Что такое м процессор

Обновлено: 07.07.2024

(МП) - программно-управляемое универсальное устройство для цифровой обработки дискретной и (или) аналоговой информации и управления процессом этой обработки, построенное на одной или неск. больших интегральных схемах (БИС). По существу, МП может выполнять те же функции, что и процессор ЭВМ (или его составная часть),- отсюда с учётом изготовления его по технологии микроэлектроники произошло назв. "МП".

Области применения МП определяются, с одной стороны, возможностями МП как БИС - компонента электронных схем, а с другой - возможностями МП по обработке информации и управлению этим процессом, присущими ЭВМ. В совокупности с БИС постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) (см. Памяти устройства )и БИС управления вводом-выводом информации МП позволяет создавать универсальные ЭВМ, причём он выполняет функции процессора (организацию работы ЭВМ, логич. и арифметич. обработку информации). Др. область применения МП - специа-лизиров. системы для сбора информации с объекта, её обработки и оптим. управления объектом. Примерами из этой области являются специализиров. управляющие МП (микроконтроллеры) и приборы со встроенной микропроцессорной системой ввода-вывода информации и её обработки (т. н. интеллектуальные приборы).

Спектр применений МП в физике определяется наряду с этим ещё двумя обстоятельствами. Во-первых, МП, работающий от внеш. источника энергии и управляющий состоянием замкнутой системы, способен управлять изменением её энтропии заданным образом [1]. Эта способность широко используется в автомати-зиров. устройствах управления системами для оптимизации либо повышения эффективности происходящих в них процессов (напр., удержание на заданном уровне темп-ры печи, в контур управления нагревателем к-рой включён МП). Во-вторых, любой алгоритм обработки информации можно реализовать программно (с помощью выполнения соответствующей программы универсальным МП) либо аппаратурно (с помощью епециализиров. МП, при разработке к-рого искомый алгоритм был реализован непосредственно в его электронной схеме). Последний способ обеспечивает макс, быстродействие алгоритма и представляет интерес в том случае, когда требуется обрабатывать информацию с частотой, превышающей частоту её обработки программным путём. Напр., для обработки изображений, следующих с частотой телевизионной развёртки, широко используется фурье-МП, аппаратурно реализующий алгоритмы быстрого преобразования Фурье.

МП характеризуются: полупроводниковой технологией изготовления интегральных схем, составляющих МП, их кол-вом; архитектурой (логич. организацией МП, определяющей процесс обработки информации в конкретном МП и включающей методы кодирования информации, состав, назначение и принципы взаимодействия аппаратурных средств МП); набором инструкций; ёмкостью адресуемой памяти; производительностью; стоимостью и др. [1, 2, 4, 5].

По числу БИС, составляющих МП, их можно условно разделить на два существенно различных класса: однокристальные и многокристальные.

Однокристальные МП (ОМП) - функционально законченные процессоры с фиксируемыми разрядностью и набором инструкций. При этом инструкциями процессора являются инструкции ОМП. Обычно архитектура систем, построенных непосредственно на основе таких МП, повторяет архитектуру МП. Для построения системы достаточно подключить к ОМП блоки ОЗУ, ПЗУ, управления вводом-выводом информации и тактового генератора. ОМП различаются типом шин [типом набора проводников, функционально предназначенных для передачи информац. и (или) управляющих сигналов] адреса и данных: раздельные шины адреса и данных позволяют одновременно передавать по ним коды адреса и данных; совмещённые шины адреса и данных позволяют передавать адрес и данные в разные моменты времени, причём сначала производится адресация, т. е. выбор источника или получателя информации, а затем обмен данными. Такой способ, несмотря на большую сложность, позволяет сократить кол-во проводников шины и уменьшить кол-во выводов ОМП, что весьма существенно при увеличении его разрядности.

ОМП различаются также по способу синхронизации при выдаче адреса и обмена данными. В синхронных системах все сигналы строго определены во времени и обмен ведётся без подтверждения факта получения или выдачи информации абонентом.

В синхронно-асинхронных системах передача адреса осуществляется синхронно, а обмен происходит при взаимном обмене источника информации и её получателя сигналами подтверждения приёма (передачи) информации по след, схеме:

- источник начинает цикл обмена, выставляя данные на шины, и с временной задержкой, необходимой для надёжной установки данных на линиях связи, выставляет сигнал данные на шине;

- получатель по сигналу данные на шине производит их запись и только после этого выставляет сигнал данные получены на соответствующую линию связи;

- источник, получив сигнал данные получены, снимает сигнал данные на шине и сами данные;

- получатель после снятия сигнала данные на шине снимает сигнал данные получены;

- источник после снятия сигнала данные получены завершает текущий цикл обмена.

Этот способ обеспечивает высокую надёжность обмена, т. к. менее чувствителен к помехам, сбоям и временным характеристикам как узлов, участвующих в обмене, так и линий связи.

Многокристальные (секционные) МП (CMП) - секции разрядности 2, 4, 8 или 16 бит о фиксиров. набором инструкций для построения процессора с изменяемой разрядностью слова и разл. архитектурой. CMII позволяют создавать специализиров. процессоры с наборами инструкций, ориентированными на определ. применение (напр., фурье-анализ, процедуры обработки данных). При этом каждая инструкция такого специали-зиров. процессора состоит из последовательности инструкций (программы) СМП. В этом случае принято называть инструкции СМП микроинструкциями, а процесс разработки инструкций процессора - микропрограммированием.

