Какой процессор атом лучше

Обновлено: 07.07.2024

Сердцем любого компьютера справедливо принято считать центральный процессор (англ. CPU – Central Processor Unit). Именно от типа используемого CPU во многом зависят возможности персонального компьютера, ноутбука, КПК или смартфона.

Один из основных параметров процессора – тактовая частота. Ее повышение для новых поколений процессоров и «разгон» старых CPU – самый прямой путь к увеличению производительности настольных компьютеров.

Задача, однако, усложняется, когда речь заходит о мобильных системах. Ведь увеличение тактовой частоты и повышение производительности приводит и к росту энергопотребления, что ограничивает время автономной работы мобильного компьютера. Для охлаждения такого процессора требуются объемные системы, увеличивающие размеры и вес всего устройства.

Именно поэтому для разработки ноутбуков не годятся CPU обычных настольных ПК. А в нетбуках неэффективны процессоры для ноутбуков. Для КПК и других портативных систем зачастую используют совершенно другие типы более экономичных процессоров на основе ARM-архитектуры.

Большая часть современных ноутбуков и нетбуков оснащена процессорами фирмы Intel на основе архитектуры х86. А первым специализированным процессором для ноутбуков стал представленный Intel в 2003 году Pentium M. В таблице представлены наиболее характерные CPU из этого семейства. Модели с индексом ULV отличаются сверхнизким энергопотреблением.

Процессоры линейки Pentium M стали одними из наиболее удачных CPU Intel и долгое время успешно использовались в ноутбуках всех классов, а затем стали основой для разработки новой архитектуры Core.

Следующее поколение мобильных процессоров Intel дебютировало в 2006 году в одноядерном варианте (Core Solo) и двухъядерном (Core Duo). Эти процессоры совершили прорыв в плане производительности. Все процессоры в сравнении с Pentium M работают на повышенной частоте FSB.

Двухъядерная архитектура значительно увеличила производительность и мультимедийные возможности ноутбуков. А использование в этих CPU новых технологий энергосбережения позволило оставить на прежнем уровне энергопотребление и тепловыделение (TDP).

В настоящее время наиболее мощные ноутбуки построены на основе процессоров Сore 2 Duo. Так, с появлением этих эффективных процессоров фирма Apple, долгое время применявшая в своих ноутбуках и десктопах ARM-процессоры Power PC, производимые IBM, перевела компьютеры на платформу Intel. Одним из наиболее экономичных и производительных ноутбуков сегодня можно признать Apple Mac Book на основе CPU Intel Core 2 Duo.

Современные портативные компьютеры - КПК, UMPC, MID

Недорогой альтернативой ноутбукам могли бы стать, по замыслу Intel, ультрамобильные портативные компьютеры – UMPC. Этого, впрочем, не случилось в силу того, что недорогими они стали лишь относительно наиболее дорогих моделей ноутбуков.

Развитие игровой индустрии, технологий видеозаписи высокого качества и мобильных сетей связи способствовали появлению портативных планшетных компьютеров, известных также, как мобильные интернет-устройства (англ. MID-Mobile Internet Device).

Один из основных недостатков ноутбуков – малое время автономной работы - отчетливо проявился в MID и UMPC. Имеющиеся в распоряжении разработчиков процессоры не оптимальны для использования в сверхпортативных системах с точки зрения энергопотребления, размеров и стоимости.

Достойной заменой традиционным процессорам в КПК и MID-устройствах могут стать ARM-процессоры. Однако, сегодняшние КПК и смартфоны на их основе работают только под управлением Windows Mobile, Windows CE и Linux.

Intel производила подобные процессоры под брэндом xScale, но в 2007 году этот бизнес был продан фирме Marvell. А Intel сосредоточилась на продвижении семейства Atom, ориентированного на использование как в нетбуках, так и в смартфонах.

Экономичные процессоры Intel Atom

Представленное в 2008 году семейство Atom позволило Intel сталь безусловным лидером перспективного рынка процессоров для мобильных компьютеров. Причем, экономичными новые CPU стали не только по энергопотреблению. Если сравнить стоимость процессоров Atom c другими CPU Intel, разница видна, что называется, невооруженным взглядом (посмотреть таблицу).

Сегодня семейство CPU Atom основано на двух процессорных ядрах и развивается по нескольким направлениям.

На наиболее экономичном ядре Silverthorne производятся Z-процессоры (Z500-Z550), ориентированные на MID-устройства и смартфоны.

Из таблицы видно, что они отличаются минимальным энергопотреблением. Atom Z500 имеет TDP лишь 0,65 Вт. А самым скоростным следует признать Z550 с тактовой частотой 2 ГГц.

Основным достоинством Atom Z-серии можно считать высокую производительность. А главным недостатком - повышенное энергопотребление, в сравнении с ARM-процессорами.

