Платформа Foxconn D51S и мирный 2-ядерный Atom

Плата Foxconn D51S – это решение на базе последней версии платформы Intel Atom, носившей в процессе разработки рабочее название Pine Trail. И прежде чем мы приступим к изучению характеристик и возможностей собственно платы, есть смысл ознакомиться с возможностями платформы, на которой она выполнена. Полагаю, после детального рассказа о технических возможностях Pine Trail у потенциальных потребителей не должно остаться вопросов о потенциале таких решений, и оценка потенциальной сферы приложений, где эта платформа будет уместна, будет более взвешенной и адекватной.

Платформа Intel Atom Pine Trail для настольных систем (неттопов)

Надо отметить, что на всём протяжении эволюции платформы Intel Atom её разработчики преследовали цель создать максимально компактное интегрированное решение с приемлемой производительностью, энергопотреблением и тепловыделением. В результате с интеграцией получилось не хуже чем у Кащея, смерть которого, как известно, в игле, игла в яйце, яйцо в утке, утка в зайце, заяц в сундуке, сундук на дереве, что на острове Буяне. Примерно так же обстоят дела с современными интегрированными платформами: графический процессор GMA 3150 встроен в новый 2-ядерный процессор Intel Atom D510 (также в одноядерный D410), который, в свою очередь, вместе с логикой Intel NM10 Express Chipset входит в состав платформы Pine Trail, на базе которой выполнена рассматриваемая сегодня плата Foxconn D51S, которую можно взять за основу конструкции компактной бытовой системы для типичных офисных и прикладных задач - интернет-серфинга, обработки документов, домашних развлечений… Словом, вы меня поняли - что из этого сундук, а что - дерево на острове Буяне, неважно, но суть в том, что скоро сам Кощей обзавидуется современной многоуровневой интеграции компьютерных компонентов.

Вопросы экономичности микроархитектуры процессоров Atom изначально были решены инженерами на высочайшем уровне мастерства, результатом чего можно назвать практически "безболезненную", без потери энергоэффективности, интеграцию графического ядра GMA 3150 в новые процессоры Intel Atom (Pineview-D) платформы Pine Trail.

Зато с энергопотреблением логической обвязки CPU дела обстояли не так гладко. В большинстве случаев с первыми чипами Atom использовался чипсет Intel 945GC, отнюдь не компактный, с энергопотреблением порядка 22 Вт, что значительно больше энергопотребления собственно процессора. Появление чипсета Intel 945GSE с TDP порядка 6 Вт, работавшего в связке со старым южным мостом ICH7M, несколько сгладило ситуацию, но даже появившийся после чип US15W (Poulsbo), хотя и облегчил ситуацию с энергопотреблением, представлял собой всего лишь одночиповую "компиляцию" традиционных северного и южного мостов в едином корпусе.

Платформа Pine Trail, пришедшая на замену предшествовавшим компонентам платформы Intel Atom, фактически поставила крест на 2-чиповой (северный плюс южный мост) компоновке. В новые процессоры Intel Atom (Pineview-D), кроме графического ядра GMA 3150, также интегрирована львиная доля функций северного моста, так что на долю чипа Intel NM10 Express Chipset (рабочее название Tiger Point) осталась лишь обработка операций ввода-вывода. Теперь уже как-то не с руки называть его "южным мостом", поскольку северного моста теперь нет вовсе, как класса. Вот такая нынче получилась двухчиповая платформенная арифметика.

Рассмотрим подробнее возможности современных процессоров Intel Atom. Новые процессоры D510 и D410, анонсированный осенью прошлого года, изготавливаются с соблюдением норм 45-нм техпроцесса, с применением HI-K диэлектриков. Чип D510, применённый в плате Foxconn D51S, представляет собой 2-ядерное решение с поддержкой технологии Intel Hyper-Threading, то есть, два физических ядра процессора могут обрабатывать четыре потока данных. Процессоры D510 и D410 оснащены 32 Кб кэша инструкций и 24 Кб кэша данных уровня L1, D510 обладает 2 х 512 Кб 8-ходового кэша L2, у одноядерного D410 - соответственно, 1 х 512 Кб; оба чипа работают на тактовой частоте 1,66 ГГц. Среди поддерживаемых технологий можно назвать наборы инструкций SSE2, SSE3 и SSSE3; работу с 64-битными инструкциями.