Наряду с удобствами применение СМП связано с определ. трудностями: требуется микропрограммирование инструкций процессора. Поэтому наиб, распространёнными являются ОМП. В то же время, благодаря микропрограммированию инструкций процессора, состоящего из СМП, можно достичь его макс, производительности. В этом направлении наиб, перспективна разработка процессоров с сокращённым набором инструкций RISC (от англ. Reduce Instruction Set).

Архитектура МП. Для программиста понятие архитектуры МП включает в себя совокупность аппаратурных, программных и микропрограммных возможностей МП, важных при его программировании (внеш. архитектура). Для разработчика микропроцессорной аппаратуры важными особенностями, с точки зрения архитектуры МП, являются его аппаратурная организация и логич. структура электронных схем, отд. блоков и связывающих их информац. шин (внутр. архитектура). Эти особенности могут быть отличными от внеш. архитектуры МП.

Существует два типа внутр. архитектуры процессора, построенного из СМП: вертикальная и горизонтальная. В случае вертикальной архитектуры секция является функционально законченным и-разрядным процессором (2, 4, 8 или 16 бит), допускающим наращивание разрядности слова объединением секций. При горизонтальной архитектуре построения процессора секция является одним из его узлов, объединяемых для получения re-разрядного процессора.

Внеш. архитектура МП, как правило, традиционна: один набор команд обрабатывает один набор данных - SlSD (от англ. Single Instruction Single Data stream). Совр. МП в этом отношении предоставляют проектировщикам микропроцессорных систем новые возможности, т. к. большинство их имеет аппаратурные и программные средства для построения многопроцессорных систем. Так, становятся возможными архитектуры типов SIMD (от англ. Single Instruction Multiple Data stream), MISD (от англ. Multiple Instruction Single Data stream) и MIMD (от англ. Multiple Instruction Multiple Data stream).

Принцип функционирования МП. МП работает, выполняя т. н. циклы инструкций - последоват. извлечения из памяти (ОЗУ, ПЗУ) инструкций, управляющих работой МП, их анализ и исполнение. При этом в начале цикла МП обращается к памяти один раз для чтения инструкции, а затем при необходимости ещё неск. раз для чтения (записи) данных из памяти или ввода-вывода данных через устройства ввода-вывода информации (УВВ).

В ОМП обычно используется одна и та же шина для обращения к памяти и УВВ (рис. 1, а), причём в один и тот же момент времени может читаться или записываться только одна инструкция или слово данных, т. е. инструкции и данные обрабатываются последовательно (рис. 1, б).

Рис. 1. Архитектура (а) и временная диаграмма цикла инструкции (б) однокристального микропроцессора.

В СМП шины данных (адреса) памяти, в к-рых хранятся микроинструкции, как правило, разделены (рис. 2, а) и процесс выборки след, инструкции может быть совмещён во времени с исполнением текущей инструкции (рис. 2, б).

Рис. 2. Архитектура (а) и временная диаграмма цикла инструкции (б) секционного микропроцессора.

Технология изготовления МП. При произ-ве МП используются все известные виды технологий (ТТЛ, ТТЛШ, И 2 Л, И 3 JI, ЭСЛ, n -МОП, к-МОП и р -МОП 4), дающие разл. выходные характеристики МП. Так, технология ТТЛШ позволяет получить быстродействующие МП с высокой радиац. стойкостью, но имеющие большую потребляемую мощность и невысокую степень интеграции, технология n -МОП обеспечивает высокую степень интеграции при умеренной мощности потребления, но низкую радиац. стойкость. Высокими потребительскими свойствами обладают МП, изготовленные по технологии к -МОП на подложке из сапфира, а изготовленные по технологии р -МОП имеют низкую себестоимость, но обладают небольшим быстродействием.

Универсальные и специализированные МП. Универсальный МП представляет собой многофункциональную БИС или их набор с программируемой логикой работы. Из-за своей универсальности он зачастую имеет низкую эффективность использования в разл. областях применений из-за несоответствия архитектуры МП характеру задач.

Альтернативой ему в этом отношении является специализиров. МП, архитектура к-рого полностью ориентирована на решение конкретной задачи. Появление таких МП стало возможным благодаря технологии произ-ва БИС на базе вентильных матриц или базовых матричных кристаллов, когда один или неск. нижних слоев БИС являются неизменными, а меняется лишь верх, слой (слои) [5].

Специализиров. МП развиваются по пути создания МП, реализующих спец. алгоритмы обработки данных (алгоритмич. МП). Для традиц. архитектуры первыми шагами в этом направлении стала разработка МП с сокращённым набором инструкций (RISC) и МП с набором инструкций языков программирования высокого уровня.

Алгоритмич. МП - по сути развитие указанных направлений. Напр., применительно к задачам физики создаются алгоритмич. МП, служащие для обработки изображений и речи, цифровой фильтрации сигналов (систолич. ЭВМ) [5], а также МП для аналитич. вычислений, реализации метода наим. квадратов, линейного программирования, работы с фактографич. базами данных и др.

Среди специализиров. МП можно выделить МП для обработки сигналов (сигнальные МП), к-рьте по сути дела являются алгоритмич. МП, обрабатывающими информацию, заданную не в цифровом виде. При этом перед началом её цифровой обработки МП преобразует эту информацию в цифровой вид (напр., аналоговый сигнал - с помощью встроенного аналого-цифрового преобразователя). В случае аналоговых входных сигналов обрабатывающий их специализиров. МП наз. аналоговым MП [4]. Они могут выполнять функции любой аналоговой схемы (усиление сигнала, модуляцию, смещение, фильтрацию и др.) в реальном масштабе времени. При этом применение аналогового МП значительно повышает точность обработки сигналов, их воспроизводимость, расширяет функциональные возможности обработки сигналов за счёт цифровых методов.

Прогресс в развитии МП будет определяться как новыми микроэлектронными технологиями их изготовления, так и новой архитектурой МП, реализующей разл. способы обработки информации: параллельную, ассоциативную и др. Причём поскольку технология в ближайшие годы позволит достигнуть предела по параметру плотности логич. вентилей на кристалл (определяется межатомными размерами кристалла), на первое место выйдет разработка новых принципов обработки информации и архитектур МП.

Лит.:1) Клингман Э., Проектирование микропроцессорных систем, пер. с англ., M., 1980; 2) Соучек Б., Микропроцессоры и микро-ЭВМ, пер. с англ., M., 1979; 3) Fаулджер Р., Программирование встроенных микропроцессоров, пер. с англ., M., 1985; 4) Микропроцессоры, под ред. Л. H. Преснухина, т. 1-3, M., 1986; 5) X в о щ С. Т., Варлинский H. H., Попов E. А., Микропроцессоры и микро-ЭВМ в системах автоматического управления. Справочник, Л., 1987; 6) Коул В., Активное развитие секторов нестандартных микропроцессов, "Электроника", 1987, т. 60, № 21, с5.

В. H. Задков, С. А. Филиппычев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .

Егор Морозов | 8 Марта, 2017 - 13:10

Немногим больше 8 лет назад Стив Джобс представил Macbook Air — устройство, которое открыло новый класс портативных ноутбуков — ультрабуков. С тех пор различных ультрабуков вышло множество, однако у всех была одна общая черта — низковольтные процессоры с тепловыделением (TDP) в 15-17 Ватт. Однако в 2015 году, с переходом на 14 нм техпроцесс, Intel решили пойти еще дальше, и представили линейку процессоров Core m, которые имеют TDP всего 4-5 Вт, однако должны быть сильно мощнее линейки Intel Atom с аналогичным TDP. Основная особенность новых процессоров — они могут охлаждаться пассивно, то есть из устройства можно убрать кулер. Но увы — убирание кулера принесло достаточно много новых проблем, о которых и поговорим ниже.

Сравнение с ближайшими конкурентами

И хотя уже вышли процессоры на Kaby Lake, их тестов пока еще нет, так что ограничимся предыдущей линейкой, Skylake — с технической точки зрения разница между ними невелика. Для сравнения возьмем три процессора — Intel Atom x7-Z8700, как один из самых мощных представителей линейки Atom, Intel Core m3-6Y30 — самый слабый Core m (в дальнейшем объясню, почему не стоит брать более мощные), и Intel Core i3-6100U — популярный представитель самой слабой линейки «полноценных» низковольтных процессоров:

Тесты процессоров

Как уже выяснили выше, m3 является по сути i3, зажатым втрое меньший теплопакет. Казалось бы, разница в производительности должна быть как минимум двукратной, однако здесь есть несколько нюансов: во-первых, Intel позволяет Core m не обращать внимание на TDP, пока его температура не достигнет определенной отметки. Это очень хорошо видно при многократном прогоне бенчмарка Cinebench R15:

Как видно первые 4 прогона теста процессор набирал порядка 215 очков, а потом результаты стабилизировались на 185, то есть потеря производительности из-за такого «мухлежа» Intel составила порядка 15%. Поэтому брать более мощные Сore m5 и m7 не имеет никакого смысла — после 10 минут нагрузки они снизят производительность до уровня Core m3. А вот результат i3-6100U, рабочая частота которого всего на 100 мгц выше, чем у m3-6Y30, гораздо лучше — 250 очков:

То есть при нагрузке только на процессор разница в производительности между m3 и i3 оказывается 35% — достаточно существенный результат. А вот Atom показал себя с лучшей стороны — хоть ядра и урезаны, но вдвое большее их количество дало возможность процессору набрать 140 очков. Да, результат все еще на 25% хуже, чем у Core m3, однако не забываем про восьмикратную разницу в цене между ними.

Второй нюанс — теплопакет рассчитан и на видеокарту, и на процессор одновременно, поэтому посмотрим на результаты теста 3Dmark 11 Performance: это тест, рассчитанный на ПК среднего уровня (которым и принадлежат наши системы), тестирующий одновременно и процессор, и видеокарту. И тут итоговая разница оказывается такой же, Core m3 оказывается на 30% хуже i3 (потому что Core i3 тоже перестает хватать теплопакета — для работы на максимальных частотах ему нужно порядка 20 ватт):
Intel Core m3-6Y30:

Intel Core i3-6100U:

А вот Intel Atom проваливается с треском — результат в 4-5 раз хуже, чем у m3 и i3:

И это, в принципе, ожидаемо — Cinebench тестирует голую математическую производительность процессора и хорошо подходит лишь для сравнения процессоров одной архитектуры, а вот 3Dmark дает разностороннюю нагрузку, гораздо более приближенную к реальной жизни. Однако все еще восьмикратная разница в цене позволяет Atom держаться на плаву.

Энергопотребление

Как видно из тестов выше, трехкратная разница в TDP дает прирост производительности около 35%. Однако это верно только под большой нагрузкой, которая для ультрабуков достаточно редка. Для удобства возьмем два макбука, 12" и 13" 2016 — macOS на разных устройствах оптимизирована одинаково хорошо, и это позволит узнать разницу в энергопотреблении устройств без привязки к операционной системе (да, ниже тестируется энергопотребление всей системы, однако существенный вклад в него дают только экраны и процессоры, и так как первые очень похожи, то весомый вклад в разницу энергопотребления дают только процессоры). И тут разница оказывается. всего полтора ватта в среднем, 7.2 и 8.9 Вт (причем в 13" Macbook стоит процессор мощнее i3-6100U):

Что это означает? Это означает то, что при обычной нагрузке оба процессора потребляют всего несколько ватт, и до ограничения по TDP у Core m дело не доходит. Intel Atom показывает сравнимое с Core m3 энергопотребление (для примера взят Microsoft Surface 3, который хорошо оптимизирован для работы с Windows):

Выводы

Что же получается в итоге? Intel Atom — хороший выбор для недорогого планшета или нетбука, на котором ничего тяжелее 1080р60 с YouTube никто запускать не будет. Процессор дешев, и за это ему можно простить разницу в производительности с линейками Core. Intel Core m — хороший выбор для производительного планшета или простого ультрабука. Из-за отсутствия кулера такое устройство будет абсолютно бесшумным, и в обычных задачах ничуть не медленнее более мощных собратьев на Core i. Однако брать его для обработки фото или видео, а уж тем более игр, явно не стоит — производительность быстро упирается в низкий TDP и достаточно сильно снижается даже в сравнении с простым i3. Ну а линейка Core i — хороший выбор для производительного ультрабука. При наличии в системе хотя бы простой дискретной графики такое устройство оказывается на уровне игровых ноутбуков 5летней давности, и позволяет без проблем заниматься как обработкой фото и нетяжелого видео, как и дает возможность поиграть в массовые игры даже не на самых минимальных настройках графики. Однако любая нагрузка выше средней будет приводить к ощутимому шуму небольшого высокооборотистого кулера, что может раздражать любителей работать ночью в тишине.

Intel Core M — первые процессоры, которые будут изготавливаться на основе 14-нм технологии. Размер кремниевого кристалла удалось сократить более чем на 30%, хотя количество транзисторов увеличилось более чем на 300 миллионов. Процессоры Intel Core M отличаются сниженной потребляемой мощностью и выделяют меньше тепла. У трех моделей этого семейства, выпуск которых начался в IV квартале 2014 года, тепловая мощность составляет всего 4,5 Вт. Это означает, что для охлаждения этих процессоров не нужен вентилятор. Эти процессоры позволят добиться высокой производительности в самых тонких устройствах (толщиной менее 9 мм), включая планшеты и трансформеры.

Рисунок 1. Сравнение процессоров Intel Core M с пониженным потреблением электроэнергии

На графике слева на рис. 1 показано снижение тепловой мощности с 18 Вт в 2010 году до 4,5 Вт в процессоре Intel Core M. Это четырехкратное снижение за 4 года и снижение на 60 % по сравнению с 2013 годом. Справа на рис. 1 показано сравнение размеров процессора Intel® Core™ 4-го поколения с новым процессором Intel Core M. За счет уменьшения площади процессора примерно на 50 % удалось уменьшить место, занимаемое процессором на плате, примерно на 25 %.

Процессоры Intel Core M по своим габаритным размерам меньше процессоров Intel Core 4-го поколения. При этом двумя ядрам Intel Core M предоставляется кэш объемом 4 МБ. За счет технологии гипертрединга Intel® поддерживается одновременное выполнение четырех потоков. Благодаря технологии Intel® Turbo Boost 2.0 частота ядер может повышаться с 0,8 ГГц до 2 ГГц,
а у процессоров Intel Core M 5Y70 — с 1,1 ГГц до 2,6 ГГц.

Код процессора	Частота ядра (ГГц)	Максимальная частота (ГГц)
5Y70	1,1	2,6
5Y10	0,8	2,0
5Y10A	0,8	2,0
Функциональных ядер:.2 Тепловая мощность: 4,5 Вт Встроенных графических ядер: 2 Кэш: 4 МБ

Рисунок 2. Модели процессоров Intel Core M 2014 года

В едином кристалле с 1,3 млрд транзисторов реализованы ЦП, ГП, контроллер памяти, звуковой контроллер и сетевые интерфейсы, поэтому не следует ожидать снижения производительности. Более того, сравнение с процессором предыдущего поколения Intel® Core™ i5-4320Y показало значительный прирост производительности.

Рисунок 3: Рост производительности процессора Intel Core M 5y70 по сравнению с Intel Core i5-4302Y

Технология электропитания

Технология Intel® Turbo Boost 2.0 включает модуль отслеживания электропитания, вычисляющий мощность ядер ЦП и ГП, а также модуль управления электропитанием, направляющий электроэнергию туда, где она нужна.
Расширенная технология Intel SpeedStep® с поддержкой C-состояний C0, 1, 1E, 3 и 6—10 обеспечивает наименьшее потребление электропитания в состоянии бездействия. Если требуется увеличить вычислительную мощность, процессор повышает напряжение для быстрого переключения. При включенном гипертрединге это переключение происходит на уровне потоков.
Обработка прерываний оптимизирована с точки зрения электропитания за счет применения X2 APIC и PAIR (маршрутизация прерываний с учетом электропитания): состояние ядер проверяется, чтобы избежать пробуждения ядер, находящихся в состоянии глубокого сна.

В прочих компонентах также улучшены возможности управления электропитанием, об этом см. в соответствующих разделах ниже.

Прочие компоненты

На одном кристалле Intel Core M расположен также узел контроллера платформы PCH с интеллектуальным управлением электропитанием, поддерживающий PCIe NAND, PCIe 2.0 (12 каналов x1,x2 или x4) и два дополнительных порта USB 2.0. Интегрированный контроллер памяти поддерживает технологии Intel® Fast Memory Access и Intel® Flex-Memory Access. Экономия электроэнергии обеспечивается с помощью таких решений, как условное самообновление, динамическое понижение напряжения и отключение неиспользуемой системной памяти посредством четырех отключаемых модулей. Поддерживается оперативная память DDR3L или LPDDR3 частотой 1600 МГц или 1333 МГц, разделенная на 2 канала.

Intel® HD Graphics 5300

Новый компонент семейства Intel HD Graphics, графический процессор Intel HD Graphics 5300, работает с начальной базовой частотой 100 МГц, которая динамически повышается до 800 МГц (850 МГц в модели 5Y70). Отметим поддержку технологий Intel® Quick Sync Video (кодирование и пост-обработка мультимедиа и приложений с интенсивной нагрузкой на графическую подсистему), Intel® In Tru™ 3D, Intel® Clear Video HD, а также Intel® Flexible Display Interface (Intel® FDI). ГП Intel HD Graphics 5300 поддерживает подключение трех экранов (интерфейсы eDP/DP/HDMI). В HD Graphics 5300 используется процессор GT2 этого семейства (189 млн транзисторов), в нем содержится 24 шейдерных модуля, 4 модуля наложения текстур и 1 модуль вывода отрисованного изображения. Поддерживаются DirectX* 11.1 и более поздних версий, OpenGL* 4.2, OpenCLTM 2.0, Shader Model 5.0. Графический процессор способен выдавать изображение с разрешением вплоть до UltraHD (3840 x 2160) по интерфейсу HDMI при 24 Гц.

Тестирование показало, что преобразование видео высокой четкости с помощью Cyberlink* MediaEsspresso* выполнялось на 80 % быстрее, чем на процессоре Core i5 предыдущего поколения, а скорость в играх (3DMark* IceStorm Unlimited v 1.2.) увеличилась на 40 %. При этом система с процессором Intel Core M проработала от аккумулятора на 1,7 ч дольше (при локальном воспроизведении видео и аккумуляторе 35 Вт-ч).

Рисунок 5. Intel® HD Graphics 5300

(Все тесты проведены на эталонных платформах Intel с 4 ГБ двухканальной памяти LPDDR3-1600 (2 модуля по 2 ГБ) с твердотельным накопителем Intel объемом 160 ГБ с операционной системой Windows 8.1. В системе с процессором Core M использовался BIOS версии 80.1, в системе с процессором Core i5-4302Y (предыдущего поколения) — BIOS версии WTM137. В обеих системах использовался драйвер Intel® HD Graphics версии 15.36.3650, а тепловая мощность составляла 4,5 Вт. Другие параметры: системная политика управления электропитанием: сбалансированная, адаптер беспроводной сети: включен, емкостью аккумулятора: 35 Вт-ч).

Технология Intel® Display Power Savings (Intel DPST) 6.0, снижающая уровень подсветки при одновременном увеличении контрастности и яркости.
Технология Intel® Automatic Display Brightness, использующая датчик на передней панели устройства для регулировки яркости экрана в соответствии с уровнем освещения.
Технология Intel® SDRRS (Seamless Display Refresh Rate), снижающая частоту обновления экрана при низком уровне заряда аккумулятора.
Технология Intel® Rapid Memory Power Management (Intel® RMPM), обеспечивающая автоматическое обновление памяти из состояний с пониженным потреблением электроэнергии
С-состояние модуля отрисовки графики (RC6), снижающее напряжение шины питания при отсутствии нагрузки.
Технология Intel® Smart 2D Display (Intel® S2DDT), уменьшающая количество операций чтения из памяти для обновления отображения работает только в одноконвейерном режиме, непригодна для использования с трехмерными приложениями).
Технология Intel® Graphics Dynamic Frequency, динамически увеличивающая частоту и напряжение ГП при необходимости.

Беспроводной адаптер Intel® Wireless-AC7265 2-го поколения

В семействе процессоров Intel Core M также реализованы более скоростные адаптеры WLAN (производительность повышена на 15—100 %) при сниженных на 70 % габаритах за счет использования типоразмера M.2 1216. По сравнению с двухдиапазонным адаптером Intel® Wireless-A7260, у AC7265 значительно повышена надежность каналов, расширено покрытие, поддерживается больше одновременно подключенных устройств и есть возможность потоковой передачи видео с разрешением 1080p. При этом новый беспроводной адаптер расходует на 50 % меньше электроэнергии в состоянии бездействия (4 мВт) и на 30 % при работе (8 мВт при просмотре веб-страниц).

Intel® Wireless-AC7265

Примечание. Корпорация Intel планирует внедрить возможность беспроводной стыковки с помощью WiGig в семейство Intel Core M в 2015 году.

Как и во всех новых процессорах, производительность является ключевым фактором для обмана. Но на этот раз речь идет не о чистой скорости, а о мощности и эффективности. Благодаря низкому энергопотреблению и низкому тепловыделению, Core M не нужен вентилятор, чтобы сохранять охлаждение, поэтому производители могут создавать ноутбуки, которые тоньше, чем мы когда-либо видели.

Intel Core M работает на 12-дюймовом Macbook

толщиной всего 13,1 мм, а также многие из самых горячих ноутбуков 2015 года.

Давайте внимательнее посмотрим на то, что он может предложить.

Intel Core M: что такого особенного?

Intel Core M был представлен в сентябре 2014 года. Он был нацелен на ультрамобильные устройства, включая ноутбуки и растущий сектор продуктов 2-в-1, сочетающий функциональность ноутбуков и планшетов.

Новый 14-нм процессор (по сравнению со старым 22-нм) производит транзисторы, которые значительно меньше, чем в других чипах. Это большое дело, потому что в двухъядерном процессоре Core M 1,3 миллиарда транзисторов.

Меньший размер транзистора позволяет физически уменьшить весь процессор, что, в свою очередь, уменьшает количество энергии, необходимое для активации каждого транзистора. Чем ниже энергопотребление, тем меньше выделяется тепла. Эти три пункта составляют основные части процессора Core M.

Он на 50 процентов меньше, чем процессор Intel Core четвертого поколения, и имеет TDP (тепловую мощность или мощность, выделяемую ЦП для предотвращения перегрева).

) На 60 процентов ниже. Intel говорит, что Core M предлагает удвоенное время автономной работы

типичного четырехлетнего ноутбука и на 1,7 часа больше, чем система на базе i5 предыдущего поколения.

Однако это не означает, что система Core M должна заменить электростанцию i7. Core M находится между высокопроизводительным процессором Core Series, который включает в себя Haswell

на базе i3, i5 и i7, а также бюджетный ряд Atom, который в основном представлен в бюджетных планшетах

Последующие поколения процессоров серии Core также будут основаны на архитектуре Broadwell, что должно принести преимущества в производительности высокопроизводительным системам.

Ключевые моменты

Какие устройства используют Core M?

Как и ожидалось от такого крупного нового продукта, Core M уже был принят многими производителями, включая Apple, HP, ASUS и Lenovo.

Вот три выдающихся устройства в каждом классе продукта, в котором Core M в настоящее время представлен.

Ноутбук

Название: Apple Macbook
Размер экрана: 12 дюймов
Толщина: 13.1mm
Цена: $ 1299

Ультрабук

Название: ASUS Zenbook UX305
Размер экрана: 13.3-дюймовый
Толщина: 12.3mm
Цена: $ 699

Это показывает целевой рынок для продуктов на основе Core M: модернизаторы, которые увидят ощутимые и приветствуют улучшения по сравнению со своими старыми системами.

Core M не предназначен для опытных пользователей, которым всегда нужна высокая производительность в новейшем оборудовании.

Core M против устройства Intel Atom показывают примерно в два-три раза улучшение как графики, так и производительности ЦП, демонстрируя, как новый чип превосходит процессоры, предназначенные специально для мобильных устройств.

По сравнению с процессорами серии Core, процессор Core M естественным образом ограничен своей низкой мощностью.

Кто должен купить Core M System?

В последние годы рынок ноутбуков в значительной степени стагнировал из-за того, что для большинства пользователей преимущества обновления больше не очевидны.

Если у вас нет особых потребностей в ваших компьютерных устройствах, например, для игр или редактирования видео

тогда вы, вероятно, обнаружите, что ваш компьютер так же способен просматривать веб-страницы, редактировать документы и воспроизводить видео, как и в тот день, когда вы его купили.

И если так, Core M нацелен на вас. Он обеспечивает хороший прирост производительности по сравнению с системами, которым более пары лет, и потенциально значительно увеличивает срок службы батареи в более тонком, более привлекательном устройстве. Хотя стоит помнить, что на батарею влияет не только процессор, но и другие факторы, поэтому это не всегда может быть гарантировано.

Заворачивать

Некоторые комментаторы выразили разочарование по поводу производительности Intel Core M, но сосредоточение внимания на скорости упускает из виду процессор.

Вы взволнованы Intel Core M? Вы бы с удовольствием обменяли небольшую скорость на большее время автономной работы и более привлекательный продукт? Дайте нам знать в комментариях ниже.

Летом 2020 года на конференции WWDC представители Компании Apple взорвали информационную бомбу. После презентации новой iOS, смартфонов и наушников над головой СЕО Тима Кука загорелся знаменитый слайд One More Thing, который в последнее время не так уж много значит. И тут Тим сообщил, что новые МакБуки впервые отныне будут работать на мобильных SoC-чипах, которые установлены в iPhone и iPad. Причем, они не просто «будут работать», а разорвут в клочья классические десктопные процессоры от Intel. В тот день интернет разделился пополам: пока одна часть зрителей с нетерпением ждали обещанную революцию, другая часть заливалась смехом и говорила, что это невозможно.

К сожалению, первые Макбуки, доехавшие до наших прилавков, особой ясности не внесли. Дело в том, что переход на мобильную архитектуру ― это сомнительное приключение для создателей программного обеспечения, которое сулит множество бессонных ночей, переписанного кода и убитых драконов. В качестве временного решения Apple предложила эмулятор Rosetta, позволяющий запускать «десктопное» ПО на мобильном процессоре ПО. Дескать, вот вам рабочий костыль, ни о чем не переживайте и переписывайте код под M1.

Спустя год ситуация заметно изменилась, нативную поддержку чипа M1 потихоньку внедряют как большие киты уровня Adobe и Presonus, так и рыба помельче. А на горизонте маячит новый улучшенный процессор Apple M1X. На наш взгляд, это самое удачное время подвести итоги, оценить крутость новых МакБуков и перспективы всей затеи. Ну и разобраться, кто был прав в споре Intel против Apple, а кого можно подкалывать в твиттере.

Подробнее о процессоре M1

Итак, M1 ― это однокристальная система все-в-одном, то есть, все элементы системы, включая процессор, оперативную память и USB-контроллеры, распаяны на одном чипе. Он может похвастаться 8 процессорными и 8 графическими ядрами, а также отдельным нейронным блоком для машинного обучения. Имеющиеся ядра могут использоваться в различных комбинациях для обеспечения оптимальной производительности при одновременной экономии ресурса батареи.

Если верить Apple, перед нами первый 5-нанометровый мобильный процессор с 16 млрд транзисторов (Samsung Exynos 9000 c 15.3 млрд транзисторов валяется без сознания). Для сравнения совсем свежие чипы AMD Ryzen Vermeer изготовлены по 7-нм техпроцессу, а Intel со своими 14-нм безнадежно застряла в прошлом. Собственно, именно поэтому Apple и прекратила сотрудничество с ними.

M1 установлен в MacBook Air, MacBook Pro и десктопном Mac Mini, которые презентовали в 2020-м году. Чтобы не рубить канаты в продажу также выпустили классические ноутбуки с процессорами Intel Core i5 и Core i7.

Чем хорош Apple M1?

Для начала давайте вспомним, в чем именно должна была проявиться революция Apple. Во-первых, Apple обещала что даже самый простой MacAir будет выходить из сна быстрее, чем владелец открывает крышку. И они не лукавили. Видосы с крышками заполонили YouTube чуть ли не в первый же день продажи новых Маков. Это и понятно, ведь до честных тестов на производительность еще было далеко.

Вторая прелесть ноутбуков с процессором M1 заключается в его энергоэффективности. По заявлению инженеров компании мобильный чип нуждается в гораздо меньшем количестве энергии и при этом он практически не греется. Спустя год самых разных тестов мы можем сказать, что это верно на 90%. К примеру, Macbook Air оказалась не нужна классическая система охлаждения. Хватило небольшой металлической пластины для пассивного охлаждения.

При этом в синтетических тестах он обходил вроде как более мощные и горячие Core i7. А вот настольный MacMini при сильной нагрузке порой притормаживал коней, чтобы немного охладиться. Видимо, это связано с конструкционными особенностями корпуса Mac Mini. Многие эксперты сходятся во мнении, что таким образом Apple поберегла экран компьютера, который мог быстрее выйти из строя из-за соседства с нагретым процессором.

Приятным побочным эффектом улучшенной энергоэффективности стало увеличенное время автономной работы. Если среднестатистический MacBook Air работает от батареи не больше 12 часов, M1 может растянуть это время до 18 часов. Особенно наглядная разница проявляется в режиме просмотра видео. MacBook Air на M1 разряжается за 15.5 часов, а его предшественник — за 9. Для людей, которые живут в режиме «офис-коворкинг-деловая встреча» мощный и в то же время долгоиграющий ноутбук может стать панацеей.

Синтетические тесты производительности

Перед тем, как переходить к тестам производительности, давайте вспомним, что год назад обещали ребята из Apple. А обещали они, что MacOS Big Sur на чипе M1 работает в 2 раза шустрее, чем на ноутбуке с Intel, а по производительности он в почти в 4 раза превосходит Core i5, который стоял «в 90% самых популярных ноутбуков 2020 года».

Спустя год у нас наконец-то появились более-менее честные инструменты, чтобы проверить слова представителей компании. Начнем с синтетического бенчмарка GeekBench, который одним из первых адаптировал свои тесты производительности под новые чипы Apple. Собственное, именно из-за них и началась шумиха: люди увидели, что казуальный ультрабук MacBook Air в тестах одноядерной мощности находится выше десктопов iMac с процессорами Intel Core i9-10910 и Core i7-10700K и начали прикидывать, сколько чемоданов Apple занесла создателям этого бенчмарка.

Другой популярный бенчмарк PassMark в конце марта 2021 года обновил возможности кроссплатформенного тестирования, позволив сравнить производительность мобильных и десктопных чипов в одинаковых тестах. Согласно этому тесту в одноядерном забеге процессор от Apple снова впереди планеты всей. Обогнать не получилось лишь флагманский Core i9-11900K из Intel Rocket Lake-S.

