Модуль поиска не установлен.

Нетбуки Intel из линейки Atom

К.т.н. Евгений Рудометов

В соответствии с ориентацией рынка на ускоренное развитие сектора ультрамобильных устройств, ориентированных на работу в Интернете, компания MSI предложила свой вариант суперкомпактного мобильного устройства, созданного на основе процессора Intel Atom.

Среди пользователей обширного семейства мобильных компьютеров стремительно набирают популярность ультрамобильные бюджетные модели. Совпадающие по весу и габаритам они выгодно отличаются ценой. Основное назначение новых компьютеров - обеспечить работу в Интернете. Данный класс компактных устройств получил наименование "нетбуки" (netbook - мобильный компьютер для работы в сети).

Основой нетбуков послужили новые энергоэкономичные процессоры и чипсеты. Здесь под энергономичностью понимается производительность в расчете на ватт потребляемой энергии.

В настоящее время существует несколько претендентов на роль центрального процессора. В платформах нетбуков используются разные процесоры разных производителей, например, таких фирм как Intel, VIA и AMD. На роль поставщиков претендует и компания NVIDIA. Есть варианты нетбуков и на основе процессоров с архитектурой и системой команд ARM.

Однако главными претендантами на эту роль в настоящее время большинство специалистов считают процессор перспективной линейки Intel Atom и поддерживающий его чипсет.

Основные элементы платформы

Процессор

Для платформы нетбуков компанией Intel из линейки Atom выпускается пока только одна модель процессора, получившая наименование N270. Основные характеристики этой модели представлены в Таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры процессора Intel Atom N270

Модель процессора
Технология (литография), нм
Тип ядра
Число ядер, шт
Число потоков, шт		2 (Hyper-Threading Technology)
Частота	Ядра, ГГц
	Шины, МГц
	L1, Кбайт
	L2, Кбайт
Наборы инструкций
Режимы энергосбережения
Напряжение питания, В
TDP, Вт
Корпус		FCBGA8, 437 pin, 22x22 мм

Процессор Intel Atom N270 был специально создан по замыслу его разработчиков специально для мобильных устройств, ориентированных на работу в Интернете. Особенности внутреннего устройства процессора и платформы нетбуков были подробно рассмотрены на IDF и в настоящее время частично доступны в документах Intel.

Основой новой архитектуры ядра послужили ранее созданные структуры процессорных чипов. С целью повышения энергоэффективности и уменьшения площади полупроводникового кристалла архитектура нового процессора по сравнению со своими прототипами была сильно переработана. Были упрощены вычислительные цепи, уменьшены объемы кэш-памяти, модифицированы элементы управления процессорной шиной и т. п.

В результате реализованных новаций, а также благодаря применению совремнного технологического процесса, оперирующего элементами 45 нм, Intel Atom N270 имеет размеры на 60% меньше (22х22 мм), чем процессоры, используемые в обычных ноутбуках (35х35 мм). Благодаря этому он занимает намного меньше места на системной плате, что позволяет создавать более компактные мобильные устройства.

Повысилась и энергоэкономичность процессора. Этому способствовали реализованные технологии энергосбережения. Так, например, технология Intel Enhanced Deeper Sleep (C4/C4E) экономит питание системы, перемещая данные кэша в системную память во время отсутствия активности с целью снижения энергопотребления и увеличения времени автономной работы. Усовершенствованная технология Enhanced Intel SpeedStep предусматривает наличие нескольких точек переключения тактовой частоты и напряжения питания (0.9-1.1625 В), что обеспечивают гибкость управления для оптимизации энергопотребления и производительности. В результате производительность оптимально соответствует требованиям приложений.

Системная шина с оптимизированным энергопотреблением максимально сокращает мощность, необходимую для передачи данных на процессор, обеспечивая уменьшение энергопотребления и продлевая время автономной работы без снижения производительности. Более эффективная структура кэш-памяти и шины обеспечивает более высокую производительность, быстродействие и энергосбережение. А расширенная система предварительной доставки данных и улучшенный диспетчер доступа к реестрам прогнозируют запросы процессора к данным и сохраняют информацию в кэш-памяти второго уровня, повышая производительность за счет того, что процессор получает данные быстрее.

Остается отметить, что благодаря внедрению всех инноваций достигнута очень низкая рабочая мощность: TDP - 2,5 Вт, среднее энергопотребление - 0,6 Вт. Это позволяет создавать более тонкие и легкие ноутбуки благодаря сниженным требованиям к охлаждению.

Кстати, кроме процессора модели N270 в линейке Intel Atom присутствуют еще более компактные и экономичные представители. Речь идет о моделях пятисотой серии с энергопотреблением в режиме бездействия 80-110 мВт и TDP равным 0,65-2,4 Вт. Но они ориентированы на использование в еще более компактных мобильных устройствах класса MID, идущих на смену существующим КПК.

Внешний вид микросхем процессора и чипсета представлены на Рис. 1.

Рис. 1. Процессор (слева) и микросхема чипсета (справа)

Чипсет

Для поддержки своего энергоэкономичного процессора Intel Atom N270 компания Intel выпустила новый чипсет Intel 945GSE Express (i945GSE).

Используемый чипсет был ранее известен под кодовым названием Calistoga. Он является, по сути, упрощенным вариантом известного набора i945G, созданного несколько лет назад для настольных систем.

Новый мобильный чипсет, как и его прототип, имеет встроенное графическое ядро Intel GMA950 c поддержкой аппаратного ускорения видео стандартов высокого разрешения. Однако по сравнению с i945G он отличается существенно более низким энергопотреблением.

Состоит чипсет i945GSE традиционно из двух микросхем: Graphics Memory Controller Hub и I/O Controller Hub.

Компонента Graphics Memory Controller Hub (GMCH), представленная микросхемой 82945GSE (QG82945GSE, 998 µFC-BGA, 27 x 27 mm), управляет основными традиционными подсистемами через соответствующие интерфейсы: процессора (FSB), оперативной памяти (System Memory Interface), графических средств (Graphics Interface) и второй компоненты чипсета через (Direct Media Interface).

Микросхема GMCH поддерживает тактовые частоты 133 и 166 МГц процессорной шины Front Side Bus (FSB), что обеспечивает скорость передачи данных по этой шине с частотами 533 и 667 МГц (QPB).

GMCH имеет одноканальный встроенный контроллер памяти DDR2 SDRAM 400/533 МГц (non-ECC). Оперативная память может быть представлена как модулями SODIMM, так и микросхемами памяти на материнской плате, а также их комбинацией. Максимальный объем - 2 Гбайт. Максимальная полоса частот - 4,2 Гбайт/с.

Интегрированные графические средства основаны на архитектуре GMA 950 и работают на частотах 166 МГц (Render Clock) и 200 МГц (Display Clock). Имеет встроенные средства аппаратного ускорения видео стандартов HD, включая форматы 720p и 1080i.

Вторая компонента I/O Controller Hub седьмой версии (ICH7-M) создана специально для мобильных систем. Она представлена микросхемой 82801GBM (NH82801GBM, 652 µ-BGA, 31 x 31 mm). Поддерживает традиционные интерфейсы и предусматривает подключение большого числа устройств, максимальное число которых может достигать: 2 SATA HDD (до 150 Мбайт/с), 1 PATA (IDE), 8 USB 2.0 (Hi-Speed, до 480 Мбит/с), 4 PCI Express х1 или 1 PCI Express х4, 6 PCI (32/33) и т. п. Поддерживает 10/100 LAN, LPC, Intel High Definition Audio и т. п.

Чипсет отличается очень низким энергопотреблением. Максимальное значение (TDP) соответствует уровню 9,3 Вт (6 Вт - TDP GMCH и 3,3 Вт - TDP ICH7-M).

Структура мобильного компьютера с чипсетом i945GSE представлена на Рис. 2.

Рис. 2. Структура мобильного компьютера с чипсетом i945GSE

Нетбук MSI

В настоящее время на рынке доступны уже более десятка моделей нетбуков. Выпущенные устройства отличаются комплектующими, архитектурой, производительностью и рядом функциональных возможностей.

Наибольшее распространение получили модели, созданные на основе В качестве примера удачной модели можно привести нетбук MSI Wind U100 (Wind - ветер), разработанный компанией MSI (MICRO-STAR INT"L CO., LTD).

Внешний вид нетбука MSI Wind U100 представлен на Рис. 3.

Рис. 3. Нетбук MSI Wind U100

В качестве основы нетбука MSI Wind U100 были использованы описанные выше энергоэкономичные процессор Intel Atom N270 и чипсет Intel 945GSE. Функциональные возможности и конструктив процессора и чипсета предоставляют возможность минимизировать размеры материнской платы, а также упростить систему охлаждения. Это позволило MSI создать компактный мобильный компьютер, размеры которого определяются в основном размерами дисплейной панели.

Для MSI Wind U100 конструкторы выбрали 10-дюймовый широкоформатный экран LCD. Разрешение составляет 1024x600. Используемый экран LCD оснащен светодиодной подсветкой. Это обеспечивает высокую яркость изображения при сравнительно низком энергопотреблении панели LCD.

Для обеспечения высокого уровня производительности MSI Wind U100 снабжен оперативной памятью DDR2 667 объемом 1 Гбайт. А за энергонезависимое хранение информации отвечает 2,5-дюймовый HDD с объемом от 80 Гбайт (объем зависит от конкретной модели нетбука).

Подключение внешних устройств и связь обеспечивают: 3 USB 2.0, LAN 10/100 Мбит/c, IEEE 802.11b/g и Bluetooth. Встроенный Card Reader рассчитан на карты флэш-памяти SD, MMC, MS, MS Pro. Дополнительную функциональность обеспечивает веб-камера, а также микрофон, стерео динамики и выход на наушники.

На Рис. 4 показаны разъемы нетбука MSI Wind U100

Рис. 4. Разъемы нетбука MSI Wind U100

Остается отметить, что нетбук MSI Wind U100 снабжен удобной эргономичной клавиатурой.

Для ознакомления и тестирования была предоставлена модель U100-005RU черного цвета. Ее основные параметры приведены в Таблице 2.

Таблица 2. Основные параметры MSI Wind U100-005RU

Торговое название
Цвет
Процессор	Intel Atom N270 1.6 ГГц
Операционная система	Windows XP Home Edition
Чипсет	Intel 945GSE + ICH7M
Оперативная память	1 Гбайт (DDR2 667)
LCD дисплей
Модуль графики и видео
Аудио	HD аудио, стерео звук
Жесткий диск	80 Гбайт SATA
Веб-камера
Карт-ридер	4-в-1, SD/MMC/ MS/Mspro
Коммуникации	Встроенный модуль 10/100 LAN, Встроенный модуль 802.11b/g WLAN, Поддержка Bluetooth v.2.0
Порты ввода/вывода	VGA(15-конт., D-Sub) х 1 USB2.0 х 3 микрофонный вход х 1/ Line-in порт x 1 выход на наушники х 1 сетевой порт х 1
Адаптер питания	Выход: 19V DC, 65W / Вход: 100~ 240V AC, универсальный 50/60Hz
Аккумулятор	Li-Ion 3 элемента
Размеры и вес с упаковкой	311(Д) x 231.5(Ш) x 25-37(В) мм; 1.9 кг
Размеры и вес	260(Д) x 180(Ш) x 19-31.5(В) мм; 940 г с трехячеечной аккумуляторной батареей
Чехол

Скоростные параметры MSI Wind U100-005RU были оценены в процессе проведенного тестирования.

Рис. 5. Процессор нетбука MSI Wind U100-005RU

Рис. 6. Компоненты нетбука MSI Wind U100-005RU

Тестирование

В качестве эталонного устройства использовался ультракомпактный ноутбук (субноутбук) Fujitsu Siemens LIFEBOOK P7010 (MB FUJITSU FJNB189 с чипсетом Intel 855GME, CPU Intel Pentium M ULV 733 c 1.10 ГГц, 10,6" LCD с 1280 x 768, DDR333 SDRAM объемом 1 Гбайт, HDD Seagate 160 Гбайт, DVD/CDRW MATSHITA UJDA755, вес - 1,4 кг). Выпущенный четыре года назад, он относился к весьма элитным устройствам и стоил около трех тысяч долларов США. Этот ноутбук, хотя и построен на процессоре с меньшей тактовой частотой (но с большим кэшем и с иной архитектурой ядра), весьма близок по весу и габаритам к нетбуку MSI Wind U100-005RU.

В качестве программных средств оценки скоростных параметров в широком спектре задач были использованы специализированные тесты популярных пакетов PCMark05 и SiSoftware Sandra 2004. Полученные результаты представлены в Таблице 3, Таблице 4.

Таблица 3. Результаты PCMark05

Тесты	Результаты
	MSI Wind U100-005RU	Fujitsu Siemens LIFEBOOK P 7010
	1501	1767
Memory	2416	1780
	4214	3165

Таблица 4. Результаты SiSoftware Sandra

Тесты		Результаты
		MSI Wind U100-005RU	Fujitsu Siemens LIFEBOOK P 7010
CPU Arithmetic Benchmark	Dhrystone ALU, MIPS	5268	4776
	Whetstone FPU , MFLOPS	1753	1540
	Whetstone iSSE 2, MFLOPS	2283	1971
CPU Multi - Media Benchmark	Integer x4 iSSE, it/s
	Float x4 iSSE2, it/s	19974	11571

Полученные результаты тестирования демонстрируют высокую производительность нетбука MSI Wind U100, практически не уступающую дорогому и когда-то элитному Fujitsu Siemens LIFEBOOK P7010.

В дополнение к выполненным тестам можно оценить возможности MSI Wind U100 в работе с видеофайлами.

Одним из способов такой оценки является анализ загрузки системы при воспроизведении видеофильмов. В качестве программы воспроизведения использовался Media Player Classic, ver. 6.4.9.0 с набором кодеков, ориентированных на разные стандарты, включая стандарты высокого разрешения. Источником видеоинформации выступил файл фильма "Скала", объемом 7,7 Гбайт. Параметры кодирования видео: стандарт - MPEG 4 Video (H264), разрешение - 1280х544, частота кадров - 23,98 fps. Параметры кодирования аудио: Dolby AC3, частота - 48 кГц, число каналов - 6.

Результаты указанного тестирования представлены на Рис. 7.

В этом тесте в соответствии с особенностями архитектуры Intel Atom N270 задействованы оба логических ядра (Hyper-Threading). Это позволило компьютерной системе показать неплохие результаты в тестировании.

Итак, как следует из представленных результатов, нетбук MSI Wind U100-005RU в своих мультимедийных возможностях не уступил элитному ноутбуку, выпущенному несколько лет назад. Это позволяет сделать вывод, что благодаря быстрому прогрессу в области совершенствования полупроводниковых комплектующих и архитектуры мобильных платформ даже недорогой мобильный компьютер уже способен успешно решать не только простейшие офисные и коммуникационные задачи, но и даже многие мультимедийные.

А это означает, что несмотря на предупреждение создателей "атомной" платформы, что нетбуки, созданные на основе Intel Atom N270 и чипсета i945GSE, ориентированы исключительно для работы в Интернете, многие из моделей способны успешно справляться с более широким спектром задач. Таким образом, можно сделать вывод, что Intel Atom N270 - это явно недооцененный его создателями процессор. Но, как показала практика, это мнение не разделяют многие конструкторы конечных изделий.

Это, правда, не означает, что возможности протестированного нетбука эквивалентны современным ноутбукам, созданным на основе двуядерных процессоров, например, Intel Core 2 Duo или даже их четырехъядерных собратьев. При этом необходимо помнить, что такие компьютеры обладают немалой ценой, габаритами и весом. А для многих задач потенциала нетбука MSI Wind U100-005RU вполне достаточно, даже с учетом скромного разрешения (1024х600) встроенного LCD-дисплея и сравнительно невысокой, по современным меркам, производительности рассмотренных процессора и чипсета.

В заключение следует отметить, что нетбук MSI Wind U100-005RU действительно обладает неплохими функциональными возможностями. Данный компьютер может быть рекомендован для пользователей, которые нуждаются в недорогом, ультакомпактном, мобильном усройстве для решения широкого спектра задач.

Нетбук MSI Wind U100-005RU был предоставлен московским офисом MSI

Часть 2: Память, Выдержка, Виды

Память Атома

Параметры кэшей Intel Atom таковы:

• L1I - 32 КБ, 8-путная ассоциативность, задержка (скорее всего) 3 такта;
• L1D - 24 КБ, 6-путная ассоциативность, задержка 3 такта;
• L2 - 512 КБ (+ ECC), 8-путная ассоциативность, задержка 19 тактов.
• шина «L2–ядро» - 256-битная, полноскоростная (хотя даже в синтетических тестах более 4,5 байт/такт не замечено).

Прежде всего удивляют странные параметры L1D, но о них мы поговорим особо. Сейчас же добавим, что у всех кэшей - 64-байтовые строки. Это также нетипично, т. к. за последние 20 лет вычислительная индустрия выработала наилучшее соотношение длины строки кэша к куску данных, обмениваемых с памятью за такт - 4:1. Т. е. 2×8×4=64 байта на строку - оптимально для 2-канального контроллера памяти с 8 байтами/такт на канал. Неужели Intel намекает на использование двух модулей памяти на дешёвых и компактных мобильных ПК? Но ведь таких чипсетов для Атома не было полтора года после его выпуска, пока не вышел NVIDIA Ion . Правда, как выяснилось, второй канал памяти даёт Атому лишь 5–6% прибавки к скорости…

L1D оснащён аппаратным предзагрузчиком (префетчером) из L2, а L2 - из памяти. Благодаря зарезервированным на доступ в L1D трём стадиям конвейера если операнд в памяти кэширован, то команда с ним скорее всего выполнится также быстро, как и с регистром. Наиболее частое исключение - когда доступ к памяти требует команда, исполняемая в порту 0, через который также происходят и обмены с памятью. Кроме того, доступ к памяти и кэшу замедляется на 3 такта (!), если используемые для вычисления адреса регистры недавно записывались.

Любопытно, что механизм STLF (Store-to-Load-Forwarding, перенаправление записи на чтение) работает только для целых чисел, но удивительно хорошо: мало того, что Atom может прочесть данные, отправленные на запись за такт до этого, хотя они ещё не попали в кэш. Другие процессоры могут их считать и в этом же такте, но там 2-портовый LSU (блок обмена данных с L1D). Зато тут это возможно, даже если размер данных для чтения превышает таковой для записи, либо при несовпадении начальных адресов. STLF не срабатывает лишь при пересечении границы строки кэша (как и везде). Но если пересечение произошло (в т. ч. и при обычном доступе) - это приводит к штрафу аж в 16 тактов, т. к. требует 4 доступа к кэшу (даже при чтении), хотя по идее достаточно и 2. Прочие случаи невыровненного доступа (когда адрес блока данных не делится нацело на свой размер), не выходящие за 64-байтовую границу, выполняются на полной скорости.
Чип Атома 400-х серий (Pineview) для платформы Pinetrail. Слева - ядро ЦП, справа - контроллер памяти, в центре - 3D/видеоядро, снизу - видеовыходы, сверху - остальные интерфейсы.

Надо полагать, что встраивание контроллера памяти (и вообще половины чипсета) в мобильный ЦП является очевидным шагом, особенно вспомнив первые подобные решения уже для 386-х процессоров. Однако Intel это сделала лишь почти через два года после выпуска первых Атомов, когда вышли модели Atom N450, N470, D410 и D510 (ядро Pineview). Подержка DDR3-1066 обещана с лета 2010 г. в моделях N455, N475 и N550, но контроллер памяти всё ещё одноканальный. Тесты показали, что особых преимуществ интеграция не принесла даже для программ, сильно зависящих от пропускной способности памяти: видимо, они и без ИКП упёрлись в слабое вычислительное ядро. Кстати, самый сложный 2-ядерный интегрированный Atom D510 имеет 176 млн. транзисторов, из которых 82 млн. потрачены на «северный мост». Сравните с цифрами для вычислительных ядер.

Выдержка Атома

Энергоэффективность - самое главное достоинство этого процессора. Хотя ЦП не всегда является самым активным потребителем электроэнергии в мобильном устройстве (при простое им оказывается подсветка ЖК-экрана или сам экран в случае применения OLED-матрицы), именно в нём применение энергосберегающих функций и технологий наиболее оправдано. Intel применила не только все накопленные до сих пор приёмы, но и добавила новые.

До Атома, когда дело доходило до анализа «энергоёмкости» нововведений, Intel применяла такое правило: при внедрении или изменении какого-либо блока, на каждые 1% ускорения ЦП должны приходиться не более чем 2% увеличения энергопотребления. Апофеоз сей недальновидной политики не заставил себя долго ждать: им стал Pentium 4. Аминь… Для Pentium M цифра энергоприбавки была уполовинена - не более 1% по ваттам. А для Атома (и, позже, в линейке Nehalem) - уполовинена снова.

Результат неплох. По первоначальным предположениям младшим моделям для 1,3–1,5 ГГц хватит 0,8 В, для наиболее популярной частоты в 1,6 ГГц потребуется 0,85 В, а одного вольта хватило бы для 2,05 ГГц (если бы такая модель была). Цифры не такие уж и героические, ибо даже для настольных моделей куда более сложной архитектуры AMD K8 (при том, что она для экономии ватт совсем не предназначена), выполненных по последним степпингам предыдущего 65-нанометрового техпроцесса, отдельные чипы при 1 В питания работают на частоте 2,2–2,3 ГГц. Специально оптимизированная под энергосбережение версия 45-нанометрового техпроцесса могла бы дать простому Атому возможность повторить такое достижение в большинстве экземпляров. Но, в отличие от заявлений на слайдах, например, реальный Atom Z530 при частоте 1,6 ГГц питается от 1,213 В - и это специально отобранный для Z-подсерии особо экономный ЦП! «Настольная» модель 230 на той же частоте запитывается от 1,188 В… Atom N280, при простое снижая частоту с 1,66 до 1 ГГц, снижает напряжение до 1,063 В, а N450, интегрированный с северным мостом, - до 0,95.

Спрашивается - за что боролись? А боролись не просто за экономию, а за дешёвую экономию, пусть и при не самых низких напряжениях. ULV Pentium M с TDP 3–5 Вт (при 1–1,3 ГГц и 90 нм) появился за 2,5 года до Атома, но стоил в 3–5 раз дороже. Впрочем, если бы его изготовили на 45 нм, он бы имел и площадь, и цену как раз вчетверо меньше…

В обычном ЦП для скорости при обращении в L1 одновременно запускаются три процесса - активация нужного банка с выборкой набора, трансляция физического адреса в виртуальный в TLB и выборка набора из массива тегов. Если произойдёт TLB-попадание, физический адрес сравнится с тут же считанными тегами, определяя номер пути, где произошло попадание в самом кэше. Далее из всего выбранного набора банк коммутирует для чтения или записи нужную строку. Если попадания нет ни в одном пути, регистрируется промах и запускается процесс заполнения данных из внешнего источника. В такой схеме множество операций делается наперёд и с явным избытком, в результате чего большая часть транзисторов, срабатывающих для обслуживания запроса, работают зря. Инженеры Intel модифицировали схему обращения так: операции происходят последовательно, причём только те, которые нужны, и только тогда, когда они нужны (подтверждаясь на предыдущем шаге). Т. е. сначала трансляция, потом считывание тегов, а потом доступ только к нужной строке из всего набора. Отказаться от трансляции в пользу виртуальной адресации L1 Интел не решилась - у такой идеи недостатки превышают преимущества по скорости и экономности.

Atom также динамически меняет включенную часть L2, следя за активностью доступа. Неиспользуемые банки «сливаются» (выгружают содержимое в память) и отключаются. Впрочем, главной деталью в экономных кэшах является вовсе не микроархитектурно реализованные алгоритмы экономии, а новый дизайн ячейки L1, который тесно связан с размером кэшей, точнее - с неравенством размеров. И снова оставим это на потом - не кэшем единым…

Главными потребителями джоулей в ЦП являются часто переключающиеся транзисторы ядра. И тут у Атома есть, чем похвастаться: помимо того, что этих транзисторов весьма немного за счёт сокращения специализированных блоков (например, есть только один умножитель-делитель и для целых, и для вещественных, и для скаляров, и для векторов), оставшиеся включаются только, тогда когда нужно. Выключен HT - его контроллер отключён от тактирования. Не используются 64 бита - старшая половина целочисленного тракта данных вместе с половинками регистров и ФУ также выключается. Долгое время не нужен FPU или векторный блок - отбой и ему.

