Атом» на заміну, Світ ПК, Видавництво «Відкриті системи»
Перші кілька поколінь мікропроцесорів не відрізнялися від інших мікросхем на платі ні за зовнішнім виглядом, ні за величиною потужності, що розсіюється. Причому це стосується як найперших процесорів, що призначалися для мікрокалькуляторів (таким, зокрема, був мікропроцесор Intel 4004), так і до пізніших моделей для ПК (наприклад, 1,25-Вт Intel 8080) і навіть для ПК з переважною нині архітектурою IBM PC (1,75 Вт Intel 8086).
Ще пристрій 80386 чудово обходився без радіатора, і тільки у процесора 486 почалися проблеми з надлишковим тепловиділенням, через що йому знадобилося додаткове тепловідведення.
Дальше більше. На початку нинішнього століття потужність, що споживається мікропроцесором, вже часом досягала 130 Вт, що, мабуть, є межею для систем повітряного охолодження ПК. З одного боку, масово переходити на суттєво дорожчі та громіздкі системи такого типу навряд чи доцільно, з іншого — у міру зростання обчислювальної потужності комп'ютери проникають у нові сфери застосування, і тому попит на обчислювальну техніку максимальної продуктивності навряд чи слабшатиме. Ймовірно, випуск процесорів із споживаною потужністю близько 100 Вт продовжуватиметься ще порівняно довго.
Разом про те намітилася й інша тенденція: більшість практично важливих робіт продуктивність сучасного комп'ютера стала явно надлишкової. Вперше це «офіційно зафіксувала» Intel, яка запровадила нову торгову марку Celeron (1998 р.). Її ідеологія повинна була означати: «процесор не найпотужніший, але достатній для більшості повсякденної роботи». Примітно, що його було створено з урахуванням архітектури Pentium II, яке мінімальна тактова частота становила 266 МГц. І хоча в середньому Celeronспоживав менше електроенергії, ніж його сучасник Pentium з відповідним номером, причиною виникнення нового найменування став саме поділ цінових сегментів. Різниця в енергоспоживання, як правило, була не надто значною через застосування в процесорах Celeron застарілих технологій. І ось, нарешті, корпорація Intel у минулому році представила процесор лінійки х86 з низьким енергоспоживанням. Причому під "низьким" слід розуміти не "близько 25 Вт", що було характерно для "ноутбучних" процесорів, а лише від 0,65 до 2,5 Вт для мобільних рішень і трохи більше - для настільних.
Відомо, що чимало людей користувалися ПК на базі Intel 80286 до тих пір, поки не настало повне фізичне зношування цих пристроїв, просто тому, що для «пишучої машинки» цих систем цілком достатньо. Однак, на жаль, немає нічого вічного. Комп'ютери, що виходять з ладу від старості, доводиться замінювати новими, що володіють свідомо надмірною обчислювальною потужністю. А заразом у них будуть надмірними споживана електроенергія, тепло, що розсіюється, і шум, що створюється.
Звичайно, обмежувати можливості такого універсального пристрою, як комп'ютер, лише функціями машинки, що пише, зараз навряд чи розумно. І навіть якщо додати до них доступ в Інтернет і всю ділову сферу застосування, виключивши лише ігрові та вузькоспеціалізовані професійні програми, то виявиться, що продуктивності найпотужнішого сучасного комп'ютера для всього перерахованого більш ніж достатньо. Але все ж таки старі комп'ютери виходять з ладу, і тоді їх треба замінювати. При цьому дуже хочеться, щоб нові відрізнялися від застарілих не надмірною потужністю, а скромнішими розмірами, тихішою роботою та тривалішим часом функціонування від ДБЖ.
Обмін із пам'яттю.Тести показують, що зі швидкості обміну з оперативною пам'яттю процесор Atom 230 демонструє цілком прогнозовані результати частоти своєї зовнішньої шини 533 МГц — тобто. вище, ніж Celeron з частотою FSB 400 МГц, і нижче ніж Pentium 4 c частотою 800 МГц. Природно, приблизно такий самий рівень продуктивності виявляється і при виконанні алгоритмів, які здійснюють інтенсивний обмін з оперативною пам'яттю, наприклад, при «генерації псевдотексту», «Решете Ератосфена» або «Швидке сортування». Можна відзначити, що продуктивність у цих випадках приблизно дорівнює Pentium 4 з частотою 2,0-2,5 Ггц.
Операції з цілими даними та плаваючою комою. У цілочисленних обчисленнях ситуація трохи краща - продуктивність практично однакова з тією, що видає Pentium 4 з частотою близько 3 Ггц. А ось у обчисленнях з плаваючою точкою Atom суттєво програє – аналогом можна вважати абстрактний Pentium 4 із частотою, що дорівнює приблизно 1 ГГц. При стисненні алгоритмом LZW новий ЦП приблизно відповідає 1,7-ГГц Celeron, зате при виконанні коротких циклів, що використовуються в датчику псевдовипадкових чисел, що швидкодіють, Atom демонструє рекордну продуктивність, обганяючи не тільки всі моделі Pentium 4, включаючи і ту, що має частоту 3, 6 ГГц, але й молодшу модель Core 2 Duo, частота якої також вища, ніж у Atom. В ітераційних алгоритмах продуктивність значною мірою залежить від типу операцій: наприклад, у цілочисленному алгоритмі для фрактала Мандельброта рівень продуктивності істотно вищий, ніж у процесі обчислення фракталу Жюліа, де використовуються числа з плаваючою комою. Втім, обчислення з плаваючою комою завжди вважалися ознакою ресурсомістких додатків, для яких Intel Atom просто не призначений.
Загальнозастосовні програми. У таких додатках, згідно з набором тестів SYSmark 2004, процесор Atom поступається 3,6-ГГц Pentium 4 в 2,25 рази, причому в офісних додатках - в середньому в 2 рази, а в інтернет-додатках - в 2,5 рази, хоча Порівнювати ефективність процесора за продуктивністю всієї системи не зовсім коректно. Втім, якщо повернутися до часу панування перших моделей Pentium 4, то, мабуть, вважатимуться, що інші компоненти системи мали тоді пропорційно меншу продуктивність.
Розглянутий процесор Atom 230 має єдине ядро, але в той же час існує варіант з двома ядрами - Atom 330. Компанія nVidia додала Atom на свою плату з графікою. Згідно з нашими дослідженнями (див. «Світ ПК», №5/09, с. 24), обидва рішення дещо швидше та дорожче представленого. Але якщо nVidia ION має сенс застосовувати тоді, коли потрібна продуктивність при роботі з тривимірною графікою, рішення на основі процесора Atom 330 і чіпсету Intel 945GC відрізняються хорошим балансом між продуктивністю і ціною.
Загальна якісна оцінка була дана ПК на Atom ще за їх появі: вони досить продуктивні більшості загальновживаних додатків, але чи можуть замінити старі ПК? Ми вирішили зупинитися на комп'ютерах із процесором Intel Atom 230, що працює на частоті 1,6 ГГц, що володіє 512-Кбайт кеш-пам'яттю другого рівня, а також 24-Кбайт кеш-пам'яттю даних та 32-Кбайт кеш-пам'яттю інструкцій першого рівня. Цей процесор має одне ядро, але оскільки він підтримує технологію HyperThreading, то здатний виконувати два потоки інструкцій одночасно. Його загальне енергоспоживання – 4 Вт.
Процесор Intel Atom 230 містить 47 млн. транзисторів, виготовляється за 45-нм технологією та має площу 26мм2. Він повністю сумісний із набором інструкцій х86 до SSE3 включно, а також може працювати у 64-розрядному режимі. Рекомендована ціна становить лише 29 дол., що дозволяє використовувати його у бюджетних системах.
В якості основи тестового стенду було обрано комп'ютер Нікс A3000B-ITX, але для забезпечення більшої точності ми замінили його жорсткий диск іншим, знятим з редакційного випробувального стенду, на якому були протестовані всі процесори та системні плати, що описуються в наших оглядах до 2008 р. .
У процесі дослідження було використано:
При підборі тестів було враховано, що користувачі, які задовольняються морально застарілими конфігураціями, швидше за все працюють і зі старими програмами. Для порівняння було застосовано кілька систем, протестованих з тим чи іншим ступенем подробиці. Так, у повному обсязі для всіх тестів, включаючи і на обробку тривимірної графіки, виявилося можливим використовувати комп'ютер, зібраний на базі 3,6-ГГц Intel Pentium 4. Від машини з Atom він відрізнявся лише потужністю блоку живлення та виробником системної плати та пам'яті. Решта, починаючи від НМС (набору мікросхем) і, отже, типу графічного контролера, частоти та обсягу пам'яті і закінчуючи конкретним екземпляром жорсткого диска, збігалося.
Крім того, для порівняння наведено результати тестування для багатьох інших ПК, включаючи як найпотужніші сучасні, так і застарілі бюджетні. Потрібно відзначити, що деякі серед останніх оснащені двома досить схожими за тактовою частотою, але помітно різняться продуктивністю підсистем пам'яті. Ми штучно отримали Celeron 664 з Celeron 566 підвищенням зовнішньої частоти шини з 66 до 75 МГц, і Celeron 667 з Celeron 1000 тактуванням тієї жшини на 66 МГц замість оригінальних 100 МГц. В останньому випадку у системи були збільшені таймінги пам'яті (вона імітувала комп'ютер на межі фізичного зносу, у якого доводиться подібним способом добиватися сталої роботи), адже саме такі ПК найчастіше потрібно замінювати.