Для нетбуков предназначены процессоры N-серии на ядре Diamondville, наиболее производительные из них сегодня - Atom N270 и Atom N280.

Есть еще Atom 230 и Atom 330, используемые в недорогих и почти бесшумных настольных ПК, так называемых неттопах, по классификации Intel.

В семействе пока имеется только один двухъядерный CPU - Atom 330, но очевидно, что вскоре появятся и новые модели. Именно двухъядерные процессоры смогут, сохранив экономичность мобильных систем, приблизить их производительность к уровню мультимедийных ноутбуков.

В начале нынешнего года фирма Asus представила свой нетбук Eee PC 1000HE на основе Intel Atom N280. Такой нетбук с 10-дюймовым экраном и поддержкой видео высокого разрешения может работать, по заявлению производителя, в автономном режиме до 9,5 часов, а стоит около 17000 рублей.

Значительным подспорьем CPU при работе с HD-видео стал новый чипсет GN40, имеющий встроенный видеодекодер HD-класса. Такое решение экономит энергию и освобождает процессор для решения других задач, что для одноядерного CPU очень важно.

Энергопотребление нетбучных процессоров удалось вывести на новый уровень, а вот производительность оставляет желать лучшего даже в сравнении с процессорами Pentium M, работающими на частоте 1,6 ГГц.

Ближайшие перспективы развития Intel Atom

Производимые сегодня CPU Atom и чипсеты для них входят в состав платформы Intel Menlow. Упрочить позиции Intel на рынке экономичных процессоров призвана грядущая линейка процессоров Atom.

В конце нынешнего года ожидается появление Intel Atom N450, подобного Atom N280 по основным характеристикам, но выполненного на совершенно другом ядре – Pine Trail. На одном кристалле с CPU будут размещены контроллер модулей памяти DDR2 и графическое ядро с поддержкой DirectX 9. Подобные процессоры могут быть основой однокристальной компьютерной системы (англ. system-on-chip - SOC). В данном случае для построения минимального нетбука требуется лишь соединяемый с CPU аналог южного моста – чип NM10 Express с кодовым названием Tiger Point-M и обладающий поддержкой SATA, USB 2.0 и PCI-Express, а также с интегрированным кодеком Intel HD Audio.

В 2010 году будет представлена мобильная платформа Moorestown, в состав которой войдут процессоры на базе ядра Lincroft, усовершенствованной версии Pine Trail. В составе Lincroft будет также видеодекодер для аппаратной обработки потоков видео высокого разрешения.

Объединение в одном чипе функций нескольких микросхем снизит общую потребляемую мощность, которая, как обещают, станет вдвое меньше аналогичного параметра для сегодняшней платформы Intel Menlow! Для связи CPU с внешней периферией, дисковыми и сетевыми устройствами будет разработан новый чип - Langwall.

Платформа Moorestown будет поддерживать широкий диапазон беспроводных технологий, включая WiMAX, Wi-Fi и Bluetooth. Нетбуки, КПК и MID на базе платформы Moorestown будут оснащаться модулями с поддержкой сетей мобильной связи третьего поколения (3G) и возможностью просмотра мобильного телевидения. Нетбуки и MID устройства смогут выполнять функции GPS навигаторов с большим экраном высокого разрешения.

Однако, не все согласны с таким развитием событий. Впечатляющие мультимедийные возможности обещают воплотить разработчики NVIDIA в процессорах Tegra для смартфонов и MID на основе архитектуры ARM. Достойными конкурентами могут стать новые модели процессоров VIA Nano для нетбуков. Есть шансы увидеть в ближайшее время и давно обещанную компанией AMD платформу Fusion.

Обострение в этом случае конкуренции и расширение сфер использования процессоров может стать толчком к оптимизации цен, а также мотивирующей причиной для появления новых идей и технологий создания еще более экономичных и производительных процессоров для мобильных систем.

C теоретической точки зрения Intel Atom был у нас на сайте описан очень подробно. Можно даже сказать, что исчерпывающе :) Однако не до конца — вопрос практической производительности систем на его основе серьезным образом не ставился. Впрочем, и сама компания Intel часто обходит этот вопрос стороной, предпочитая либо вообще ничего не говорить о производительности, упирая лишь на возможность запускать любой х86-код, либо приводить сравнения, скажем так, мало что говорящие. Например, на одной из презентаций удалось услышать фразу: «В задачах кодирования видео новый Atom быстрее, нежели Pentium 4 520». С одной стороны, хоть какая-то информация, с другой же — далеко не все уже помнят, с какой скоростью этот самый 520 работал. Тем более, Pentium 4 — процессор одноядерный, Atom — двухъядерный (в старших версиях, но во-первых, именно они и имелись в виду, а во-вторых, покупатели одноядерных моделей производительностью интересуются далеко не в первую очередь), видеокодеры относительно неплохо распараллелены, так что выигрыш можно объяснить этим. В общем, получаем простыми прикидками, что ядро Atom примерно в полтора раза быстрее ядра Pentium 4 при одинаковой тактовой частоте. Где-то так. Или не так. Или не совсем так. Или совсем не так :) Да и Pentium 4 для многих — этап основательно забытый.

В принципе, тестируя некоторые продукты на базе Atom, мы выполнили ряд тестов производительности, позволяющих делать предположения о скорости работы этого процессора. Однако данная работа была проведена недостаточно глубоко, к чему у читателей были справедливые претензии. Идеальным способом решения проблемы было бы полноценное тестирование Atom по нашей полной методике. Однако такой путь, при всей своей привлекательности, не лишен подводных камней. Основным из которых является видеосистема. В первом поколении платформы эта проблема стояла не слишком остро — чипсет отдельный, 16 линий PCIe есть, так что можно поставить любую видеокарту и проводить полноценное сравнение (что уже было сделано, пусть и в ограниченном режиме). В Pine Trail же видеоядро встроенное, причем очень слабое — GMA 3150, на деле недалеко ушедшее от GMA 950 чипсетов пятилетней давности. А использование внешнего затруднительно, поскольку линий PCIe осталось всего четыре. Причем применить их для организации слота х4 — значит полностью отказаться от использования какой-либо иной PCIe-периферии. Поэтому производители такую возможность либо вообще игнорируют, полагаясь на встроенный видеоадаптер Pine Trail, либо интегрируют прямо на плату низкопроизводительный ноутбучный видеочип, подключенный одной линией PCIe — такова новая «платформа» ION2 компании NVIDIA.

В общем, приходится смириться с мыслью, что полноценного тестирования все равно не получится. С другой стороны — а так ли оно нужно? Очевидно, что некоторые приложения работать на интегрированной графике начального уровня просто не будут, однако большинство из них никто и не станет на подобных системах запускать. Причем в нашей тестовой методике практически все таковые сконцентрированы в четырех группах: 3D-визуализация, рендеринг трёхмерных сцен, научные и инженерные расчёты и, разумеется, игры. Но даже если избавиться от этих приложений, в рамках методики останется достаточно много тестов, чтобы на их базе оценить пригодность Atom для практического использования. Чем мы сейчас и займемся.

Конфигурация тестовых стендов

Но более интересен другой «конкурент» — Celeron E1400. Чем? А тем, что это один из самых медленных двухъядерных процессоров, построенных на базе относительно современной архитектуры (первого поколения Core). Он уже давно не производится, хотя и до сих пор встречается в компьютерах некоторых пользователей, да и в розничных сетях тоже. Но главное не это, а то, что он медленный :) Соответственно, конкуренция с ним будет иметь решающее значение для вердикта о дальнейшей судьбе Atom. В том смысле, что если окажется, что старшие модели этого семейства быстрее (или хотя бы равны) древнему и медленному Celeron, то есть смысл заниматься их изучением и дальше. А если они даже с ним конкурировать неспособны, то лучше отложить их в сторонку до момента, когда производителю удастся существенно увеличить быстродействие этого семейства. И пока этого не случится, можно будет просто помнить, что это процессоры, способные выполнять х86-код и работать под управлением массовых операционных систем, причем имеющие очень низкое энергопотребление, но если к скорости, с которой они это делают, предъявляются хоть какие-то требования, то лучше, все же, обратить свое внимание на совсем другие линейки.

Тестирование на единой платформе, естественно, невозможно, тем более что процессоры Atom, как правило, к платам попросту припаиваются, но мы постарались максимально сократить количество использованных плат. Правда, пришлось взять разную память, так что, возможно, со временем мы еще вернемся к вопросу о производительности Atom совместно с DDR2 — очевидно, что DDR3 в системах на нем полезна лишь с точки зрения энергопотребления, но быстродействие может и уменьшать (из-за низкой частоты и, соответственно, больших задержек). Для процессоров под LGA775 использовалась плата на G41 с DDR2, поскольку нам очень хотелось протестировать Pentium 4, а найти плату одновременно с поддержкой и его, и памяти DDR3 не так уж и просто. Заметим, что и на G41 не все платы поддерживают процессоры с архитектурой NetBurst. Например, таковы платы Intel. Gigabyte, как выяснилось, имеет частичную поддержку, в результате чего нам в последний момент пришлось отказаться от одного потенциального участника забега — Celeron D 347. Причем Celeron на ядре CedarMill платой официально поддерживаются, но лишь начиная с модели 352 и выше, а наш 347, отличающийся от них лишь множителем, запускаться отказался.

Тестирование

Методика тестирования производительности (список используемого ПО и условия тестирования) подробно описана в отдельной статье. Для удобства восприятия, результаты на диаграммах представлены в процентах (за 100% принят результат AMD Athlon II X4 620 в каждом из тестов). Подробные результаты в абсолютных величинах доступны в виде таблицы в формате Microsoft Excel.

Как уже было сказано выше, мы полностью убрали четыре группы тестов. Однако все баллы на диаграммах, за исключением итоговой, совместимы с «полноформатными» тестированиями, что позволяет провести быстрое самостоятельное сравнение представленных процессоров с любыми из нами протестированных. Для того чтобы это стало возможным, мы и убирали группы целиком, вместо более тонкой работы с конкретными приложениями. Последнее могло бы дать более полезный результат в узком смысле (поскольку некоторые из отброшенных приложений, возможно, и будут работать на Atom, а некоторые из остановленных запускать на таких системах никто не станет), но не позволило бы обеспечить совместимость результатов в широком смысле :)

Графические редакторы

«Белой вороной» здесь выглядит Adobe Photoshop, но лишь на первый взгляд — все-таки в нашей стране эта программа до сих пор является одним из наиболее известных объектов пиратства, что приводит и к тому, что «любительские» программы (существенно более дешевые и несколько более адекватные для персонального применения) пользуются куда меньшей популярностью, чем в других странах. В общем, «наш человек» способен взгромоздить Photoshop и на нетбук, не говоря уже о неттопе.

Другой вопрос, что заниматься этим можно лишь от безысходности — теоретически два ядра и четыре потока вычислений в Photoshop могут дать выигрыш по сравнению с одним-двумя потоками прочих участников тестирования, а практически и это не помогло Атому. Хотя вот Pentium 4 наличие Hyper-Threading позволило «пободаться» с Celeron 430. В общем и целом же, как видим, Atom D525 вдвое отстает в этой группе от младших двухъядерников уровня Celeron E1400 и в четыре раза от старших моделей с двумя вычислительными ядрами. Да и одноядерные Celeron и Pentium 4 справляются с такой работой раза в полтора быстрее, чем D525.

Архиваторы

Два потока вычислений и 2 МБ кэш-памяти помогают Pentium 4 631 неплохо держаться рядом с Celeron 430, но уже Е1400 заметно уходит вперед. Современные двухъядерные бюджетные процессоры обгоняют своих устаревших одноядерных коллег в пару раз. А вот Atom D525 пусть и сократил отставание (благодаря, в основном, 7-Zip, где он обогнал и Pentium 4 631, и Celeron 430), но по-прежнему плетется в хвосте.

Компиляция

Опять же, на первый взгляд это профессиональное использование компьютера, но если немного подумать… Программирование ныне и в школах изучают, не говоря уже об институтах. А в общежитии дешевый нетбук или неттоп куда более уместен, чем топовый компьютер: и доступнее студенту, и не жалко в случае чего. Так что оный студент вполне может попытаться на такой платформе что-то откомпилировать. Мы бы, впрочем, посоветовали ему три раза подумать, прежде чем этим заниматься…

…потому что и здесь четыре потока вычислений помогли Атому лишь немного обойти двухпоточный Pentium 4, но не догнать двухъядерный Celeron E1400. Впрочем, в этой группе тестов разброс между медленными процессорами вообще весьма невелик, так что второе место D525 можно расценивать как успех. Хотя очевидно, что «успех» этот имеет значение лишь при сравнении именно со старыми процессорами: современные двухъядерники — и то демонстрируют совсем иной уровень производительности, а ведь из всех современных процессоров они в этой сфере применения самые медленные :)

Java-приложений вокруг нас в последнее время немало. «Частники», впрочем, обычно сталкиваются с совсем нетребовательными к ресурсам компьютера (например, в интернет-банкинге), однако к Atom давно уже приглядываются и серьезные компании, заменяющие древние и отработавшие свой ресурс системы на том же Pentium 4 или Athlon XP (тем более что электричество во многих странах стоит недешево).

И не зря это делают! Конечно, на рекорд данное второе место не тянет, потому что современные бюджетные процессоры в разы быстрее, но если стоит задача «чтоб не медленнее, но компактнее и экономичнее», то двухъядерные модели Atom ее вполне успешно решают.

Интернет-браузеры

Мы наконец-то добрались до платформы, где результаты этих двух скриптовых бенчмарков могут представлять практический интерес. Правда эта платформа и здесь умудрилась нас несколько разочаровать.

Кодирование аудио

Наш тест аудикодирования немного «подыгрывает» многопоточным процессорам специально — запуская одновременное кодирование стольких файлов, сколько потоков будет поддерживаться аппаратно. Для Atom D525 это количество равно четырем — больше, чем для всех остальных процессоров. Однако, как видим, это ему не слишком-то и помогает: от Celeron E1400 он все равно отстал в полтора раза — при близкой тактовой частоте и несмотря на поддержку Hyper-Threading.

Кодирование видео

Очевидно, что никто не будет в здравом уме приобретать компьютер на Atom для работы с видео. Однако если он уже есть, иногда на него может «свалиться» и такая задача. Во всяком случае, люди, перекодирующие видео под мобильные устройства на NAS, лично нам известны. Причина простая — именно там все оно и хранится, причем NAS может оказаться вообще единственным постоянно включенным компьютером в доме, так что пусть уж не простаивает, а и перекодированием потихоньку занимается.

Итого

Даже существенная оптимизация последней версии методики тестирования (вернее, входящих в нее приложений) под многопоточность не позволила Atom D525 выйти на уровень равночастотных одноядерных процессоров с микроархитектурой Core (Core 2 и более поздних). Вот равночастотные Pentium 4 он, безусловно, обгоняет, только толку с такого выигрыша? Не говоря уже о том, что в условиях использования меньшего количества потоков вычислений выигрыш легко может превратиться и в проигрыш. Таким образом, можно вынести следующий вердикт: производительность процессоров линейки Atom в сегодняшнем исполнении такова, что… ее можно серьезным образом не исследовать :) То есть определять, с какими задачами системы на этом процессоре справятся, а что на них запускать не стоит, можно. Но вот сравнивать это с «полноценными» процессорами не стоит — слишком уж велико отставание. Можно даже сказать, что велико оно принципиально.

С другой стороны, такой проигрыш не стоит считать стратегическим поражением. Да, безусловно, современный (и даже не самый современный) бюджетный двухъядерник, ценой 50—100 долларов (не говоря уже о более мощных процессорах) в разы быстрее Atom, и ничего с этим не сделаешь. Однако есть некоторый набор задач, где дальнейшее увеличение производительности процессора просто ничего не дает — не он является узким местом. К сожалению, такие ситуации сложно моделировать в тестах, но они бывают. И то, что в фирмах до сих пор трудится большое количество компьютеров на базе Pentium 4, а то и Celeron D или Athlon XP, как раз показывает, что встречаются они не так уж и редко: если бы более производительный системный блок мог повысить производительность труда работника, давно бы их уже поменяли. К тому же старые системы обычно комплектуются куда меньшим объемом памяти, нежели в нашем тестировании, да и более медленными винчестерами тоже. И в многозадачном окружении могут чувствовать себя хуже, поскольку фоновые процессы (хотя бы антивирус или сетевой экран) на однопоточных приборах будут «отжирать» ресурсы у приложений переднего плана, в том числе — и пользовательского интерфейса.

Короче говоря, наличие в продаже систем на Atom позволяет при модернизации компьютерного парка выбирать — или тот же уровень энергопотребления, но более высокая производительность, или оставаться на аналогичном уровне быстродействия, зато существенно снизить затраты на электроэнергию. Да, конечно, можно возразить, что современные процессоры при неполной нагрузке потребляют мало энергии (благодаря эффективным технологиям энергосбережения), что делает сравнение менее «лобовым», но… а зачем покупать лишние вычислительные ресурсы? ;) Не будь Атома — не стояло бы и вопроса: только один путь, и с него не свернуть. Но Atom есть! И есть выбор. И каждый может выбрать то, что ему действительно нужно — производительность или энергоэффективность :)

Наглухо застряв в пробке за рулем машины, теоретически способной развивать скорость более 200 км\ч, и глядя, как меня обгоняют велосипедисты ~~на трехколесных велосипедах~~, я задумалась… нет, не о том, как пересадить всех на велосипеды, и не о решении транспортных проблем человечества с помощью телепортации, а… о процессорах Intel Core и Intel Atom. А именно — Atom по сравнению с Core — это, фактически, мотороллер по сравнению с автомобилем. Он потребляет меньше топлива и стоит заметно дешевле. Но зато и скорость скутера столь же заметно уступает авто (несмотря даже на способы «разогнать» мотороллер выше заводских установок). Но, все же, в пробках или на узких улочках скутер оказывается быстрее. Недаром скутер получил свое название от английского «to scoot» — удирать, так как успешно использовался английскими подростками для спасения от полиции.
Теперь вернемся к CPU. Заменим «топливо» на «электричество», а «скорость» на «производительность», и получим полную аналогию поведения Inel Atom и Intel Core. Но тогда разумно предположить, что существуют такие «пробки»и «закоулки», в которых Atom обгонит Core. Давайте их поищем.

Итак, по всем общепринятым замерам производительности Intel Core существенно обгоняет Atom. В разделе «Производительность» статьи про Intel Atom в wikipedia читается суровый приговор: "примерно половина производительности процессора Pentium M той же частоты"
Если же сравнивать Atom именно с Core, то по данным тестов tomshardware Intel Core i3-530 побеждает Intel Atom D510 с разгромным счетом:

3DS MAX 2010 (рендеринг)	Core i3 быстрее в 4.36 раз
Adobe Acrobat 9 (создание pdf).	Core i3 быстрее в 4.55 раз
Photoshop CS4 (применение ряда фильтров)	Core i3 быстрее в 3.8 раз

При этом, надо отметить, что tomshardware к Atom относится явно предвзято. Так, например, если время работы какой-то задачи на Core-i3 — 1:38, то именно так об этом и сообщается — «одна минута, 38 секунд». А если Atom исполняет что-то за 7:26, то это, по мнению авторов «около восьми минут». Но главное — сравнивать процессоры с разной тактовой частотой (2.93 GHz Core i3 и 1.66 GHz Atom ) и не делать поправку ~~на ветер~~ непоказательно. То есть, результат Core надо поделить на 2.93/1.66

1.76, что дает итоговый результат проигрыша Atom от 2.15 до 2.6 раз.