Всего у Атомов первого поколения 5 энергосостояний:

• высоко- и низкочастотный режимы C0 (HFM и LFM), отличаются только частотой (при LFM всегда 600 МГц) и напряжением ядра;
• C1 (он же C2) с нулевым тактированием и «слитыми» (но ещё запитываемыми) кэшами L1;
• C4 с отключенными умножителями частоты, «частично слитым» L2 и ещё больше сниженным напряжением;
• C6, при котором отключено и обесточено почти всё - даже из 203 выводов питания активны лишь 21, уменьшая утечки в 10 раз, а потребление - до 100 мВт (по некоторым данным в новых ЦП Z-серии - до 30 мВт).

В режиме C6 включенным остаётся лишь небольшой блок управления питанием, позволяющий проснуться в полноскоростной режим за 0,1 мс (из других режимов пробуждение намного быстрее). Блок оснащён массивом экономной статической памяти на 14 КБ (по ранним данным - 10,5), хранящим полное состояние ЦП, пока он выключен. C6 есть и у Penryn (мобильные Core 2 на 45 нм), но там о 0,1 Вт только мечтают. У Атома состояние C6, по утверждению Intel, занимает до 90% времени (предполагая, что устройство в основном «спит» в кармане или на столе), так что средняя мощность - всего 220 мВт. Т. к. в подсчёты включены и периоды «сна», здесь можно было бы написать любую цифру: проверить её всё равно почти нельзя:)

ИК-фотография ядра Lincroft на полной мощности и полном простое. В последнем случае единственное «горячее» пятнышко - блок управления питанием ядра.

• «форсаж» до частоты выше номинальной (C0 Burst Mode);
• ещё более экономный, чем LFM, сверхнизкочастотный режим ULFM C0 (у всех моделей - 200 МГц);
• S0i1 для простоя с быстрой готовностью - переход в S0i1 выполняется за 0,6 мс, а выход - за 1,2 мс (это дольше пробуждения из C6, но речь идёт не только о ядре, а обо всём чипе);
• S0i3 для длительного простоя - вход в него требует 0,45 мс, а выход - 3,1 мс.

В режиме S0i1 ядро находится в режиме C6, из остальных частей включен только блок управления питанием, его память и схема авторегенерации ОЗУ, потребляя в сумме 6 мВт. При S0i3 весь процессор физически отключается от питания, кроме авторегенератора с ничтожной 0,1 мВт. Также внедрён принцип «силовых островов» (power island) - функциональных блоков, оснащённых собственными ключами-коммутаторами питания, как в Core i (в Lincroft их 19). Теперь при простое блока можно снизить до нуля не только его частоту, но и питание, полностью отключив «остров» от всех подваваемых снаружи герц и вольт. Впрочем, т. к. ядро ЦП является одним из этих блоков, как и в Menlow, оно может отключаться лишь целиком - в режиме C6.

Виды Атома

Вместо того, чтобы утопить читателя в длинной таблице-«простыне» с параметрами всех моделей Атомов, лучше на уже имеющуюся простыню в Википедии. :) Здесь же прокомментируем увиденное.

2-ядерный Diamondville против однокристального 2-ядерного Pineview со встроенным северным мостом

Атомы первого поколения делятся на версии Diamondville и Pineview для неттопов (компактных и дешёвых десктопов) и нетбуков (аналогичные эпитеты к ноутбуку), а также Silverthorne для MID-устройств платформы Menlow (ещё более мобильных «таблеток» и планшетов). Именно в таком порядке падает их потребляемая мощность и растёт цена - эти группы можно сравнить с аналогами «просто мобильных» ЦП, LV и ULV. Не удивительно, что 2-ядерные модели присутствуют только для неттопов, причём их цена не выше «нетбучной» серии N и меньше самых мобильных Z-вариантов. Модели N270 и N280, а также все из MID-подгруппы вышли с отключенной 64-битностью, а виртуализация волевым решением Intel и вовсе разрешена лишь старшим ЦП группы Z (вопрос о том, зачем она вообще там нужна, оставим на потом). Intel также оговаривается, что только в модели Z515 есть нечто под названием Burst Performance Technology (BPT), позволяющее динамически менять частоту между 0,8 и 1,2 ГГц в зависимости от вычислительных требований.

CoreExpress-Menlow - одна из первых плат на Атоме (внизу) и чипсете Poulsbo (в центре) размером 65×58 мм

Куда интересней разброс значений TDP при одинаковых или близких частотах и питающих напряжениях. Например, для частоты 1,6 ГГц - от 4 Вт для настольных моделей до 2 для «MID"овских». Причём указанные цифры даны для 1-поточной работы: для 2-поточной Intel мелким шрифтом на презентационных слайдах пишет цифру на 20% большую. Тем не менее, в сравнении с другими процессорами разница многократная. И если бы процессор был главным потребителем энергии в мобильных устройствах, Атомы наверняка имели бы шансы вытеснить другие архитектуры с этого рынка. Но не всё так просто - первые платы с Атомами использовали изначально не предназначенные для них чипсеты 945GSE (с TDP 6 Вт для северного моста и 3,3 Вт для южного) или даже 945GC (22 Вт). Для нетбуков и особенно MID-устройств Intel рекомендовала однокорпусные чипсеты UL11L или US15* (с разными буквами) с ТDP 2,3 Вт (вместе с Атомом они составляют платформу Poulsbo), но и это не блестящее решение - например, из-за ещё более низкой 3D-производительности, чем традиционно ожидается даже от интеловских чипсетов: ради экономии пришлось замедлить в 2–8 раз частоту GPU-ядра GMA 500 (оно же PowerVR SGX 535 производства Imagination Technologies - такое же, как и в iPhone 3GS и iPad): в US15* - 200 МГц (что позволяет ускорять видео с разрешением до 1366×768), в UL11L - 100 МГц (до 800×480). А ещё U*1** делаются по технологии аж 130 нм (так что размер его чипа втрое больше, чем у ЦП), поддерживают в разных версиях до 0,5–2 ГБ DDR2-533 в одном канале, и никаких SATA и USB 3.0. ИКП в Pineview «держит» уже 4 ГБ DDR2-800.

Также видно, что только для MID-устройств Intel приготовила особо компактные версии корпусов, а вообще для одного ЦП их небольшой зоопарк:

• BGA 437 для неттопов и нетбуков без встроенного северного моста, а также не очень мелких MID;
• micro-FCBGA8 559 для ЦП со встроенной «бижутерией»;
• BGA 441 для самых мелких устройств - всего 13×14 мм (первые два вида, а также чипсет - 22×22).

Для MID также наблюдается самый большой диапазон частот - от 0,8 до 2 ГГц. Из чего логично сделать вывод, что именно на эти применения Intel прежде всего и рассчитывает. Если только не смотреть на цены: самый дешёвый из выпускаемых в мире x86-процессоров - это Atom 230. А самый дешёвый из 2-ядерных - Atom 330. Причём он стоит почти те же $45 (рекомендованная цена), что и 1-ядерный Z500 с половиной частотой (зато TDP последнего в 12 раз меньше). Самый же крутой Z550 в 2,5 раза быстрее и в 3–4 раза дороже. Его точная цена неизвестна: некоторые Атомы продаются только в комплекте с чипсетом, но цена указана именно для ЦП - вокруг этой странности год назад NVIDIA даже поскандалила с Intel, пытаясь купить .

Moorestown в сравнении с Menlow

В мае 2010 г. анонсировано второе поколение и 4-й вид Атомов - 1-ядерный интегрированный Lincroft (модели Z6xx с пока ещё неизвестными номерами и макс. потреблением 1,2 Вт), являющийся частью платформы Moorestown для смартфонов, т. е. ещё более компактный и экономичный аналог Pineview. Разработка запоздала к началу массового производства на 32 нм, но 45-нанометровый техпроцесс обновлён - его SoC-версия (по сравнению с настольными 45 нм от Intel) обменивает потерю 6–8% максимума частоты на 2,5-кратное уменьшение тока утечки. Также новый чип получил:

• 32-битный контроллер памяти с увеличенной эффективностью и ПСП, причём собственно Lincroft будет поддерживать только особо экономную LPDDR1-400 (до 1 ГБ), а его пока не названные планшетные версии - только DDR2-800 (до 2 ГБ);
• обновлённое и ускоренное до 400 МГц GPU-ядро GMA 600 с поддержкой DirectX 9.L и OpenGL 2.1;
• новый аппаратный видеокодек, реализующий кодирование 720p30 H.264 и MPEG-4 и декодирование H.264, MPEG-4, WMV и VC-1 с разрешением 1080p30 для планшетов и 720p30 на смартфонах;
• поддержку более разнообразной и современной периферии, включая экраны с разрешением до 1366×768 через интерфейс LVDS для планшетов и 1024×600 через MIPI для смартфонов.

Таинственная BPT теперь на короткие интервалы сможет превышать номинальную частоту при отсутствии опасности перегрева, превратившись в аналог более знакомого TurboBoost для Core i. Базовые частоты для смартфонов обещаны 1,2–1,5 ГГц, а для планшетов - до 1,9; пиковые с BPT пока неизвестны. Теперь уже внутричиповая шина «ядро↔северный мост» ускорена до 800 МГц, что даёт 6,4 ГБ/с для чтения, но только 4,3 ГБ/с для записи. А новая технология Bus Turbo Mode даст дополнительный временный разгон главной шины, ИКП и шины памяти, когда их пропускной способности не хватает.

140 млн. транзисторов чипа умещаются на 65 мм² в корпусе размером 14×14×1 мм. Такой же компактный южный мост для Z6xx называется Langwell (он же «хаб-контроллер платформы» PCH MP20) и производится по 65-нанометровому техпроцессу, причём компанией TSMC. Взамен поддержки SATA обещают подключение флешевых SSD на скоростях до 80 МБ/с. Также есть DSP обработки изображений (со входом от камеры и выходом HDMI) и ещё один для звука с собственным буфером - последний может пробуждать контроллер памяти в ЦП и считывать в себя очередную порцию данных, не включая ядро, после чего ЦП снова засыпает. Управляется всё это невидимым для ОС системным контроллером на 32-битном RISC-ядре с собственным «BIOS».

Как ни странно, Langwell не включает в себя ещё один обязательный компонент, также производимый сторонними компаниями - Briertown (он же MSIC, микросхема смешанных сигналов), содержащий контроллер энергопотребления системы и зарядки аккумулятора, генератор питающих напряжений для остальных чипов, набор цифровых и аналоговых интерфейсов, ускоритель шифрования и часы. MSIC через прямую связь с ЦП и южным мостом настраивает их блоки управления питанием, выполняя встречные запросы настройки напряжений. Для оптимизации баланса скорости и потребления под конкретную задачу (в т. ч. управление «силовыми островами» и энергосостояниями ЦП) Briertown не угадывает вычислительную нагрузку, как аналогичный блок в Core i, а явно программируется профилями энергопотребления через интерфейс ACPI. За профили отвечает подсистема управления питанием ОС (OS Driven Power Management, OSPM), опрашивающая программы об их запросах ресурсов.

Время работы с батареей на 1,5 А·ч и 3,7 В обещано 45–50 ч при проигрывании звука и 4–6 ч с видео, сёрфингом или звонком по 3G. Экономия достигается тем, что в чипсетной части процессора обильно применяются те же методы экономии, что и в ядре. В состоянии S0i3 пара Lincroft + Langwell должна потреблять всего 3 мВт, а вся система - 20–25 мВт, что в 50 раз меньше, чем в платформе Menlow, и сравнимо с смартфонами на архитектуре ARM. Хотя по сравнению с Menlow обещано сокращение занимаемой площади вдвое, очень компактным Moorestown не будет, т. к. помимо вышеназванных трёх микросхем также нужен контроллер беспроводной связи и чип(ы) памяти - Intel не собирается умещать логику и память в один корпус, как в процессоре A4 для iPad.

Для Lincroft есть ещё один южный мост - Whitney Point, с которым в сумме получается платформа Oaktrail для неттопов. Места он занимает столько же, но энергии потребляет больше, т. к. дополнительно содержит контроллеры PCI и SATA. Можем предположить, что Langwell и Whitney Point это один и тот же чип, просто в смартфонной версии не все блоки включены - рыночная политика Интел.

Если вы уже запутались в названиях и параметрах ядер и платформ - вот несколько шпаргалок, где также видно выходящее в 2011 г. третье 32-нанометровое поколение Атомов - Medfield с ядром ЦП Saltwell и встроенным южным мостом:

Регулярные командировки – это неотъемлемая часть моей работы, особенно в летний период. Моими верными спутниками в дороге и в гостинице были переносной DVD-плеер и старенький ноутбук. На плеере я смотрел фильмы, а ноутбук был уже «в годах» и ничего особо серьезного не тянул, поэтому служил только для работы и чтения книг. Пришла пора присмотреть что-то ему на замену, и желательно совместить оба этих устройства, т.к. командировочный скарб должен быть подъемным.

И вот я решил присмотреться к нетбукам, про которые сейчас много пишут, но по-разному. Каковы реальные возможности современного нетбука? В прессе и интернете можно найти весьма противоречивые данные, порой диаметрально противоположные. Одни говорят, что это не более, чем дешевая игрушка для интернета и все. Другие с этим не согласны. Оправдывает ли нетбук свою стоимость и что еще, кроме навигации по сайтам интернета, можно делать на таком компьютере? Можно ли смотреть фильмы, в каком формате и качестве? Можно ли смотреть ТВ и записывать передачи на диск?

Разобраться в этих вопросах я попробовал в данной статье.

Нетбук.

Что такое нетбук, знают почти все. И не удивительно, поскольку эти миникомпьютеры все активнее внедряются в нашу жизнь. Но так было не всегда, и изначально у нетбуков была совсем другая задача. Впрочем, все по порядку.

Первое устройство, названное словом «нетбук», было анонсировано еще в 1999 году компанией Psion. По виду оно было ближе всего к современным Tablet PC, но с QWERTY-клавиатурой. Мощности устройства было достаточно для запуска офисных приложений и работы в Интернете. На первых нетбуках была установлена операционная система Psion Epoc, которая позже сменилась на Windows CE. Продукт по тем временам имел слишком малую целевую аудиторию, стоил дорого, а наличие нестандартной ОС и вовсе похоронило изделие. Так первый выпуск нетбуков был прекращен.

Прошло 8 лет, и осенью 2007 года появились первые модели Asus EeePC. Чуть позже компания Intel заново ввела в оборот слово нетбук. Принцип остался тем же – это легкое портативное устройство, мощности которого достаточно для работы в Интернете. Задачи у нетбуков были простыми – дать возможность людям с небольшим достатком пользоваться интернетом и осваивать компьютер.

Однако все вышло иначе, поскольку нетбуками заинтересовались в первую очередь пользователям со средним достатком, которые стали покупать нетбуки в дополнение к имеющимся у них компьютерам и ноутбукам. Чем же привлекли их нетбуки? Прежде всего – ценой, поскольку мощностей нетбукам хватало для тех задач, которые перед ними ставились изначально: работа в интернете и с офисными приложениями.

Для того, чтобы оценить возможности современных нетбуков, необходимо запустить ресурсоемкие задачи, которые в свою очередь должны быть актуальными для пользователей. Типичными примерами таких задач являются просмотр и запись телепередач, оцифровка аналоговых кассет, а также просмотр фильмов.

Поэтому для оценки работы нетбука был использован тюнер GoTView USB 2.0 Hybrid MasterStick, а также подготовлены фильмы, сжатые различными кодеками и с разным разрешением (включая HD, т.е. разрешение изображения выше 720х576).

Результаты этого небольшого исследования, по-моему, будут интересны многим, поскольку именно такого рода задачи являются наиболее востребованными у пользователей нетбуков.

Что внутри?

Сердцем современного нетбука является центральный процессор Intel Atom N270. Это процессор, работающий на частоте 1.6 ГГц и 533 МГц шине. Отличается очень низким энергопотреблением – всего 2.5 Вт.

Посмотреть его возможности было решено на примере нетбука Acer Aspire One AO150-Bw.

Поставляется он в красивой коробке с ручкой для удобства.

Внутри коробки скрывалось:

Чехол-сумка для нетбука, сам нетбук, 30 Вт адаптер переменного тока, документация.

Внутри нетбука:

• CPU – Intel Atom N270.
• Видео – Intel GMA 950.
• Чипсет – Intel 945GSE Express.
• LCD – 8.0» CrystalBrite WSVGA.
• RAM – 1 Гб.
• HDD – 120.
• Card Reader.
• Встроенная цифровая камера Acer Crystal Eye (разрешение 0.3 MP).
• LAN 10-100.
• Wireless – 802.11 b/g.
• 84-х клавишная клавиатура (1.6 мм минимальный ход клавиши).
• Сенсорная панель с двумя клавишами.
• Установленная ОС – Microsoft Windows ХР Home.

Вес нетбука без аккумулятора составляет 0.88 кг.

Что снаружи?

На левой стороне нетбука расположены:

• Разъем питания для адаптера.
• Порт для подключения внешнего монитора (VGA).
• Ethernet (RJ-45) порт.
• USB 2.0.
• Модуль для работы с флэш-картами SD (расширение памяти).

Справа расположены:

• 5-в-1 модуль для работы с флэш-картами (SD/MMC/MS/MS PRO/xD).
• 2 порта USB 2.0.
• Разъем для внешних динамиков/наушников (линейный выход).
• Разъем для микрофона.

Обращаю внимание на то, что слева расположен слот для карт SD, предназначенный для расширения памяти, а справа – картридер. Поэтому можно спокойно копировать фотографии и прочие медиафайлы, не трогая слот расширения памяти. Довольно разумное решение.

Кнопка включения Wi-Fi расположена очень удобно - справа под рукой.

Тачпад несколько необычный. Кнопки, эмулирующие нажатие правой или левой кнопки манипулятора «мышь», на тачпаде расположены по краям. С одной стороны - это не привычно, с другой – не промахнешься, когда будешь нажимать.

Клавиатура продумана в целом лучше, чем у некоторых других моделей-конкурентов: ни одной срезанной клавиши, большие кнопки «Shift» и «Enter». Блок навигационных клавиш вынесен немного вниз.

Дизайн.

Немаловажным в нетбуках является его внешний вид. Нетбук всегда в руках, всегда на виду, поэтому внешний вид ни в коем случае не должен вызывать раздражение. Тестируемый нетбук показался мне очень стильным. Со всех внешних сторон он был покрыт лаком. Этакий строгий стиль, который подойдет каждому.

Если белый цвет не устраивает, то можно подобрать себе другой. Однако на темном фоне хорошо заметны отпечатки пальцев. Поэтому желательно будет иметь под рукой средство для чистки полированных поверхностей нетбука.

Нетбук в раскрытом виде продолжает стиль внешней стороны корпуса - тот же глянец и на экране, и на рамке, которая его обрамляет. Красиво, но чтению при солнечном освещении могут помешать блики. А вот в помещении, да при просмотре качественной записи глянцевый экран дает заметно более контрастную картинку.

Автономная работа.

Автономная работа - одна из главных составляющих любого мобильного устройства. В нашем случае максимальное время работы нетбука при просмотре видео - 1 час 40 минут. При обычной работе это время увеличивается до 2 – 2.5 часов. Замеры времени выполнялись при установке стандартной батареи – 2200 мА/ч.

Программное обеспечение нетбука.

Для начала посмотрим уже имеющиеся приложения и утилиты. Набор первой очереди для работы и развлечений уже лежит на рабочем столе: McAfee Security Center, браузер Internet Explorer, Adobe Reader, Windows Media Player, InterVideo WinDVD, Acer eRecovery Management и Microsoft Office (60-дневная ознакомительная версия).

Нетбук в работе.

С основной своей задачей нетбук справляется отлично. Интернет и почта не вызывают раздражения медлительностью. Все, как на десктопе. Офисные приложения работают даже с большими объемами текстов без заметных тормозов. Собственно для этого нетбук и был изначально задуман.

Но как обстоят дела с серьезными приложениями, требующими математической обработки в реальном времени? Речь идет о демонстрации фильмов и телепередач. Ведь помимо вывода изображения 25-30 раз в секунду, его надо очистить от шумов и желательно удалить артефакты, возникающие при сжатии.

Нетбук и ТВ-тюнеры.

Было интересным оценить работу ТВ-тюнеров при использовании программных методов сжатия, следовательно, загружающих систему сложными математическими расчетами. В отличие от ноутбука, к которому можно подключать тюнеры на PCMCIA или Express-Card интерфейсах, к нетбуку можно подключить тюнер только на интерфейсе USB 2.0. Поэтому выбор ТВ-тюнера был четко обусловлен именно этим интерфейсом.

Для компактного нетбука первостепенными решающими факторами при выборе ТВ-тюнера является его миниатюрность и небольшая цена, поскольку и сами нетбуки отличаются невысокой ценой. Вторым немаловажным фактором можно назвать отсутствие необходимости дополнительного питания. Тюнер не должен нуждаться в дополнительных источниках питания. Третий фактор при выборе ТВ-тюнера - его программное обеспечение. Оно не должно быть ресурсоемким, но в то же время должно максимально полно раскрывать возможности тюнера, позволять использовать любые кодеки для записи передач и гибко менять параметры сжатия для получения максимального результата.

Для тестирования был выбран тюнер без аппаратного сжатия – GoTView USB 2.0 Hybrid MasterStick. Эта модель по соотношению цена-качество-возможности, пожалуй, самая привлекательная на российском рынке.

Основными особенностями данной модели тюнера являются компактность, уверенный прием теле- и радиопередач как аналогового, так и цифрового вещания. Для записи видеоизображения и звука используются любые кодеки, установленные в системе.

Устанавливаем драйверы для ТВ-тюнера и программное обеспечение из его комплекта. Дополнительно устанавливаем кодек XviD версии 1.2.1 для сжатия в AVI. Кодек WMV имеется в операционной системе, кодек MPEG-2 устанавливается с программой WinDVD Creator с дополнительного диска GoTView.

Для кодеков использовались следующие профили и настройки:

Для проверки загрузки системы при просмотре было включено шумоподавление, что дополнительно загружает систему, поскольку каждый кадр программно обрабатывается.

Выводы: нетбук прекрасно справляется не только с просмотром, но и с записью телепередач на диск, позволяя получить вполне приемлемое качество изображения и звука. Если сильно не завышать параметры для записи, то его мощности вполне хватает даже для этой ресурсоемкой задачи.

Качество ТВ-изображения.

ТВ-тюнеры – это такие устройства, которые отображают ровно то, что вещается в эфире. В виду их небольших размеров, они не могут сильно усилить ослабленный сигнал. Поэтому в первую очередь важно позаботиться о хорошей антенне. Тогда качество изображения будет вас только радовать и передачи будет не стыдно показать кому-то еще.

Не смотря на высокое качество аналогового сигнала, на изображении все равно присутствует «шум». Снизить его помогут фильтры шумоподавления, позволяющие значительно улучшить качество изображения.

Помимо аналогового ТВ, гибридные тюнеры позволяют принимать цифровые теле- и радиоканалы. Здесь уже не играют роли «шумы» и помехи – их просто нет. Картинка отображается точно также, как вещается – это преимущество цифрового ТВ. А если сигнал сильно ослаблен или испорчен помехой, он вообще не будет отображаться.

Совсем недавно цифровое (DVB-T) вещание в Москве стало более разнообразным. До этого оно было доступно в виде двух-трех радиоканалов. Сейчас же в дополнение к радиоканалам в эфире вещается 3 телеканала: DV News - новости (канал Вести), DV Live - канал TV1000 (фильмы), DV Spice - спортивный канал. Другие города тоже не отстают, а зачастую даже опережают. В некоторых из них уже идет вещание более десяти теле- и радиоканалов.

Судя по новостям, активность правительства России в этом направлении значительно возросла, поэтому в ближайшее время процесс внедрения цифрового вещания в Москве и других крупных городах должен еще больше активизироваться.

Хочется отметить, что программное обеспечение компании GoTView позволяет принимать цифровые (DVB-T) каналы как в MPEG-2 (стандарт вещания в других странах), так и в H.264 (MPEG-4/AVC) – стандарт вещания, принятый для России.

Качество DVD здесь не является пределом, поскольку вещание может осуществляться и в HDTV, т.е. с разрешениями выше 720х576. Пока HDTV периодически включают в тестовом режиме, но кто знает, что будет в будущем, причем, не таком далеком.

Что касается самого тюнера GoTView USB 2.0 Hybrid MasterStick - по нему уже есть довольно много грамотных обзоров, в том числе на этом сайте. Отличное качество изображения и широчайшие возможности программы GoTView Pro я могу только подтвердить. Учитывая тему статьи, более подробно останавливаться на работе этого устройства не будем.

Оцифровка видео.

Благодаря наличию у тюнера видео- и аудиовходов, c помощью переходника, идущего в комплекте, можно производить запись с аналоговых источников сигнала: видеомагнитофона, видеокамеры, диктофона, спутникового ресивера.

Запись можно производить как по RCA (композитному), так и c использованием S-Video входа. Причем, использование S-Video преподчительнее, так как позволяет получить более высокое качество изображения.

К нетбуку была подключена видеокамера и была произведена запись с использованием WMV, MPEG и XVID кодеками. Для проверки были выбраны те же настройки, что и при записи телепередач (см. выше). Можно подвести краткий итог: самый неприхотливый кодек, который смело можно рекомендовать для записи на нетбуке – MPEG-2. Он дает самое высокое качество изображения и самую низкую загрузку системы. Следующим идет AVI, и за ним - Windows Media Video. Записи, сделанные в эти форматы, дают более высокую загрузку системы. Хотя с кодеками для AVI желающие могут еще поэкспериментировать.

Просмотр видео.

Наверное, один из самых интересующих всех вопросов – как обстоят дела с просмотром AVI, DVD, WMV и HD-фильмов?

В процессе тестирования выявилось следующее: Подводим итоги. Фильмы с разрешением до 720х576 точек в любом формате проигрывались совершенно без проблем, в том числе с использованием программных методов постобработки изображения (деблокинг, деинтерлейс и т.п.). Здесь можно ставить твердую пятерку – никаких проблем, система довольно успешно справляется с этой задачей.

HD-фильмы без проблем проигрываются только в MPEG-2 формате. Ситуация по остальным кодекам неоднозначная. Можно довольно уверено заявить, что формат WMV проигрывается только при горизонтальном разрешении до 720 линий. HD-фильмы, сжатые H.264 кодеком, скорее всего, не проиграются.

Выводы.

На что же способен современный нетбук с процессором Atom N270?

Нетбук справится не только с обычными фильмами DVD, AVI и WMV, но даже с HD-видео. Для последнего пригодно любое разрешение в MPEG-2 и разрешение с размером не более 720 линий в WMV формате. Не воспроизведутся HD-фильмы, сжатые только в H.264.

Нетбук легко работает под управлением не только Windows XP, но даже Vista, если отключить видеоэффекты и увеличить размер оперативной памяти. Новая Windows 7 также не вызвала проблем.

Без проблем осуществляется работа браузера, торрент-клиента, проигрывание музыки в любом формате. Отлично показали себя месседжеры, интернет-телефония, офисные приложения, несложные игры, редактрирование музыки, видео, фото.

Как мы выяснили выше, воспроизведение теле- и радиопередач с использованием ТВ-тюнера GoTView происходит тоже без проблем, несмотря на значительные математические расчеты. Загрузка системы при просмотре не превышает 25-30%. Обращаем особое внимание на программное обеспечение, которое должно быть оптимизировано и экономно расходовать вычислительные ресурсы нетбука. К таким программам, безусловно, относится разработка компании GoTView, поставляемая с ТВ-тюнерами этого производителя.

Так же с помощью ТВ-тюнера и его функционального ПО можно производить запись с аналоговых источников (видеокамера, видеомагнитофон, спутниковый ресивер и т.п.) с хорошим качеством. Главное обдуманно выбрать формат и качество записи.

В итоге, за сумму в пределах 500 долларов мы получаем переносной и полноценный медиацентр (нетбук плюс ТВ-тюнер), на котором можно слушать радио, смотреть и записывать телепередачи.

Год назад, на Форуме Intel для разработчиков, компания представила 45-нм процессор Atom под кодовым названием Silverthorne. Процессор Atom нельзя было купить отдельно, и до недавнего времени он был доступен только в качестве полного решения в ноутбуке или UMPC. Но ситуация изменилась, Intel теперь предлагает процессор Atom для встраиваемых или настольных платформ. Новое кодовое название - Diamondville.

Сам по себе процессор Atom с площадью кристалла всего 25 мм² кажется абсолютно крошечным по сравнению с 143 мм 2 у Core 2 Duo. И число транзисторов - 47 миллионов - тоже кажется очень маленьким по сравнению с Core 2 Duo, оснащённым 291 млн. Но только так процессор Atom смог поддерживать сенсационно низкое энергопотребление - всего 4 Вт. Благодаря крошечному размеру доля выхода годных чипов тоже весьма высокая; Intel теоретически может получать до 2500 процессоров Atom с одной 300-мм подложки.

Нажмите на картинку для увеличения.

Процессор Atom 230 (Diamondville) отличается от модели Silverthorne. Он использует не экономный мобильный чипсет, а менее дорогой настольный вариант. Впрочем, при этом мы получаем двухканальный контроллер памяти, что повышает производительность. Но Atom 230 придётся обходиться без энергосберегающей технологии SpeedStep - но это и не проблема процессора с низким энергопотреблением.

Мы протестировали встраиваемую материнскую плату ECS 945GCT-D с 1,60-ГГц процессором Atom 230. Энергопотребление всей системы составило всего 40,5 Вт, что поставило новый рекорд в нашей тестовой лаборатории. Производительность платформы Atom оказалось достаточной для просмотра Интернета и воспроизведения DVD, но вам нужно использовать правильные программы, чтобы всё было на должном уровне. Использование технологии Hyper-Threading приводит к тому, что производительность процессора Atom может быть увеличена с приростом до 37%.

Сегодня доступно три разных типа процессоров Atom: линейка Z5 для мобильных интернет-устройств (Mobile Internet Devices, MID), N270 для дешёвых ноутбуков (Netbooks) и 230 для встраиваемых настольных плат (Nettops).

Модели Intel Atom (Diamondville)
Модель	Тактовая частота	Кэш	FSB	Платформа
Atom 230	1,60 ГГц	512 кбайт	533 МГц	Nettops
Atom N270	1,60 ГГц	512 кбайт	533 МГц	Netbooks
Модели Intel Atom (Silverthorne)
Модель	Тактовая частота	Кэш	FSB	Платформа
Atom Z540	1,86 ГГц	512 кбайт	533 МГц	MID
Atom Z530	1,60 ГГц	512 кбайт	533 МГц	MID
Atom Z520	1,33 ГГц	512 кбайт	533 МГц	MID
Atom Z510	1,10 ГГц	512 кбайт	400 МГц	MID
Atom Z500	800 МГц	512 кбайт	400 МГц	MID

Ассортимент мобильных устройств на рынке постоянно увеличивается, но до сих пор большую часть на нём занимали модели на архитектуре ARM (RISC) - например, процессоры X-Scale, которые встречаются в КПК или в iPhone. Intel надеется, что процессор Atom на архитектуре x86 сможет отобрать долю у рынка ARM.

Нажмите на картинку для увеличения.

Процессор Atom использует так называемую "очередную микроархитектуру (in order micro-architecture)", а также способен запускать 32- и 64-битные приложения. Функция спекулятивного (внеочередного) выполнения не была реализована из-за большого числа транзисторов, которое она требует, и соответствующего увеличения энергопотребления. Поэтому процессор выполняет команды строго друг за другом, следовательно, коэффициент выполняемых инструкций за такт (IPC) не такой высокий. Кэш L1 тоже реализован по-другому: у микроархитектуры Conroe используются два 32-кбайт кэша, а у Atom - кэш инструкций на 32 кбайт и кэш данных 24 кбайт.

Процессор Atom имеет всего одно ядро, поэтому для оптимальной загрузки Intel пришлось вновь ввести технологию Hyper-Threading, которая превращает CPU в два виртуальных процессора. Так, в приложениях, оптимизированных под несколько потоков, вы можете получить более высокую производительность даже на одном физическом ядре. Да и операционные системы (такие как Windows XP или Vista) будут существенно быстрее реагировать на команды.

Микроархитектура Atom поддерживает практически все мультимедийные расширения: MMX, SSE, SSE2, SSE3 и SSSE3. У некоторых моделей присутствует и поддержка технологий виртуализации.

СОДЕРЖАНИЕ

Разработкой семейства процессоров Atom фирма Intel расширяет свое присутствие на активно развивающемся рынке компонентов для портативных компьютеров и мобильных интернет-планшетов (англ. MID - Mobile Internet Devices). Какие же бывают процессоры Atom? Чем они отличаются друг от друга и какие у них конкуренты? Об этом, собственно, мы сейчас и поговорим.

Отдельные модели процессоров Atom предназначены для использования в сверхэкономичных бюджетных ноутбуках и настольных компьютерах. Такие компьютеры, обладая очень малым энергопотреблением и уменьшенными размерами при оптимальной стоимости, могут использоваться для просмотра видеофильмов и фотографий, общения в интернет, работы с электронной почтой, просмотра сайтов и в процессе обучения. Чтобы отличать такие устройства от традиционных настольных ПК и ноутбуков, называет их и nettops .

Архитектура процессора Atom

Семейство процессоров Intel Atom разработано на основе архитектуры х86, используемой во всех процессорах для IBM PC совместимых компьютеров. Однако новые процессоры Intel не являются дальнейшим развитием существующих серий. Процессоры Atom разработаны на основе технологии RISC (англ. Reduced Instruction Set Command), предполагающей использование сокращенного набора исполняемых команд (инструкций), в отличие от традиционных CISC-процессоров (англ. Сomplex Instruction Set Command), работающих с полным набором команд.

Совершенствование технологий производства и оптимизация внутренней структуры процессоров в рамках существующей архитектуры х86 позволили достичь впечатляющего уровня производительности даже для систем бюджетного уровня. Одно из направлений совершенствования процессоров - усложнение внутренней структуры, для возможности выполнения сложных действий в рамках одной команды. Однако для декодирования таких команд требуются значительные аппаратные ресурсы, возрастает число тактов, необходимое для их отработки, увеличивается энергопотребление.

С другой стороны такие команды в исполняемом коде встречаются не часто и далеко не в каждой программе. Идея RISC-технологии основана на использовании ограниченного набора команд с коротким циклом исполнения (в идеале за один такт синхронизации). Аппаратная реализация такой архитектуры позволяет выполнять программный код с минимальными временными затратами, в идеальном случае одну команду - за один такт синхронизации. В конечном результате сокращается энергопотребление, появляется возможность снижать рабочие частоты, уменьшать размеры процессоров.

Вместе с тем сохранена совместимость с программами для CISC-процессоров. Отсутствующие в наборе процессоров команды исполняются после предварительного программного перекодирования их в поддерживаемые RISC команды. Что вполне оправдано при незначительном присутствии сложных команд в исполняемом программном коде.

Возможности Atom

Итак, в основе идеологии разработки Atom лежит использование сокращенного набора команд, что позволило, отказавшись от размещения на кристалле чипа ряда регистров и других узлов, существенно сократить общее количество используемых транзисторов, значительно снизить энергопотребление. Процессор Atom в настоящее время является самым компактным и экономичным процессором компании Intel, производится на основе 45-нанометровой технологии под сокеты BGA и FCBGA. А в следующем году по заявлению руководителей компании процессор Intel Atom станет первым чипом, производимым с использованием техпроцесса в 32 нанометра.

В настоящее время Intel производит две серии процессоров Atom. Первая, основанная на ядре Silverthorne , называется Z (процессоры Z500-Z540) и предназначена для использования в мобильных устройствах с возможностью подключения к интернет (MID). Для совместного использования с этими процессорами разработаны чипсеты: UL11L, US15L, US15W.

Вторая серия на ядре Diamondville включает модели: Atom N270, Atom 230 и Atom 330, используется для разработки экономичных настольных систем (так называемых Nettop) и сверх экономичных бюджетных ноутбуков (Netbook). Большая часть процессоров (за исключением модели Atom 330) пока являются одноядерными.

В таблице представлены основные характеристики процессоров Intel Atom, все Atom имеют кэш-память L1 объемом 56 кбайт, из которых 32 кбайт отведено под кэш инструкций, а 24 кбайт для данных. Все процессоры Atom исполняют 32-битный код и поддерживают дополнительные наборы инструкций MMX, SSE, SSE2, SSE3 и SSSE3, а также технологию Hyper-Threading, позволяющую исполнять два параллельных потока команд.

Номер модели	Частота, МГц	FSB, МГц	Кэш L2, Мбайт	TDP, Вт
Atom 230	1600	533	512	4
Atom 330	1600	533	1 000	8
Atom N270	1600	533	512	2,5
Atom Z500	800	400	512	0,65
Atom Z510	1100	400	512	2
Atom Z520	1333	533	512	2
Atom Z530	1600	533	512	2
Atom Z540	1866	533	512	2,4

Процессоры на ядре Diamondville , являясь 64-разрядными, поддерживают и 32-битный, и 64-битный код. Наиболее производительный на сегодня Atom 330 работает на частоте 1,6 ГГц (при частоте FSB - 533 МГц), на каждое из ядер приходится по 512 кбайт кэш-памяти L2. С целью снижения энергопотребления и увеличения времени автономной работы в процессорах использованы технологии Enhanced Deeper Sleep и Enhanced Intel SpeedStep. При отсутствии активности процессора Enhanced Deeper Sleep позволяет перемещать данные из кэш-памяти в системную.

Усовершенствованная технология Enhanced Intel SpeedStep использует несколько изменяемых значений тактовой частоты и напряжения питания ядра процессора. Таким образом, обеспечивается гибкость оптимизации энергопотребления и производительности. Процессоры Atom настолько экономичны, что большая часть общего энергопотребления компьютеров приходится на долю чипсета и прочих периферийных устройств. Поэтому оптимизация энергопотребления этих компонентов предстоящая задача для разработчиков Intel.

Intel, первой предложившая платформенный подход, предполагающий разработку полного комплекта компонентов для ноутбуков, придерживается этого принципа и для процессоров Atom. Серия процессоров для ноутбуков продвигается в рамках бренда Centrino . А существующий на сегодня набор компонентов для разработки MID и других портативных устройств объединен в платформе Menlow.

Конкуренты Atom

В настоящее время вполне успешными конкурентами для процессоров Atom могут быть чипы сразу от трех производителей. В сегменте бюджетных и энергоэкономичных ноутбуков достойным конкурентом выглядит процессор Isaya от корейской фирмы VIA . В июне 2008 года известнейший производитель графических процессоров фирма представила свой процессор для мобильных систем под названием Tegra . Процессор предназначен для использования в составе КПК, мобильных телефонов, игровых и GPS систем, заявленное энергопотребление Tegra ниже, чем у Atom.

Основной конкурент Intel - компания успешно развивает свою мобильную платформу на основе процессора Geode , оптимизированного для использования в экономичных бюджетных ноутбуках, ультрамобильных портативных компьютерах (UPMC).

Перспективы Atom

В начале следующего появится линейка процессоров Atom c улучшенными показателями. Еще более упрочить позиции Intel в соперничестве с конкурентами должна новая мобильная платформа под называнием Moorestown, в рамках которой уже в следующем году появится очередное поколение процессоров с целым рядом серьезных, усовершенствований. В состав процессора будет интегрировано графическое ядро и одноканальный контроллер памяти DDR2. На основе таких чипов можно будет создавать однокристальную компьютерную систему SOC (англ. system-on-chip).

Объединение функций сразу нескольких микросхем в одной позволит еще более снизить потребляемую мощность, которая станет на порядок меньше аналогичного параметра для платформы Intel Atom.