В этом материале мы вкратце рассмотрим архитектуру новейшего CPU и использование Intel Atom в качестве центрального процессора для настольных маломощных ПК небольшого размера, называемых неттопами.
Intel Atom
О процессорах «атомного» семейства сказано немало, многие наши читатели наверняка являются обладателями разнообразных устройств, в частности, нетбуков, ядром которых является рассматриваемый CPU. Но вкратце все же остановимся на архитектуре и особенностях этих процессоров.
В первую очередь, при разработке нового процессора, конструкторы Intel, конечно же, делали ставку на снижение энергопотребления, поэтому этот продукт построен по абсолютно новой архитектуре. Atom — первый процессор, в котором разработчики пользовались правилом, гласящим, что ввод какой-либо новой функции в CPU, увеличивающей общую производительность на 1%, оправдан лишь в том случае, если энергопотребление конечного продукта при этом не вырастит более чем на 1%. Таким образом, удалось достичь максимального значения отношения «производительность на Ватт».
Atom снабжен двумя декодерами инструкций, двумя блоками для выполнения целочисленных операций, а также двумя блоками для выполнения операций над числами с плавающей запятой и SSE-инструкций. Однако такие целочисленные операции как умножение и деление выполняются также FP-блоком, из-за чего скорость их работы невысока.
Главным отличием архитектуры Atom от современных настольных x86-процессоров является последовательное выполнение команд — все нынешние CPU, напротив, обладают алгоритмом внеочередного исполнения инструкций. Последним процессором Intel, использующим последовательное выполнение был архаичный Pentium еще в середине 90-х. Конвейер процессора Atom имеет 16 стадий:
Кроме того, в процессоры Atom вернулась технология Hyper-Threading, благодаря которой, одноядерный процессор видится операционной системе как два логических, позволяя максимального нагрузить исполняющие блоки CPU, и тем самым, увеличивая итоговую производительность. Использование этой технологии в какой-то степени дает возможность избавиться от недостатков последовательного выполнения, не давая конвейеру простаивать. Процессор снабжен несимметричной кэш-памятью первого уровня, общий объем которой составляет 56 КБ — 32 из них отводятся под кэш данных, а оставшиеся 24 под кэширование инструкций.
Сейчас линейка процессоров Atom представляет собой три группы процессоров:
- серия 200 и 300 на ядре Diamondville — одноядерные и двухъядерные, соответственно, CPU для неттопов и настольных ПК;
- серия N2xx — серия для нетбуков, также использующая ядро Diamondville;
- серия Z5xx — процессоры на ядре Silverthorne для ультрапортативных ПК и устройств MID (mobile internet device).
Тем не менее, всё уже перемешалось, и сейчас без особого труда можно встретить субноутбуки на процессорах, скажем, Z520, которые изначально планировалось использовать в более «легких» устройствах.
На сегодняшний день все процессоры Atom производятся по 45-нм технологическому процессу, что в купе с относительной несложностью CPU (количество транзисторов насчитывает всего-то 47 млн., а это в несколько раз меньше даже процессоров Celeron) позволило добиться совсем небольшого размера кристалла — около 25мм2, и минимального тепловыделения. К слову, Atom — первый процессор Intel, не нуждающийся в активном охлаждении. TDP базового одноядерного Atom 230, работающего на частоте 1,6 ГГц при системной шине, равной 533 МГц, составляет всего лишь 4 Вт.
Возвращаясь к основной теме нашего обзора, рассмотрим вопрос разнообразия платформ для использования процессоров Atom в настольных PC. Хотя, рассматривать здесь, собственно, особо и нечего. В данный момент Intel представляет лишь платы, построенные на старом чипсете i945, который хоть и поддерживает все распространенные сегодня технологии, но в связке с ICH7 потребляет более 25 Вт, т.е. в разы больше чем сам CPU, не обеспечивая при этом каких-то сверхвозможностей — согласитесь, решение весьма не идеальное. Конечно же, в планах Intel есть преемник чипсета i945 — GN40, но дальше разговоров дело пока не дошло, и продуктов на его базе крайне мало, если не сказать, что нет вообще. Ну а наряду с этим, NVIDIA, смотря на вялость разработок и затишье в этом сегменте, также обратила внимание на рынок ультрапортативных компьютеров, намного оперативней представив свой продукт — платформу Ion. Стоит сказать, что в какой-то момент появление этой платформы было призрачным, т.к. Intel, видимо опасаясь конкурента со стороны NVIDIA, всячески пыталась препятствовать появлению данной платформы. Но, тем не менее, продукт все же увидел свет, а процессорный гигант решил отгружать процессоры Atom, как самостоятельный продукт.
Неттоп RIM 2000 Patriot Optim Ultra
Компания RIM 2000 давний игрок на отечественном рынке и на данный момент является одним из крупнейших производителей ПК в нашей стране. В активе компании есть стандартные конфигурации, игровые ПК, серверы, медиацентры, а совсем недавно начала производство набирающих популярность во всем мире миниатюрных систем — неттопов. Фактически данные системы необходимы для выхода в сеть Интернет, просмотра электронных книг, работы в текстовых процессорах или электронных таблицах, прослушивания музыки или просмотра фильмов в DVD-качестве, а также для организации файловых серверов — т.е. там, где производительность современных систем избыточна, которая выливается в больший нагрев компонентов ПК и значительное потребление электроэнергии. Кроме того, неттопы обладают неоспоримым преимуществом, а именно малыми размерами, что позволяет увеличить полезную площадь на рабочем месте, если нет возможности поставить «системник» под стол. Да и эстетическая сторона таких устройств куда выше, чем у обычных компьютеров.
Естественно, если увлекаться компьютерными играми, серьезной обработкой фотоснимков, музыкой, то производительности неттопа будет недостаточно и его можно рассматривать как второй домашний компьютер, но для корпоративного рынка, где в большинстве случаев система используется как терминал, «кассовый аппарат» и т.п., он подходит как нельзя кстати. Как раз такой неттоп, Patriot Optim Ultra от компании RIM 2000, мы и рассмотрим .
Учитывая, что платформа Atom рассчитана в первую очередь на миниатюрные устройства, производители материнских плат выпускают свои продукты в форм-факторе mini-ITX, что в какой-то степени ограничивает расширяемость конечного изделия, однако позволяет достичь значительной компактности.
Само собой, и данный ПК собран в корпусе форм-фактора mini-ITX, а за счет его небольших размеров — около 254 х 218,8 х 88 мм, упаковка неттопа значительно меньше стандартных десктопов.
В комплектацию неттопа входят:
- диск с драйверами и ПО;
- руководство по эксплуатации ПК на украинском языке;
- IDE-кабель (видимо, имеющийся в комплектации материнской платы);
- вибро- и шумоизолирующие резиновые «ножки» для корпуса ПК;
- кабель питания 220 В.
Рассматриваемый нами Patriot Optim Ultra собран в корпусе, опознать который оказалось большой проблемой, тем не менее, поиски принесли свои плоды — производителем оказалась германская компания с не совсем немецким именем — Jou Jye Computer. Модель корпуса NU-0528i.
На передней панели размещены крупная кнопка Power c синим светодиодом и заглушка, скрывающая посадочное место для привода ноутбучного форм-фактора. Есть также вентиляционные отверстия в небольшом количестве, а вот разъемов USB, FireWire или для подключения наушников и микрофона нет — сразу чувствуется позиционирование продукта, который предназначен для работы, а не развлечений.
На задней панели неттопа уже присутствуют четыре порта USB и три аудиоразъема, а также RJ45, два PS/2, COM- и LPT-порт, D-Sub и S-Video, реализованные за счет системной платы Intel D945GCLF2 с впаянным двухъядерным процессором Atom 330.
Корпус позволяет установить одну низкопрофильную плату расширения или полноценную, но при помощи ризер-карты.
Начинка под стать продукту: материнская плата на базе чипсета Intel 945GC, процессор Atom 330 тактовой частой 1,6 ГГц, 1 ГБ ОЗУ производства Transcend и жесткий диск Seagate ST3160815AS объемом 160 ГБ.
Внутри всё «упаковано» достаточно компактно. Жесткий диск устанавливается на специальных направляющих, выше материнской платы.
В какой-то момент показалось, что радиаторы, размещенные на материнской плате, должны мешать установке жесткого диска, но, как оказалось, проблем с этим никаких нет.
Что примечательно, жесткий диск крепится к направляющим через резиновые прокладки, что должно благоприятно повлиять на снижение шума и вибрации исходящих от HDD. Правда, с поставленной задачей справляются слабо, что для офисной системы не так критично.
Для обеспечения качественным питанием неттопа используется блок питания соответствующего форм-фактора — FSP170-60SI мощностью 170 Вт.
Но за качество, как правило, необходимо платить, и в данном случае платой является уровень шума, который оказался достаточно высок. Хотя, регулировка скорости вращения вентилятора в зависимости от температуры в БП все же не помешала бы.
Intel D945GCLF2
В неттопе используется материнская плата Intel D945GCLF2 с впаянным двухъядерным процессором Atom 330.
Как видно из названия, плата оснащена логикой Intel 945GC в связке с ICH7. Что примечательно, здесь кулер с активным охлаждением установлен не на CPU, а на чипсете, таким образом, подтверждая вышесказанное по поводу тепловыделения процессоров Atom.
Сам же двухъядерный Atom 330 является ничем иным, как двумя одноядерными Atom 230, расположенными на одной подложке и общее энергопотребление CPU составляет 8 Вт. Процессор также работает на частоте 1,6 ГГц, при частоте системной шины 533 МГц, т.е. рабочий режим унаследован от одноядерного собрата. Каждое из ядер обладает 512 КБ кэшем второго уровня.
| Процессор | Atom 330 |
| Ядро | Diamondville |
| Техпроцесс, нм | 45 |
| Разъем | Socket 437 FCBGA |
| Частота, МГц | 1600 |
| Множитель | 12x |
| FSB, МГц | 533 |
| кэш L1, КБ | 32+24 x 2 |
| кэш L2, КБ | 512 x 2 |
| Напряжение питания, В | 0,9 - 1,1625 |
| TDP, Вт | 8 |
| Кол-во транзисторов, млн | 47 |
| Площадь кристалла, кв. мм | 25,96 x 2 |
| Набор инструкций | RISC, IA32, XD bit, MMX, EM64T, SSE, SSE2, Supplemental SSE3 |
Как и другие процессоры линейки, Atom 330 использует технологию Hyper-Threading, в результате этого мы должны увидеть 4 виртуальных процессора в системе.
Основой графической подсистемы у 945GC является интегрированное ядро GMA950, не отличающееся знатной производительностью в 3D — чипсет обладает четырьмя пиксельными конвейерами, работающими на частоте 400 МГц. Но при этом имеется поддержка DirectX 9.0c и, соответственно, видеоускоритель обеспечивает работу интерфейса Windows Vista Aero.
На задней панели материнской платы представлены следующие разъемы:
- PS/2 для подключения клавиатуры и мыши;
- четыре порта USB 2.0;
- 15-контактынй D-sub, для подключения монитора;
- разъем S-Video для подключения к телевизору;
- гнездо RJ-45 для подключения ПК к локальной сети 10/100/1000 Mbps;
- аудио-разъемы;
- и даже редко использующиеся сегодня порты COM и LPT.
Стоит отметить, что в спектре материнских плат Intel имеется еще модель D945GCLF2D, отличающаяся отсутствием разъема S-Video.
В качестве сетевого и звукового контроллеров используются чипы производства Realtek — RTL8111C и ALC662 соответственно. Для организации видеовыхода задействован контроллер Chrontel CH7021A-TEF.
На самой же плате распаяны следующие разъемы:
- один 240-контактный разъем DIMM для установки модуля памяти DDR-533/667; максимальный объем памяти, который позволяет установить плата, составляет 2ГБ;
- два SATA;
- IDE коннектор для подключение ATA-устройств;
- две гребенки с четырьмя портами USB 2.0;
- трехконтактный разъем для подключения еще одного вентилятора;
- слот PCI для подключения дополнительных устройств.
Для охлаждения центрального процессора и чипсета использованы самые обычные алюминиевые радиаторы, в качестве термопроводящего слоя применяется некая субстанция серого цвета, знакомая нам по всем боксовым процессорам Intel.
BIOS
Настройки BIOS платы не блещут излишеством. Обычные платы Intel не тяготеют к разгону и нештатным режимам работы, и в данном случае мы не увидим ничего из ряда вон выходящего.
На главной странице выводятся основные параметры системы, включая тип и частоту процессора, частоту системной шины, объем установленной оперативной памяти, а, кроме того, мы имеем возможность отключить использование технологии Hyper-Threading.
В разделе Advanced нас, прежде всего, интересует пункт Chipset Configuration, позволяющий произвести тонкую настройку параметров системы. Но, как уже говорилось выше, настройки эти крайне ограничены. Имеется лишь возможность в ручном режиме установить тайминги памяти, а также изменить частоту ее работы из предустановленных значений — 533 и 400 МГц. Ни о каких значимых настройках вроде изменения частоты системной шины речь не идет. В принципе, это было предсказуемо, и ожидать от Intel каких-либо уклонов в сторону оверклокерских возможностей стандартной платы было бы глупостью.
Также в разделе Advanced, в подменю Video Configuration мы можем задать основные параметры работы видеоподсистемы, в частности количество задействуемой оперативной памяти под нужды видеоадаптера.
В разделе Power есть возможность указания поведения платы при аварийном отключении питания. Данная функция поможет при использовании данной системной платы, к примеру, в каких-либо автономных устройствах, где после возобновления питания система сама запустится и войдет в нормальный рабочий режим.
Остальные разделы стандартны, и не вызывают интереса.
Результаты тестирования
В завершение нашего обзора приведем результаты тестирования неттопа Patriot Optim Ultra в некоторых приложениях, занесенные в представленную ниже таблицу:
| Результат | |
| PCMark 2005/CPU, балл | 1948 |
| PCMark 2005/Memory, балл | 2388 |
| WinRAR, КБ/с | 490 |
| 7-Zip, MIPS | 2486 |
| Fritz Chess Benchmark, KNPS | 1570 |
| SuperPI/1M, сек | 92,5 |
| Cinebench 10/1 CPU, балл | 554 |
| Cinebench 10/x CPU, балл | 1567 |
| Cinebench 10/OpenGL, балл | 278 |
| 3DMark06, балл | 146 |
| 3DMark06/CPU, балл | 845 |
| Энергопотребление, load/idle, Вт | 53,8/47,1 |
Итоги
С выходом процессоров Intel Atom началась новая эра компактных и экономичных устройств — до этого момента интегрированные решения с Celeron и платформа VIA особой популярностью не пользовались. И хотя новый процессор изначально рассчитывался на MID-устройства, именно установка его в нетбуки и неттопы позволили ему прочно обосноваться на рынке экономичных систем. Конечно, даже судя по архитектуре, Atom вряд ли может тягаться с современными процессорами Celeron той же частоты, но для выполнения повседневных задач, таких как набор текста, использование электронной почты, серфинг в Интернет, прослушивание музыки, просмотр фильмов в стандартном качестве и т.п., этого более чем достаточно. За счет малых размеров набирающих популярность системных плат Mini-ITX, на которые устанавливаются экономичные процессоры, каждый желающий может собрать миниатюрный ПК или медиацентр, и в зависимости от выбранной платформы даже просматривать фильмы в качестве Full HD. В ближайшее время мы как раз вернемся к изучению данного вопроса.
Рассмотренный нами ПК от RIM 2000 является ярким примером бюджетного неттопа для бизнес-сегмента. В первую очередь это заметно по отсутствующим периферийным разъемам на передней панели корпуса и DVD-привода, что отобьет охоту подключения внешних носителей информации, которые могут содержать вредоносный код, да и времени на отвлечение от работы будет значительно меньше. Материнская плата Intel D945GCLF2, на базе которой основан Patriot Optim Ultra, имеет стандартную функциональность, без излишеств, но для постройки экономичной системы ее более чем достаточно. Объема жесткого диска и оперативной памяти хватит для установки и запуска операционной системы Windows XP или какой-нибудь Unix-подобной системы, а также различного ПО. И если бы не уровень шума (который приемлем для офисного помещения) данный неттоп можно было бы рекомендовать как самую доступную систему для домашнего использования. Но для этого у компании есть модели небольших размеров и с низким уровнем шума, что как раз и должно устроить пользователя.