Почему Atom медленнее?

Взять ~~нанонабор~~ небольшой набор данных, так, чтобы он помещался в кэш.
Попробовать использовать float данные, чтобы загружать не ALU, a FPU
По возможности, лишить Core преимуществ неупорядоченного исполнения.

1.524
Тесты компилировались Microsoft Visual Studio 2008 с оптимизацией в release по умолчанию.

Полученные данные полностью подтверждают первое место Intel Atom с конца. То есть, цель не достигнута, переходим к следующему пункту — осложним работу Out-of-order CPU.

Усложняем задачу

Создадим искусственный тест, который будет содержать непредсказуемые ветвления, содержащие вычислительно тяжелые функции, так, чтобы результат спекулятивных вычислений Core постоянно отбрасывался, т.е. оказывался ненужной работой.
Примерно так:

Более того, функции будут состоять из цепочечных вычислений, так чтобы Core не мог путем переупорядочивания инструкций и переименования регистров посчитать что-то из таких выражений заранее, «вне очереди». Вот простейший пример подобного кода

Кстати, подобные функции и использованы в вышепоказанных тестах cephes_logf и cephes_expf, где преимущество Core минимально.
Но, несмотря на все препятствия, Core все равно оказался быстрее. Минимальный отрыв Core от Atom, который мне удалось получить различными комбинациями вычислений и случайностей — в целых два раза! То есть, Atom по-прежнему отстает.

Но если бы я на этом остановилась, то вы бы про это просто не узнали — пост бы не состоялся.
Следующим шагом была компиляция тестов с помощью Intel Compiler. Использовалась версия Composer XE 2011 update 9 (12.1) c настройками оптимизации Release по умолчанию — аналогично компилятору Microsoft.

На графике ниже приведены результаты работы вышеупомянутых тестов, включая добавленный мной rand, скомпилированные как VS2008, так и Intel Compiler.

Смотрите внимательно. Это — не обман зрения. Для четырех тестов точки зеленой линии, показывающие результат Atom для тестов, скомпилированных Intel Compiler, находится выше, чем точки бордовой — результат i5 для тестов, скомпилированных VS2008. То есть, Atom оказывается реально, более чем в два раза, быстрее на _том же коде_, что и Core i5.

Думаете, что это реклама компилятора Intel?
Абсолютно нет. Я не работаю ни в отделе рекламы, ни в компиляторной группе.
Это просто констатация того, что ваш оптимизированный код может выполняться на Atom гораздо быстрее, чем неоптимизированный на Core. Или — неоптимизированный на Core будет медленнее, чем оптимизированный на Atom.
Это — как раз те самые кочки и закоулки, которые мешают машине разогнаться.
Выводы можете сделать сами.

Егор Морозов | 22 Мая, 2017 - 15:00

В 80ые годы, когда появились первые ноутбуки, они мало отличались от персональных компьютеров — это был большой ящик со встроенной клавиатурой, материнской платой, экраном и ручкой для переноски, даже аккумулятор был не всегда. И это было понятно — не было смысла разрабатывать специальные процессоры для ноутбуков, так как существующие на рынке решения не требовали даже 1 ватта. К концу 90ых процессоры уже требовали как минимум радиаторов для охлаждения, ну а к началу нулевых Intel поняли, что нужно выпускать отдельные процессоры для ноутбуков со сниженным потреблением энергии — так появилась линейка Intel Pentium M: такие процессоры имели теплопакет в 20-25 Ватт, что вполне подходило для их установки в ноутбуки. По сути эти процессоры являются сильно переработанными Intel Pentium III с меньшими частотами:

Однако еще через пару лет, когда Microsoft представила Windows XP Tablet Edition, встал вопрос о еще большем снижении тепловыделения — так родилась линейка Intel Celeron ULV (пра-прадедушка всех современных Intel Core i ULV): эти процессоры представляли еще более урезанные Pentium M — если последние работали на частотах в 1.5-2 ГГц, то частоты Celeron зачастую были меньше гигагерца! В принципе, этого хватало для запуска XP (она требовала процессор с частотой хотя бы 233 МГц), но система работала достаточно задумчиво.

В 2007 году Intel представили «папу» Intel Atom — процессоры A100 и A110, которые представляли собой урезанные одноядерные 90 нм Pentium M с частотами около 600-800 МГц. Пожалуй единственным их плюсом было то, что их тепловыделение не превышало 3 Вт, то есть они могли охлаждаться пассивно. Однако производительность так же была пассивной — даже хуже, чем у Celeron M, поэтому такие процессоры на рынке популярности не сыскали. Intel поняли, что, во-первых, пора переводить процессоры на новый техпроцесс, а во-вторых делать решения с пассивной системой охлаждения еще ох как рано — и в 2008 они представили Intel Atom.

Intel Atom Bonnel

Первое поколение Intel Atom представляло из себя ядро Pentium M на 45 нм техпроцессе с интегрированной графикой от PowerVR, кэшем L2 до 1 Мб и контроллером памяти DDR2. Пожалуй, самым популярным процессором, который стоял в большинстве нетбуков того времени, был Atom N450. Это был одноядерный двухпоточный процессор с частотой около 1.5 ГГц, интегрированная видеокарта называлась Intel GMA 3150, а комплектовался он 1-2 Гб ОЗУ. Его тепловыделение не превышало 6.5 Вт, так что для охлаждения требовался небольшой кулер.

Производительность такого процессора была, конечно, невысокой — в 3Dmark 06 процессор набирал всего 500 очков, а видеокарта 150. К примеру, процессор в оригинальном Macbook Air 2008 года, Intel Core 2 Duo T7500, набирал 1900 очков, а его видеокарта, GMA X3100, 430 очков. В итоге на нетбуке с таким процессором можно было открывать документы, сидеть в интернете, но не более того — тормозило даже 720p c YouTube, а про игры вообще можно было забыть. Но тем не менее нетбуки с такими процессорами пользовались огромной популярностью — во-первых они были очень компактными и легкими (10-11", 1-1.2 кг), во-вторых дешевыми — в основном не дороже 200-300 долларов, и в-третьих долгоживущими — 6 часов при смешанной нагрузке достигались легко, что было редкостью в 2010ом. В итоге такие устройства массово раскупали студенты и школьники, ибо это был идеальный вариант печатной машинки с возможностью выхода в интернет.

Intel Atom Saltwell

Время шло, уже стали появляться процессоры на 32 нм техпроцессе, и Intel разумеется решила обновить линейку Atom. Самая основная проблема была не сколько в слабой видеокарте, где поддежка DX 9 была прикручена на скорую руку, а в процессоре, который категорически отказывался нормально тянуть новую Windows 8, да и отсутствие возможности просмотра хотя бы 720р в 2012 году уже выглядело нелепо.

Поэтому Intel подтянулись и выпустили линейку Atom Z2xxx — чаще всего в планшеты и нетбуки на Windows ставился Z2760, его и рассмотрим. Это двухядерный четырехпоточный процессор с частотой около 1.8 Ггц, построенный по 32 нм техпроцессу, с все той же графикой от PowerVR (правда несколько доработанной), 1 Мб L2 и поддержкой до 2 Гб LPDDR2 памяти. По процессорной производительности это был уже совсем другой уровень — в 3Dmark 06 он набирал уже 1000 очков, а видеокарта — порядка 350. Заодно был снижен теплопакет всего до 2 ватт, то есть процессор отлично охлаждался пассивно. Его производительности уже хватало для достаточно быстрой работы системы, а несколько доработанная графика (они теперь имела 6 вычислительных блоков вместо 2 в первом поколении Atom) уже позволяла худо-бедно, но даже делать простейшую обработку фото в Photoshop. Ну и разумеется никаких проблем с воспроизведением 720р и даже некоторых форматов 1080р не было. Однако за два года, с 2010 до 2012, запросы пользователей выросли ощутимо, и Z2760, который умел нормально тянуть только 768р разрешение, несколько блекнул в сравнении с iPad 4, который наура тянул 2048х1536, так что Intel было куда расти.

Intel Atom Silvermont

В 2013 году Intel наконец-то полностью разобралась с 22 нм техпроцессом, выпустив до сих пор актуальный Haswell, и наконец-то обратила внимание на Atom: Z2760 работал, конечно, сносно, но не более того, и ему нужна была замена. И Intel выпустила третье поколение Atom на 22 нм техпроцессе, Bay Trail.

Надо сказать, Intel сделала просто отличные процессоры: во-первых они смогли «запихнуть» 4 ядра в теплопакет в 2-3 Вт, во-вторых процессоры научились работать с DDR3, и в-третьих теперь они комплектуются полноценной Intel HD Graphics поколения Ivy Bridge, так что теперь есть поддержка DX11, SSE 4 и прочих современных инструкций, что позволяло на такой графике в теории запускать практически любую современную игру. Итоговая производительность процессора в 3Dmark 06 была аж 1800 очков — уровень Intel Core i ULV 2ого поколения, что было просто отличным результатом — Windows запускалась и работала быстро, и при наличии 4 Гб ОЗУ не было никаких проблем с многозадачностью. Планшеты на таком железе без труда переваривали не только 1080р, но и 1440р видео. Результат видеокарты был не хуже — 1900 очков: да, полноценная HD 4000 набирает в 3Dmark 06 около 4000 очков, но там 16 вычислительных блоков с частотой около 1000 МГц, а тут всего 4, с частотой около 600 МГц. Тем не менее, на такой графике сносно шла Civilization 5 — в сравнении с мобильной урезанной Цивилизацией это был прорыв. Это же касается и других игр — аналогов того же Dirt 3 под мобильные ОС до сих пор нет, а ведь она на минимальных настройках бодро бегала на этих Atom.

Intel Atom Cherry Trail

После выпуска третьего поколения Intel расслабились, и это понятно — Bay Trail отлично справлялся с планшетными задачами, запас на будущее был. Единственное, что было не очень хорошо, так это графика — процессор мог вытянуть и более мощное решение. И в итоге только на графике Intel и сконцентрировались, выпустив в 2015 году процессоры линейки Z8xxx (логично было бы назвать их Z4xxx, но у Intel своя логика).

Возьмем, пожалуй, самого популярного представителя новой линейки — Z8300. Этот процессор построен на 14 нм техпроцессе, имеет все те же 4 ядра с частотами около 2 ГГц, однако сильно лучшую видеокарту — теперь она, во-первых, базируется на интегрированной графике нового на тот момент поколения Broadwell, а во-вторых имеет или 12 (как в этом процессоре), или 16 (как в Z8700) вычислительных блоков с частотой около 500 МГц. Казалось бы — прирост графики должен быть 3-4 кратный, однако на деле все уперлось в теплопакет: если Bay Trail 2-3 Вт в принципе хватало, то тут для полноценной работы графики требовалось минимум в 2-3 раза больше. Поэтому в итоге видеокарта стала лишь на 30-50% мощнее, процессор же вообще остался на том же уровне. Так что особого смысла менять планшеты с Z3740 на Z8300 нет — система будет работать так же, программы будет запускаться то же самое время. Единственный прирост наблюдается в играх, но в общем-то если игра не шла на Bay Trail, то и на Cherry она скорее всего будет неиграбельной.

Дальнейшее развитие линейки Intel Atom

На данный момент линейка Intel Atom, как и Core i, является полностью отлаженной, и Intel будет ее обновлять в стиле «+5-10% за поколение» — и, в принципе, большего и не требуется: никто не рассматривает планшеты с Atom как высокопроизводительные устройства, а со своими прямыми обязанностями они справляются неплохо. Для тех, кому нужно не только сидеть в интернете и смотреть фильмы, есть линейка Core M, которая в полтора раза мощнее по процессору и в 3-4 по графике. Ну а тем, кому нужен портативный hi-end, имеет смысла смотреть на линейку процессоров Core i ULV, возможностей которых хватает для большинства пользовательских задач.

Изначально серия Atom включает в себя два семейства: серию Z (кодовое имя Silverthorne) для планшетов и некоторых неттопов и серию N (кодовое имя Diamondville) для более традиционных нетбуков и неттопов. Оба семейства производятся по 45-нм техпроцессу и включают в себя поддержку MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, Intel 64, XD-Bit и IVT. Производительные модели также поддерживают Hyper-Threading.

Производительность самых быстрых процессоров Intel Atom лучше, чем у Celeron. Например, Atom 1,6 ГГц вполне сравнима с Pentium M 1,2 ГГц.

Современные процессоры Intel Atom

Saltwell (32 нм), 2012-2013 год

Модель	Кэш	Тактовая частота, ГГц	Ядра/потоки
Intel Atom Z2420	512 Кб	1,2	1/2

Penwell (32 нм), 2013-2014 год

Cloverview (32 нм), 2013 год

Cedarview (32 нм), 2011-1012 год

Модель	Кэш	Тактовая частота, ГГц	Ядра/потоки
Intel Atom D2700	1 Мб	2,13	2/4
Intel Atom D2560	1 Мб	2,0	2/4
Intel Atom D2550	1 Мб	1,86	2/4

Cedarview-M (32 нм), 2011 год

Поддерживается до 2 Гб оперативной памяти DDR3-800.

Модель	Кэш	Тактовая частота, ГГц	Ядра/потоки
Intel Atom N2850	1 Мб	2,0	2/4
Intel Atom N2800	1 Мб	1,86	2/4
Intel Atom N2650	1 Мб	1,73	2/4
Intel Atom N2600	1 Мб	1,6	2/4

Merrifield (22 нм), 2014 год

Модель	Кэш	Тактовая частота, ГГц	Ядра/потоки
Intel Atom Z3480	1 Мб	2,13	2/2
Intel Atom Z3460	1 Мб	1,6	2/2

Bay Trail-T (22 нм), 2014 год

Читайте также: