Intel atom что это
Обновлено: 07.07.2024
Процессоры Intel Atom предназначены для применения в нетбуках, неттопах, коммуникаторах и других портативных устройствах, для которых важно малое потребление энергии. Для процессоров Atom был разработан специальный чипсет Intel NM10 и SCH, состоящий из одной микросхемы и выполняющий функции как «северного», так и «южного» мостов.
Содержание
История
До анонса этого процессора ходили слухи, что Silverthorne разрабатывается как ответ Intel на микропроцессор AMD Geode, используемый в проекте OLPC (One Laptop Per Child), а также для других целей, где требуется недорогой микропроцессор с архитектурой x86 и низким энергопотреблением.
Архитектура
Intel Atom является CISC-процессором с архитектурой x86. Существует мнение, что имея два виртуальных ядра, CISC-архитектура меньше подходит для реализации процессоров мобильных устройств, нежели RISC (например, процессоры ARM, основанные на архитектуре RISC, широко применяются в современных мобильных устройствах). [3]
Intel Atom может исполнять до двух инструкций за такт (за счет использования u и v конвейеров). Распространено мнение, что производительность одноядерного процессора Atom составляет примерно половину от эквивалентного Pentium M. Например, 1,6-ГГц Atom, применяемый во многих современных нетбуках (Asus Eee PC и др.), обеспечивает производительность 3300 MIPS и 2,1 GFLOPS в стандартных тестах [4] против 7400 MIPS и 3,9 GFLOPS у Pentium M 740 (1,73 ГГц) [5] .
Процессоры Atom
Нумерация процессоров Intel® Atom™ состоит из трехразрядной числовой последовательности. Процессоры для Netbook-ов имеют алфавитную приставку N, алфавитная приставка Z указывает, что это процессор для Мобильных Интернет Устройств (MIDs).
| Процессоры Intel Atom | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Серия | Процессоры серии | техпроцесс, нм | Ядер | Встроенная графика | FSB, МГц | Частота ядра, ГГц | Кеш L2, Кб | Разрядность, бит | TDP (max), Вт |
| Мобильное интернет-устройство (MID) / Ультрамобильный ПК | |||||||||
| Z5xx | Z500, Z510P, Z510PT, Z515, Z520, Z520PT, Z530, Z530P, Z540, Z550, Z560 | 45 | 1 | Нет | 400…533 | 0,800…2,13 | 512 | 32 | 0,65…2,5 |
| Z6xx (Lincroft) | Z625, Z670 | 45 | 1 | GMA 600 | 400…533 | 1,50 | 512 | 32 | 1…2,2 |
| Нетбук / Неттоп | |||||||||
| N5xx | N550, N570 | 45 | 2 | GMA 3150 | 667 | 1,5…1,66 | 1024 | 64 | 8,5 |
| D5xx | D510, D525 | 45 | 2 | GMA 3150 | 667 | 1,66…1,80 | 1024 | 64 | 13 |
| N4xx | N435, N450, N455, N470, N475 | 45 | 1 | GMA 3150 | 667 | 1,33…1,83 | 512 | 64 | 5,5-6,5 |
| D4xx | D410, D425 | 45 | 1 | GMA 3150 | 667 | 1,66…1,80 | 512 | 64 | 10 |
| 3xx | 330 | 45 | 2 | Нет | 533 | 1,60 | 1024 | 64 | 8 |
| N2xx | N270, N280 | 45 | 1 | GMA 950 | 533…667 | 1,60…1,66 | 512 | 32 | 2,5 |
| 2xx | 230 | 45 | 1 | Нет | 533 | 1,60 | 512 | 64 | 4 |
| E6xx | E620, E620T, E640, E640T, E660, E660T, E680, E680T | 45 | 1 | GMA 600 | 2500 | 0,6…1,6 | 512 | 32 | 3,3…4,5 |
| N2xxx | N2600, N2800 | 32 | 2 | GMA 3600/3650 | 533 | 1,60…1,87 | 1024 | 64 | 3,5…6,5 |
| D2xxx | D2500, D2550, D2700 | 32 | 2 | GMA 3600/3650 | DMI | 1,87…2,13 | 1024 | 64 | 10 |
См. также
Примечания
Ссылки
x86-32: EP80579 • Intel CE • Atom • x86-64: Atom (некоторые) • Celeron • Pentium Dual-Core • Core (2 (Solo • Duo • Quad • Extreme) • i3 • i5 • i7) • Xeon • Другие: Itanium 2/Itanium 9300
Разъём процессора • Типы корпусов • Кодовые имена • Чипсеты • Будущие процессоры • По маркам: Atom • Celeron • Pentium (II • III • M • 4 • D и EE • Dual-Core и последующие) • Core (2 • i3 • i5 • i7) • Xeon • Itanium
0,90 мкм: P5 • 0,60 мкм: P54C • 0,35 мкм: P54CS • P55C • 0,25 мкм: Tillamook
0,50 мкм: P6 • 0,35 мкм: Klamath • 0,25 мкм: Mendocino • Dixon • Tonga • Covington • Deschutes • Katmai • Drake • Tanner • 180 нм: Coppermine • Coppermine T • Cascades • 130 нм: Tualatin • Banias • 90 нм: Dothan • Stealey • 65 нм: Tolapai • Yonah • Sossaman
180 нм: Willamette • Foster • 130 нм: Northwood • Gallatin • Prestonia • 90 нм: Tejas и Jayhawk • Prescott • Smithfield • Nocona • Irwindale • Cranford • Potomac • Paxville • 65 нм: Cedar Mill • Presler • Dempsey • Tulsa
65 нм: Merom-L • Merom • Conroe-L • Allendale • Conroe • Kentsfield • Woodcrest • Clovertown • Tigerton • 45 нм: Penryn • Penryn-QC • Wolfdale • Yorkfield • Wolfdale-DP • Harpertown • Dunnington
45 нм: Silverthorne • Diamondville • Pineview • Lincroft
45 нм: Clarksfield • Lynnfield • Jasper Forest • Bloomfield • Gainestown (Nehalem-EP) • Beckton (Nehalem-EX) • 32 нм (Westmere): Arrandale • Clarkdale • Gulftown (Westmere-EP)
Larrabee • Haswell • Broadwell • Rockwell • Atom (Saltwell • Silvermont • Airmont)
Много воды утекло, каждый следующий ЦП (кроме серверных) выпускался как в обычном, так и в мобильном (иногда ещё и во встроенном) варианте, но все манипуляции в основном заключались в добавлении к ядру энергосберегающих режимов и отборе чипов, способных работать на пониженном напряжении при пониженных частотах. Между тем, конкуренция со стороны архитектур, разработанных специально для мобильных устройств, усилилась: 1990-е принесли появление PDA (начиная с Apple Newton MessagePad), а 2000-е дали коммуникаторы, интернет-планшеты (полузабытая аббревиатура MID) и ультрамобильные ПК (UMPC). В довесок ко всему оказалось, что основные задачи для пользователя таких устройств имеют небольшие вычислительные потребности, так что почти любой ЦП, выпущенный после 2000 г., уже обладал нужной мощностью для мобильного применения, кроме, разве что, современных игр (для которых как раз тогда появились мобильные консоли с 3D-графикой).
Назрела необходимость сделать специальную архитектуру для компактного мобильного устройства, где главное — не скорость, а энергоэффективность. В Intel такую задачу взяло на себя израильское отделение компании, создавшее до этого весьма удачное семейство мобильных процессоров Pentium M (ядра Banias и Dothan). В этих ЦП энергосберегающие принципы были поставлены во главу угла с самого начала разработки, так что динамическое отключение блоков в зависимости от их загрузки и плавное изменение напряжения и частоты стало залогом экономности серии. Особенно ярко Pentium M смотрелись на фоне выпускаемых тогда же Pentium 4, которые в сравнении с ними казались раскалёнными сковородками. Причём, работая на одной частоте, Pentium M выигрывали у «четвёрок» по производительности, что вообще впервые случилось в практике процессоростроения — обычно мобильный компьютер расплачивается за свою компактность всеми остальными характеристиками. Впрочем, и сами-то Pentium 4 были, скажем так, не очень хороши в роли универсального ЦП…
Успех платформы показал, что такая высокая скорость нужна не всем, а вот сэкономить ещё энергии было бы неплохо. На тот момент (середина 2007 г.) Intel выпустила «папу» наших сегодняшних героев — процессоры A100 и A110 (ядро Stealey). Это 1-ядерные 90-нанометровые Pentium M с четвертью кэша L2 (всего 512 КБ), сильно заниженными частотами (600 и 800 МГц) и потреблением 0,4–3 Вт. Для сравнения — стандартные Dothan при частотах 1400–2266 МГц имеют энергорасход 7,5–21 Вт, низковольтные (подсерия LV) — 1400–1600 МГц и 7,5–10 Вт, а впервые введённые ультранизковольтные (ULV) — 1000–1300 МГц и 3–5 Вт. Резонно полагая, что современный компьютер большую часть времени проводит в ожидании очередного нажатия клавиши или сдвига мыши ещё на один пиксель, главным отличием A100/A110 от подсерии ULV Intel сделала умение очень глубоко засыпать, когда считать не надо совсем, благодаря чему потребление при простое падает на порядок. А сильно сокращённый кэш (большой L2 на таких частотах не очень-то и нужен) помог уменьшить размер кристалла, что сделало его дешевле. Размер корпуса процессора уменьшился впятеро, а суммарная площадь ЦП и чипсета — втрое. Как мы увидим далее, такие приёмы были использованы и в серии Atom.
Несмотря на в принципе верное целеполагание, A100/A110 остались мало востребованы рынком. То ли 600–800 МГц оказалось всё же маловато даже для простенького интернет-планшета, то ли всего два чипа (что даже модельным рядом назвать трудно) с самого начала были экспериментальным продуктом для обкатки технологии, то ли процессор просто не раскрутили маркетологи, зная, что ему на смену идёт кое-что куда более продвинутое… Менее чем через полгода после выпуска A100/A110 26 октября 2007 г. Intel объявила о близком выпуске новых мобильных ЦП с кодовыми именами Silverthorne и Diamondville и ядром Bonnell — будущих Атомов. Кстати, название Bonnell произошло от имени холмика высотой 240 м в окрестностях г. Остин (штат Техас), где в местном центре разработки Intel располагалась малочисленная группа разработчиков Атома. «Как вы яхту назовёте, так она и поплывёт.» ©Капитан Врунгель
В 2004 г. эта группа, после отмены ведомого ею проекта Tejas (наследника Pentium 4), получила прямо противоположное задание — проект Snocone по разработке крайне малопотребляющего x86-ядра, десятки которых объединит в себе суперпроизводительный чип с потреблением 100–150 Вт (будущий Larrabee, недавно переведённый в статус «демонстрационного прототипа»). В группе оказалось несколько микроэлектронных архитекторов из других компаний, включая и «заклятого друга» AMD, а её глава Belli Kuttanna работал в Sun и Motorola. Инженеры быстро обнаружили, что различные варианты имеющихся архитектур не подходят их нуждам, а пока думали дальше, в конце года CEO Intel Пол Отеллини сообщил им, что этот же ЦП также будет и 1-2-ядерным для мобильных устройств. Тогда было тяжело предположить, как именно и с какими требованиями такой процессор будет применяться через отведённые на разработку 3 года — руководство с большой долей риска указало на наладонники и 0,5 Вт мощности. История показала, что почти всё было предсказано верно.
Устройство CE4100
Теория Атома
Для начала рассмотрим основные характеристики процессора с точки зрения потребителя. Их три: скорость, энергоэффективность, цена. (Правда, энергоэффективность — не очень-то «потребительская» характеристика, но, тем не менее, именно по ней проще всего судить о некоторых важных параметрах конечного устройства.) Далее вспомним, что у идеальной КМОП-микросхемы (по этой технологии изготавливаются все современные цифровые чипы) потребление энергии пропорционально частоте и квадрату напряжения питания, а пиковая частота линейно зависит от напряжения. В результате, уполовинив частоту, мы можем уполовинить напряжение, что в теории уменьшит потребление энергии в 8 раз (на практике — в 4–5 раз). Таким образом, мобильный процессор должен быть низкочастотным и низковольтным. Как же тогда он окажется быстрым? Для этого надо, чтобы за каждый такт он выполнял как можно больше команд, что чаще всего означает увеличение числа конвейеров (степени суперскалярности) и/или числа ядер. Но это ведёт к резкому росту транзисторного бюджета, что увеличивает площадь чипа, а значит и его стоимость.
Добавим также, что так называемый «буфер переупорядочивания» и «резервационные станции» — довольно ресурсоёмкие блоки, которым приходится решать сложную задачу определения свободных ресурсов и взаимозависимостей в претендующих на исполнение командах. Единственный способ сделать это за 1 такт — разменять вычислительную сложность на избыточность. Для 3–4-путных конвейеров это делается с помощью сотен и тысяч компараторов, срабатывающих каждый такт и проверяющих все возможные комбинации запуска мопов. Что, разумеется, требует немалой площади и изрядного количества энергии. Гиперпоточность же требует лишь дополнительных буферов для хранения второго состояния конвейера (для «другого» потока), дубликата регистрового файла и относительно несложной логики, согласующей и переключающей потоки, а остальные ресурсы — общие.
Ядро Атома
Конвейер Атома
| Стадия | IF1 | IF2 | IF3 | ID1 | ID2 | ID3 | SC | IS | IRF | AG | DC1 | DC2 | EX1 | FT1 | FT2 | IWB/DC |
| Группа | Выборка из L1I (Instruction fetch) | Декодирование (Decode) | Планировка (Schedule) | Чтение регистрового файла (RF read) | Генерация адреса, доступ к L1D (Address generation, Data cache) | Исполнение (Execution) | Обработка исключений и гиперпоточности (Except/MT handle) | Отставка, запись результатов (Writeback, Data Commit) | ||||||||
Для ускорения замеров длин с L1I связан буфер тегов предекодирования, где хранится разметка границ команд. Такое решение оправдано для экономии энергии при исполнении уже встретившегося кода и похоже на используемое в ядрах AMD K7–K10, где работа ILD происходит при считывании из L2 в L1I — правда, там эта схема предназначена для ускорения основного декодирования. А вот в Атоме биты разметки определяются и отправляются в буфер лишь при первом исполнении закэшированного кода, что происходит со скоростью 3 такта/байт (у AMD — 4 байта/такт). Причина такой нерасторопности — очень простой последовательный длиномер. При этом стадию ILD все команды проходят всегда, просто ранее встретившиеся, считав готовую разметку, проходят её «навылет», не напрягая транзисторы — и снова экономия приводит к удлинению конвейера.
Выход декодера подключен к 32-моповой очереди, которая статически делится надвое при включенной HT. Весь front-end («голова конвейера» от предсказателя до очереди мопов) может работать в отрыве от back-end (исполнительного «хвоста») в случае задержек данных или исполнении долгой команды, наполняя очередь мопами про запас.
Сила Атома
Из этого разгромного по сути списка запрещающих условий становится понятно, что суперскалярность у Атома не то чтобы номинальная, а даже «вычурно кривая». Вряд ли микроархитектурщики Intel резко поглупели, но погоня за крайней простотой и энергоэффективностью довела архитектуру до абсурда, когда один из двух конвейеров будет часто простаивать из-за слишком строгих правил спаривания. Некоторым облегчением является то, что запуск команд с разной длительностью исполнения не приводит к штрафам. Аналогично — обработка данных не своего типа (для векторных команд). Например, можно использовать команду MOVAPS для целых чисел.
Самым частым камнем преткновения для архитектур с упорядоченным исполнением является кэш-промах, на обслуживание которого может потребоваться 10–200 тактов. При промахе такой ЦП просто ждёт (в лучшем случае — приостановив тактирование для экономии), а архитектура с OoO — исполняет команды, накопленные в буфере перетасовки и независящие по данным от результата проблемной команды. Ситуация настолько частая, что совсем не иметь никакого механизма перетасовки показалось инженерам Intel неоправданным — и они придумали добавку под названием Safe Instruction Recognition (безопасное распознавание команд). Она всё же даёт процессору некоторую вольность в обращении с командами, позволяя исполнять их вне очереди, и по сути является OoO-механизмом, работающим в масштабе лишь двух команд, одна из которых должна быть вещественной, а вторая — целой. Если они друг другу не мешают, то первой может запуститься целочисленная команда, имеющая меньшую задержку (если только обе команды и так не планируются на спаривание).
За последний год во вселенной процессоров Intel Atom произошел ряд буквально галактических катаклизмов, как разрушительного, так и созидательного порядка. В их результате она была, можно сказать, полностью перестроена. В этом посте мы вспомним историю Intel Atom, поговорим о последних событиях, с ними связанными, а в заключении познакомимся с новыми моделями из этого семейства, похожими скорее на Intel Xeon.
Intel Atom были задуманы компанией Intel как бюджетное решение с минимальным энергопотреблением для различного рода мобильных устройств. Первый Atom появился в 2008 году, он был выполнен по технологии 45 нм, со временем техпроцесс сократился до 14 нм. Успех процессоров Atom сильно отличался в зависимости от области их применения. Так, некоторая их часть определенно появилась в нужное время и получила широкое распространение в новомодных тогда «нетбуках» («ноутбуках для работы в сети»). Работали такие нетбуки по сравнению с ноутбуками на процессорах Core небыстро, зато были дешевы, компактны, не имели кулера (и сопутствующих ему проблем), и хорошо продавались. Вспомним хотя бы суперпопулярный ASUS Eee PC 901, и отметим, что нетбуки выпускали такие солидные производители как HP, Lenovo, Dell и Sony.
ASUS Eee PC 901
Гораздо менее успешно сложилась судьба Intel Atom как x86-конкурента ARM-процессоров для смартфонов и планшетов. Хотя и тут есть очень заметный результат — выход в 2015 году Microsoft Surface 3 с процессором Intel Atom x7-Z8700.
К 2013 году было анонсировано около десятка моделей смартфонов на Atom, часть из которых так и не вышла в серию. В нашей стране продавался брендированный Мегафоном смартфон Orange San Diego под маркой Mint.
Мегафон Mint
Intel активно продвигала платформу Android x86 среди разработчиков: создавала средства разработки, публиковала обучающие материалы, проводила мероприятия. Более того, был создан уникальный бинарный транслятор, работавший на всех мобильных устройствах c Android на базе Atom, и на лету переводивший ARM код в x86 инструкции почти без потери производительности.
Однако, как уже было сказано выше, устройств на основе Atom было выпущено немного (по сравнению с количеством ARM-устройств на рынке), что приводило к порочному кругу — независимые разработчики не спешили выпускать новые эксклюзивные x86 приложения для данных малочисленных устройств, а производители устройств, в свою очередь, не спешили выпускать новые модели из за отсутствия уникальных приложений. Кроме того, не сработало теоретическое конкуретное преимущество Atom — возможность запуска десктопных приложений на мобильных устройствах одной архитектуры. Во-первых, портировать приложения все равно приходилось просто из за несовпадения настольных и мобильных ОС (Windows или MacOS -> Android) и форм-факторов, причем, обычно это оказывалось даже труднее, чем возможный переход от x86 к ARM; а во-вторых, за время безраздельного господства ARM на мобильном рынке, все компании, желавшие создать мобильные версии своих настольных продуктов, уже сделали это для ARM-устройств, так что появление x86 только добавило им хлопот — необходимость создавать и поддерживать версии приложения для разных CPU.
Как бы то ни было, при глобальной реорганизации 2016 года направление Atom для мобильных устройств было срублено под корень.
Однако труд создателей процессоров даром не пропал. В Intel появилось новое направление, которое постепенно стало одним из ключевых: «интернет вещей». Именно совокупность компонентов «интернета вещей» является оптимальным потребителем процессоров семейства Atom с их низким энергопотреблением и широким диапазоном характеристик. Так мы незаметно приблизились к нашему времени.
К настоящему моменту Intel выпустил огромное количество моделей Intel Atom, однако актуальных из них не так и много. Это прежде всего свежеанонсированная серия Е3900 (ее сравнительную таблицу вы видите выше). Серия призвана закрыть потребность в высокопроизводительных хабах «интернета вещей» (запросы поскромнее призваны удовлетворять платформы Intel Galileo, Edison и Curie).
Однако это еще не предел «прокачки» Атома. Тут мы подходим к новому анонсу. На смену «серверной» линейки Atom C2000 образца далекого 2013 года приходит серия С3000, которая призвана поднять производительность Intel Atom на новую высоту. Флагманом серии станет 16-ядерная модель — столько ядер в Atom еще не было никогда. При этом все «фирменные» особенности — энергоэффективность и доступная для серверных моделей цена — остаются неизменными. Пока что доступна информация об одном из младших моделей серии — процессоре C3338. Анонсы остальных ждем во втором полугодии 2017 года.
Дисклеймер: данный автор не считает себя убежденным профессионалом и является профаном во многих темах. Не стоит слепо прислушиваться к мнению автора! Все, что будет здесь рассказано, основано на отобранной информации и личном опыте
Категорически приветствую!
Сегмент мобильных устройств сегодня уже заполонил всю Планету и их влияние на индустрию просто колоссален. Никто не станет равнодушен к такому лакомому кусочку, даже такой гигант, как Intel .
Знакомьтесь — Intel Atom
Первые устройства на базе процессоров Atom появились в 2008 году. Весьма низкое TDP (до 10W), позволяет использовать процессор в устройствах мобильного сегмента: планшеты, интернет-устройства, неттопы и нетбуки, а также сверхбюджетные модели ноутбуков. Собственно, для этого он и предназначен.
Коротко о топологии и энергоэффективности процессора
В первую очередь, процессоры разрабатывались как сверхэкономичные компоненты системы, поэтому архитектура первого поколения значительно отличалась от десктопных сородичей (создавалась с нуля): одноканальный контроллер памяти, отсутствие L3-кэша и замедленный L2-кэш, отсутствие интегрированного северного моста и ограниченное число инструкций. Таким образом, число транзисторов всего процессора достигало 47 млн (для сравнения, число транзисторов только одного ядра процессора Core 2 составляло около 50 млн ). Это был очень маленький процессор, размером с рисинку (26 мм²).
О производительности процессоров Atom первого поколения много говорить не приходится — она была удручающая . Даже для офисных задач и выхода в интернет производительности такого процессора бывает просто недостаточно.
Главным преимуществом Atom было очень низкое энергопотребление, но чипсеты портили картину — они потребляли достаточно много, чтобы полностью нивелировать преимущества в энергопотреблении.
Для тех, кто желает изучить во всех подробностях архитектуру Atom, может посетить данную статью (разделена на три главы):
Первая глава
Вторая глава
Третья глава
Эволюция архитектуры и попытка ворваться на рынок смартфонов
Intel однако продолжили разработку и внесли множество архитектурных улучшений для процессоров Atom. Внедрение северного моста, чипсета и переход всех основных функций в единый кристалл ( System-on-a-Chip ), добавление более современных инструкций и обновленное графическое ядро — эти улучшения значительно повысили производительность процессоров, задачи стали выполняться намного комфортабельнее, благодаря чему такие мобильные устройства, как нетбуки, обрели популярность.
Вскоре производитель намеревался захватить рынок смартфонов и даже заключил с Google договор об оптимизации ОС Android с х86-архитектурой, а спустя время, были выпущены смартфоны на базе процессоров Atom. Как оказалось спустя время, рынок смартфонов будет полностью аннексированным ARM-процессорами :
1. На это повлияли, прежде всего, оптимизации приложений. Все существующие мобильные приложения на то время полностью работали под ARM-кодом. Портировать приложения для x86 было весьма проблематично, а оптимизировать одно приложение для двух архитектур было довольно затратно. И это не говоря о том, что на рынке вряд ли бы сосуществовали две совершенно разные архитектуры. Но это сугубо мое мнение.
2. Политика Intel в продажах процессоров — условия к приобретению были очень жесткими и невыгодными для многих производителей смартфонов. В то же время, такие производители ARM-процессоров как Mediatek и Qualcomm предлагали более щадящие условия и более выгодную стоимость поставок процессоров. Поэтому выбор процессоров у производителей смартфонов был очень очевидным.
Новая жизнь Атомов
Полное исчезновение нетбуков и полное вытеснение с рынка смартфонов, чуть не отправило процессоры Atom в историю, однако Intel нашли выход из ситуации. Сегодня процессоры, в большинстве своем, используются в устройствах, выполняющие коммуникационные задачи и для интернета вещей , а также в некоторых планшетах (с х86-системой).
Сегодня модельный ряд Атомов достаточно широк: от двухъядерных потребительских, до многоядерных серверных. Современный флагман (серии Atom C3000) обладает сразу 16-ю ядрами , при этом TDP достигает всего лишь 32 Ватта , что для таких процессоров это очень приемлемо.
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.
Читайте также: