Процессоры и память

Обзор процессоров Intel Atom 230 на ядре Diamondville

⇣ Содержание
Год назад компания Intel объявила о выпуске новой серии процессоров - Atom. Новые ЦП предназначены исключительно для мобильных компьютеров, и их характеристики полностью соответствуют всем требованиям подобного рода устройств. Это прежде всего относится к энергопотреблению, которое не превышает 4 Вт (TDP). Столь низкие показатели достигнуты за счет новой архитектуры, которая не похожа ни на одну из предшествующих архитектур Intel, хотя и включает их отдельные черты. Ядро состоит из 47 миллионов транзисторов, а поскольку для их производства используется 45-нм техпроцесс, то становится понятным, почему Atom такой компактный и экономичный процессор. В настоящее время в ассортименте Intel есть две серии процессоров Atom. Первая называется Z (процессоры Z500-Z540), она основана на ядре Silverthorne и предназначена для мобильных систем класса MID (Mobile Internet Devices). Вторая серия на ядре Diamondville была анонсирована сравнительно недавно (в марте этого года) и включает две модели (N270 и 230). Она предназначена для настольных систем (Nettops) и бюджетных ноутбуков (Netbooks).
  Ядро Частота, ГГц FSB, МГц L2, кб TDP, Вт Техпроцесс, нм Площадь ядра, мм2 Кол-во транз. (млн)
Atom Z500 Silverthorne 0,8 400 512 0,65 45 25 47
Atom Z510 Silverthorne 1,1 400 512 2 45 25 47
Atom Z520 Silverthorne 1,33 533 512 2 45 25 47
Atom Z530 Silverthorne 1,6 533 512 2 45 25 47
Atom Z540 Silverthorne 1,86 533 512 2,4 45 25 47
Atom N270 Diamondville 1,6 533 512 2,5 45 25 47
Atom 230 Diamondville 1,6 533 512 4 45 25 47
atom-sizes.jpg
Все процессоры Atom имеют кэш L1 объемом 56 кб, из которых 32 кб отведено под кэш инструкций, а 24 кб - под данные. Также все процессоры могут исполнять 32-битный код и поддерживают дополнительные наборы инструкций MMX, SSE, SSE2, SSE3 и SSSE3. Что касается 64-битного кода (x86-64), то его поддерживает только ядро Diamondville и только в модели Atom 230. На настоящий момент все процессоры Atom являются одноядерными. Вместе с тем, они поддерживают технологию Hyper-Threading, которая позволяет исполнять два параллельных потока команд. Ближе к концу 2008 года Intel планирует выпустить первые двухъядерные процессоры Atom. В сети циркулируют слухи о модели Atom 330, которая будет работать на частоте 1,6 ГГц (частота FSB - 533 МГц), а на каждое из ядер будет приходится по 512 кб кэша L2. Процессоры Atom серии Z поддерживают технологию виртуализации, а также технологию энергосбережения C1E Speedstep. Кроме серии Z, C1E Speedstep поддерживает процессор Atom N270, построенный на ядре Diamondville. Ассортимент процессоров Atom довольно велик, и включает два ядра для разных систем. Чтобы не возникло путаницы, важно отметить, что процессоры работают с определенными чипсетами, и именно они определяют предназначение конечного продукта. Вместе с новыми процессорами компания Intel выпустила серию чипсетов - UL11L, US15L, US15W, - которые также предназначены для работы Atom серии Z (ядро Silverthorne).
intel-u-chipsets.jpg
Чипсеты имеют схожие характеристики, и каждый состоит из одной микросхемы, которая реализует функциональность, и "северного" и "южного моста". Новые чипсеты поддерживают процессоры Intel Atom с частотой системной шины 100 или 133 МГц (400/533 МГц QPB), имеют встроенный одноканальный контроллер 400- или 533-МГц памяти DDR2 (максимальный объем памяти составляет 1 Гб). Также чипсеты новой серии имеют встроенное графическое ядро Intel GMA500, которое помимо трехмерной графики обеспечивает аппаратное декодирование видеоформатов H.264, MPEG2, VC1 и WMV9. При этом поддерживаются выходы D-SUB и DVI-I, а также TV-Out. Кроме того, предусмотрен контроллер шины PCI Express spec 1.0. Пара слов о возможностях расширения чипсетов UL и US - они поддерживают один IDE-канал, восемь портов USB 2.0, а также звуковую HD-подсистему. Чипсеты UL11L, US15L, US15W являются составной частью платформы Centrino Atom 2, в которую также входят процессоры Atom и модули беспроводной связи Wi-Fi, WiMAX и 3G. Следует отметить, что тепловыделение чипсета UL11L составляет 1,6 Вт, а чипсетов серии US - не более 2,3 Вт. В результате, общее тепловыделение связки чипсета UL11L и процессора Atom равно 2,25 Вт! Это именно то, что нужно мобильным устройствам, поскольку беспрецедентно низкий уровень потребления энергии обеспечивает длительную продолжительность работы. Что касается процессоров Atom N270 и Atom 230 на ядре Diamondville, то они предназначены для дешевых, экономичных и малогабаритных систем (Nettops и Netbooks) с чипсетом 945GC. Именно такую систему, а точнее, материнскую плату мы сегодня и протестируем:
Gigabyte GC230D
Gigabyte GC230D.
Обратите внимание, что массивный радиатор с вентилятором предназначен для охлаждения чипсета, а сам процессор довольствуется скромным низкопрофильным радиатором (на дальнем плане). Внешне процессор выглядит следующим образом:
atom_cpu.jpg
Можно заметить, что Atom 230 непосредственно впаян на плату, так что модернизировать систему не получится. А если "сжечь" процессор при разгоне (об этом чуть позже), то менять придется всю материнскую плату. Утилита CPU-Z предоставляет следующую информацию:
intel-atom-230-133.gif
Эта версия утилиты неправильно определяет процессорное ядро (Silverthorne вместо правильного Diamondville). Ниже приведены спецификации системной платы Gigabyte GC230D:
Gigabyte GC230D
Процессор
- Intel Atom 230 (Diamondville)
Чипсет
- Северный мост Intel 945GC
- Южный мост Intel ICH7
Системная память
- Один 240-контактный слот для DDR-II SDRAM DIMM
- Максимальный объем памяти 2 Гб
- Поддерживается память типа DDR2 400/533
- Индикатор питания на плате
Графика
- Встроенное графическое ядро GMA950
Возможности расширения
- Один 32-битный PCI Bus Master-слот
- Восемь портов USB 2.0 (4 встроенных + 4 дополнительных)
- Встроенный звук High Definition Audio
- Сетевой контроллер 10/100 Ethernet
Возможности для разгона
- Изменение частоты HTT от 100 до 700 МГц
- Изменение напряжения на памяти и FSB
- Поддержка утилиты EasyTune
Дисковая подсистема
- Один канал UltraDMA133/100/66/33 Bus Master IDE (с поддержкой до двух ATAPI-устройств & RAID 0, 1)
- Поддержка протокола SerialATA II (2 канала - ICH7)
- Поддержка LS-120 / ZIP / ATAPI CD-ROM
BIOS
- 4 MBit Flash ROM
- Award Phoenix BIOS с поддержкой Enhanced ACPI, DMI, Green, PnP Features и Trend Chip Away Virus
- Поддержка @BIOS, Q-Flash
Разное
- Один порт для FDD, один последовательный и один параллельный порт, порты для PS/2 мыши и клавиатуры
- IrDA
- STR (Suspend to RAM)
Управление питанием
- Пробуждение от модема, мыши, клавиатуры, сети, таймера и USB
- 20-контактный разъем питания ATX (ATX-PW)
- Дополнительный 4-контактный разъем питания
Мониторинг
- Отслеживание температуры процессора, мониторинг напряжений, определение скорости вращения двух вентиляторов
- Технология SmartFan
Размер
- ATX форм-фактор, 170x170 мм (6,68" x 6,68")

Плата Gigabyte GC230D

Начнем с того, что для этой платы потребуется блок питания с основным 20-контактным разъемом питания.
board.jpg
Дополнительный 4-контактный разъем расположен в правом верхнем углу платы. Рядом с единственным гнездом DIMM установлен 3-контактный разъем CPU_FAN для подключения процессорного кулера.
dimm.jpg
Кроме него, на плате есть еще один 3-контактный разъем: SYS_FAN - на нижнем краю платы. Что касается возможностей расширения, то на плате установлен только один слот PCI.
sb.jpg
Рядом с ним находится южный мост ICH7, благодаря которому плата Gigabyte GC230D обеспечивает работу двух каналов SerialATA-II и одного канала Parallel ATA. Итого - к плате можно подключить до четырех жестких дисков. Кроме того, на плате установлен сетевой контроллер Realtek RTL8101E и звуковой кодек ALC662, который поддерживает выход на шесть звуковых каналов.
lan.jpg
sound.jpg
На плате размещено восемь портов последовательной шины USB 2.0, четыре из которых расположены на задней панели, а еще четыре подключаются при помощи планок.
back_panel.jpg
Схематичное расположение компонентов.
theme.gif

BIOS

Плата Gigabyte GC230D оснащена системой Award BIOS Phoenix.
bios.jpg
Стандартный набор настроек памяти находятся в разделе "Advanced Chipset Features":
bios_memory.jpg
Там же находится параметр, определяющий объем памяти, выделяемой на нужды встроенного графического ядра GMA950. А параметр, отвечающий за выбор частоты работы памяти, находится в разделе функций разгона:
bios_select_memclock.jpg
Теперь рассмотрим раздел, посвященный системному мониторингу.
bios_health.jpg
Плата отслеживает текущую температуру процессора, напряжения и скорости двух вентиляторов. Кроме того, пользователь может управлять скоростью процессорного кулера с помощью функции Smart Fan.
bios_smartfan.jpg

Разгон и стабильность

Теперь посмотрим на преобразователь питания. Он имеет однофазную схему, в которой установлена пара конденсаторов емкостью 820 мкФ и один - емкостью 470 мкФ.
power_supply.jpg
Необходимые для разгона настройки сосредоточены в разделе "Frequency/Voltage Control":
bios_over.jpg
Итак, плата Gigabyte GC230D позволяет изменять частоту системной шины в диапазоне от 100 до 700 МГц с шагом 1 МГц.
bios_select_fsb.jpg
Перечислим остальные параметры разгона:
Плата Gigabyte GC230D
Изменение множителя CPU -
Изменение FSB от 100 до 700 МГц (1 МГц)
Изменение Vcore -
Изменение Vmem +0,4 В (0,1 В)
Изменение Vtt +0,3 В (0,1 В)
Изменение PCI-E от 90 МГц до 150 МГц (1 МГц)
Следует обратить внимание на то, что у платы отсутствует самая главная функция для разгона: Gigabyte GC230D не может повысить напряжение на процессоре (Vcore). Таким образом, мы не можем определить частотный потенциал ядра Diamondville, результат разгона будет напрямую зависеть от того, насколько удачный нам попался процессор. А поскольку процессор Atom 230 непосредственно впаян на плату, мы не можем попробовать его на другой материнской плате. Так что мы были вынуждены экспериментировать с имеющимся экземпляром. Итоговый результат - стабильная работа процессора на частоте 1,92 ГГц:
atom-160.gif

