie van ongeveer 1000 MHz, en hier zijn er slechts 4, met een frequentie van ongeveer 600 MHz. Niettemin presteerde Civilization 5 redelijk goed op een dergelijk schema - in vergelijking met de ingekorte mobiele Civilization was het een doorbraak. Hetzelfde geldt voor andere games - er zijn nog steeds geen analogen van dezelfde Dirt 3 voor mobiel besturingssysteem, maar het draaide vlot op deze Atoms met minimale instellingen.

Intel Atom Cherry Trail

Na de release van de derde generatie ontspande Intel zich, en dat is begrijpelijk: Bay Trail kon goed omgaan met tablettaken en er was ruimte voor de toekomst. Het enige dat niet erg goed was, waren de graphics: de processor had een krachtigere oplossing kunnen uitbrengen. En uiteindelijk concentreerden ze zich alleen op Intel-graphics, waarbij ze in 2015 processors van de Z8xxx-lijn uitbrachten (het zou logisch zijn om ze Z4xxx te noemen, maar Intel heeft zijn eigen logica).

Laten we misschien wel de meest populaire vertegenwoordiger van de nieuwe lijn nemen: de Z8300. Deze processor is gebouwd op een 14 nm-procestechnologie, heeft dezelfde 4 kernen met frequenties van ongeveer 2 GHz, maar een veel betere videokaart - nu is hij ten eerste gebaseerd op de geïntegreerde grafische kaart van de nieuwe Broadwell-generatie van die tijd, en ten tweede heeft het of 12 (zoals in deze processor), of 16 (zoals in de Z8700) rekeneenheden met een frequentie van ongeveer 500 MHz. Het lijkt erop dat de grafische toename 3-4 keer zou moeten zijn, maar in werkelijkheid kwam alles neer op het thermische pakket: terwijl Bay Trail 2-3 W in principe voldoende was, om de grafische weergave volledig te laten werken, tenminste 2- Er was 3 keer zoveel nodig. Daarom werd de videokaart uiteindelijk slechts 30-50% krachtiger, terwijl de processor over het algemeen op hetzelfde niveau bleef. Het heeft dus geen enkel nut om van tablet te wisselen van Z3740 naar Z8300 - het systeem zal hetzelfde werken, programma's zullen op hetzelfde moment starten. De enige toename wordt waargenomen in games, maar als de game niet op Bay Trail draait, zal deze over het algemeen hoogstwaarschijnlijk onspeelbaar zijn op Cherry.

Verdere ontwikkeling van de Intel Atom-lijn

Op dit moment is de Intel Atom-lijn, net als de Core i, volledig gedebugd en zal Intel deze updaten in de stijl van "+5-10% per generatie" - en in principe is er niets meer nodig: niemand overweegt tablets met Atom als krachtige apparaten, en ze kunnen goed omgaan met hun directe verantwoordelijkheden. Voor degenen die niet alleen op internet willen surfen en films willen kijken, is er de Core M-lijn, die anderhalf keer krachtiger is qua processor en 3-4 keer krachtiger qua grafische weergave. Welnu, voor degenen die een draagbare hi-end nodig hebben, is het logisch om naar de lijn Core i ULV-processors te kijken, waarvan de mogelijkheden voldoende zijn voor de meeste gebruikerstaken.

Mijn volgende vertaalmateriaal. Deze keer is de held de Intel Atom C3958-processor, die werd getest door de online bron servethehome. Maar haast je niet om de pagina te sluiten, want we zullen het niet hebben over een broos, zwak iets dat niet erg geschikt is voor gewoon gebruik, maar over de relatief recent aangekondigde 3000e serie van deze processors (en in feite SoC's), gericht op gebruik in opslaggegevens, embedded oplossingen, servers. Dus Intel Atom C3958 – beoordelings- en testresultaten van de topprocessor in deze familie.

Beschrijving en kenmerken

De derde generatie van de Atom-processorfamilie, met de codenaam "Denverton", omvat een vrij groot aantal modellen. De jongste processor heeft slechts 2 cores, maar de oudste (waar we het nu over hebben) beschikt over maar liefst 16 cores.

Tot op zekere hoogte kunnen we zeggen dat er minstens 2 topmodellen zijn, dit zijn de C3958 en zijn naaste verwant - de C3955. Ik zal de belangrijkste kenmerken van beide modellen geven.

Eigenlijk zijn de verschillen niet zo opvallend. Bovendien heeft de C3955 ondersteuning voor Turbo Boost, maar de oudere Atom mist zo’n ‘turbolading’. Het lijkt erop dat het geen topmodel zou moeten zijn, maar toch is het belangrijkste verschil met de C3955 de ondersteuning voor Intel® QuickAssist-technologie.

In het kort wat QuickAssist, of kortweg QAT, is. Dit is een set software- en hardwaretools om de codering en datacompressie te versnellen. QuickAssist is zeer nuttig in gevallen waarin het nodig is om gegevens direct te comprimeren, gegevensstromen te versleutelen, de werking van cryptografie te garanderen, enz. In het algemeen alles wat te maken heeft met gegevensbescherming, authenticatie en beveiliging. QAT versnelt applicaties aanzienlijk, en behoorlijk aanzienlijk.

Opgemerkt moet worden dat deze handige functie niet in elk model is opgenomen. De C3955 mist het dus, ook al heeft het zo zijn voordelen. QuickAssist werd ook gebruikt door processors uit de Atom C2xxx-serie, maar in de nieuwe generatie heeft het gebruik van de technologie een hoger niveau bereikt. In tegenstelling tot Atom C2xxx heeft C3xxx dus geen speciaal stuurprogramma nodig. Tijdens het testen was de QAT-functie ingeschakeld, hoewel deze in de onderstaande tests niet werd gebruikt.

Eigenlijk is de aanwezigheid van QAT misschien wel het enige argument ten gunste van de C3958 en niet van de C3955, hoewel de reden zeer overtuigend is. Als de uitgevoerde taken niet het gebruik van encryptie en datacompressie inhouden, waar deze technologie in het algemeen voor nodig is, dan heeft het geen zin om voor de C3958 te kiezen.

Dat dit een serverproduct is, blijkt uit de kenmerken van de processor. Er is ondersteuning voor een grote hoeveelheid geheugen en de aanwezigheid van een 16 MB L2-cache (1 MB voor elke core), met ECC, 4 10 Gigabit-interfaces, 16 SATA-apparaten, virtualisatietechnologieën VT-x, VT-d en etc. Deze processor wordt overigens niet als los onderdeel aan klanten geleverd, maar alleen als onderdeel van in ieder geval het moederbord.

Voor degenen die geïnteresseerd zijn, presenteren we het resultaat van het uitvoeren van de Linux-opdracht lscpu, die gedetailleerde informatie weergeeft over de processor en al zijn functies.

Proefbank

Om de test uit te voeren, werd de volgende configuratie samengesteld:

• Moederbord: Gigabyte MA10-ST0 met Intel Atom C3958 processor erop gesoldeerd.
• Geheugen: 4x 16 GB DDR4-2400 RDIMM's (Micron).
• SSD: Intel DC S3710 400 GB.
• Opstartapparaat: Intel DC S3700 200 GB.

Nog even over het moederbord. Het is erg interessant voor het bouwen van datawarehouses. “Aan boord” heeft het 4 slots voor het installeren van geheugen, 32 GB eMMC-flashgeheugen vervaardigd door Kingston, 2 10-Gigabit SFP-poorten en hetzelfde aantal Gigabit-netwerkpoorten. Er is een PCIe x8-connector aanwezig, evenals 4 SFF8087-connectoren voor het aansluiten van 16 SATA-schijven.

Een gedetailleerde review van dit moederbord volgt binnenkort, maar voor nu kunnen we stellen dat het maximale verbruik met twee 10Gb SFP+ aansluitingen en twee aangesloten Gigabit interfaces 61 W bedroeg.

Testresultaten

We gebruikten onze oude, geteste Linux-Bench-scripts. We hebben een recentere selectie scripts, maar in dit geval leek het niet zo nodig, aangezien het hoofddoel van dit platform ingebouwde applicaties zijn. Bij gebruik van een vergelijkbare configuratie in datawarehouses of netwerkapparaten worden ingebedde applicaties niet zwaar belast en lijkt het gebruik van uitgebreide AVX2- en AVX-512-opdrachtsets onnodig.

In onze eerdere tests waren we ervan overtuigd dat Linux en FreeBSD de beste besturingssystemen voor processors uit de Intel Atom C2000-serie zijn. Windows wordt niet veel gebruikt op dergelijke platforms en we raden u af dit platform als gewone computer te gebruiken. Hiervoor zijn tal van andere, voordeligere opties.

Python Linux 4.4.2 Kernel compileert benchmark

Wij gebruiken deze test vaak. Er wordt een standaard configuratiebestand gebruikt, de Linux-kernel 4.4.2 afkomstig van kernel.org, en de standaard gegenereerde configuratie laadt elke thread in het systeem. De resultaten tonen het aantal compilaties per uur.

De verkregen resultaten lieten zeer goede prestaties zien, vergelijkbaar met de resultaten van de 8-core Xeon D-processor. Het C3955-model liet iets betere resultaten zien. Dit is niet verrassend; toch zouden verschillen in microarchitectuur zich moeten manifesteren in de werking van processors.

c-straal 1.1

Een andere ray tracing-test die we voortdurend gebruiken, is erg populair en laat het verschil in prestaties zien in systemen met meerdere threads.

Ook hier zijn de getoonde prestaties goed. Zoals verwacht liet de meer ‘wendbare’ en zelfs turbogeladen C3955 betere resultaten zien. Interessant is dat de Intel Xeon E3 vergelijkbare prestaties liet zien, maar niet veel van de functies heeft die de Atom heeft, en hij verbruikt ook meer stroom.

Compressie met 7 ritsen

Een zeer populaire en veelgebruikte platformonafhankelijke applicatie voor het archiveren/uitpakken van gegevens.

De verkregen resultaten zijn zeer goed. Natuurlijk zijn 16 Atom-kernen geen 16 Xeon D-kernen, en met die laatste kun je niet concurreren. In dit geval wordt QAT niet gebruikt, en dit zou de resultaten aanzienlijk kunnen veranderen, zoals we binnenkort zullen zien. Als we het over prestaties hebben, dan kan de Intel Atom C3958 qua compressiesnelheid ergens tussen de 6 en 8-core Xeon D worden geplaatst. De decompressiesnelheid ligt ergens tussen de 8 en 12-core Xeon D.

Sysbench CPU-test

Nog een populaire test op het Linux-platform. We hebben de CPU-test gebruikt en niet de OLTP-test, die wordt gebruikt bij het testen van schijven.

We moesten de resultaten van de C2358- en D525-processors verwijderen vanwege lage waarden, waardoor de grafiek moeilijk leesbaar zou zijn geworden. De test schaalt goed en laadt perfect alle beschikbare processorkernen. Het is niet verrassend dat 16 kernen erg goed kwamen.

OpenSSL

Een cryptografisch pakket dat wordt gebruikt om de communicatie tussen servers te coderen. Wij kregen het volgende resultaat.

Toen we het opnieuw controleerden, kregen we het volgende (om het gemakkelijker te maken, hebben we de resultaten in dezelfde volgorde gesorteerd als bij de eerste testrun).

Zoals we kunnen zien concurreert de Intel Atom C3958 met de vergelijkbaar geprijsde Xeon Silver 4108, die is ontworpen voor krachtigere servers. Maar interessanter in dit geval is de vergelijking met de vorige generatie Atom-processors uit 2000. De topklasse C2758 met QAT ingeschakeld bleek 4 keer langzamer dan de C3958, die deze functie niet gebruikte. Dit is belangrijk omdat OpenSSL vaak wordt gebruikt in netwerkapparaten en opslagsystemen.

UnixBench Dhrystone 2 en Whetstone-benchmarks

De tests zijn oud, maar voorlopig blijven we ze gebruiken vanwege de grote vraag. UnixBench Dhrystone 2 resultaten.

Whetstone Benchmarks-resultaten.

In dit geval zien we een duidelijk voordeel van multi-cores, omdat het in dit geval de compromissen in de microarchitectuur compenseert die moesten worden gemaakt om het stroomverbruik terug te dringen. In dit geval is de optie ‘op nummer, niet op vaardigheid’.

Conclusie

Dit is helemaal niet het “Atom” dat meteen in je opkomt als je deze processorfamilie noemt. De basisfrequentie van de Atom C3958 is niet zo hoog voor onze tijd, er is geen ondersteuning voor “Turbo Boost” -technologie, geen cache op het derde niveau, geen ondersteuning voor de AVX2/AVX-512-instructieset, maar 16 cores, 1 MB van L2-cache per core, zijn aanzienlijke verbeteringen in IPC (Inter Process Communications) waardoor het qua prestaties kan concurreren met Xeon D en Xeon Bronze/Silver.

Uiteraard zijn deze laatste meer geschikt voor virtualisatie en algemeen gebruik, maar in netwerk- en opslagapparaten zijn atomaire processors erg goed.

Tegenwoordig wordt er veel gesproken over AMD EPYC, maar AMD heeft geen eigen oplossingen die op alle kenmerken in dit segment kunnen concurreren. De EPYC 7251 heeft dus een TDP van 120 W (vergelijk met Atom), met 8 cores en 16 threads, maar ondersteunt een frequentieverhoging tot 2,9 GHz. Het is waar dat AMD geen doelstellingen heeft om zijn niche in dit segment te bezetten, althans niet met EPYC.

ARM is actief geweest, maar de combinatie van prestaties en het gebruik van technologieën voor het versnellen van cryptografiefuncties en datacompressie, die te vinden is in de 3000-serie Atom-processors, zorgt ervoor dat Intel vertrouwen heeft in de nabije toekomst.

Als we topoplossingen met QAT-ondersteuning overwegen, zien we aanzienlijke vooruitgang ten opzichte van de vorige generatie (Atom C2758). Het enige dat is afgenomen is de kloksnelheid (met ongeveer 17%). De rest zijn continue verbeteringen. Oordeel zelf: het aantal cores is verdubbeld (van 8 naar 16), de cache en het maximale geheugen zijn verviervoudigd (naar respectievelijk 16 MB en 256 GB), PCIe heeft de generatie bijgewerkt en ondersteuning voor een 10 gigabit-netwerk is verscheen. Maar voor de aanzienlijk hogere prestaties moesten we betalen voor een hogere TDP.

Helaas zijn de prijzen gestegen, en wel aanzienlijk. Toegegeven, met een breed scala aan modellen kunt u een optie kiezen (bijvoorbeeld Atom C3758) die goedkoper is en met succes de vorige topprocessor in relevante toepassingsgebieden kan vervangen.

Het goede beeld van aanzienlijk betere prestaties wordt alleen maar bedorven door de prijs, want voor $ 449 concurreert de Atom C3958 met de Intel Xeon Silver 4108- en Xeon D-lijnen, en dit zijn, wat je ook zegt, vogels van een iets ander soort.