Οποιαδήποτε σύγχρονη συσκευή ικανή να εκτελεί διάφορους υπολογισμούς είναι εξοπλισμένη με επεξεργαστή. Η γκάμα τους στην αγορά είναι τόσο μεγάλη που είναι πολύ εύκολο για έναν ανεκπαίδευτο χρήστη να χαθεί ανάμεσα στο πλήθος των χαρακτηριστικών απόδοσης, των υποδοχών και των πρόσθετων οδηγιών. Πώς μπορείτε να επιλέξετε έναν αξιόπιστο επεξεργαστή από αυτούς που θα μπορούσε να ανταπεξέλθει γρήγορα στις εργασίες που του έχουν ανατεθεί και ταυτόχρονα να εγγυηθεί μακρά και σταθερή λειτουργία; Αυτό το άρθρο αφορά τον επεξεργαστή Intel Atom N450.

Επεξεργαστές

Στο αγγλικό τμήμα πληροφορικής υπάρχει ο ορισμός του CPU, που σημαίνει κεντρική μονάδα επεξεργασίας. Είναι υπεύθυνο για την εκτέλεση εντολών μηχανής και είναι το πιο σημαντικό μέρος ενός προσωπικού υπολογιστή. Η ισχύς του συστήματος στο σύνολό του εξαρτάται από την απόδοση του επεξεργαστή.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των επεξεργαστών περιλαμβάνουν:

• συχνότητα ρολογιού?
• εκτέλεση;
• Κατανάλωση ενέργειας;
• είδος τεχνικής διαδικασίας·
• αρχιτεκτονική.

• Η συχνότητα ρολογιού χαρακτηρίζει τον αριθμό των λειτουργιών που μπορεί να εκτελέσει ένας επεξεργαστής σε έναν κύκλο ρολογιού. Αυτή η παράμετρος χρησιμοποιείται συχνότερα κατά την περιγραφή αυτού του τύπου υπολογιστικής συσκευής.
• Η παράμετρος απόδοσης είναι αρκετά αμφιλεγόμενη και μερικές φορές μπορεί να αντικατοπτρίζει το σύνολο όλων των δυνατοτήτων του προϊόντος και μερικές φορές να δείχνει μια συγκεκριμένη τιμή που εκφράζεται σε flops/sec.
• Η κατανάλωση ενέργειας είναι μια από τις βασικές παραμέτρους. Είναι αυτός που επηρεάζει την εργασιακή αυτονομία όσο κανένας άλλος. Όσο λιγότερη ενέργεια καταναλώνει ένας φορητός υπολογιστής ή ένα netbook, τόσο περισσότερο μπορεί να λειτουργήσει. Και αυτό εξαρτάται άμεσα από την απόδοση του επεξεργαστή.
• Τεχνική διαδικασία. Δεν επηρεάζει άμεσα την απόδοση. Ωστόσο, αντικατοπτρίζει τον τρόπο κατασκευής του επεξεργαστή. Με βάση αυτό και μόνο μπορεί κανείς να κρίνει πόσο καιρό πριν κατασκευάστηκε. Στην πραγματικότητα, δείχνει ότι περισσότερα ηλεκτρονικά εξαρτήματα μπορούν να τοποθετηθούν σε μικρότερη περιοχή.
• Αρχιτεκτονική επεξεργαστή. Για προσωπικούς υπολογιστές, χρησιμοποιούνται κυρίως δύο τύποι - 32 και 64-bit. Δεν πρέπει να περιμένετε μεγάλη αύξηση όταν μετακινείστε από χαμηλότερη τιμή σε μεγαλύτερη. Μπορείτε πραγματικά να παρατηρήσετε κάτι μόνο όταν εργάζεστε με βάσεις δεδομένων ή εργαλεία μοντελοποίησης.

Γραμμή επεξεργαστή Atom

Η οικογένεια επεξεργαστών Atom της Intel έχει σχεδιαστεί για να είναι ενεργειακά αποδοτικός. Αυτά τα μοντέλα απευθύνονται σε φορητές συσκευές για τις οποίες το ενεργειακό κόστος είναι πολύ κρίσιμο. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα είναι τα newfangled netbook. Είναι εύκολα στη μεταφορά, έχουν μικρό μέγεθος οθόνης και βελτιστοποιημένο σύστημα ενεργειακής απόδοσης. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για απλές εργασίες, όπως πληκτρολόγηση ή σερφάρισμα στο Διαδίκτυο.

Από το 2012, η ​​Intel άρχισε να παράγει "Atoms" χρησιμοποιώντας ένα σύστημα ενός chip. Δηλαδή, τώρα οι ελεγκτές μνήμης και οι προσαρμογείς γραφικών βρίσκονται στο ίδιο τσιπ. Αυτό έχει μειώσει σημαντικά το κόστος εγκατάστασης για μεμονωμένα εξαρτήματα. Ως αποτέλεσμα, το τελικό προϊόν έγινε φθηνότερο.

Επεξεργαστής Atom N450: Σύντομη ανασκόπηση

Αυτή η CPU ήταν συνέχεια της σειράς N450 και κυκλοφόρησε το 2010. Ένας ελεγκτής DDR2 και μια ενσωματωμένη κάρτα βίντεο GMA 3150 βρίσκονται σε ένα τσιπ. Η υπάρχουσα GPU αντιμετωπίζει καλά την παρακολούθηση βίντεο σε κανονική μορφή, την επίσκεψη ιστοσελίδων και τις εργασίες γραφείου. Αλλά με το HD, την επεξεργασία γραφικών και την εκτέλεση πολλών προγραμμάτων ταυτόχρονα, μπορεί να προκύψουν δυσκολίες. Ένα από τα σημαντικά πλεονεκτήματα της συσκευής N450 είναι η πολύ χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.

Χαρακτηριστικά του Atom N450

Το εσωτερικό κωδικό όνομα του επεξεργαστή είναι PineView. Η τεχνολογία του περιλαμβάνει τη χρήση ενός πυρήνα με συχνότητα 1,66 GHz. Αλλά αυτό συμβαίνει με την κατανομή των εργασιών σε δύο νήματα. Το Atom N450 έχει μια κρυφή μνήμη δεύτερου επιπέδου 512 KB. Και η εκτιμώμενη κατανάλωση ισχύος δεν υπερβαίνει τα 5,5 W.

Ο επεξεργαστής δεν μπορεί να καυχηθεί ότι διαθέτει τεχνολογία Turbo Boost, αν και δεν είναι τόσο απαραίτητο σε φορητές συσκευές. Επίσης, δεν υπάρχει δυνατότητα εργασίας με εικονικοποίηση όπως το VT-x. Η τεχνολογία Hyper-Threading, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, υλοποιεί υποστήριξη για να λειτουργεί ο πυρήνας με δύο νήματα. Αυτό θα είναι σχετικό σε εφαρμογές που έχουν βελτιστοποιηθεί για πολλαπλές νήματα, ο αριθμός των οποίων αυξάνεται κάθε χρόνο. Είναι δυνατή η υποστήριξη όγκων μνήμης άνω των 4 GB λόγω της εφαρμογής αρχιτεκτονικής 64 bit. Η τεχνολογική διαδικασία που χρησιμοποιείται στην παραγωγή είναι 45 Nm.

Δοκιμές και σύγκριση με τα πλησιέστερα ανάλογα

Ο πιο κοντινός σε σχέση και χαρακτηριστικά μπορεί να θεωρηθεί ο προκάτοχός του - Atom N270. Στην ίδια συχνότητα, το Atom N450 δείχνει να είναι πιο κερδοφόρο, αλλά ταυτόχρονα είναι πιο ακριβό και καταναλώνει διπλάσια ενέργεια. Αλλά, όπως λένε οι δοκιμές, αυτή η συσκευή έχει πολύ υψηλότερη αναλογία Watt προς απόδοση.

Είναι ενδιαφέρον ότι μια σύγκριση της απόδοσης με το N2600, το οποίο χρησιμοποιεί δύο πυρήνες, έδειξε σημαντική απώλεια για το Atom N450. Το N2600 κατασκευάζεται με τεχνολογία 32 Nm, που σημαίνει ότι μπορούν να τοποθετηθούν πολλά περισσότερα τρανζίστορ στο τσιπ. Επιπλέον, έχει συνολικά 4 νήματα και η κρυφή μνήμη δεύτερου επιπέδου είναι διπλάσια από την Atom CPU N450. Αλλά τα τεστ είναι δοκιμές και αντικατοπτρίζουν την πραγματική κατάσταση των πραγμάτων, μεμονωμένα από τα αναφερόμενα χαρακτηριστικά.

Σύγκριση με προϊόντα από την AMD

Η AMD και η Intel διεξάγουν συνεχώς έναν αόρατο πόλεμο για την αφοσίωση των χρηστών. Αυτό εκφράζεται στον ανταγωνισμό για την παραγωγή παραγωγικών προϊόντων. Οι πιο κοντινοί σε πνεύμα είναι επεξεργαστές από τις AMD C60, C50 και A4 1200.

AMD C60

Ο C60 έχει δύο πυρήνες, σε αντίθεση με τον επεξεργαστή N450. Ο ελεγκτής μνήμης του είναι ικανός να λειτουργεί σε συχνότητα 1066 και είναι τύπου DDR3. Το επίπεδο προσωρινής μνήμης L2 είναι διπλάσιο. Ταυτόχρονα, η συχνότητα είναι ελαφρώς χαμηλότερη - από 1000 έως 1333 MHz σε λειτουργία Turbo. Ταυτόχρονα, το Atom N450 έχει 1,66.

Ως αποτέλεσμα, η δυναμική συχνότητα που λαμβάνεται κατά το overclocking του Atom N450 είναι υψηλότερη από αυτή του C60 και μπορεί να είναι 1,9 GHz. Όσον αφορά την ταχύτητα ανάγνωσης δεδομένων, το Atom είναι κατώτερο από το αντίστοιχο της AMD - 38550 έναντι 25700 MB/s. Το N450 δεν μπορεί επίσης να υποστηρίξει εικονικοποίηση, ενώ ο ανταγωνιστής του κάνει εξαιρετική δουλειά μαζί του. Η τεχνολογική διαδικασία C60 είναι κατά 5 NM μικρότερη και πιο προηγμένη. Ως αποτέλεσμα, το Atom N450 εμφανίζει τα χειρότερα αποτελέσματα στις περισσότερες δοκιμές.

AMD C50

Το C50 είναι επίσης ένας επεξεργαστής διπλού πυρήνα που έχει τον ίδιο ελεγκτή μνήμης με τον αδερφό του. Η συχνότητά του είναι 0,6 GHz χαμηλότερη από το N450. Ταυτόχρονα, η συνολική απόδοση είναι ανά watt υψηλότερη. Το C50 έχει 2 MB μνήμης cache L2, ενώ το 450 έχει μόνο 512 KB. Αυτό επιταχύνει σημαντικά την πρόσβαση σε δεδομένα που χρησιμοποιούνται συχνά. Παρεμπιπτόντως, το 450 χάνει επίσης στην ταχύτητα μεταφοράς - 32500 αντί για 25700 MB/s. Η εικονικοποίηση είναι και πάλι διαθέσιμη σε αυτό το μοντέλο. Γενικά το Atom N450 χάνει λίγο και εδώ.

A4 1200 AMD

Αυτός ο επεξεργαστής δεν έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για overclocking, αφού η ονομαστική του συχνότητα 1 GHz θα παραμείνει έτσι. Το Atom N450 έχει δυνατότητες για αυτό. Ωστόσο, εδώ τελειώνουν τα πλεονεκτήματα του 450 έναντι του Α4.

Αξίζει να ξεκινήσετε με το γεγονός ότι το A4 1200 έχει δύο πυρήνες. Κάθε ένα μπορεί να λειτουργεί σε λειτουργία διπλού νήματος. Το μέγεθος της κρυφής μνήμης δεύτερου επιπέδου είναι υψηλότερο και είναι 1 MB. Η μέγιστη κατανάλωση ισχύος είναι 4 W, ενώ το 450 έχει 5,5. Ο ελεγκτής μνήμης είναι DDR3, πράγμα που σημαίνει ότι αυτό το μοντέλο είναι πιο προηγμένο τεχνολογικά και μπορεί να λειτουργεί σε συχνότητα 1066 MHz. Επίσης, η διαδικασία παραγωγής για το 1200 είναι 1,5 φορές μικρότερη. Σε αυτή τη σύγκριση, το AMD A4 1200 είναι το ξεκάθαρο φαβορί, όπως επιβεβαιώνεται από δοκιμές σε δημοφιλείς υπολογισμούς.

31 Ιουλίου 2012 στις 12:41 μ.μ

Πότε το Atom είναι ταχύτερο από τον πυρήνα;

• Ιστολόγιο της Intel

Καθηλωμένος σε μποτιλιάρισμα πίσω από το τιμόνι ενός αυτοκινήτου που θεωρητικά μπορεί να φτάσει ταχύτητες άνω των 200 χλμ./ώρα, και βλέποντας ποδηλάτες με τρίκυκλα να με προσπερνούν, σκέφτηκα... όχι, όχι για το πώς να πάρω όλους με ποδήλατα, και όχι σχετικά με την επίλυση προβλημάτων μεταφοράς της ανθρωπότητας μέσω τηλεμεταφοράς και... σχετικά με τους επεξεργαστές Intel Core και Intel Atom. Δηλαδή - το Atom σε σύγκριση με τον Core είναι, στην πραγματικότητα, ένα σκούτερ σε σύγκριση με ένα αυτοκίνητο. Καταναλώνει λιγότερα καύσιμα και κοστίζει σημαντικά λιγότερο. Αλλά από την άλλη, η ταχύτητα ενός σκούτερ είναι εξίσου αισθητά κατώτερη από ένα αυτοκίνητο (παρά τους τρόπους "επιτάχυνσης" του σκούτερ πάνω από τις εργοστασιακές ρυθμίσεις). Όμως, παρόλα αυτά, σε μποτιλιαρίσματα ή σε στενούς δρόμους το σκούτερ είναι πιο γρήγορο. Δεν είναι περίεργο που το σκούτερ πήρε το όνομά του από τα αγγλικά " να σκουτάρω" - να τραπεί σε φυγή, καθώς χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία από Άγγλους έφηβους για να ξεφύγουν από την αστυνομία.
Τώρα ας επιστρέψουμε στην CPU. Ας αντικαταστήσουμε το "καύσιμο" με το "ηλεκτρισμό" και το "ταχύτητα" με το "απόδοση" και θα έχουμε μια πλήρη αναλογία της συμπεριφοράς των Inel Atom και Intel Core. Αλλά τότε είναι λογικό να υποθέσουμε ότι υπάρχουν «μποτιλιαρίσματα» και «γωνίες και σχισμές» στις οποίες η Atom θα ξεπεράσει τον Core. Ας τους ψάξουμε.

Έτσι, σύμφωνα με όλες τις γενικά αποδεκτές μετρήσεις απόδοσης, η Intel Core είναι σημαντικά μπροστά από την Atom. Στην ενότητα "Απόδοση" του άρθρου της Wikipedia σχετικά με την Intel Atom, διαβάζεται μια σκληρή ετυμηγορία: " περίπου το ήμισυ της απόδοσης ενός επεξεργαστή Pentium M ίδιας συχνότητας"
Εάν συγκρίνουμε το Atom ειδικά με το Core, τότε σύμφωνα με δοκιμές tomshardware, ο Intel Core i3-530 νικάει τον Intel Atom D510 με ένα συντριπτικό σκορ:


Ταυτόχρονα, πρέπει να σημειωθεί ότι το tomshardware είναι σαφώς προκατειλημμένο προς το Atom. Έτσι, για παράδειγμα, εάν ο χρόνος εκτέλεσης κάποιας εργασίας στο Core-i3 είναι 1:38, τότε αυτό ακριβώς αναφέρεται - "ένα λεπτό, 38 δευτερόλεπτα". Και αν το Atom εκτελεί κάτι στο 7:26, τότε, σύμφωνα με τους συγγραφείς, αυτό είναι "περίπου οκτώ λεπτά". Αλλά το κύριο πράγμα είναι να συγκρίνουμε επεξεργαστές με διαφορετικές συχνότητες ρολογιού (2,93 GHz Core i3 και 1,66 GHz Atom) και να μην κάνουμε περιθώρια για τον αέρα. Δηλαδή, το αποτέλεσμα του Core πρέπει να διαιρεθεί με το 2,93/1,66~1,76, που δίνει το τελικό αποτέλεσμα του Atom να χάσει από 2,15 έως 2,6 φορές.

Γιατί το Atom είναι πιο αργό;

Γρήγορη απάντηση: γιατί είναι φθηνότερο και πιο ενεργειακά αποδοτικό, κάτι που δεν είναι συμβατό με την υψηλή απόδοση.
Σωστή απάντηση: Πρώτον, επειδή το Atom διατηρεί το δίαυλο FSB, ενώ το Core i3 έχει έναν ελεγκτή μνήμης ενσωματωμένο στην CPU, ο οποίος επιταχύνει την πρόσβαση στα δεδομένα. Επιπλέον, το Atom έχει τετραπλάσιο μέγεθος της κρυφής μνήμης και εάν τα δεδομένα δεν χωρούν στη μνήμη cache, τότε η πιο αργή πρόσβαση στη μνήμη επηρεάζει πλήρως την απόδοση.
Και δεύτερον, η μικροαρχιτεκτονική Atom δεν είναι Core2, που χρησιμοποιείται στον Core i3, αλλά Bonnell. Εν ολίγοις, το Bonnell είναι μια συνέχεια των ιδεών του Pentium, έχει μόνο 2 ακέραιες ALU (έναντι τριών στον Πυρήνα) και το πιο σημαντικό, δεν υπάρχει αναδιάταξη εντολών, μετονομασία μητρώου ή κερδοσκοπική εκτέλεση εγγενής στον πυρήνα .
Πώς είναι σαφές ότι για να βοηθήσετε την Atom να προσπεράσει τον Core, πρέπει:

1. Πάρτε ένα νανοσύνολο, ένα μικρό σύνολο δεδομένων, ώστε να χωράει στην κρυφή μνήμη.
2. Δοκιμάστε να χρησιμοποιήσετε δεδομένα float για να φορτώσετε το FPU αντί του ALU
3. Εάν είναι δυνατόν, στερήστε τον Core από τα οφέλη της εκτέλεσης εκτός σειράς.

Δεδομένου ότι όλα είναι ξεκάθαρα με τα δύο πρώτα σημεία, μπορείτε να εκτελέσετε τις πρώτες δοκιμές.
Πραγματοποιήθηκαν στον υπάρχοντα Intel Core i5 2,53 GHz και στο ήδη αναφερθέν Atom D510 και ήταν ένα σύνολο μαθηματικών κλήσεων συναρτήσεων για float δεδομένα με ενσωματωμένη αξιολόγηση απόδοσης «αριθμός συναρτήσεων ανά δευτερόλεπτο», π.χ. Όσο μεγαλύτερο τόσο καλύτερα.
Οι δοκιμές περιελάμβαναν τον υπολογισμό των τριγωνομετρικών συναρτήσεων τόσο απευθείας (χρόνος εκτέλεσης C, δοκιμή «x87») όσο και με επέκταση σειράς. χρησιμοποιώντας τον κώδικα της βιβλιοθήκης Cephes. καθώς και υλοποίηση διανυσμάτων μέσω εγγενών συναρτήσεων SSE (δοκιμές που τελειώνουν σε _ps). Ταυτόχρονα, λαμβάνοντας υπόψη τη διαφορά στις συχνότητες ρολογιού, τα αποτελέσματα κλιμακώθηκαν κατά 2,53/1,66~1,524
Οι δοκιμές συγκεντρώθηκαν από το Microsoft Visual Studio 2008 με βελτιστοποίηση έκδοσης από προεπιλογή.


Τα δεδομένα που ελήφθησαν επιβεβαιώνουν πλήρως την πρώτη θέση της Intel Atom από το τέλος. Δηλαδή, ο στόχος δεν επιτεύχθηκε, ας περάσουμε στο επόμενο σημείο - θα περιπλέξουμε τη δουλειά της CPU εκτός λειτουργίας.

Κάνοντας το έργο πιο δύσκολο

Ας δημιουργήσουμε ένα τεχνητό τεστ που θα περιέχει απρόβλεπτους κλάδους που περιέχουν υπολογιστικά βαριές συναρτήσεις, έτσι ώστε το αποτέλεσμα των κερδοσκοπικών υπολογισμών του Core να απορρίπτεται συνεχώς, δηλ. αποδείχτηκε περιττή δουλειά.
Σαν αυτό:
int rnd= rand()/(RAND_MAX + 1.) * 3; αν (rnd%3==0) fn0(); if (rnd%3==1) fn1(); αν (rnd%3==2) fn2();

Επιπλέον, οι συναρτήσεις θα αποτελούνται από αλυσιδωμένους υπολογισμούς, έτσι ώστε ο Core να μην μπορεί, αναδιατάσσοντας εντολές και μετονομάζοντας καταχωρητές, να υπολογίσει εκ των προτέρων οποιαδήποτε από αυτές τις εκφράσεις, «εκτός σειράς». Εδώ είναι ένα απλό παράδειγμα τέτοιου κώδικα
για (i=0; i< N; ++i) { y+=((x[i]*x[i]+ A)/B[i]*x[i]+C[i])*D[i]; }
Παρεμπιπτόντως, παρόμοιες συναρτήσεις χρησιμοποιούνται στα παραπάνω τεστ cephes_logf και cephes_expf, όπου το πλεονέκτημα του Core είναι ελάχιστο.
Όμως, παρά όλα τα εμπόδια, ο Core αποδείχθηκε ταχύτερος. Το ελάχιστο κενό μεταξύ Core και Atom που κατάφερα να πετύχω χρησιμοποιώντας διάφορους συνδυασμούς υπολογισμών και τυχαιότητα είναι όσο δύο φορές! Δηλαδή, το Atom εξακολουθεί να υστερεί.

Αλλά αν είχα σταματήσει εκεί, απλά δεν θα το γνωρίζατε - η ανάρτηση δεν θα είχε πραγματοποιηθεί.
Το επόμενο βήμα ήταν η μεταγλώττιση των δοκιμών με χρήση του Intel Compiler. Η έκδοση που χρησιμοποιήθηκε ήταν η ενημερωμένη έκδοση 9 του Composer XE 2011 (12.1) με προεπιλεγμένες ρυθμίσεις βελτιστοποίησης έκδοσης - παρόμοια με τον μεταγλωττιστή της Microsoft.

Το παρακάτω γράφημα δείχνει τα αποτελέσματα των παραπάνω δοκιμών, συμπεριλαμβανομένου του rand που πρόσθεσα, που συντάχθηκε τόσο από το VS2008 όσο και από το Intel Compiler.

Κοίτα προσεκτικά. Αυτό δεν είναι μια οπτική ψευδαίσθηση. Για τέσσερις δοκιμές, τα σημεία πράσινης γραμμής που δείχνουν το αποτέλεσμα του Atom για δοκιμές που έχουν δημιουργηθεί από την Intel Compiler είναι υψηλότερα από τα σημεία μπορντό γραμμής που δείχνουν το αποτέλεσμα i5 για δοκιμές που έχουν συνταχθεί από το VS2008. Δηλαδή, το Atom στην πραγματικότητα αποδεικνύεται ότι είναι περισσότερο από δύο φορές πιο γρήγορο στον ίδιο κώδικα με τον Core i5.

Πιστεύετε ότι αυτή είναι μια διαφήμιση για έναν μεταγλωττιστή της Intel;
Με τίποτα. Δεν εργάζομαι στο διαφημιστικό τμήμα ή στην ομάδα μεταγλώττισης.
Αυτή είναι απλώς μια δήλωση ότι ο βελτιστοποιημένος κώδικας σας μπορεί να εκτελεστεί πολύ πιο γρήγορα στο Atom από τον μη βελτιστοποιημένο κώδικα στον Core. Ή - το μη βελτιστοποιημένο στον πυρήνα θα είναι πιο αργό από το βελτιστοποιημένο στο Atom.
Αυτά είναι ακριβώς τα ίδια χτυπήματα και σχισμές που εμποδίζουν το αυτοκίνητο να επιταχύνει.
Μπορείτε να βγάλετε τα συμπεράσματά σας.

Μέρος 1: Ιστορικό, Θεωρία, Πυρήνας, Ισχύς

Πριν το Atom

Η Intel εδώ και καιρό δίνει ιδιαίτερη προσοχή στον τομέα των καταναλωτών κινητών και κυκλοφορεί προϊόντα που στοχεύουν σε αυτόν. Αρχικά, επρόκειτο για επεξεργαστές που επιλέχθηκαν για χαμηλή κατανάλωση ενέργειας με όλες τις υπόλοιπες παραμέτρους ίσες (εκτός από το ότι οι συχνότητες ήταν χαμηλότερες και η θήκη ήταν μικρότερη). Στη συνέχεια άρχισαν να παράγουν CPU ειδικά τροποποιημένες για τέτοιες εφαρμογές. Η ιστορία μπορεί να ξεκινήσει με το τσιπ i80386SL, το οποίο για πρώτη φορά είχε SMM (System Management Mode), ο δυναμικός πυρήνας αντικαταστάθηκε με έναν στατικό (δηλαδή, για εξοικονόμηση ενέργειας, η συχνότητα μπορεί να πέσει στο μηδέν) και cache, μνήμη και λεωφορεία ISA και PI (Peripheral Interface). Όλες αυτές οι αλλαγές τριπλασίασαν τον αριθμό των τρανζίστορ (από 275.000 για ένα κανονικό 386SX/DX σε 855.000), αλλά οι μηχανικοί θεώρησαν ότι ένας τέτοιος προϋπολογισμός ήταν δικαιολογημένος. Επιπλέον, υπήρχαν και εκδόσεις i386CX και i386EX χωρίς ενσωματωμένα περιφερειακά με τρεις λειτουργίες εξοικονόμησης ενέργειας.

Πολύ νερό πέρασε κάτω από τη γέφυρα, κάθε επόμενη CPU (εκτός από αυτές του διακομιστή) παρήχθη τόσο σε κανονική όσο και σε φορητή (μερικές φορές και σε ενσωματωμένη) έκδοση, αλλά όλοι οι χειρισμοί συνίστατο κυρίως στην προσθήκη λειτουργιών εξοικονόμησης ενέργειας στον πυρήνα και επιλέγοντας τσιπ ικανά να λειτουργούν με μειωμένη τάση σε χαμηλότερες συχνότητες. Εν τω μεταξύ, ο ανταγωνισμός από αρχιτεκτονικές σχεδιασμένες ειδικά για φορητές συσκευές εντάθηκε: η δεκαετία του 1990 έφερε το PDA (ξεκινώντας με το Apple Newton MessagePad) και η δεκαετία του 2000 έφερε συσκευές επικοινωνίας, ταμπλέτες Διαδικτύου (το μισό ξεχασμένο ακρωνύμιο MID) και υπερκινητούς υπολογιστές (UMPC) . Επιπλέον, αποδείχθηκε ότι οι κύριες εργασίες για τον χρήστη τέτοιων συσκευών έχουν μικρές υπολογιστικές ανάγκες, επομένως σχεδόν κάθε CPU που κυκλοφόρησε μετά το 2000 είχε ήδη την απαραίτητη ισχύ για χρήση από κινητά, εκτός, ίσως, από σύγχρονα παιχνίδια (για τα οποία τότε κινητά εμφανίστηκαν κονσόλες με τρισδιάστατα γραφικά).

Υπάρχει ανάγκη να δημιουργηθεί μια ειδική αρχιτεκτονική για μια συμπαγή φορητή συσκευή, όπου το κύριο πράγμα δεν είναι η ταχύτητα, αλλά η ενεργειακή απόδοση. Στην Intel, αυτό το έργο ανέλαβε το ισραηλινό υποκατάστημα της εταιρείας, το οποίο είχε δημιουργήσει στο παρελθόν μια πολύ επιτυχημένη οικογένεια επεξεργαστών κινητών Pentium M (πυρήνες Banias και Dothan). Σε αυτές τις CPU, οι αρχές εξοικονόμησης ενέργειας τέθηκαν στο προσκήνιο από την αρχή της ανάπτυξης, έτσι ο δυναμικός τερματισμός λειτουργίας των μπλοκ ανάλογα με το φορτίο τους και οι ομαλές αλλαγές στην τάση και τη συχνότητα έγιναν το κλειδί για την οικονομία της σειράς. Το Pentium M φαινόταν ιδιαίτερα φωτεινό στο φόντο του Pentium 4 που κυκλοφόρησε την ίδια στιγμή, το οποίο σε σύγκριση φαινόταν σαν ζεστό τηγάνι. Επιπλέον, λειτουργώντας στην ίδια συχνότητα, ο Pentium M ξεπέρασε τα «τέσσερα» όσον αφορά την απόδοση, κάτι που ήταν η πρώτη φορά που συνέβη στην πρακτική της ανάπτυξης επεξεργαστών - συνήθως ένας φορητός υπολογιστής πληρώνει για τη συμπαγή του με όλα τα άλλα χαρακτηριστικά. Ωστόσο, ο ίδιος ο Pentium 4 δεν ήταν, ας πούμε, πολύ καλός ως γενικός επεξεργαστής...

Η επιτυχία της πλατφόρμας έδειξε ότι δεν χρειάζονται όλοι τόσο υψηλή ταχύτητα, αλλά η εξοικονόμηση περισσότερης ενέργειας θα ήταν ωραία. Εκείνη την εποχή (μέσα του 2007), η Intel κυκλοφόρησε τον «μπαμπά» των σημερινών μας ηρώων - τους επεξεργαστές A100 και A110 (πυρήνας Stealey). Πρόκειται για Pentium M ενός πυρήνα 90 nm με το ένα τέταρτο της κρυφής μνήμης L2 (συνολικά 512 KB), πολύ μειωμένες συχνότητες (600 και 800 MHz) και κατανάλωση 0,4–3 W. Για σύγκριση, το τυπικό Dothan σε συχνότητες 1400–2266 MHz έχει κατανάλωση ενέργειας 7,5–21 W, χαμηλή τάση (υποσειρές LV) - 1400–1600 MHz και 7,5–10 W, και η πρώτη που εισήχθη εξαιρετικά χαμηλή τάση (ULV ) - 1000–1300 MHz και 3–5 W. Πιστεύοντας εύλογα ότι ένας σύγχρονος υπολογιστής αφιερώνει τον περισσότερο χρόνο του περιμένοντας το επόμενο πάτημα πλήκτρων ή μετακινώντας το ποντίκι άλλο ένα pixel, η κύρια διαφορά μεταξύ των A100/A110 και της υποσειράς ULV της Intel έκανε τη δυνατότητα να αποκοιμηθεί πολύ βαθιά, όταν δεν υπάρχει ανάγκη να μετρήσει καθόλου, λόγω του οποίου η κατανάλωση κατά τη διάρκεια του ρελαντί πέφτει κατά τάξη μεγέθους. Και μια πολύ μειωμένη κρυφή μνήμη (ένα μεγάλο L2 σε τέτοιες συχνότητες δεν χρειάζεται πραγματικά) βοήθησε στη μείωση του μεγέθους του κρυστάλλου, γεγονός που τον έκανε φθηνότερο. Το μέγεθος της θήκης του επεξεργαστή έχει μειωθεί κατά πέντε φορές και η συνολική επιφάνεια της CPU και του chipset έχει μειωθεί κατά τρεις φορές. Όπως θα δούμε στη συνέχεια, τέτοιες τεχνικές χρησιμοποιήθηκαν στη σειρά Atom.

Παρά τη θεμελιωδώς σωστή ρύθμιση στόχων, το A100/A110 παρέμεινε σε μικρή ζήτηση στην αγορά. Είτε τα 600–800 MHz δεν ήταν ακόμα αρκετά ακόμη και για ένα απλό tablet Internet, είτε μόνο δύο τσιπ (που δύσκολα μπορεί να ονομαστεί σειρά μοντέλων) ήταν ένα πειραματικό προϊόν από την αρχή για να δοκιμάσει την τεχνολογία, είτε ο επεξεργαστής απλά δεν ήταν προωθείται από επαγγελματίες του μάρκετινγκ, γνωρίζοντας ότι αντικαθίσταται από κάτι πολύ πιο προηγμένο... Λιγότερο από έξι μήνες μετά την κυκλοφορία του A100/A110, στις 26 Οκτωβρίου 2007, η Intel ανακοίνωσε την επικείμενη κυκλοφορία νέων CPU για κινητά με την κωδική ονομασία Silverthorne και Diamondville και ο πυρήνας Bonnell - τα μελλοντικά άτομα. Παρεμπιπτόντως, το όνομα Bonnell προέρχεται από το όνομα ενός λόφου ύψους 240 μέτρων στην περιοχή του Austin (Τέξας), όπου βρισκόταν μια μικρή ομάδα προγραμματιστών Atom στο τοπικό κέντρο ανάπτυξης της Intel. «Όπως και να ονομάσετε το γιοτ, έτσι θα πλεύσει». ©Καπετάν Βρούνγκελ

Το 2004, αυτή η ομάδα, μετά την ακύρωση του έργου Tejas υπό την ηγεσία της (ο διάδοχος του Pentium 4), έλαβε το ακριβώς αντίθετο έργο - το έργο Snocone για την ανάπτυξη ενός πυρήνα x86 εξαιρετικά χαμηλής κατανάλωσης, δεκάδες από τους οποίους θα συνδυάζονταν σε ένα εξαιρετικά αποδοτικό τσιπ με κατανάλωση 100–150 W (το μελλοντικό Larrabee , που πρόσφατα υποβιβάστηκε σε κατάσταση «πρωτότυπο επίδειξης»). Η ομάδα περιελάμβανε αρκετούς αρχιτέκτονες μικροηλεκτρονικών από άλλες εταιρείες, συμπεριλαμβανομένου του «ορκισμένου φίλου» της AMD, και η επικεφαλής της Belli Kuttanna εργαζόταν στη Sun και τη Motorola. Οι μηχανικοί ανακάλυψαν γρήγορα ότι οι διάφορες επιλογές για τις διαθέσιμες αρχιτεκτονικές δεν ταιριάζουν στις ανάγκες τους και ενώ σκέφτονταν περαιτέρω, στο τέλος του έτους, ο Διευθύνων Σύμβουλος της Intel, Paul Otellini, τους ενημέρωσε ότι η ίδια CPU θα ήταν επίσης 1-2 πυρήνων για φορητές συσκευές . Τότε ήταν δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς ακριβώς και με ποιες απαιτήσεις θα χρησιμοποιούσε ένας τέτοιος επεξεργαστής μετά τα 3 χρόνια που διατέθηκαν για ανάπτυξη - διαχείριση, με υψηλό βαθμό επικινδυνότητας, δείκτες χειρός και ισχύ 0,5 W. Η ιστορία έχει δείξει ότι σχεδόν τα πάντα είχαν προβλεφθεί σωστά.

Συσκευή CE4100

Είναι ενδιαφέρον ότι μετά το Atom το καλοκαίρι του 2008, το EP80579 (Tolapai) κυκλοφόρησε για ενσωματωμένες εφαρμογές με πυρήνα Pentium M, 256 KB L2, κανάλι μνήμης 64 bit, πλήρες σετ περιφερειακών ελεγκτών, συχνότητες 600–120 MHz και κατανάλωση 11–21 Τρ. Και σχεδόν αμέσως μετά - το μοντέλο Media Processor CE3100 (Canmore) για το ψηφιακό σπίτι και την ψυχαγωγία: αρχιτεκτονική Pentium M, συχνότητα 800 MHz, 256 KB L2, τρία κανάλια ελεγκτή μνήμης 32 bit, επεξεργαστής βίντεο RISC 250 MHz και δύο επεξεργαστές βίντεο 340 MHz Πυρήνες DSP (επεξεργαστής ψηφιακού σήματος) για ήχο. Το πώς αγοράστηκαν αυτά τα πράγματα δεν είναι σαφές, επειδή μετά την ανακοίνωση δεν ακούστηκε τίποτα γι 'αυτά, συμπεριλαμβανομένης της Intel. Προφανώς, όχι πολύ... Μετά την ακμή του Atom, τον Σεπτέμβριο του 2009, η Intel προσπάθησε ξανά και κυκλοφόρησε τα CE4100, CE4130 και CE4150 (Sodaville) με «ατομικό» πυρήνα με συχνότητα 1200 MHz, δύο DDR3 32 bit. κανάλια, ενημερωμένα περιφερειακά και τεχνολογία 45 nm. Για άλλη μια φορά, λίγα έχουν ακουστεί για αυτά τα εξαιρετικά ενσωματωμένα συστήματα-σε-τσιπ (SOC) από τότε. Μήπως η αγορά δεν είναι έτοιμη να συναντήσει έναν ήρωα;
Αριστερά CE4100, δεξιά CE3100

Θεωρία ατόμου

Αρχικά, ας δούμε τα κύρια χαρακτηριστικά του επεξεργαστή από την πλευρά του καταναλωτή. Υπάρχουν τρία από αυτά: ταχύτητα, ενεργειακή απόδοση, τιμή. (Αλήθεια, η ενεργειακή απόδοση δεν είναι ιδιαίτερα «καταναλωτικό» χαρακτηριστικό, αλλά, ωστόσο, είναι ο ευκολότερος τρόπος να κρίνουμε κάποιες σημαντικές παραμέτρους της τελικής συσκευής.) Στη συνέχεια, ας θυμηθούμε ότι ένα ιδανικό μικροκύκλωμα CMOS (όλα τα σύγχρονα κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνολογία) ψηφιακά τσιπ) η κατανάλωση ενέργειας είναι ανάλογη της συχνότητας και του τετραγώνου της τάσης τροφοδοσίας και η συχνότητα αιχμής είναι γραμμική με την τάση. Ως αποτέλεσμα, μειώνοντας τη συχνότητα στο μισό, μπορούμε να μειώσουμε στο μισό την τάση, κάτι που θεωρητικά θα μειώσει την κατανάλωση ενέργειας κατά 8 φορές (στην πράξη, κατά 4–5 φορές). Έτσι, ο κινητός επεξεργαστής πρέπει να είναι χαμηλής συχνότητας και χαμηλής τάσης. Πώς τότε θα είναι γρήγορος; Για να γίνει αυτό, χρειάζεται να εκτελούνται όσο το δυνατόν περισσότερες εντολές κατά τη διάρκεια κάθε κύκλου ρολογιού, που συνήθως σημαίνει αύξηση του αριθμού των αγωγών (βαθμός υπερκλιμάκωσης) ή/και του αριθμού των πυρήνων. Αλλά αυτό οδηγεί σε απότομη αύξηση του προϋπολογισμού του τρανζίστορ, που αυξάνει την περιοχή του τσιπ και ως εκ τούτου το κόστος του.

Έτσι, δεν θα είναι δυνατό να κερδίσετε και στα τρία σημεία, ακόμη και θεωρητικά (κάτι που εξηγεί την παρουσία μιας τέτοιας ποικιλίας αρχιτεκτονικών επεξεργαστών στην αγορά). Ως εκ τούτου, κάπου θα πρέπει να εγκαταλείψετε θέσεις. Μια ιστορική εκδρομή λέει ότι είναι απαραίτητο να το περάσετε γρήγορα, κάτι που θα καταστήσει δυνατό τον πυρήνα της CPU όσο το δυνατόν πιο απλό. Αυτό είναι ακριβώς το μονοπάτι που πήραν οι μηχανικοί από το Όστιν. Αφού εξέτασαν τις επιλογές, αποφάσισαν να επιστρέψουν στην αρχιτεκτονική πριν από 15 χρόνια, πρώτη και τελευταία φορά (μεταξύ των επεξεργαστών Intel) που χρησιμοποιήθηκαν στα πρώτα Pentium. Δηλαδή: ο επεξεργαστής παραμένει superscalar (δηλαδή θα έχουμε 2 εντολές ανά κύκλο ρολογιού - αλλά όχι 3-4, όπως στους σύγχρονους του Atom), χάνει τον μηχανισμό για ανακάτεμα εντολών πριν από την εκτέλεση (OoO), αλλά αποκτά κάτι που το Pentium δεν είχε - Τεχνολογία hyperthreading (HyperThreading, HT), η οποία επιτρέπει, με βάση έναν φυσικό πυρήνα, να μιμηθεί την παρουσία δύο λογικών για το λειτουργικό σύστημα και το λογισμικό. Για να εξηγήσει γιατί έγινε αυτή η επιλογή, συνιστάται στον αναγνώστη να θυμηθεί πρώτα όλους τους πιθανούς τρόπους αύξησης της απόδοσης της CPU. Τώρα ας τα αξιολογήσουμε από την άποψη της κατανάλωσης ενέργειας και του κόστους τρανζίστορ.

Η χρήση διαμόρφωσης πολλαπλών επεξεργαστών σε συσκευή τσέπης ή φορητού υπολογιστή είναι απαράδεκτη, αλλά η χρήση πολλαπλών πυρήνων είναι μια χαρά εάν η ταχύτητα ενός πυρήνα δεν είναι αρκετή. Αρχικά, η Intel το έκανε με τον ίδιο τρόπο όπως και στο πρώτο Pentium 4 με 2 πυρήνες - τοποθετώντας ένα ζευγάρι πανομοιότυπων τσιπ 1 πυρήνα σε ένα κοινό υπόστρωμα και έναν κοινό δίαυλο στο chipset. Από τους άλλους κοινόχρηστους πόρους, υπάρχει μόνο η τάση τροφοδοσίας, η οποία επιλέγεται από το πολύ δύο αιτήματα. Δηλαδή, οι πυρήνες μπορούν να αλλάζουν χωριστά τις συχνότητές τους, αλλά να κοιμούνται και να ξυπνούν συγχρονισμένα. Τον Δεκέμβριο του 2009, η Intel κυκλοφόρησε τις πρώτες ενσωματωμένες εκδόσεις του Atoms, όπου υπάρχουν 1-2 πυρήνες και μια βόρεια γέφυρα σε ένα τσιπ. Η πλακέτα έχει ακόμα μια νότια γέφυρα συνδεδεμένη με την CPU μέσω του διαύλου DMI, η οποία είναι ελαφρώς ταχύτερη και πιο οικονομική από τον προηγούμενο συνδυασμό. Δεν θα μας προσφερθούν σύντομα περισσότεροι από δύο πυρήνες, επομένως η κύρια εστίαση της ταχύτητας είναι στα εσωτερικά τους.

Σε αυτό το στάδιο, οι μηχανικοί της Intel δεν ανησυχούσαν επίσης πολύ για το θέμα της αύξησης του ανώτατου ορίου συχνότητας, αν και κανείς δεν επρόκειτο να εγκαταλείψει την αρχή της μεταφοράς και αποκωδικοποίησης των εντολών x86 σε εσωτερικές μικρολειτουργίες (σφουγγαρίστρες) - αυτό θα ήταν πολύ ριζοσπαστικό ένα βήμα πίσω. Ωστόσο, οι συσκευές πρόβλεψης μετάβασης, οι συσκευές προφόρτωσης δεδομένων και άλλα βοηθητικά συστήματα για την πλήρωση του αγωγού έχουν γίνει πολύ σημαντικά, επειδή ένας αδρανής μεταφορέας που δεν μπορεί να εκτελέσει άλλες εντολές παρακάμπτοντας τον κολλημένο σημαίνει σπατάλη πολύτιμων βατ - και η Atom έχει όλα τα απαραίτητα «στηρίγματα» που γίνονται μόνο ελαφρώς χειρότερα από το Pentium M και το πιο σύγχρονο Core 2, εκτός από το ότι τα μεγέθη buffer είναι μικρότερα (και πάλι για λόγους οικονομίας). Τελικά, η κύρια μάχη γίνεται γύρω από την απόδοση ανά ρολόι.

Στη δεκαετία του '80, όταν εμφανίστηκαν οι πρώτοι φορητοί υπολογιστές, διέφεραν ελάχιστα από τους προσωπικούς υπολογιστές - ήταν ένα μεγάλο κουτί με ενσωματωμένο πληκτρολόγιο, μητρική πλακέτα, οθόνη και λαβή μεταφοράς. Και αυτό ήταν κατανοητό - δεν υπήρχε λόγος να αναπτυχθούν ειδικοί επεξεργαστές για φορητούς υπολογιστές, καθώς οι λύσεις που υπήρχαν στην αγορά δεν απαιτούσαν καν 1 watt. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του '90, οι επεξεργαστές απαιτούσαν ήδη τουλάχιστον καλοριφέρ για ψύξη, αλλά στις αρχές της δεκαετίας του 2000, η ​​Intel συνειδητοποίησε ότι έπρεπε να παράγει ξεχωριστούς επεξεργαστές για φορητούς υπολογιστές με μειωμένη κατανάλωση ενέργειας - έτσι εμφανίστηκε η σειρά Intel Pentium M: τέτοιοι επεξεργαστές είχαν ένα θερμικό πακέτο 20-25 watt, το οποίο ήταν αρκετά κατάλληλο για την εγκατάσταση τους σε φορητούς υπολογιστές. Ουσιαστικά, αυτοί οι επεξεργαστές είναι βαριά επανασχεδιασμένοι Intel Pentium III με χαμηλότερες συχνότητες:


Ωστόσο, μερικά χρόνια αργότερα, όταν η Microsoft παρουσίασε τα Windows XP Tablet Edition, προέκυψε το ερώτημα σχετικά με την περαιτέρω μείωση της απαγωγής θερμότητας - και έτσι γεννήθηκε η σειρά Intel Celeron ULV (ο προπάππους όλων των σύγχρονων Intel Core i ULV) : αυτοί οι επεξεργαστές αντιπροσώπευαν ακόμη πιο απογυμνωμένο Pentium M - αν ο τελευταίος λειτουργούσε σε συχνότητες 1,5-2 GHz, ενώ οι συχνότητες Celeron ήταν συχνά μικρότερες από ένα gigahertz! Κατ 'αρχήν, αυτό ήταν αρκετό για να τρέξει XP (απαιτούσε έναν επεξεργαστή με συχνότητα τουλάχιστον 233 MHz), αλλά το σύστημα λειτούργησε αρκετά προσεκτικά.

Το 2007, η Intel παρουσίασε τον «πατέρα» της Intel Atom - τους επεξεργαστές A100 και A110, οι οποίοι είχαν αφαιρεθεί μονοπύρηνα Pentium M 90 nm με συχνότητες περίπου 600-800 MHz. Ίσως το μόνο τους πλεονέκτημα ήταν ότι η διάχυση της θερμότητάς τους δεν ξεπερνούσε τα 3 W, δηλαδή μπορούσαν να ψύχονται παθητικά. Ωστόσο, η απόδοση ήταν επίσης παθητική - ακόμη χειρότερη από αυτή του Celeron M, επομένως τέτοιοι επεξεργαστές δεν βρήκαν δημοτικότητα στην αγορά. Η Intel συνειδητοποίησε ότι, πρώτον, ήταν καιρός να μεταφέρει τους επεξεργαστές σε μια νέα τεχνολογία διεργασιών και δεύτερον, ήταν ακόμη πολύ νωρίς για να κάνει λύσεις με ένα σύστημα παθητικής ψύξης - και το 2008 παρουσίασαν την Intel Atom.

Intel Atom Bonnel

Η πρώτη γενιά του Intel Atom ήταν ένας πυρήνας Pentium M σε τεχνολογία διαδικασίας 45 nm με ενσωματωμένα γραφικά από PowerVR, προσωρινή μνήμη L2 έως 1 MB και ελεγκτή μνήμης DDR2. Ίσως ο πιο δημοφιλής επεξεργαστής που βρέθηκε στα περισσότερα netbook εκείνης της εποχής ήταν ο Atom N450. Ήταν ένας επεξεργαστής μονού πυρήνα, διπλού νήματος, με συχνότητα περίπου 1,5 GHz, μια ενσωματωμένη κάρτα βίντεο που ονομάζεται Intel GMA 3150 και είχε 1-2 GB μνήμης RAM. Η απαγωγή της θερμότητάς του δεν ξεπερνούσε τα 6,5 W, επομένως χρειάστηκε ένα μικρό ψυγείο για την ψύξη.

Η απόδοση ενός τέτοιου επεξεργαστή ήταν, φυσικά, χαμηλή - στο 3Dmark 06 ο επεξεργαστής σημείωσε μόνο 500 πόντους και η κάρτα βίντεο 150. Για παράδειγμα, ο επεξεργαστής στο αρχικό Macbook Air 2008, Intel Core 2 Duo T7500, σημείωσε 1900 πόντους , και την κάρτα γραφικών της, GMA X3100, 430 πόντοι. Ως αποτέλεσμα, σε ένα netbook με τέτοιο επεξεργαστή, μπορούσες να ανοίξεις έγγραφα, να σερφάρεις στο Διαδίκτυο, αλλά τίποτα περισσότερο - ακόμη και τα 720p από το YouTube ήταν αργά και μπορούσες να ξεχάσεις τελείως τα παιχνίδια. Ωστόσο, τα netbook με τέτοιους επεξεργαστές ήταν εξαιρετικά δημοφιλή - πρώτον, ήταν πολύ συμπαγή και ελαφριά (10-11", 1-1,2 kg), δεύτερον, φθηνά - γενικά όχι περισσότερα από 200-300 δολάρια και - τρίτον, μακροχρόνια έζησε - 6 ώρες με μικτό φορτίο επιτεύχθηκε εύκολα, κάτι που ήταν σπάνιο το 2010. Ως αποτέλεσμα, τέτοιες συσκευές αγοράστηκαν μαζικά από μαθητές και μαθητές, επειδή ήταν μια ιδανική γραφομηχανή με δυνατότητα σύνδεσης στο Διαδίκτυο.

Intel Atom Saltwell

Ο χρόνος πέρασε, άρχισαν να εμφανίζονται επεξεργαστές βασισμένοι στην τεχνολογία διεργασιών των 32 nm και η Intel, φυσικά, αποφάσισε να ενημερώσει τη γραμμή Atom. Το κύριο πρόβλημα δεν ήταν τόσο στην αδύναμη κάρτα βίντεο, όπου η υποστήριξη DX 9 βιδώθηκε βιαστικά, αλλά στον επεξεργαστή, ο οποίος αρνήθηκε κατηγορηματικά να τρέξει κανονικά τα νέα Windows 8 και η έλλειψη δυνατότητας προβολής τουλάχιστον 720p το 2012 φαινόταν ήδη γελοίο.


Επομένως, η Intel ενίσχυσε και κυκλοφόρησε τη σειρά Atom Z2xxx - τις περισσότερες φορές το Z2760 εγκαταστάθηκε σε tablet και netbook με Windows, οπότε θα το εξετάσουμε. Πρόκειται για επεξεργαστή διπλού πυρήνα, τεσσάρων νημάτων με συχνότητα περίπου 1,8 GHz, κατασκευασμένο με τεχνολογία διεργασίας 32 nm, με τα ίδια γραφικά από το PowerVR (αν και ελαφρώς τροποποιημένα), 1 MB L2 και υποστήριξη για έως και 2 GB LPDDR2 μνήμη. Όσον αφορά την απόδοση του επεξεργαστή, αυτό ήταν ήδη ένα εντελώς διαφορετικό επίπεδο - στο 3Dmark 06 είχε ήδη 1000 πόντους και η κάρτα βίντεο - περίπου 350. Ταυτόχρονα, το θερμικό πακέτο μειώθηκε μόνο στα 2 watt, δηλαδή το ο επεξεργαστής ψύχθηκε τέλεια παθητικά. Η απόδοσή του ήταν ήδη αρκετή για να λειτουργήσει το σύστημα αρκετά γρήγορα και τα ελαφρώς βελτιωμένα γραφικά (είχαν τώρα 6 υπολογιστικές μονάδες αντί για 2 στο Atom πρώτης γενιάς) ήδη κατέστησαν δυνατή, τουλάχιστον, τη λήψη ακόμη και την πιο απλή φωτογραφία επεξεργασία στο Photoshop. Λοιπόν, φυσικά, δεν υπήρχαν προβλήματα με την αναπαραγωγή 720p και ακόμη και ορισμένων μορφών 1080p. Ωστόσο, σε δύο χρόνια, από το 2010 έως το 2012, τα αιτήματα των χρηστών αυξήθηκαν σημαντικά και το Z2760, το οποίο μπορούσε να χειριστεί μόνο ανάλυση 768p, ξεθώριασε κάπως σε σύγκριση με το iPad 4, το οποίο ήταν ικανό για 2048x1536, οπότε η Intel είχε περιθώρια ανάπτυξης.

Intel Atom Silvermont

Το 2013, η Intel ανακάλυψε τελικά πλήρως την τεχνολογία διεργασιών των 22 nm, κυκλοφόρησε το ακόμα σχετικό Haswell, και τελικά έστρεψε την προσοχή της στο Atom: το Z2760 λειτούργησε, φυσικά, ανεκτά, αλλά τίποτα περισσότερο, και χρειαζόταν αντικατάσταση. Και η Intel κυκλοφόρησε την τρίτη γενιά του Atom στην τεχνολογία διαδικασίας 22 nm, το Bay Trail.

Πρέπει να πω ότι η Intel έφτιαξε απλά εξαιρετικούς επεξεργαστές: πρώτον, μπόρεσε να "γεμίσει" 4 πυρήνες σε ένα θερμικό πακέτο 2-3 W, δεύτερον, οι επεξεργαστές έμαθαν να λειτουργούν με DDR3 και τρίτον, είναι πλέον εξοπλισμένοι με πλήρη -Τα προηγμένα γραφικά Intel HD της γενιάς Ivy Bridge, έτσι τώρα υπάρχει υποστήριξη για DX11, SSE 4 και άλλες σύγχρονες οδηγίες, που επέτρεψαν, θεωρητικά, να τρέξει σχεδόν οποιοδήποτε σύγχρονο παιχνίδι σε τέτοια γραφικά. Η τελική απόδοση του επεξεργαστή στο 3Dmark 06 ήταν έως και 1800 πόντους - το επίπεδο της 2ης γενιάς Intel Core i ULV, το οποίο ήταν απλά ένα εξαιρετικό αποτέλεσμα - τα Windows ξεκίνησαν και έτρεχαν γρήγορα και με 4 GB RAM δεν υπήρχαν προβλήματα με το multitasking . Τα tablet με τέτοιο υλικό επεξεργάζονται εύκολα όχι μόνο 1080p, αλλά και βίντεο 1440p. Το αποτέλεσμα της κάρτας βίντεο δεν ήταν χειρότερο - 1900 πόντοι: ναι, ένα πλήρες HD 4000 βαθμολογεί περίπου 4000 πόντους στο 3Dmark 06, αλλά υπάρχουν 16 υπολογιστικές μονάδες με συχνότητα περίπου 1000 MHz και εδώ υπάρχουν μόνο 4, με συχνότητα περίπου 600 MHz. Ωστόσο, το Civilization 5 απέδωσε ανεκτά καλά σε ένα τέτοιο πρόγραμμα - σε σύγκριση με το κομμένο κινητό Civilization, ήταν μια σημαντική ανακάλυψη. Το ίδιο ισχύει και για άλλα παιχνίδια - δεν υπάρχουν ακόμα ανάλογα του ίδιου Dirt 3 για λειτουργικό σύστημα κινητής τηλεφωνίας, αλλά έτρεξε γρήγορα σε αυτά τα Atoms σε ελάχιστες ρυθμίσεις.

Intel Atom Cherry Trail

Μετά την κυκλοφορία της τρίτης γενιάς, η Intel χαλάρωσε και αυτό είναι κατανοητό - το Bay Trail αντιμετώπισε καλά τις εργασίες tablet, υπήρχε χώρος για το μέλλον. Το μόνο πράγμα που δεν ήταν πολύ καλό ήταν τα γραφικά - ο επεξεργαστής θα μπορούσε να είχε βγάλει μια πιο ισχυρή λύση. Και στο τέλος, επικεντρώθηκαν μόνο στα γραφικά Intel, κυκλοφόρησαν επεξεργαστές της σειράς Z8xxx το 2015 (λογικό θα ήταν να τους ονομάσουμε Z4xxx, αλλά η Intel έχει τη δική της λογική).

Ας πάρουμε ίσως τον πιο δημοφιλή εκπρόσωπο της νέας σειράς - το Z8300. Αυτός ο επεξεργαστής είναι χτισμένος σε τεχνολογία επεξεργασίας 14 nm, έχει τους ίδιους 4 πυρήνες με συχνότητες περίπου 2 GHz, αλλά μια πολύ καλύτερη κάρτα γραφικών - τώρα, πρώτον, βασίζεται στα ενσωματωμένα γραφικά της νέας γενιάς Broadwell εκείνη την εποχή, και δεύτερον, έχει ή 12 (όπως σε αυτόν τον επεξεργαστή), ή 16 (όπως στον Z8700) υπολογιστικές μονάδες με συχνότητα περίπου 500 MHz. Φαίνεται ότι η αύξηση στα γραφικά θα έπρεπε να είναι 3-4 φορές, αλλά στην πραγματικότητα όλα κατέληξαν στο θερμικό πακέτο: ενώ το Bay Trail 2-3 W ήταν καταρχήν αρκετό, τότε για να λειτουργήσουν πλήρως τα γραφικά, τουλάχιστον 2- Απαιτήθηκε 3 φορές περισσότερο. Ως εκ τούτου, στο τέλος, η κάρτα βίντεο έγινε μόνο 30-50% πιο ισχυρή, ενώ ο επεξεργαστής παρέμεινε γενικά στο ίδιο επίπεδο. Επομένως, δεν υπάρχει ιδιαίτερο νόημα στην αλλαγή tablet από Z3740 σε Z8300 - το σύστημα θα λειτουργεί το ίδιο, τα προγράμματα θα ξεκινούν ταυτόχρονα. Η μόνη αύξηση παρατηρείται στα παιχνίδια, αλλά σε γενικές γραμμές, αν το παιχνίδι δεν έτρεχε στο Bay Trail, τότε πιθανότατα δεν θα μπορεί να παιχτεί στο Cherry.

Περαιτέρω ανάπτυξη της σειράς Intel Atom

Προς το παρόν, η σειρά Intel Atom, όπως και η Core i, είναι πλήρως αποσφαλμωμένη και η Intel θα την ενημερώσει με το στυλ "+5-10% ανά γενιά" - και, κατ 'αρχήν, δεν απαιτείται τίποτα περισσότερο: κανείς δεν εξετάζει tablet με Atom ως συσκευές υψηλής απόδοσης και αντιμετωπίζουν καλά τις άμεσες ευθύνες τους. Για όσους δεν χρειάζεται μόνο να σερφάρουν στο Διαδίκτυο και να παρακολουθούν ταινίες, υπάρχει η σειρά Core M, η οποία είναι μιάμιση φορά πιο ισχυρή σε επεξεργαστή και 3-4 φορές πιο ισχυρή στα γραφικά. Λοιπόν, για όσους χρειάζονται ένα φορητό hi-end, είναι λογικό να δούμε τη σειρά επεξεργαστών Core i ULV, οι δυνατότητες των οποίων είναι επαρκείς για τις περισσότερες εργασίες χρήστη.

Τα χαρακτηριστικά ενός φορητού υπολογιστή καθορίζονται από τον κεντρικό του επεξεργαστή. Οι φορητοί υπολογιστές δεν χρησιμοποιούν ισχυρές κάρτες βίντεο, επομένως σε οποιαδήποτε προγράμματα και παιχνίδια όλοι οι υπολογισμοί πέφτουν στον κεντρικό επεξεργαστή. Η σειρά Intel Atom αναπτύχθηκε ειδικά για φορητούς υπολογιστές, netbook, tablet και βιομηχανικούς υπολογιστές. Οι επεξεργαστές χαρακτηρίζονται από χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Κατά μέσο όρο, είναι 2-10 φορές χαμηλότερο από αυτό μιας CPU για επιτραπέζιους υπολογιστές. Ταυτόχρονα, έχουν την ίδια αρχιτεκτονική και απόδοση της Intel (με την ίδια συχνότητα ρολογιού και τον ίδιο αριθμό πυρήνων). Όλα τα υποστηριζόμενα προγράμματα είναι τα ίδια.

Οι επεξεργαστές Intel Atom εγκαθίστανται μόνο σε εξοπλισμό προϋπολογισμού. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους είναι τόσο δημοφιλείς στον εξοπλισμό γραφείου, η χαμηλή τους τιμή τα καθιστά πολύ βολικά για ομαδικές αγορές από διάφορους οργανισμούς. Το μειονέκτημά τους (έλλειψη υποδοχής, ο επεξεργαστής μπορεί συχνά να αντικατασταθεί μόνο με μητρική πλακέτα) αντισταθμίζεται περισσότερο από το χαμηλό κόστος τους.

Χαρακτηριστικά επεξεργαστών της σειράς Atom

• Συχνότητα ρολογιού - 1,2-2,1 GHz.
• Αριθμός πυρήνων 1, 2 ή 4.
• Η μνήμη στη μητρική είναι DDR2 και DDR3.
• Χρόνια παραγωγής - από το 2008 (προς το παρόν παράγονται ενεργά, κυκλοφορούν νέες τροποποιήσεις).
• Τεχνολογική διαδικασία - 45-14 Nm.
• Κατανάλωση ενέργειας από 0,65 W (μέχρι στιγμής μόνο για εκδόσεις smartphone, για φορητούς υπολογιστές 10 W).
• Εφαρμογή: φορητοί υπολογιστές, netbook, tablet, smartphone, υπολογιστές γραφείου.

Η σειρά Intel Atom χρησιμοποιεί όλες τις σύγχρονες τεχνολογίες για τη βελτίωση της απόδοσης: πολλαπλασιαστής συχνότητας, διαίρεση των υπολογισμών σε νήματα, κινητή συχνότητα με δυνατότητα υπερχρονισμού. Τα προϊόντα της εταιρείας βελτιώνονται και ενημερώνονται συνεχώς.

Τεχνοδιαδικασία

• 2008-2011 - 45 nm.
• 2011-2013 - 22 nm.
• 2013–σήμερα - 14 nm.

Μείωση μεγέθους σημαίνει φυσική μείωση του μεγέθους των τρανζίστορ όταν τυπώνονται σε ένα τσιπ. Ταυτόχρονα με τη μείωσή τους μειώνεται η κατανάλωση ενέργειας, μειώνονται οι θερμοκρασίες και αυξάνεται η αξιοπιστία. Λάβετε αυτό υπόψη όταν αγοράζετε φορητό υπολογιστή.

5 λειτουργίες εξοικονόμησης ενέργειας

1. Κανονική λειτουργία σε πλήρη ή μερική ισχύ. Περιλαμβάνονται όλες οι θύρες και ο ελεγκτής βίντεο. Και πυρήνες και πολλαπλασιαστής. Η κατανάλωση ενέργειας είναι μέγιστη στο 100% φορτίο και εξαρτάται γραμμικά από αυτό.
2. Κανονική λειτουργία, αλλά με μειωμένη συχνότητα (που υποδεικνύεται στις προδιαγραφές ως LFM).
3. Απενεργοποίηση πολλαπλασιαστών συχνότητας, γενική μείωση της συχνότητας ρολογιού, μείωση τάσης τροφοδοσίας.
4. Σχεδόν πλήρης τερματισμός του χρονισμού, οι ελεγκτές θυρών λειτουργούν.
5. Απενεργοποίηση του επεξεργαστή, αλλά με δυνατότητα άμεσης ενεργοποίησης κατά την εκκίνηση μιας εφαρμογής ή άλλες μη αυτόματες ενέργειες χρήστη. Από τις 203 ακίδες επεξεργαστή, μόνο οι 21 είναι ενεργές, η κατανάλωση ενέργειας είναι 0,03-0,1 W.

Αυτοί οι τρόποι λειτουργούν μείον: δηλ. μειώνοντας μόνο τη συχνότητα του ρολογιού και την απόδοση από την ονομαστική. Στους νεότερους επεξεργαστές, έχει προστεθεί η λειτουργία afterburner. Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα του ρολογιού αυξάνεται υψηλότερα. Αυτός είναι ακριβώς ο λόγος που αναφέρεται ασαφής στα χαρακτηριστικά του φορητού υπολογιστή, για παράδειγμα, 1,8-2,2 GHz.

Αριθμός πυρήνων

Οι επεξεργαστές με έναν πυρήνα δεν μπορούν να προτείνονται ως σύγχρονοι. Πολλές εφαρμογές απλά δεν θα εκτελούνται σε αυτές. Δύο πυρήνες ήδη αλλάζουν ριζικά την απόδοση. Εδώ το θέμα δεν είναι τόσο στη διπλή αύξησή του, όσο στην ιδιαίτερη αρχιτεκτονική. Δεν είναι όλα τα προγράμματα ευαίσθητα στην ταχύτητα ρολογιού του επεξεργαστή. Για πολλούς, η εξειδικευμένη αρχιτεκτονική είναι πολύ πιο σημαντική.

Κατασκευαστές και μοντέλα φορητών υπολογιστών

1. IRBIS (Irbis). Παράγει τον μεγαλύτερο αριθμό μοντέλων φορητών υπολογιστών με Atom. Μοντέλα NB11, NB20, 21, 24, 26, NB45, NB47…. Σημείωση 116. Ο φορητός υπολογιστής NB116 είναι εξοπλισμένος με τον πιο σύγχρονο επεξεργαστή της σειράς Atom: Atom x5-Z8350 με 4 πυρήνες με αυτόματη αύξηση της συχνότητας ρολογιού στα 1,9 GHz. Τα υπόλοιπα έχουν προϋπολογισμό Intel Atom Z3735, 4 πυρήνες 1,3 GHz. Η παραγωγή αυτών των επεξεργαστών ξεκίνησε τον Μάιο του 2014.
2. . Χρησιμοποιεί επίσης τη σειρά Z3735. Παράγει δύο μοντέλα.
3. DEXP. Παράγει το μοντέλο Navis L100. Έκδοση CPU - Intel Atom Z3735 (πιο συνηθισμένη για φορητούς υπολογιστές προϋπολογισμού).
4. BBmobile, Κρεζ, 4 Καλόςκαι άλλες λιγότερο γνωστές εταιρείες. Ο αριθμός των μοντέλων φορητών υπολογιστών με άτομο είναι μικρός.

Intel Atom για υπολογιστές γραφείου και ειδικούς σκοπούς

Η Intel προσφέρει πολλές εκδόσεις επεξεργαστών κατάλληλων για λειτουργία σε συμβατικές μονάδες συστήματος. Εγκαθίστανται σε μητρικές με μνήμη DDR2 και DDR3. Δεν υπάρχει ακόμα έκδοση για DDR4, γιατί... αυτό το πρότυπο εισάγεται μόνο σε υπολογιστές παιχνιδιών και είναι εντελώς άσχετο με φορητούς υπολογιστές. Η χρήση της Intel Atom είναι μια ευκαιρία να αποκτήσετε μια μονάδα συστήματος χωρίς ανεμιστήρες. Αυτή η λύση είναι κατάλληλη για ειδικούς υπολογιστές, για βιομηχανία, τερματικά πληρωμών και άλλο εξοπλισμό. Το Itnel Atom για μητρικές πλακέτες δεν είναι εξοπλισμένο με υποδοχή και είναι μόνιμα κολλημένο σε αυτές. Η αντικατάσταση είναι δυνατή μόνο σε κέντρο σέρβις χρησιμοποιώντας εξοπλισμό μικροσυγκόλλησης.

• Οι επεξεργαστές της ίδιας σειράς έχουν εκδόσεις για υπολογιστές, φορητούς υπολογιστές, κονσόλες αυτοκινήτου και φορητές συσκευές (δεν υπάρχουν τέτοια παραδείγματα μεταξύ άλλων εταιρειών).
• Το Intel Atom εγκαθίσταται μόνο σε φορητούς υπολογιστές προϋπολογισμού.
• Το κρύσταλλο έχει 5 λειτουργίες εξοικονόμησης ενέργειας + λειτουργία μετάκαυσης.
• Στις μητρικές πλακέτες για αυτούς τους επεξεργαστές, η βόρεια και η νότια γέφυρα συνδυάζονται.
• Οι επεξεργαστές Intel θεωρούνται οι πιο αξιόπιστοι στον κόσμο εδώ και πολλά χρόνια.
• Ο συνολικός αριθμός μοντέλων της σειράς Atom είναι πάνω από εκατό.
• Όλοι οι επεξεργαστές δεν έχουν υποδοχή και είναι κολλημένοι στη μητρική πλακέτα (αλλά μπορούν ακόμα να αντικατασταθούν σε ένα κέντρο σέρβις).
• Τα Mobile Intel Atoms διαθέτουν ειδικά τμήματα της αρχιτεκτονικής τσιπ για αναπαραγωγή βίντεο και ήχου. Αυτή η αρχιτεκτονική εξοικονομεί ενέργεια.
• Η παραγωγή εκδόσεων για φορητές συσκευές σταμάτησε το 2016 για εμπορικούς λόγους.
• Επί του παρόντος, η Intel αναπτύσσει έναν επεξεργαστή από τη σειρά Atom με 16 πυρήνες για φορητούς υπολογιστές.