Производительность

Основной проблемой при сравнении производительности оказалось найти подходящего конкурента. Единственное найденное решение - сравнить скорость платы Gigabyte GC230D со скоростью платы Gigabyte 945GCMCL, на которой впаян процессор Intel Celeron 215 с частотой 1,33 ГГц (10x133, ядро Conroe-L) плюс один гигабайт оперативной памяти. Вторая система построена на базе материнской платы Foxconn 45CMV с чипсетом Intel 945GC и процессора Core 2 Duo E6550 (2,33 ГГц, ядро Conroe) с двумя гигабайтами памяти. Все тестовые системы использовали встроенное графическое ядро. В тестовой системе было использовано следующее оборудование:
Тестовое оборудование
Видеокарта Ядро Intel GMA950
Звуковая карта -
HDD Samsung HD160JJ
Память 1x 1024 Мб 1024 Мб GoodRAM DDR2
GP1066D264L5/2GDC
Блок питания PowerMan 300 Вт
OS Windows XP
pcmark.gif
3dmark.gif
3dmark_cpu.gif
3dmark01_nature.gif
3dmark03_game1.gif
3dmark03_games.gif
Результаты тестов в игровых программах (результат в кадр/с).
q3.gif
ssam.gif
cc.gif
ut2004.gif
x2.gif
d3.gif
hl2.gif
Еще один тест - WinRar (кб/с, больший результат - лучше).
winrar.gif

Выводы

На наш взгляд, процессоры серии Z на ядре Silverthorne в сочетании с чипсетами серии U - это большой шаг вперед в области мобильных устройств. Очень низкий уровень энергопотребления сделает возможным длительную работу без подзарядки, а архитектура Atom позволит запускать привычные x86-приложения. Что касается процессоров Atom N270 и Atom 230 на ядре Diamondville, то их комбинация с настольным чипсетом i945GC, на наш взгляд, довольно неудачна. Все дело в том, что энергопотребление этого настольного чипсета составляет 22 Вт, что полностью нивелирует достоинства Atom в области экономии энергии. А если нет экономии, то на первый план выходит уровень производительности, где Atom выглядит откровенно слабо по сравнению с Intel Celeron на ядре Conroe-L.
atom_vs_945gc.jpg
Вверху - Intel Atom, внизу - Intel 945G.
Ведь одно дело - комфортно играть (>60 fps) в Quake 3 в разрешении 800х600х32 на коммуникаторе, который можно потом положить в карман. И совсем другое дело - играть в эту же игру с такой же скоростью на настольном компьютере. А если дело не в играх и не в 3d-приложениях, тогда почему разработчики не используют Atom 230 в сочетании с мобильным чипсетом i945GSE, энергопотребление которого (вместе с "южным мостом") не превышает 5,5 Вт? Пока непонятно. Что касается материнской платы Gigabyte GC230D, то мы не нашли никаких недостатков - это отличный продукт, который полностью раскрывает потенциал процессора Intel Atom и чипсета i945GC. Другое дело, что эффективность этой связки нам кажется весьма сомнительной, вне зависимости от производителя материнской платы.
- Обсудить материал в конференции


 
 
⇣ Содержание
Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
⇣ Комментарии
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Видео: SpaceX впервые провела огневые испытания вакуумной версии двигателя Raptor для Starship 34 мин.
Gainward представила четыре видеокарты GeForce RTX 30xx серии Phantom с заводским разгоном 40 мин.
Признаки консольного голода: Amazon предупредила клиентов, что Xbox Series X по предзаказам могут запоздать 2 ч.
Предложено решение для создания квантовой памяти в полупроводниках 7 ч.
Американские учёные создали биоэлектронное устройство для управления ростом клеток человека 8 ч.
Британские учёные разработают интеллектуальное зарядное устройство для электрических самолётов 10 ч.
ASUS наделила игровой монитор ROG Strix XG32VC портом USB Type-C и KVM-переключателем 10 ч.
G.SKILL и ASRock выпустили модули памяти Sniper X Steel Legend Edition в камуфляжном исполнении 10 ч.
Alphacool выпустила водоблоки для видеокарт ASUS и MSI серий GeForce RTX 3090/3080 11 ч.
Рынок телекоммуникационных сервисов и платного ТВ сократится в 2020 году из-за пандемии 11 ч.