Термопакет (TDP) процессора Atom D510 составляет 13 Вт (10 Вт для D410), рабочее напряжение ядра (VID) составляет 0,800-1,175В. Встроенный одноканальный контроллер памяти поддерживает до двух слотов DIMM, в сумме до 4 Гб оперативной памяти DDR2-667/800; поддерживаются 4-банковые модули на 512-Мбит чипах и 8-банковые модули на 1-Гбит и 2-Гбит чипах. Процессор содержит 176 млн. транзисторов, габариты чипа составляют 22 x 22 мм, площадь - 87 мм2, корпусировка - FCBGA8 (437 контактов).

Интегрированное в процессор графическое ядро GMA 3150 третьего поколения поддерживает технологии Intel Dynamic Video Memory 4.0, DirectX 9 Pixel Shader v2.0, Intel Clear Video с аппаратной акселерацией MPEG2. Частота модуля рендеринга - 400 МГц. Предусмотрено два интерфейса вывода сигнала - одноканальный цифровой LVDS с максимальным разрешением до 1366 х 768 @ 18bpp, аналоговоый RGB с максимальным разрешением до 2048 х 1536 @ 60 Гц.

Теперь - важная информация о логике Intel NM10 Express, входящая в состав платформ для нетбуков и настольных ПК начального уровня на базе процессоров Intel Atom серий 400 и 500. Пришедший на смену двухкомпонентным наборам логики предыдущих поколений, одночиповый Intel NM10 Express обладает габаритами всего 17x17 мм, при этом не содержит свинца и галогенов.

Чип поддерживает технологию Intel High Definition Audio (Intel HD Audio) с возможностью воспроизведения нескольких аудиопотоков и изменения назначения разъемов. В Intel NM10 Express реализована поддержка 2 портов Serial ATA 3 Гб/с, до 8 портов USB 2.0, до 4 корневых портов PCI Express, контроллера физического уровня Intel 82552V Fast Ethernet. Чип Intel 82NM10 Express выпускается в 360-контактном корпусе MMAP.

Очень важное уточнение: TDP чипа Intel NM10 Express для неттопов составляет всего 2,1 Вт (в версии для нетбуков и того меньше - 1,5 Вт).

⇡#Характеристики платы Foxconn D51S

Теперь займёмся непосредственным изучением практической реализации платформы Intel Atom Pine Trail на примере платы Foxconn D51S. Для начала - ключевые характеристики, заявленные на сайте производителя:

Системная плата Foxconn D51S поставляется в розничной упаковке.

Комплектация платы следующая:

• Системная плата с предустановленным процессором
• Буклет с инструкцией по инсталляции
• Компакт-диск с ПО и драйверами
• Два кабеля SerialATA
• Заглушка на заднюю панель корпуса

На плате Foxconn D51S имеется лишь один слот PCI, вероятнее всего, предусмотренный, скорее всего, отнюдь не для дополнительной дискретной графики (под которую гораздо логичнее покупать совсем другую плату с совсем другим процессором), а для установки дополнительных периферийных контроллеров.

Разъёмы питания установлены в соответствии с логикой компоновки сверхкомпактных системных плат форм-фактора Mini-ITX: основной (24-контактный) разъем расположен на нижнем краю, дополнительный 4-контактный - по центру. 4-контактный разъем CPUFAN расположен рядом с процессорным разъемом и уже занят штатным кулером. Второй 4-контактный разъем (SYSFAN) расположен там же, рядом.

На плате установлены два слота DIMM для модулей памяти DDR2, что является максимальным количеством для этой платформы. Напомню так же, что платформа Pine Trail поддерживает только одноканальный режим работы памяти.

Чипсет Intel NM10 Express поддерживает два порта SerialATA II, и оба они реализованы на плате Foxconn D51S недалеко от чипсета. На плате также имеется два разъёма расширения для вывода портов USB2.0 на переднюю панель, а непосредственно на плате, на задней панели, реализовано четыре порта USB2.0. Так же стоит отметить, что кроме одного последовательного порта COM, выведенного на заднюю панель, на плате имеется разводка под второй порт COM.

Разработчики Foxconn D51S предусмотрительно разместили на плате древние порты COM и LPT, справедливо полагая, что плата может использоваться не только для конструирования бытовых информационно-развлекательных систем, но также для создания компактных прикладных устройств, например, измерительных комплексов, где порты COM и LPT до сих пор весьма актуальны. Остальные разъёмы - VGA, PS/2, LAN, 5.1-канальный Audio, представляют собой комплект, полностью характеризующий позиционирование платы для сегмента бюджетных настольных систем.

⇡#Тестирование платы Foxconn D51S

Эксперименты по разгону платы Foxconn D51S не производились, поскольку никаких технических возможностей для этого не предусмотрено, да и смысл таких опытов с платформой Pine Trai, честно говоря, невелик.

Так же мы воздержались от опытов с интегрированной графикой GMA 3150, благо её возможности давным-давно подробно изучены, измерены и документированы: всё равно о полноэкранном воспроизведении Full HD речи быть не может, равно как и о мощных DirectX 9 играх. Про остальной массовый контент - интернет-серфинг, флэшевые ролики с разрешением до 720p включительно, казуальные игры и т.д., и без тестов известно, что на платформе Atom он "не тормозит".

Вместо этого мы сконцентрировали внимание на практическом изучении тепловыделения новой платформы и её возможностей при включенной и выключенной функции обработки дополнительных потоков - Intel Hyper-Threading Technology.

Однако сначала - традиционные скриншоты утилиты CPU-Z, дающие подробное представление об архитектуре системы.

Теперь - сводная таблица с результатами тестирования при включенном и отключенной многопоточности Intel Hyper-Threading.

Результаты тестирования, надо отметить, предсказуемые: в приложениях, традиционно оптимизированных для мультипоточной обработки данных, прирост значителен, в то время как в неоптимизированных приложениях он наблюдается, но не столь очевиден.

Что касается температурного режима работы, мы рассмотрели её со всеми подробностями в предыдущей публикации Gigabyte MIB T3140 – компактный корпус для медиацентра, где плата Foxconn D51S выступала в качестве основы тихого малогабаритного домашнего медиацентра. Здесь приведём результирующую диаграмму и основной вывод той статьи: разница между температурами компонентов в закрытом корпусе и на открытом тестовом стенде практически отсутствует.

⇡#Платформа Intel Atom Pine Trail: Итоги

Подробное знакомство с микроархитектурой платформы Intel Atom Pine Trail даже без проведения тестов позволяет сделать следующие выводы.

Не стоит ждать от новой версии платформы особого прорыва в плане прироста производительности. Хитрожадным, мечтающим вписать в сотню долларов затраты на платформу для воспроизведения Full HD картинки в Full HD картинке, пока придётся подождать или обратить взгляд на другой сегмент компьютерных компонентов.

Основная цель, поставленная перед инженерами Intel при разработке Pine Trail, заключалась не в радикальном увеличении производительности, но в разработке не менее производительного решения при резком снижении энергопотребления, углублении интеграции и миниатюризации компонентов. И эта цель с успехом достигнута. К примеру, комплект из чипа Intel Atom N270, северного моста Intel 945GSE Express и южного моста ICH7M занимает площадь 2174 мм², в то время как двухчиповый комплект Pine Trail требует площади всего 773 мм², что экономит до 64% места на материнской плате, которая, к тому же, может быть четырёхслойной, а не шестислойной как ранее.

Просуммировав TDP 2-ядерного процессора Atom D510 и логики Intel NM10 Express, 13 Вт и 2,1 Вт, соответственно, можете сделать самостоятельные выводы о том, насколько эта платформа будет экономичной, тихой и практичной.

Системная плата Foxconn D51S может стать превосходной основой для домашнего медиацентра, самодельной NAS системы, бюджетного решения для офисов и учреждений, а благодаря наличию портов COM и LPT - ещё и для создания компактных прикладных устройств вроде измерительных комплексов.

Судя по розничным предложениям, плату Foxconn D51S с уже установленным на ней процессором с процессором Atom D510 сейчас можно встретить в российской рознице по цене 2500-2800 рублей. Добавить немного памяти, накопитель, корпус - Voila!, получается бесшумная компактная система, потребляющая минимум энергии. Очень интересное предложение.