Впрочем, на одном ядре никто сейчас не работает, поэтому куда интереснее узнать результаты тестов в многопоточном режиме. А там чип от Apple M1 расположился между 6-ядерным Ryzen 3600 на архитектуре Zen 2, и 6-ядерным Core i7-10750 из семейства Coffee Lake Refresh. Результаты отличные, но доминирование M1 уже не столь очевидно. Впрочем, это было ожидаемо.

Реальные тесты

Переходя к реальным тестам важно сделать уточнение, что софт под M1 активно допиливается прямо сейчас, когда пишутся эти строки. При этом свежие апдейты некоторых приложений далеко не всегда ускоряют работу устройства. Особенно часто на это жаловались в его первые полгода существования. Поэтому в кои-то веки синтетические бенчмарки, которые на полную используют возможности M1, рисуют даже более правдоподобную картину, чем сама реальность. Однако, кое-какие выводы можно сделать уже сейчас.

К примеру, компания Adobe только к концу лета 2021 года завершила все глобальные обновления, представив адаптированные под ARM версии приложений Lightroom, Illustrator и InDesign. И сразу же после апдейта спецы из Adobe подтвердили слова Тима Кука о производительности M1: нативные приложения на мобильном процессоре работают почти вдвое быстрее, нежели предыдущие версии на процессорах Intel. Вот общие результаты их июльских тестов, которые уже говорят о многом.

Едем дальше. В приложениях, оптимизированных для Apple Silicone, в полной мере задействуются все дополнительные умения M1 ― декодирование видео, ускорение алгоритмов ИИ, шифрование и другое. Это позволяет в том числе очень быстро обрабатывать видео 4K в Final Cut X (разумеется, только если оно в подходящем формате). При экспорте 8K ролика в Final Cut Pro M1 переиграл и уничтожил прошлогодний MacBook Pro 13 на Intel, но в то же время уступил прошлогодним MacBook Pro и настольному Mac.

А вот результаты рендер-тестов от DPReview. Ради интереса они сравнили iMac на M1 с MacBook Pro на базе Core i7 и в Final Cut, и в Premiere Pro. Для пущего интереса в котел сравнения добавили флагманский ноутбук Razer Blade 15 Advanced с процессором Core i7-10875H и видеокартой Nvidia RTX 3080. Как видим, все данные из синтетических бенчмарков и других тестов плюс-минус совпадают: девайсы на M1 в зависимости от задачи оказываются в полтора-два раза быстрее собратьев на базе Intel.

Еще одним интересным тестом, демонстрирующим разницу между M1 и Intel Core, стало измерение скорости распаковки архивов. Как видим, в зависимости от модели процессора старые MacBook и iMac показали тоже отставание от M1 в 1.5 – 2 раза.

Интересно было погонять M1 в сфере работы с аудио, так как мы слышали много комплиментов в его адрес со стороны звукоинженеров и продюсеров. Studio One от Presonus стала одной из первых цифровых радиостанцией с нативной поддержкой M1, поэтому тесты проводились именно в ней. А мерилом стал хорошо известный многим виртуальный синтезатор U-He Diva, который ставит на колени далеко не самые слабые компьютеры. В наших замерах MacBook Air с процессором M1 на борту смог запустить 36 инстанций этого синтезатора, в то время, как MacBook Air с 6-ядерным Core i7 заглох на 22 версиях. После этого нам пришлось увеличивать аудиобуфер до 512 сэмплов. M1 все это время работал с буфером 64 сэмпла.

Светлое будущее наконец-то наступило?

Несмотря на всю крутость и перспективность SoC от Apple, нельзя обойти и минусы. На наш взгляд главной ложкой дегтя в этой бочке является сама природа процессора все-в-одном. Распаянная на подложке ОЗУ ограничивает как возможности выбора нужного объема, так и дальнейшие перспективы апгрейда. На презентации Apple анонсировала ноутбуки и ПК лишь на 8 или 16 ГБ оперативки, а подобные объемы вряд ли подойдут владельцам серьезных рабочих станций. А докинуть дополнительную планку в свободный слот в этом случае не получится. Надеемся, что в моделях 2021 года гигант из Купертино представит больший простор для маневра.

Также на M1 пока что нельзя запустить ОС Windows и они не поддерживают работу с внешними видеокартами.

Будущее SoC-систем и Apple M2

Значит ли все сказанное, что в будущем люди будут поголовно ходить с легкими, мощными и бесшумными МакБуками? Это вряд ли. Тут важно понимать контекст. Сейчас Apple выигрывает у AMD и, особенно, Intel за счет новизны техпроцесса, увеличенного объема транзисторов и небольших хитростей с архитектурой. И пока не совсем понятно, будет ли это начало затяжной войны или Apple после пары титульных боев сразу заберет себе чемпионство? С одной стороны AMD с Intel могут попробовать расчехлить все орудия и ни в чем себя не сдерживать. С другой стороны M1 был лишь пробой пера и кто знает, каким получится грядущий M1X или M2. Поэтому большинство пользователей пока не спешат пересаживаться на новые Маки. Одни ждут падения цен, другие сомневаются, стоит ли переносить всю работу на новую платформу, ну а третьи запаслись попкорном и болеют за хорошую драку.

Читайте также: