Евгений Рудометов 
 

Часть 3 
  

В заключение необходимо подчеркнуть, что полученные результаты, как и предполагалось, демонстрируют значительную зависимость параметров подсистем от используемых в них модулей. Производительность действительно увеличивается при использовании более совершенных модулей SO-DIMM и M.2 SSD.

При этом особенно удивительно, что вариант с менее скоростными, но более емкими модулями оперативной памяти, оказался производительнее по сравнению со штатным вариантом. Действительно, замена в подсистеме ОЗУ мини-ПК NUC10i5FNKPA2 штатных модулей SO-DIMM DDR4-2400 от Kingston (Kingston KVR26S19S6/4) на альтернативный вариант в лице SO-DIMM DDR4-2400 от Micron (Crucial CT16G4SFD824A) привела к ускорению операций чтения примерно на 12%, операций записи — на 8%.

Замена же штатного накопителя M.2 SSD от Kingston на более скоростную и более емкую модель M.2 SSD от Intel показала еще более впечатляющие результаты ускорения. Действительно, последовательное чтение — рост в 3,2 раза, последовательная запись — рост в 1,8 раза, а для случайных операций увеличение оказалось еще более значительным — более чем двукратное. Все это особенно важно для задач, которым требуется оперативный доступ к внутреннему накопителю для быстрого чтения и записи данных.

Остается добавить, что полученные оценки демонстрируют результаты модернизации готовой системы Intel NUC 10. Однако все это ни в коей мере не умаляют достоинств готовых решений с установленными производителем аппаратно-программными компонентами, обеспечивающими работу «сразу из коробки». Окончательный выбор же между полностью готовым к работе мини-ПК и соответствующим набором, требующим доукомплектования недостающими компонентами, остается за потенциальным пользователем.

Итак, если «крестовая» отвертка, внутренние разъемы, компьютерные компоненты, а также перспектива самостоятельной установки 64-разрядной операционной системы Microsoft Windows 10 в вариантах Home или Pro или же более современных версий в лице Microsoft Windows 11 не пугают, то свой взгляд можно и даже, пожалуй, целесообразно остановить на одной из моделей Kit. Это позволит сразу скомпоновать оптимальную для планируемых задач систему, установив соответствующие модули оперативной и энергонезависимой памяти. При этом на сайте Intel нетрудно найти перечень верифицированных моделей всех недостающих компонентов, сознавая, впрочем, что указанными вариантами список совместимых элементов не исчерпывается. И конечно, на сайте производителя есть еще и документы с описанием моделей и подробные пошаговые инструкции всех необходимых операций сборки, настройки и модернизации Intel NUC 10 силами профессионалов и опытных компьютерных энтузиастов. Ну а для других пользователей, которые не хотят или не могут самостоятельно заниматься компьютерным конструированием, есть полностью готовые к использованию модели Mini PC. При этом независимо от сделанного выбора следует помнить, что у пользователей всегда имеется возможность поменять модули оперативной памяти, накопители, а также варианты операционных систем, независимо от выбранных моделей Kit или Mini PC, выполненных как в конструктиве Slim, так и Tall.

>>    Часть 1 
      

Сокращенные версии статьи: 

• Стоит ли апгрейдить Intel NUC 10? 
• Стоит ли апгрейдить Intel NUC 10? / IT-Expert. 2022, №4, с.38-43 
• Модернизация Intel NUC. / Вы и ваш компьютер. 2021, №4, с.12-16

Дополнительные материалы: 

• Экспресс-тест Intel NUC10 Performance Mini PC 
• Архитектура мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA 
• Производительность Intel NUC10i5FNKPA 
• 32GB vs 8GB в Intel NUC10i5FNK 
• Intel NUC10i5FNK: Kit и Mini PC 
• Архитектура мини-ПК Intel NUC8i7INHJA 
• Экспресс-тест Intel SSDPEKKW020T8
• M.2 SSD Intel 760p 2TB 
• Модули Crucial CT16G4SFD824A в Intel NUC7i7BNHX1 

Евгений Рудометов 
 

Часть 2 
  

Как и предсказывалось, не менее интересные результаты были получены в процессе модернизации дисковой подсистемы Intel NUC 10. В исследовании использовались две конфигурации дисковой подсистемы: 256 Гбайт и 2048 Гбайт. При этом в конфигурации данного компьютера были сохранены штатные модули ОЗУ в лице двух модулей Kingston KVR26S19S6/4 с общим объемом 8 Гбайт.

Первая конфигурация с информационным объемом дисковой подсистемы 256 Гбайт является штатной и представлена модулем M.2 Kingston SSD 256 GB (модель Kingston U-SNS8154P3/256GJ). Об этом накопителе из документов его производителя известно лишь то, что Kingston U-SNS8154P3/256GJ — это “M.2 2280 x2 256 GB SSD” c “PCIe Gen. 3 NVMe 1.2”. К сожалению, для пользователей подобных изделий нет очень важных показателей. К ним относятся, например, скоростные параметры, время наработки на отказ (MTBF) и данные об износоустойчивости (ресурс перезаписи данных, TBW). Не помешала бы пользователям и информация об энергопотреблении, примененном контроллере, особенностях кэширования информации и типе используемых микросхем флеш-памяти, влияющих на скорость обработки данных. Кстати, даже при наличии в архитектуре мини-ПК четырех линий PCIe подключение этого накопителя выполняется только через две линии PCIe. Это обстоятельство не позволяет надеяться на очень высокие значения скоростей чтения/записи, что, впрочем, подтверждается тестированием, результаты которого приведены ниже. Внешний вид этого накопителя (далее — SSD 256 GB) представлен на рис. 7.

Вторая конфигурация с информационным объемом дисковой подсистемы 2048 Гбайт представлена модулем M.2 Intel SSD 2048 GB — Intel SSD 760p Series 2.048 TB, в каталоге данное изделие обозначено как модель SSDPEKKW020T8. Как следует из технических документов, приведенных на сайте производителя этого накопителя, данный модуль SSD создан на основе микросхем 3D NAND, форм-фактор — M.2 2280, интерфейс — PCIe NVMe 3.1 x4. Подключение этого изделия в Intel NUC 10 осуществляется через четыре линии PCIe Gen. 3, что вместе с используемыми элементами и реализованными технологиями обеспечивает очень высокие скоростные характеристики накопителя. Действительно, объявлены производителем следующие скоростные параметры: последовательные чтение/запись — 3230/1625 Мбайт/с, случайные чтение/запись — 340000/275000 IOPS. Энергопотребление этого накопителя: активный режим — 70 мВт, режим простоя — 25 мВт. Параметры надежности: время наработки на отказ (MTBF) — 1,6 млн час, износоустойчивость (TBW) — 576 Тбайт. Внешний вид этого накопителя (далее — SSD 2048 GB) представлен на рис. 7 вместе со штатным модулем SSD 256 GB.

Рис. 7. Модули SSD 256 GB и 2048 GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Прежде, чем перейти к результатам исследования дисковой подсистемы с SSD 256 GB и SSD 2048 GB, необходимо еще раз напомнить, что архитектура и конструктив мини-ПК NUC10i5FNKPA2, а также родственного ему набора NUC10i5FNK2, предусматривают наличие только одного накопителя. Для полноценной работы компьютера, конечно, требуется еще и наличие операционной системы, установленной на этот накопитель.

В случае SSD 256 GB никаких аппаратно-программных проблем не возникает, так как этот накопитель является частью штатного комплекта NUC10i5FNKPA2. На этот накопитель операционная система уже установлена производителем данного устройства, что и обеспечивает потенциальному пользователю работу «из коробки». После добавления к операционной системе тестовых программ можно практически сразу переходить к исследованию возможностей компьютера.

А вот с SSD 2048 GB все несколько сложнее. На этот изначально «пустой» SSD до его  тестирования следует установить операционную систему и, конечно, тестовые программы. Вообще говоря, для опытного пользователя это не является сложной проблемой. Однако для корректного сравнения между собой обоих накопителей SSD целесообразно иметь на них одинаковое системное и прикладное программное обеспечение. Как вариант, формирование необходимого программного обеспечения на SSD 2048 GB можно осуществить через операцию клонирования SSD 256 GB.

Операцию клонирования можно выполнить разными способами. Самым простым и оптимальным является использование специального внешнего контейнера под M.2 SSD с внутренним интерфейсом PCIe x2/x4 и внешним интерфейсом USB 3. Однако в данном случае указанная операция была выполнена на мини-ПК NUC8i7INHJA. Эта модель, выпущенная в корпусе Tall, допускает установку двух накопителей: M.2 SSD и 2.5” HDD/SSD. При выполнение операции клонирования системным диском выступил встроенный 2,5” HDD. С помощью программы Acronis с накопителя SSD 256 GB, установленного вторым накопителем, информация копировалась на внешний диск, подключенный через порт USB. Потом вместо SSD 256 GB в систему устанавливался накопитель SSD 2048 GB, и с помощью Acronis информация копировалась на SSD 2048 GB.

В результате указанных действий на SSD 256 GB и SSD 2048 GB была обеспечена идентичность программного обеспечения, включая все настройки. Устанавливая по очереди указанные накопители (рис. 7) в NUC10i5FNKPA2, можно было осуществлять их тестирование.

Оценки емкостных параметров дисковой подсистемы, представленной системным логическим диском (диск C:) и созданной на основе штатного накопителя SSD 256 GB (рис. 7), были выполнены с помощью штатных средств Microsoft Windows 10 Home 64-bit. Результаты приведены на рис. 8.

Рис. 8. Емкостные параметры дисковой подсистемы с SSD 256 GB

Традиционно емкость накопителей их производители выражают в десятичных единицах. В них информационная емкость диска, доступная для системных и пользовательских программ, равна 255 009 484 800 байт. В более привычных для компьютерных специалистов двоичных единицах она составляет 237 Гбайт.

Оценивая данные показатели, необходимо отметить, полная емкость накопителя в действительности несколько больше. Дело в том, что небольшая часть информационного пространства, составляющая примерно 1,1 Гбайт (менее 0,5% от общей емкости), занята под системные нужды: 100 Мбайт — системный раздел, зарезервированный и используемый операционной системой, 1 Гбайт — раздел Recovery, необходимый для ее восстановления. Эта часть является скрытой и недоступной, например, для данных и инсталляции системных и прикладных программ. Для оценки всей информационной емкости накопителя SSD 256 GB необходимо к значениям, приведенным на рис. 8, прибавить размер скрытых разделов. Распределение информационного пространства SSD 256 GB представлено на рис. 9.

Рис. 9. Распределение информационного пространства SSD 256 GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Скоростные возможности дисковой подсистемы с SSD 256 GB были оценены с помощью соответствующих тестовых программ. Полученные результаты приведены на рис. 10 и рис. 11.

Рис. 10. Оценка скоростных параметров дисковой подсистемы с SSD 256 GB, выполненная CrystalDiskMark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 11. Оценка скоростных параметров дисковой подсистемы с SSD 256 GB, выполненная ATTO Disk Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Оценки емкостных параметров дисковой подсистемы с накопителем SSD 2048 GB (рис. 7), который в процессе тестирования сменил штатный накопитель SSD 256 GB, были выполнены также с помощью встроенных средств Microsoft Windows 10 Home 64-bit. Результаты этой оценки приведены на рис. 12.

Рис. 12. Емкостные параметры дисковой подсистемы с SSD 2048 GB

В десятичных единицах доступная емкость в этой конфигурации составляет 2 047 083 540 480 байт, а в двоичных — 1,86 Тбайт. Оценивая эти значения, необходимо отметить, что, как и в варианте с SSD 256 GB, здесь также небольшая часть информационного пространства накопителя является скрытой. Как и в предыдущем варианте, эту часть нельзя использовать для  системных и пользовательских приложений, решающих поставленные задачи. Однако доступная емкость этого варианта дисковой подсистемы является очень высокой. И, как и в случае с SSD 256 GB, для оценки информационных возможностей накопителя SSD 2048 GB необходимо к значениям, приведенным на рис. 12, прибавить размер скрытых разделов. Остается добавить, что модели двухтерабайтных накопителей обычно имеют существенно меньшие емкостные показатели и, как правило, не превышают 2 000 000 000 000 байт, здесь же явно больше объявленных 2048 000 000 байт.

Скоростные возможности дисковой подсистемы с SSD 2048 GB были оценены с помощью тех же тестовых программ, которые использовались с SSD 256 GB. При этом благодаря клонированию все настройки, включая параметры BIOS Setup, были теми же, что и в случае SSD 256 GB. Полученные результаты тестирования дисковой подсистемы с SSD 2048 GB приведены на рис. 13 и рис. 14.

Рис. 13. Оценка скоростных параметров дисковой подсистемы с SSD 2048 GB, выполненная CrystalDiskMark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 14. Оценка скоростных параметров дисковой подсистемы с SSD 2048 GB, выполненная ATTO Disk Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Оценивая результаты тестирования дисковой подсистемы в вариантах с накопителями SSD 256 GB и SSD 2048 GB, следует обратить внимание на то, что, как и в случае модулей оперативной памяти, замена штатных накопителей на альтернативные также существенно повысила скоростные параметры соответствующей подсистемы.

В следующей части  данной статьи — выводы.

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

Часть 1 
  

Итак, скоростные возможности подсистем указанных моделей Intel NUC 10 были оценены в процессе тестирования NUC10i5FNKPA2 (далее просто Intel NUC 10) с разными моделями модулей оперативной памяти SO-DIMM DDR4 и разными моделями накопителей энергонезависимой флеш-памяти форм-фактора M.2 SSD.

Основные компоненты, использованные в исследуемой системе:

• Процессор — Intel Core i5-10210U (литография 14 нм, микроархитектура Comet Lake, 4 физических ядра, работающих c 8 потоками, базовая частота — 1,6 ГГц, частота в режиме Turbo Boost — 4,2 ГГц, кэш — 6 Мбайт, TDP — 15 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC10i5FNB,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор Intel UHD Graphics,
• Оперативная память — 2×4 GB (Kingston SO-DIMM DDR4-2666) и 2×16 GB (Crucial SO-DIMM DDR4-2400),
• Дисковая подсистема — M.2 Kingston SSD 256 GB и M.2 Intel SSD 760p 2048 GB,
• Блок питания — внешний компактный блок HKA09019047-6U (AC-DC: input — 100-240 V / 50-60 Hz; output — 19 V, 4,74 А, 90 W max),
• Операционная система — ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit.

Как следует из приведенного описания тестовых вариантов, в исследовании подсистемы оперативной памяти использовались две конфигурации подсистемы оперативной памяти (ОЗУ): 8 Гбайт и 32 Гбайт. Тестирование осуществлялось с помощью предварительно установленных программных пакетов: AIDA64 Business, PassMark PerformanceTest.

Первая конфигурация с информационным объемом 8 Гбайт представлена двумя модулями SO-DIMM DDR4-2666 производства Kingston —  модели Kingston KVR26S19S6/4. Каждый модуль имеет объем 4 Гбайт. Основные параметры согласно опубликованным производителем техническим данным, доступным для пользователей: 512 M×64-bit (4 GB), DDR4-2666, CL19, 260-pin SO-DIMM, VDD=1.2 V Typical. Внешний вид данного модуля оперативной памяти (4 GB) представлен на рис. 2.

Вторая конфигурация с информационным объемом 32 Гбайт представлена двумя модулями SO-DIMM DDR4-2400 производства Micron — модели Crucial CT16G4SFD824A. Каждый модуль имеет объем 16 Гбайт. Основные параметры: PC4-19200, CL=17, Dual Ranked, x8 based, Unbuffered, NON-ECC, 2048 Meg×64, 260-pin SO-DIMM, 1.2 V. Внешний вид данного модуля оперативной памяти (16 GB) представлен на рис. 2 вместе с Kingston KVR26S19S6/4 (4 GB).

Рис. 2. Модули ОЗУ 4 GB и 16 GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

На рис. 3 приведены параметры модулей Kingston KVR26S19S6/4 и Crucial CT16G4SFD824A, определенные AIDA64 Business и используемые в подсистеме оперативной памяти Intel NUC 10.

Рис. 3. Характеристики модулей ОЗУ 4 GB и 16 GB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Далее представлены результаты тестирования подсистемы оперативной памяти обеих конфигураций при сохранении в системе штатного накопителя M.2 Kingston SSD 256 GB.

Результаты оценки скоростных параметров подсистемы ОЗУ для вариантов 2×4 GB и 2×16 GB, полученные с помощью тестов AIDA64 Cache & Memory Benchmark и AIDA64 GPGPU Benchmark, входящих в состав программного пакета AIDA64 Business, приведены на рис. 4 и рис. 5.

Рис. 4. Оценка подсистемы ОЗУ из 2×4 GB и 2×16 GB тестом AIDA64 Cache & Memory Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 5. Оценка подсистемы ОЗУ из 2×4 GB и 2×16 GB тестом AIDA64 GPGPU Benchmark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Результаты тестирования подсистемы оперативной памяти обеих выше указанных конфигураций, полученные с помощью теста Memory Mark пакета PassMark PerformanceTest (PassMark Software), приведены на рис. 6.

Рис. 6. Оценка производительности ОЗУ из 2×4 GB и 2×16 GB тестом Memory Mark
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Как следует из полученных результатов тестирования, замена штатных модулей на альтернативные существенно повысила производительность подсистемы оперативной памяти.

Результаты тестирования дисковой подсистемы  рассмотрены  в следующей части  данной статьи.

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Возможности основных подсистем мини-ПК Intel NUC10i5FNK были оценены в процессе тестирования. Его конфигурацию составляют следующие основные компоненты (рис. 3):

• Процессор — Intel Core i5-10210U (литография 14 нм, микроархитектура Comet Lake, 4 физических ядра, работающих c 8 потоками, базовая частота — 1,6 ГГц, частота в режиме Turbo Boost — 4,2 ГГц, кэш 6 Мбайт, TDP 15 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC10i5FNB,
• Графическая подсистема — Intel UHD Graphics,
• Оперативная память — 8GB DDR4-2666,
• Дисковая подсистема — M.2 SSD 256GB,
• Блок питания — внешний компактный блок HKA09019047-6U (AC-DC: input — 100-240V/50-60Hz; output — 19V, 4,74А, 90W max),
• Операционная система — ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit.

Рис. 3. Конфигурация мини-ПК NUC10i5FNK
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Основные характеристики процессора и видеоадаптера приведены на рис. 4 и рис. 5.

Рис. 4. Характеристики процессора мини-ПК NUC10i5FNK

Рис. 5. Характеристики видеоадаптера мини-ПК NUC10i5FNK
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

На рис. 6 приведена оценка производительности процессора мини-ПК Intel NUC10i5FNK, выполненная программой CPU-Z.

Рис. 6. Оценка производительности процессора мини-ПК NUC10i5FNK
            программой CPU-Z

В таблице 3 приведены результаты оценки с помощью тестов PassMark Software скоростных возможностей процессоров Intel Core i5-10210U в Intel NUC10i5FNKPA2, Intel Core i7-8565U в Intel NUC8i7INHJA2 и Intel Core i7-7567U в Intel NUC7i7BNHX1, а также видеосредств этих моделей NUC в лице Intel UHD Graphics (GT2), AMD Radeon 540X с 2GB DDR5, Intel Iris Plus 650. При анализе результатов необходимо учитывать, что численные оценки зависят от версии тестового пакета, версий ОС, драйверов, BIOS.

Tаблица 3.    Оценки производительности
процессоров и видеосредств мини-ПК NUC

На рис. 7 приведена оценка производительности подсистемы оперативной памяти мини-ПК Intel NUC10i5FNK, выполненная программой AIDA64.

Рис. 7. Оценка подсистемы оперативной памяти
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

За энергонезависимое хранение информации отвечает дисковая подсистема, представленная, как уже отмечалось выше, M.2 SSD 256GB.

Оценка емкостных параметров данной дисковой подсистемы, выполненная стандартными средствами ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit, представлена на рис. 8.

Рис. 8. Емкостные параметры дисковой подсистемы

Для оценки производительности дисковой подсистемы использовались программы CrystalDiskMark, ATTO Disk Benchmark, AS SSD Benchmark. Результаты их работы приведены на рис. 9 – рис. 11.

Рис. 9. Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 10. Оценка скоростных параметров, выполненная ATTO Disk Benchmark
              (кликнуть мышью для увеличения картинки) 

Рис. 11. Оценка скоростных параметров, выполненная AS SSD Benchmark
              (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В заключение необходимо отметить, что полученные результаты тестирования подтверждают сравнительно высокую производительность подсистем мини-ПК Intel NUC10i5FNK. С учетом проводных и беспроводных интерфейсов это обеспечивает возможность решения широкого круга задач. При этом возможности мини-ПК могут быть увеличены заменой штатных модулей оперативной и энергонезависимой памяти на модели, обладающие более высокими показателями информационного объема и лучшими скоростными параметрами. Но эта тема одной из следующих статей.
   

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Топология материнской платы NUC10i5FNB и элементы интерфейсов, расположенные на нижней ее стороне, представлены на рис. 6 и в таблице 2.

Рис. 6. Элементы нижней стороны материнской платы NUC10i5FNB

Таблица 2. Элементы нижней стороны материнской платы

Верхняя сторона материнской платы NUC10i5FNB — на рис. 7 и в таблице 3.

Рис. 7. Элементы верхней стороны материнской платы NUC8i7IHB

Таблица 3. Элементы верхней стороны материнской платы

Размеры материнской платы NUC10i5FNB приведены на рис. 8.

Рис. 8. Размеры материнской платы NUC10i5FNB

Внешний вид системного блока мини-ПК Intel NUC10i5FNK, приведен на рис. 9 и рис. 10, его технические параметры — в таблице 4.

Рис. 9. Фронтальная сторона мини-ПК Intel NUC10i5FNK
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 10. Обратная сторона мини-ПК Intel NUC10i5FNK
              (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Энергопитание мини-ПК осуществляется от внешнего блока питания (модель HKA09019047-6U):

• Входное напряжение — 100-240 В,
• Выходное напряжение — 19 В,
• Выходной ток — до 4,74 А.

Таблица 4. Технические характеристики Intel NUC10i5FNK

В следующей части  данной статьи рассмотрен ряд элементов мини-ПК.
  

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Возможности основных подсистем мини-ПК Intel NUC8i7INН были оценены в процессе тестирования. Его конфигурацию составляют следующие основные компоненты (рис. 3):

• Процессор — Intel Core i7-8565U (литография 14 нм, микроархитектура Whiskey Lake, 4 физических ядра, работающих c 8 потоками, базовая частота — 1,8 ГГц, частота в режиме Turbo Boost — 4,6 ГГц, кэш 8 Мбайт, TDP 15 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC8i7INB,
• Графическая подсистема — AMD Radeon 540X,
• Оперативная память — 8GB LPDDR3-2133 1.2V,
• Дисковая подсистема — 2.5″ HDD 1TB + M.2 Intel Optane Memory M10 16GB,
• Блок питания — внешний компактный блок PA-1900-32 (AC-DC: input — 100-240V/50-60Hz; output — 19V, 4,74А, 90W max),
• Операционная система — ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit.

Рис. 3. Конфигурация мини-ПК NUC8i7INH
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Основные характеристики процессора и видеоадаптера приведены на рис. 4 и рис. 5.

Рис. 4. Характеристики процессора мини-ПК NUC8i7INH

Рис. 5. Характеристики видеоадаптера мини-ПК NUC8i7INH
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

На рис. 6 приведена оценка производительности процессора мини-ПК Intel NUC8i7INН, выполненная программой CPU-Z. А в таблице 3 приведены результаты тестирования процессоров Intel Core i7-8565U и Intel Core i7-7567U, а также видеосредств (по тестам PassMark Software, численные оценки зависят от версии тестового пакета, версий ОС, драйверов, BIOS).

Рис. 6. Оценка производительности процессора мини-ПК NUC8i7INH
            программой CPU-Z

Tаблица 3.    Оценки производительности
процессоров и видеосредств мини-ПК NUC

На рис. 7 приведена оценка производительности подсистемы оперативной памяти мини-ПК Intel NUC8i7INН, выполненная программой AIDA64.

Рис. 7. Оценка подсистемы оперативной памяти
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

За энергонезависимое хранение информации отвечает дисковая подсистема, представленная, как уже отмечалось выше, 2,5-дюймовым HDD 1TB. Его возможности улучшены использованием модуля M.2 Intel Optane Memory M10 16GB, обеспечивающим кэширование операций чтения и записи.

Память Intel Optane является интеллектуальным адаптивным ускорителем системы для компьютеров с современными процессорами, начиная с Intel Core 7-го поколения. Использование в компьютерах такой памяти обеспечивает высокое быстродействие систем с накопителями большой емкости, представленных HDD, приближая их скоростные характеристики к накопителям SSD.

Оценка емкостных параметров данной дисковой подсистемы (2,5″ HDD 1TB + M.2 Intel Optane Memory M10 16GB), выполненная стандартными средствами ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit, представлена на рис. 8.

Рис. 8. Емкостные параметры дисковой подсистемы

Для оценки производительности дисковой подсистемы использовались программы CrystalDiskMark, ATTO Disk Benchmark, AS SSD Benchmark. Результаты их работы приведены на рис. 9 – рис. 11.

Рис. 9. Оценка скоростных параметров, выполненная CrystalDiskMark

Рис. 10. Оценка скоростных параметров, выполненная ATTO Disk Benchmark

Рис. 11. Оценка скоростных параметров, выполненная AS SSD Benchmark

Как следует из полученных результатов тестирования, модуль Intel Optane Memory M10 16GB значительно повысил скорости операций чтения/записи жесткого диска, как в последовательных, так и в случайных операциях. Особенно сильно это сказывается на часто используемых файлах, размещенных в конце дискового пространства HDD, где скорости последовательных операций падают практически всегда в два раза.

Необходимо отметить, что эффективная работа HDD в связке с подобными ускорителями основана на кэшировании в указанном модуле файлов, непрерывно отбираемых в автоматическом режиме соответствующими программными средствами, реализующими специальные алгоритмы. При этом доступное пространство для кэширования пропорционально емкости используемого модуля. Однако в системном и пользовательском ПО преобладают сравнительно небольшие файлы. Их размеры много меньше информационного пространства даже младшей модели, используемой в мини-ПК Intel NUC8i7INН. Именно это обстоятельство и объясняет высокую эффективность связки HDD и Intel Optane Memory в реальных условиях выполнения широкого спектра задач. При этом более емкие модули обеспечат еще более впечатляющие результаты, особенно в случае замены дисков более скоростными моделями. Все сказанное выше означает, что подобные средства ускорения действительно способны улучшать скоростные возможности системных накопителей, приближая их скоростные характеристики к аналогичным параметрам твердотельных накопителей.

В заключение необходимо отметить, что полученные результаты тестирования подтверждают сравнительно высокую производительность подсистем мини-ПК Intel NUC8i7INН. С учетом проводных и беспроводных интерфейсов это обеспечивает возможность решения широкого круга задач.
  

            (кликнуть мышью для увеличения картинки)  

>>    Часть 1

Сокращенная версия статьи представлена по адресу:
https://pcnews.ru/top/articles/week/mini_pk_intel_nuc8i7inhja-936484.html

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Топология материнской платы NUC8i7INB и элементы интерфейсов, расположенные на нижней ее стороне, представлены на рис. 6 и в таблице 2.

Рис. 6. Элементы нижней стороны материнской платы NUC8i7INB

Таблица 2. Элементы нижней стороны материнской платы

Верхняя сторона материнской платы NUC8i7INB — на рис. 7 и в таблице 3.

Рис. 7. Элементы верхней стороны материнской платы NUC8i7IHB

Таблица 3. Элементы верхней стороны материнской платы

Размеры материнской платы NUC8i7INB приведены на рис. 8.

Рис. 8. Размеры материнской платы NUC8i7INB

Внешний вид системного блока мини-ПК Intel NUC8i7INН, приведен на рис. 9 и рис. 10, его технические параметры — в таблице 4.

Рис. 9. Фронтальная сторона мини-ПК Intel NUC8i7INH
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 10. Обратная сторона мини-ПК Intel NUC8i7INH
              (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Энергопитание мини-ПК осуществляется от внешнего блока питания (модель PA-1900-32):

• Входное напряжение — 100-240 В,
• Выходное напряжение — 19 В,
• Выходной ток — до 4,74 А.

Таблица 4. Технические характеристики Intel NUC8i7INH

В следующей части  данной статьи рассмотрены особенности дисковой подсистемы мини-ПК.
  

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Емкостные и скоростные возможности накопителя KXG50PNV2T04 были оценены в процессе тестирования. В качестве тестового компьютера, как и в случае KXG50ZNV1T02, был использован высокопроизводительный мини-ПК, созданный на основе комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Конфигурация системного блока (рис. 3):

• Процессор — Intel Core i7-7567U (литография 14 нм, микроархитектура Kaby Lake, 2 физических ядра, работающих c 4 потоками на тактовой частоте от 3,5 ГГц до 4,0 ГГц, кэш 4 Мбайт, TDP 28 Вт),
• Материнская плата — Intel NUC7i7BNB,
• Графическая подсистема — встроенная в процессор графика Intel Iris Plus 650,
• Оперативная память — два модуля CT16G4SFD824A (Crucial 16GB DDR4-2400 SO-DIMM),
• Дисковая подсистема — Intel SSD 545s Series 256GB (системный накопитель),
• Блок питания — внешний компактный блок FSP065-10AABA (AC-DC: input — 100-240V/50-60Hz; output — 19V, 3.43A, 65W max),
• Операционная система — Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit.

Рис. 3. Системный блок тестового компьютера
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Материнская плата Intel NUC7i7BNB мини-ПК допускает установку твердотельного накопителя типоразмера M.2 2280 или M.2 2242. Накопитель KXG50PNV2T04 удовлетворяет этим требованиям, поэтому с его установкой проблем не возникло. Однако доступная емкость накопителя оказалась равной всего лишь 1024 Гбайт, что в два раза ниже объявленного уровня. Проблему удалось решить обновлением BIOS (BIOS update) материнской платы с версии 0062 (22.02.2018) до версии 0066 (24.07.2018). После успешного выполнения данной операции и последующей перезагрузки системы стали доступны все 2048 Гбайт накопителя KXG50PNV2T04. Последующая работа, связанная с запуском тестов и анализом результатов, какими-то существенными проблемами не сопровождалась. Далее приведены основные этапы и некоторые результаты исследования накопителя KXG50PNV2T04.

На рис. 4 приведен накопитель KXG50PNV2T04, установленный в системный блок.

Рис. 4. Накопитель KXG50PNV2T04 в системном блоке
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

На рис. 5 приведена конфигурация дисковой подсистемы, компоненты которой определены программным средством Computer Management, которое входит в состав пакета Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit. Соответствующие логические диски — на рис. 6, некоторые параметры накопителя KXG50PNV2T04, определенные тестовой программой CrystalDiskInfo 7.0.4 x64, приведены на рис. 7 (регистрируемая температура соответствует режиму покоя).

Рис. 5. Конфигурация дисковой подсистемы с KXG50PNV2T04

Рис. 6. Логические диски

Рис. 7. Программа CrystalDiskInfo:
Параметры KXG50PNV2T04

Оценки емкостных параметров накопителя KXG50PNV2T04, выполненные с помощью штатных средств Microsoft Windows 10 Enterprise 64-bit, приведены на рис. 8.

Рис. 8. Емкостные параметры KXG50PNV2T04

Оценивая емкостные параметры данного высокотехнологичного устройства, необходимо напомнить, что производители накопителей информационную емкость своих изделий приводят в десятичных единицах. Это означает, что в мобильных, стационарных и встраиваемых накопителях 1 Гбайт = 1 000 Мбайт = 1 000 000 Кбайт = 1 000 000 000 байт. В результате в десятичных единицах информационная емкость накопителя KXG50PNV2T04 (2048 Гбайт, где 1 Гбайт = 1 000 000 000 байт) составляет 2 048 390 066 176 байт (рис. 8). Таким образом, реальное значение, как и в случае KXG50ZNV1T02 (серия XG5), кстати, и KBG30ZMS512G (серия BG3), оказалось также немного больше объявленного производителем параметра, что является хорошим примером для других производителей SSD, которые далеко не всегда поступают аналогичным образом.

Продолжая тему информационной емкости накопителя KXG50PNV2T04, необходимо напомнить, что в единицах, привязанных к двоичной системе счисления, 1 Тбайт = 1 024 Гбайт, 1 Гбайт = 1 024 Мбайт, 1 Мбайт = 1 024 Кбайт, 1 Кбайт = 1 024 байт. Это означает, что 1 Тбайт = 1 024 Гбайт = 1 024 × 1 024 Мбайт = 1 024 × 1 024 × 1024 Кбайт = 1 024 × 1 024 × 1 024 × 1 024 байт. Как результат, значение информационной емкости KXG50PNV2T04, составляющее 2 048 390 066 176 байт, преобразуется и приводится уже как 1,86 Tбайт (рис. 8). Остается добавить, что указанные единицы часто обозначаются как GiB, MiB, KiB.   

Оценки скоростных возможности твердотельного накопителя KXG50PNV2T04, относящегося к изделиям серии XC5-P и созданного компанией Toshiba, приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Внешний вид мини-ПК, созданного на основе Intel NUC7i7BNHX1, приведен на рис. 7 и рис. 8, технические параметры Intel NUC7i7BNHX1 — в таблице 4.

Рис. 7. Фронтальная сторона мини-ПК Intel NUC7i7BNHX1
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 8. Обратная сторона мини-ПК Intel NUC7i7BNHX1
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 4. Технические характеристики Intel NUC7i7BNHX1

На основе указанного комплекта пользователь может собрать компактный и многофункциональный мини-ПК. Для этого необходимо добавить модули оперативной памяти, накопитель HDD или SSD, а также установить на накопитель 64-разрядную операционную систему Windows 10 и необходимые драйверы. Уровень производительности данного мини-ПК в значительной степени определяется используемым процессором. Конечно, вычислительные возможности 2-ядерного ЦП уступают возможностям старших 4-ядерных моделей настольных процессоров. Тем не менее, уровень производительности Intel Core i7-7567U вполне достаточен для решения широкого круга задач, включая мультимедиа и большое количество игр, не требующих, предельных ресурсов. Оценки производительности нескольких моделей десктопных и мобильных процессоров приведены в таблице 5 (по тестам PassMark Software, численные оценки зависят от версии тестового пакета).

Таблица 5. Оценки производительности ЦП

Вычислительные возможности процессора Intel Core i7-7567U и потенциал его графической системы Intel Iris Plus 650 позволяют создавать, редактировать и просматривать файлы видео в формате 4К с частотой до 60 Гц. Более того, просмотр контента возможен на трех 4K-мониторах одновременно.

Комплектные высокоскоростные средства связи позволяют оперативно и легко встраивать данный мини-ПК в проводные и беспроводные сети. Наличие же интерфейса CIR позволяет организовать управление компьютером с пульта (приобретается отдельно). Это удобно в случае использования мини-ПК в качестве мультимедийного центра для работы с аудио и видео.

Необходимо еще отметить наличие в комплекте NUC7i7BNHX1 предустановленного модуля энергонезависимой памяти Intel Optane емкостью 16 Гбайт.

О модуле энергонезависимой памяти Intel Optane емкостью 16 Гбайт —  в заключительной части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Большинство функциональных возможностей указанной платформы были реализованы в Intel NUC7i7BNHX1 с помощью специально разработанной для данного устройства материнской платы NUC7i7BNB форм-фактора UCFF (4″ × 4″), а также соответствующих комплектующих. Функциональная схема представлена на рис. 3.

Рис. 3. Функциональная схема NUC7i7BNB
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Топология и основные элементы материнской платы NUC7i7BNB, расположенные на нижней ее стороне, являющейся, по сути, основной по насыщенности элементами, представлены на рис. 4 и в таблице 2.

Рис. 4. Элементы нижней стороны материнской платы NUC7i7BNB

Таблица 2. Основные элементы нижней стороны материнской платы

Верхняя сторона материнской платы NUC7i7BNB — на рис. 5 и в таблице 3.

Рис. 5. Элементы верхней стороны материнской платы NUC7i7BNB

Таблица 3. Основные элементы верхней стороны материнской платы

Размеры материнской платы NUC7i7BNB приведены на рис. 6.

Рис. 6. Размеры материнской платы NUC7i7BNB

Остается добавить, что внутренние разъемы допускают подключение одного миниатюрного накопителя, подключаемого через разъем M2 (ключи M и B+M, модули 2242 и 2280), и одного 2,5-дюймового SATA-накопителя. При этом по замыслу конструкторов в разъем M2 должен устанавливаться модуль памяти Intel Optane емкостью 16 Гбайт (входит в комплект) или 32 Гбайт (покупается отдельно). Этот модуль предназначен для кэширования записываемых или читаемых данных SATA-накопителя, представленного либо 2,5-дюймовым HDD, либо SSD того же форм-фактора.

Далее  рассмотрены внешний дизайн и основные параметры мини-ПК, оценки производительности ЦП и влияние модуля памяти Intel Optane.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Семейство компьютерных комплектов NUC (Next Unit of Computing), материнские платы которых снабжены мобильными процессорами седьмого поколения Intel Core (ядра Kaby Lake), в настоящее время насчитывает 12 вариантов. Старшим представителем является комплект Intel NUC7i7BNHX1. Кроме сравнительно мощного центрального  процессора (далее — ЦП или процессор), особенностью данного комплекта является наличие в его составе модуля памяти Intel Optane (Intel Optane Memory, 16GB, M.2 80mm PCIE 3.0, 20nm, 3D Xpoint).

Созданы эти модули на базе флэш-памяти 3D XPoint, ставшей основой нового типа накопителей Intel, получивших общее наименование Optane. По производительности накопители Optane находятся между оперативной памятью и твердотельными накопителями, при этом значительно дешевле DRAM и в то же время значительно надежнее любого SSD с флэш-памятью NAND и даже 3D NAND. Это позволило существенно изменить архитектуру систем обработки данных, как мощных серверов, так и компьютеров потребительского класса. В качестве примера изделий Optane для потебительских компьютеров можно привести упомянутый модуль памяти Intel Optane комплекта Intel NUC7i7BNHX1. Этот модуль создан для обеспечения эффективного кэширования данных при работе с 2,5-дюймовым накопителем.

Более детально особенности архитектуры, характеристики использованных компонентов и некоторые функциональные возможности мини-ПК, созданного на основе комплекта Inte NUC7i7BNHX1, рассмотрены ниже.       

Итак, применяемый в указанном комплекте NUC процессор Intel Core i7-7567U (7-е поколение Intel Core, кодовое наименование семейства и микроархитектуры — Kaby Lake) относится к моделям с предельно низкими уровнями энергопотребления, а, следовательно, и теплообразования. Его расчетная мощность (TDP) составляет всего 28 Вт. Внешний вид этого процессора приведен на рис. 1, его основные параметры — в таблице 1.

Использование энергоэкономичного процессора Intel Core i7-7567U позволило существенно упростить компьютер и уменьшить его габариты, сохраняя при этом сравнительно высокую производительность и функциональность, достаточные для решения широкого круга задач.

Рис. 1. Процессор Intel Core i7-7567U
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Таблица 1. Основные параметры Intel Core i7-7567U

Для мобильных процессоров седьмого поколения с предельно низкими уровнями энергопотребления и теплообразования (процессоры семейства U/Y) производитель предлагает соответствующие платформы. Эти платформа способны максимально полно реализовать возможности таких процессоров. Пример обобщенной структуры с указанием ряда возможностей такой платформы, созданной на основе процессоров 7-го поколения Intel Core семейства U/Y, приведен на рис. 2.

Рис. 2. Структура платформы с процессором Intel Core i7-7567U
            (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Большинство функциональных возможностей указанной платформы были реализованы c помощью специально разработанной для указанного комплекта материнской платы.

О материнской плате и функциональных возможностях —  в следующих частях  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Виктор   Рудометов 
Евгений Рудометов 
 

Современные настольные компьютеры либо громоздки и занимают слишком много места, либо не способны обеспечить должную производительность. Чем мощнее компьютер, тем больше он выделяет тепла, что в свою очередь влечет за собой необходимость использования мощных систем охлаждения и энергопитания. Однако, используя современные комплектующие, сегодня можно создавать сверхкомпактные производительные системы (мини-ПК), способные во многих случаях успешно конкурировать с настольными компьютерами традиционных габаритов. Некоторые элементы и этапы самостоятельного конструирования одного из вариантов мини-ПК описаны ниже.

Процессор

Процессоры Intel Core i7 серии T предлагают оптимальный баланс — десктопная скорость работы при сравнительно малой мощности энергопотребления. Например, расчетная мощность 4-ядерного процессора Intel Core i7–7700T (7-е поколение Intel Core, ядро Kaby Lake) составляет всего 35 Вт. Внешний вид этого процессора приведен на рис. 1, его основные параметры — в таблице 1.

Использование процессора Intel Core i7–7700T позоляет благодаря низким уровням его энергопотребления и теплообразования существенно упростить конструкцию компьютера и уменьшить его габариты, сохраняя сравнительно высокую производительность.

Рис. 1. Процессор Intel Core i7-7700T

Таблица 1.  Основные параметры Intel Core i7-7700T

Материнская плата

Если целью конструирования мини-ПК является минимизация его размера при сохранении его большой функциональности, задаваемой, в частности, возможностью установки десктопного процессора, то лучше всего подходит формат Thin Mini ITX. При сохранении электрической и механической совместимости с форм-фактором ATX материнские платы Mini-ITX существенно меньше по размеру (170 × 170 мм). Так же у них есть возможность питания от внутреннего блока питания напряжением 19.5 В. На рынке довольно много материнских плат этого форм-фактора с современными чипсетами, возможностью установки полноценных современных десктопных процессоров, а также широким набором разъемов (SATA, USB, HDMI, LAN и т. п). Thin накладывает ограничения на высоту, что дает возможность установить плату в небольшой по высоте корпус.

В качестве материнской платы для мини-ПК была выбрана модель Asus Q170T — компактная материнская плата форм-фактора Mini-ITX на базе чипсета Intel Q170 (рис. 2, рис. 3). В процессе настройки выяснилось, что изначально плата поддерживала только 6-ое поколение процессоров Intel Core. Однако после обновления BIOS, выполненного с помощью процессора Intel Core i3-6300, материнская плата Asus Q170T позволила использовать и процессоры Intel Core i7 седьмого поколения. Остается добавить, что внутренние разъемы позволяют использовать модули памяти DDR4 SO-DIMM, подключить несколько SATA-накопителей, установить SSD и карты Wi-Fi в разъемы стандарта M.2.

Рис. 2. Процессор Intel Core i7–7700T в материнской плате Asus Q170T
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 3. Разъемы интерфейсов и энергопитания материнской платы Asus Q170T
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Корпус

В качестве корпуса для мини-ПК было решено использовать DNK-H от компании Luna-Design (рис. 4 – рис. 6). Размеры корпуса составляют 200 × 200 х 53 мм, материал — алюминий и пластмасса. Дизайн сильно напоминает Apple Mini. В корпус установлен 19.5 В блок питания на 150 Вт, а также система охлаждения процессора — радиатор и 600–3200 rpm PWM вентилятор с уровнем шума 18–38dB. Для работы Wi-Fi в комплекте поставляются две внешние 2.4/5G Wi-Fi антенны для соответствующих карт стандарта М.2.

Спецификации позволяют устанавливать процессоры мощностью до 65 Вт. Кроме выбранного и описанного выше процессора Intel Core i7–7700T, может быть, например, Intel Core i7-7700, но это тема уже совсем другой статьи о совсем другом компьютере с другими техническими и эксплуатационными характеристиками.

А еще спецификации корпуса и материнской платы позволяют устанавливать один 2.5-дюймовый накопитель с интерфейсом SATA, в качестве которого можно использовать либо HDD, либо SSD. В дополнение к 2.5-дюймовому накопителю имеется потенциальная возможность использования второго накопителя SSD. Его можно установить в разъем M.2 материнской платы.

Рис. 4. Процессор и материнская плата в корпусе
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 5. Корпус DNK-H формата Thin Mini-ITX
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

Рис. 6. Сравнение мини-ПК с MacBook Pro
           (кликнуть мышью для увеличения картинки)

В следующей части  приведены результаты тестирования.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Перед запуском теста с помощью средств эмулятора (Настройки системы) были определены начальные параметры настройки системы (рис. 5). Результаты запуска программы AnTuTu Benchmark-X v. 4.4.3 с данными параметрами настройки приведены на рис. 6.

Рис. 5. Начальные параметры настройки системы

Рис. 6. Результаты теста при 1 ЦП и 1024Мбайт ОЗУ

Результат неплохой, но и не очень высокий. Для увеличения производительности разработчик эмулятора рекомендует включить функцию виртуализации, конечно, для систем, в которых это возможно. Эта рекомендация была выполнена в BIOS Setup тестового ноутбука (рис. 7) при его перезагрузке.

Рис. 7. Включение виртуализации в BIOS Setup

Активация виртуализации позволила использовать другие параметры настройки. Без включения виртуализации параметры настройки, связанные с производительностью, изменить было нельзя. В новом наборе параметров для ЦП и ОЗУ были установлены значения 8 и 8192 Мбайт, разрешение — 1920×1080 (в предыдущем варианте — 1280×720), режим визуализации — «Скоростной режим (DirectX)». Параметры настройки приведены на рис. 8, результаты запуска программы AnTuTu Benchmark-X v. 4.4.3 с этими параметрами — на рис. 9.

Рис. 8. Модифицированные параметры настройки системы

Рис. 9. Результаты теста при 8 ЦП и 8192Мбайт ОЗУ

Новые параметры настройки, как и ожидалось, позволили системе существенно увеличить производительность, кстати, еще и при наличии высоких объемов оперативной памяти. Это может оказаться существенным для задач, требующих значительных ресурсов.

Что касается приложений, созданных для досуга, то работа с ними подтвердила все ожидаемые достоинства мощных систем, снабженных большими дисплеями и разнообразными средствами ввода/вывода. Это касается не только современных игр, но и приложений, разработанных много лет назад (рис. 10, рис. 11) и способных порадовать поклонников со стажем.

Рис. 10. Angry Birds

Рис. 11. Lines

Остается добавить, что программы, созданные для ОС Android 4.4.2 и способные работать с описанным эмулятором Nox App Player, широко представлены не только в магазине приложений, но и на специализированных сайтах. Используя же эмулятор совместно с мощным компьютером (ПК или Mac), можно не задумываться о необходимых ресурсах.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

Производительность и возможности существующего настольного компьютера можно существенно увеличить, если выполнить апгрейд системы (от англ. upgrade — модернизация). При этом, учитывая стоящие на этом пути возможные проблемы, часто много удобнее, а главное — безопаснее для компьютера и кошелька владельца компьютера, процедуры апгрейда доверить компьютерным магазинам и компьютерным компаниям, оказывающим такие услуги и имеющим в штате соответствующих специалистов. Однако следует признать, что многие операции опытный пользователь может выполнить самостоятельно, руководствуясь советами специалистов.

Обычно во время апгрейда настольных компьютеров заменяют:

• Центральный процессор,
• Модули оперативной памяти,
• Видеокарту (видеокарты),
• Накопитель (накопители).

Итак, эффективной мерой повышения производительности компьютера является замена центрального процессора (далее — процессор) на более модель с более высокой тактовой частотой. Но можно заменить существующую модель процессора на более производительную модель. Например, процессор Intel Celeron можно заменить на Intel Pentium, Intel Pentium — на Intel Core i3, Intel Core i3 — на Intel Core i5, Intel Core i5 — на Intel Core i7. При этом, чем выше тактовая частота, на которой работают ядра процессора, чем больше этих ядер и больше кэш-памяти, тем выше вычислительные возможности. Однако выбирая процессор на замену, следует выбирать его из тех, которые совместимы с существующей материнской платой. При этом перед самой процедурой замены процессора целесообразно обновить версию (программу — прошивку) BIOS, хотя во многих случаях это и не является обязательным условием.

Кроме замены процессора, необходимо уделить внимание и подсистеме памяти. Замена и добавление модулей оперативной памяти в ряде случаев обеспечивает существенное увеличение производительности компьютера, особенно в тех случаях, когда их совместный информационный объем является невысоким. Так, например, нижней границей для конфигураций с ОС Microsoft Windows XP можно считать 1 Гбайт, а с ОС Microsoft Windows 7 — 2 Гбайт. Однако одновременное открытие нескольких приложений и/или запуск сложных приложений, требующих значительных ресурсов, быстро исчерпывают доступный объем оперативной памяти. В случае же ее нехватки средства ОС реализуют механизм виртуальной памяти, основанный на использовании файла подкачки, который хранится в дисковой подсистеме. Эта стратегия обеспечивает бесперебойную работу компьютера даже в условиях нехватки оперативной памяти, но приводит к резкому замедлению работы компьютерной системы. Именно в таких случаях становится целесообразным увеличение объема оперативной памяти, что может значительно увеличить скорость выполнение задач. Увеличение же объема осуществляется либо установкой в свободные слоты дополнительных модулей памяти, либо заменой уже существующих на модули большей информационной емкости. При этом, выбирая модули, следует, конечно же, учитывать их тип и частотные свойства, оставаясь в рамках диапазона поддерживаемых компьютерной системой моделей.

В следующей части  данной статьи — некоторые подробности о встроенных графических средствах процессоров Intel Core 4-го поколения.
   

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Важнейшей частью и основой настольных компьютерных систем являются материнские платы. Именно в их архитектуру интегрированы разъемы процессора, модулей памяти, видеоадаптера, плат расширения, а также микросхемы чипсета, BIOS, интерфейсов, внутренних и внешних разъемов и т. п. 

Материнская плата во многом определяет производительность и функциональные возможности компьютера, включая средства оптимальной настройки, мониторинга и последующей модернизации.

Высокие параметры материнских плат, а, в конечном счете, и всей системы компьютера, достигаются за счет их постоянного совершенствования, основанного на использовании новейших компьютерных технологий и новейших элементов.

Часть из них направлена на повышение устойчивости, надежности и ресурса работы материнских плат, как в штатных режимах, так и в режимах оверклокинга (от англ. overclocking — разгон — функционирование элементов в режимах повышенных тактовых частот, что увеличивает скорость выполнения операций). 

Одной из таких разработок является технология Ultra Durable компании Gigabyte. Данная фирменная разработка непрерывно совершенствуется конструкторами. В процессе своей эволюции она прошла ряд этапов. На каждом из которых она обрастала дополнительными компонентами, повышающими качество выпускаемых указанной компанией материнских плат, а, следовательно, и конечных настольных компьютерных систем.  

Ultra Durable

Первый вариант Ultra Durable, внедрение которого произошло несколько лет назад, позволило резко повысить надежность и устойчивость работы материнских плат. Кроме того, способствовал увеличению безаварийного ресурса.

Все это было связано с отказом от традиционных для тех изделий оксидных конденсаторов и заменой их на специальные конденсаторы с твердым электролитом — Solid Capacitor.

Необходимо отметить, что средний срок службы этих элементов, выпускаемых известными японскими производителями, достигает 50 000 часов, что превышает пять лет непрерывной работы. Таким образом, использование данных высоконадежных элементов способствует увеличению ресурса бесперебойной эксплуатации материнских плат.

А еще конденсаторы с твердым электролитом обладают крайне низкими электрическими потерями. Это улучшает их работу в качестве фильтров. Кроме того, низкие потери уменьшают их теплообразование, что не только продлевает их ресурс, но и улучшает температурный режим электронных схем и снижает расход энергии. Остается добавить, что качественные конденсаторы повышают устойчивость и надежность работы электронных схем, в составе которых используются такие конденсаторы.

О следующем варианте Ultra Durable — Ultra Durable 2 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Оценивая архитектуру (рис. 5) и возможности материнской платы GA-Z77X-UP7, следует отметить, что благодаря использованию в ее составе дополнительных контроллеров функциональность платы находится на очень высоком уровне.

Рис. 5.  Структура и основные компоненты материнской платы GA-Z77X-UP7

Соответствующую поддержку оказывает и большое количество портов, выведенных на заднюю панель (рис. 3). В частности, здесь представлены видеовыходы DVI-D, HDMI и DisplayPort, а также скоростные порты USB 3.0.

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-Z77X-UP7 осуществляется через систему многофазных импульсных преобразователей. При этом для улучшения энергоэффективности преобразователя электропитания процессора, направленного на повышение КПД, уменьшение теплообразования и экономию энергии, применяется 32-фазный VRM-модуль. Отдельные преобразователи энергопитания имеют также видео (3) и  VTT (2).

Для охлаждения элементов с высоким теплообразованием, к которым относятся микросхема чипсета и элементы VRM, на плате установлены компактные радиаторы.

Следует отметить, GA-Z77X-UP7 изготовлена по технологии Ultra Durable 5, которая включает все особенности, характерные для предыдущих изделий: медные проводники удвоенной толщины, высококачественные компоненты, защиту от высоких температур, от перепадов напряжения, электростатическую защиту и защиту от повышенной влажности. Основным отличием нового поколения является обновленная элементная база. Стабилизаторы питания материнских плат, выполненных по технологии Ultra Durable 5, основаны на базе микросхем IR3550 PowIRstage компании International Rectifier, которые обладают улучшенными характеристиками. Благодаря высокой эффективности они потребляют меньше энергии, меньше нагреваются, способны работать при высоких нагрузках.

За работой различных подсистем наблюдают встроенные средства мониторинга (Hardware Monitor).

В дополнение к аппаратным средствам в GA-Z77X-UP7 традиционно реализован обширный набор фирменных разработок, облегчающих оптимальную настройку и обеспечивающих беспроблемную эксплуатацию компьютерной системы. Указанный набор представлен следующими утилитами:

• @BIOS,
• Q-Flash,
• Xpress Install,
• Xpress Recovery2,
• EasyTune,
• eXtreme Hard Drive (X.H.D),
• Auto Green,
• ON/OFF Charge,
• Q-Share,
• 3D Power,
• EZ Setup и др.

Часть данных функций используется в режимах оверклокинга, что обеспечивае повышение производительности компьютерной системы.

О разгоне и производительности материнской платы плата GA-Z77X-UP7 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Материнская плата GA-Z77X-UP7 компании Gigabyte ориентирована на поддержку двух- и четырехъядерных процессоров Intel Core второго и третьего поколений в исполнении LGA1155 (32- и 22-нм техпроцесс соответственно) .

Двухканальная подсистема оперативной памяти материнской платы GA-Z77X-UP7 представлена четырьмя слотами для модулей DIMM DDR3-1600/1333/1066 МГц без коррекции ошибок (non-ECC), в режиме разгона — до DDR3-2800 МГц.

Максимальный объем модулей оперативной памяти составляет 32 Гбайт, но в случае 32-разрядных операционных систем поддерживается только 4 Гбайт. Остается отметить, что соответствующие цепи управления подсистемой памяти, как и в предшествующих моделях, входят не в состав чипсета, а в состав полупроводникового кристалла процессора.

Оценивая особенности GA-Z77X-UP7, необходимо подчеркнуть, что  инженеры Gigabyte реализовали на плате несколько разъемов PCI Express x16 (рис. 4).

Рис. 4.  Видеоподсистема материнской платы GA-Z77X-UP7

Эти разъемы предусматривают возможность организовать видеорежимы NVIDIA 4-Way SLI или ATI CrossFireX для четырех графических плат, участвующих в формировании одного изображения. Это значительно увеличивает производительность видеоподсистемы, а, следовательно, сокращает время обработки и вывода генерируемых видеоданных.

Дисковая подсистема, в рамках характеристик чипсета Intel Z77, представлена тремя портами SATA 3 Гбит/с и двумя портами SATA 6 Гбит/с.

Средствами дополнительных микросхем число портов SATA 3 Гбит/с и SATA 6 Гбит/с на GA-Z77X-UP7 увеличено. При этом один из портов — mSATA 3 Гбит/с предназначен для миниатюрного модуля mSSD, устанавливаемого в специальный разъем и увеличивающего скорость работы системы. Накопители mSATA просты в установке, занимают мало места, мало потребляют и не требуют лишних кабелей.  

Кроме того, можно воспользоваться и функциями RAID, организовав режимы 0, 1, 5 или 0+1 (10). Это расширяет возможности дисковой подсистемы, обеспечивая повышение  скорости ее работы и/или повышение надежности.

Для повышения надежности работы и дополнительной защиты от сбоев и вирусов в архитектуре GA-Z77X-UP7 реализована технология DualBIOS, предусматривающая применение двух микросхем BIOS.

Сетевые функции реализованы с помощью двух микросхем — Intel GbE LAN (10/100/1000 Мбит)  и  Atheros GbE LAN (10/100/1000 Мбит), формирующих два гигабитных канала.  

Для реализации звуковых возможностей компьютерной системы в архитектуре GA-Z77X-UP7 применен качественный аудиокодек Realtek ALC898 стандарта High Definition Audio. Он поддерживает до восьми звуковых каналов при высоком соотношении сигнал/шум.

Тема архитектуры материнской платы плата GA-Z77X-UP7 продолжена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Внешний вид материнской платы плата GA-Z77X-UP7 представлен на рис. 2, разъемы – рис. 3.

Основные параметры данной платы приведены в таблице 1.

Рис. 2.  Материнская плата GA-Z77X-UP7

Рис. 3.  Внешние разъемы GA-Z77X-UP7

Таблица 1. Основные параметры GA-Z77X-UP7 

Подробности архитектуры материнской платы плата GA-Z77X-UP7 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Итак, для оценки информационной емкости и скоростных возможностей внешнего диска Seagate Backup Plus Desk 3 Тбайт (модель STCA3000200) в качестве основы тестовой компьютерной системы был использован 17-дюймовый ноутбук HP Pavilion 9008nr.

Этот ноутбук имеет в своем составе следующие основные компоненты, составляющие основу его платформы:

• Центральный процессор — AMD Turion 64 X2 TL-50
  (кодовое имя — Taylor, техпроцесс — 90 нм, количество ядер/потоков — 2/2, частота работы ядер — 1,6 ГГц, объем кэш-пямять L2 — 2 х 256 Кбайт, частота системной шины — 1600 МГц),
• Материнская плата — Quanta 30B9
  (чипсет — NVIDIA GeForth Go 6150 + nForce 410/430 MCP, BIOS — F.42), 
• Оперативная память — два модуля DDR-2  2 Гбайт  (после модернизации),
• Жесткий диск — HDD Seagate Momentus XT 500 Гбайт  (после модернизации),
• Операционная система — Microsoft Windows 7  (после модернизации).

В качестве специализированного программного инструмента анализа скоростных возможностей внешнего диска Seagate Backup Plus Desk 3 Тбайт (модель STCA3000200) был выбран популярный тестовый пакет SiSoftware Sandra. В его состав входят программы, с помощью которых можно оценить скорости чтения и записи информации.

Учитывая отсутствие у данного 17-дюймового ноутбука HP Pavilion 9008nr встроенного порта USB 3.0, первая серия тестов была выполнена с использованием порта USB 2.0.

Однако штатный порт USB 2.0 (скорость передачи данных — до 480 Мбит/с), входящий в данного ноутбука HP Pavilion 9008nr, не позволяет оценить в полной мере скоростные возможности накопителя Seagate Backup Plus Desk 3 Тбайт, снабженного адаптером USB 3.0 (скорость передачи данных — до 5 Гбит/с).

Отсутствие необходимого интерфейса USB 3.0 у 17-дюймового ноутбука HP Pavilion 9008nr, как впрочем, и у подавляющего большинства подобных портативных компьютерных систем, может быть восполнено внешним контроллером данного интерфейса, что и было сделано (рис. 8).

Рис. 8.  Ноутбук HP Pavilion 9008nr с дополнительным адаптером USB 3.0

Этим дополнительным контроллером стал адаптер (рис. 9) из набора STAE101, который предлагается компанией Seagate именно для подобных случаев.

Рис. 9.  Адаптер USB 3.0 из набора STAE101 

Результаты тестирования внешнего накопителя Seagate Backup Plus Desk 3 Тбайт (модель STCA3000200), созданного и выпущенного компанией Seagate и подключаемого через интерфейсы USB 2.0 и USB 3.0, приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 6 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Для оценки емкостных и скоростных свойств мобильного накопителя Seagate Backup Plus 1 Тбайт, предоставленного для ознакомления и тестирования, в качестве тестового компьютера был использован 17-дюймовый ноутбук HP Pavilion 9008nr.

Этот ноутбук имеет в своем составе следующие важнейшие компоненты:

• Центральный процессор — AMD Turion 64 X2 TL-50
  (кодовое имя — Taylor, техпроцесс — 90 нм, количество ядер/потоков — 2/2, частота работы ядер — 1,6 ГГц, кэш-пямять L2 — 2 х 256 Кбайт, частота системной шины — 1600 МГц),
• Материнская плата — Quanta 30B9
  (чипсет — NVIDIA GeForth Go 6150 + nForce 410/430 MCP, BIOS — F.42), 
• Оперативная память — два модуля DDR-2  2 Гбайт  (после модернизации),
• Жесткий диск — Seagate Momentus XT 750 Гбайт  (после модернизации),
• Операционная система — Microsoft Windows 7  (после модернизации).

Отсутствие необходимого интерфейса USB 3.0 у ноутбука HP Pavilion 9008nr было восполнено внешним контроллером данного интерфейса из специализированного набора STAE101, предлагаемого компанией Seagate (рис. 5, рис. 6).
   

Рис. 5.  Контроллер интерфейса USB 3.0,
входящий в состав специализированного набора STAE101
      

Рис. 6.  Ноутбук HP Pavilion 9008nr
с контроллером интерфейса USB 3.0

Емкостные параметры мобильного накопителя Seagate Backup Plus 1 Тбайт иллюстрирует рис. 7.
     

Рис. 7.  Оценка информационной емкости
мобильного накопителя Seagate Backup Plus 1 Тбайт

Оценка скоростных возможностей внешнего мобильного накопителя Seagate Backup Plus 1 Тбайт приведена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 5 
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 7 
  

Итак, процессоры Intel Core 3-го поколения даже в стандартных частотных режимах обеспечивают весьма высокие уровни производительности в настольных и мобильных системах в широком спектре задач.

Эти уровни существенно превышают аналогичные показатели процессоров Intel Core 2-го поколения. Об этом свидетельствуют приведенные результаты оценки производительности для новых моделей и их предшественников.  

На основе этих данных можно сделать вывод, что новые процессоры компании Intel действительно обладают очень высокими параметрами. Они обеспечивают очень высокие уровни производительности настольным и мобильным компьютерным системам, созданным на основе чипсетов седьмой серии.

Остается добавить, что согласно официальной информации, модели Inte Core 3-го поколения характеризуются полуторакратным превосходством над предшественниками с точки зрения соотношения производительности на ватт, что существенно снижает нагрузку на источники энергопитания.

Модели Intel Core 3-го поколения, как и модели Intel Core 2-го поколения, поддерживают два канала оперативной памяти DDR3, используют тот же самый процессорный разъем LGA1155, что и их предшественники.

Новые процессоры в большинстве случаев полностью совместимы с имеющимся парком материнских плат, однако возможно потребуется обновление кода BIOS. А это означает, что появление новых процессоров не означает обязательной смены платформы. Однако в новом, более совершенном окружении, основным элементом которых являются однокомпонентные чипсеты седьмой серии, старшим представителям которых является Intel Z77, процессоры Intel Core 3-го поколения наиболее полно раскрывают свои широкие потенциальные возможности.

>>    Часть 1  

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 6 
  

Об уровнях производительности процессоров Intel Core 3-го поколения в сравнении с их предшественниками второго поколения в настольных и мобильных системах можно судить по приведенные ниже результатам.  

В следующей части  данной статьи — небольшое заключение.
    

>>    Часть 8  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

Основные характеристики процессоров Intel Core 3-го поколения трех основных линеек, созданных для настольных компьютерных систем, приведены в таблице 1.

Таблица 1.   Основные характеристики
процессоров Intel Core 3-го поколения

Для поддержки процессоров Intel Core 3-го поколения компания Intel предлагает однокомпонентные чипсеты линейки седьмой серии. Эта линейка представлена рядом моделей, среди которых, например, следующие варианты для массовых настольных компьютерных систем:

• Intel Z77,
• Intel H77,
• Intel H61.

Старшим из них является однокомпонентный чипсет Intel Z77. Архитектура компьютерной системы с чипсетом Intel Z77 приведена на рис. 7.

Рис. 7.  Архитектура компьютерной системы с чипсетом Intel Z77

Оценивая все нововведения, реализованные в микроархитектуре процессоров Intel Core 3-го поколения, необходимо отметить, что они отразились и на таком важном для некоторой части пользователей явлении, как оверклокинг.

Здесь следует напомнить, что оверклокинг (от англ. overclocking) — разгон — способность компонентов, в данном случае центрального процессора, работать на повышенных тактовых частотах частотах.

Как и у предшественников, из-за дальнейшего усложнения внутренней микроархитектуры разгон процессоров Intel Core 3-го поколения через увеличение тактовых частот весьма проблематичен. Как показывает практика, он ограничен всего несколькими процентами: прирост рабочей частоты ядер обычно составляет не более 5 процентов.

Для соответствующих энтузиастов оверклокинга компанияIntel приготовила модели, в наименовании которых присутствуют модели с суффиксом «K». Данные модели допускают возможность разгона через изменение величины частотного множителя, связывающего внешнюю тактовую частоту с частотой работы ядер. Данный метод позволяет увеличить рабочую частоту процессорных ядер в ряде случаев на десятки процентов.

Однако и без разгона новые процессоры обеспечивают высокие уровни производительности в настольных и мобильных компьютерных системах.

В следующей части  данной статьи приведены численные оценки производительности настольных и мобильных компьютерных систем с процессорами Intel Core 3-го поколения.
    

>>    Часть 7  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Оценивая особенности моделей Intel Core 3-го поколения, необходимо отметить, что все узлы реализованы на едином полупроводниковом кристалле. Для соединения основных элементов процессора, к которым относятся вычислительные ядра, высокоемкай L3-кэш, графические средства, используется специальная разработка — кольцевая шина, которая позволила существенно сократить количество внутрипроцессорных соединений, необходимых для маршрутизации сигналов.

В моделях Intel Core 3-го поколения используется улучшенная версия кольцевой шины Ring Bus.

Соответствующие изменения коснулись и встроенных видеосредств. В моделях Intel Core 3-го поколения они представлены двумя вариантами графических средств:

• Intel HD Graphics 4000, 
• Intel HD Graphics 2500.

У первого варианта насчитывается 16 исполнительных блоков, у второго — 6. Здесь целесообразно напомнить,что у Intel Core 2-го поколения Intel HD Graphics 3000 — 12, Intel HD Graphics 2000 — 2.

В дополнение к этому у новых моделей обеспечена поддержка DirectX 11 и OpenCL, что обеспечивает соответствующую совместимость и повышенную производительность во многих прикладных задачах, включая игры.

Как и у предшественников, в новинках используется аппаратное ускорение для декодирования видео. Это вместе с возросшими возможностями процессорных ядер обеспечивает высокую производительность в вычислительных и мультимедийных задачах. Максимальную производительность обеспечивают, конечно, старшие модели Intel Core i7.

Рис. 6.  Процессор Intel Core i7 в упаковке

А еще встроенный в модели Intel Core 3-го поколения контроллер интерфейса PCI Express получил поддержку третьей версии этой спецификации. Это означает дальнейшее существенное увеличение пропускной способности шины — до 8 гигатранзакций в секунду (8GT/s).

Конечно, это возможно только при использовании соответствующих карт расширения, поддерживающих спецификации PCI Express 3.0. 

Поддерживаемые новыми моделями процессоров Intel Core 3-го поколения шестнадцать линий PCI Express 3.0 могут дробиться на две или на три части, то есть конструкторами предусмотрены и рекомендуются следующие возможные варианты:

• 16х,
• 8x + 8x,
• 8x + 4x + 4x.

Что касается других нововведений, то среди них следует отметить еще внедрение нового подхода к управлению теповыделения, реализацию нового встроенного аппаратного генератора случайных чисел и защиту ОС от атак типа «повышение привилегий», поддержку более скоростной и низковольтовой памяти.

В следующей части  данной статьи — еще раз о параметрах и немного о чипсетах, а также о разгоне процессоров Intel Core 3-го поколения.
    

>>    Часть 6  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Оценивая все нововведения очередного этапа эволюции техпроцессов и микроархитектур, необходимо отметить, что кристалл четырехъядерных моделей новой разработки, реализующих все инновации Intel Core 3-го поколения, имеет площадь 160 кв. мм. Это на 35% меньше площади кристалла предшественника, относящегося ко втрому поколению Intel Core.

На практике данное обстоятельство, связанное со значительным уменьшением площади процессорного кристалла, означает существенное снижение себестоимости производства процессоров.

Это обеспечивается за счет увеличения числа полупроводниковых кристаллов, формируемых на исходной пластине.  

А это открывает возможность для компании либо увеличить уровень рентабельности, либо снизить цены конечных изделий.  

Кстати, одновременно с уменьшением площади процессорного кристалла у моделей Intel Core 3-го поколения стало еще и существенно больше транзиторов. Действительно, их теперь стало 1,4 млрд. против 995 млн. в старших моделях Intel Core 2-го поколения.

Рис. 5.  Кристалл четырехъядерного процессора Ivy Bridge

В новых процессорах, созданных на основе улучшенной микроархитектуры, по-прежнему по 32 Кбайт кэша инструкций и данных первого уровня (L1) вместе с 256 Кбайт кэша второго уровня (L2) у каждого ядра. Как и у предшественников, имеется еще и кэш третьего уровня (L3) очень большой емкости — Smart Cache, достигающий 8 Мбайт у старших моделей Intel Core 3-го поколения.

Конечно, как и у представителей 2-го поколения Intel Core, в новых моделях Intel Core 3-го поколения имеются все ставшие традиционными компоненты. К их числу относятся, например, цепи, оптимизирующие процессы кодирования и декодирования, цепи предсказания переходов и т.п., то есть все отработанные достижения микроархитектуры Intel Core 2-го поколения, включая все реализованные ранее наборы команд.

С целью обеспечения высоких уровней производительности обеспечена поддержка технологий Intel Turbo Boost 2.0.

Как и в предыдущих разработках, в случае загрузки не всех процессорных ядер данная технология обеспечивает автоматическое увеличение тактовой частоты работы тех из них, которые остаются активными.

При этом допускается кратковременное превышение установленного для процессоров предела теплообразования (TDP). Дело в том, что на практике процессор разогревается не сразу, и чтобы дойти из состояния покоя до ограничения теплового уровня, ему потребуется некоторое время. И в тех случаях, когда процессор работает в благоприятных температурных условиях, его энергопотреблению разрешается выходить за границу, задаваемую параметром TDP,  связанным с микроархитектурными и конструктивными особенностями процессоров.

И конечно, еще одним способом увеличения производительности является для ряда моделей поддержка технологии Intel Hyper-Threading.

Использование этой технологии, появившейся и отработанной еще в процессорах Intel Pentium 4, позволяет удвоить число одновременно обрабатываемых потоков, что в большинстве случаев воспринимается операционной системой как удвоение числа ядер с соответствующим увеличением производительности.

Таким образом, у четырехъядерных ЦП с Intel Hyper-Threading информация обрабатывается восемью потоками, что позволяет во многих случаях еще больше увеличить скорость обработки данных, а следовательно, и производительность всей компьютерной системы.

В следующей части  данной статьи — о встроенных видеосредствах и других особенностях процессоров Intel Core 3-го поколения.
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Итак, новые процессоры, известные также как Ivy Bridge, созданы по новому технологическому процессу с масштабом 22 нм, с использованием транзисторов с трехмерной структурой затвора и, конечно, по улучшенной по сравнению с предыдущей разработкой микроархитектуре.

Новые процессоры унаследовали лучшие характеристики своих предшественников, что нашло отражение в наименовании всей разработки: процессоры Intel Core 3-го поколения.

В названиях выпущенных недавно моделей процессоров сохранились привычные наименования Intel Core i7, Intel Core i5, Intel Core i3 с использованием соответствующих цифро-буквенных символов для обозначения моделей.

И если в изделиях предыдущего поколения использовалась цифра “2″, то новые процессоры получили цифру “3″ в цифровом индексе.

А еще, как и у предшественников, в наименовании моделей процессоров Intel Core 3-го поколения используются специальные суффиксы, обозначающие специфические архитектурные, функциональные и эксплуатационные особенности конкретных моделей, например:

• «К» указывает на разблокированный множитель, связывающий внутреннюю тактовую частоту работы процессорных ядер с внешней тактовой частотой,
• «S» — экономичные модели,
• «T» — еще более экономичные модели,
• «М» — мобильная модель.

Кроме того, используемый в наименовании суффикс «QМ» обозначает, что в данной мобильной модели имеется четыре вычислительных ядра.

А вот суффикс «XМ» обозначает экстремальную (Extreme Edition) мобильную модель. У такой модели в ущерб стремлению максимально уменьшить уровень тепловыделения обеспечиваются максимальные уровни производительности, что соответствующим образом отражается на возможностях мобильной компьютерной системы.

Рис. 3.  Расшифровка наименования моделей процессоров Intel Core 3-го поколения 

Рис. 4.  Процессор Intel Core 3-го поколения

И можно не сомневаться, что спектр уже выпущенных моделей процессоров Intel Core 3-го поколения, представленных моделями Intel Core i7, Intel Core i5, Intel Core i3, будет сранительно быстро расширен. Вполне вероятно, что, как и в случае предшествующей разработки, этот спектр будет дополнен бюджетными вариантами процессоров в лице соответствующих моделей Intel Pentium и Intel Celeron, чьи возможности и, конечно, цена традиционно уступают старшим представителям.

Об архитектурных особенностях процессоров Intel Core 3-го поколения —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

В дальнейшем в процессе очередного этапа стратегии Tick-Tock компания Intel существенно переработала архитектуру процессорных ядер. В результате для настольных и мобильных систем были выпущены изделия с кодовым именем Sandy Bridge, созданные на основе новой, одноименной микроархитектуры и известные как процессоры Intel Core 2-го поколения (2-й генерации).

Но прогресс не стоит на месте, и компания Intel продолжила совершенствование данной разработки, внедрив согласно объявленным ранее планам стратегии Tick-Tock перспективную полупроводниковую технологию с масштабом 22 нм.

А как известно, каждый переход на очередной техпроцесс, обеспечивает уменьшение размеров полупроводниковых элементов.

Это традиционно сопровождается улучшением их частотных свойств, что позволяет создавать более производительные процессоры.

Кроме того, при сохранении числа транзисторов существенно уменьшается площадь полупроводникового кристалла и снижается себестоимость изготовления процессоров.

А при сохранении той же площади полупроводникового кристалла удается разместить на нем существенно больше транзисторов. Это позволяет конструкторам разрабатывать более сложные микроархитектурные решения и, соответственно, увеличивать возможности процессоров.

Однако, к сожалению, процесс уменьшения масшаба очень трудоемок и весьма затратен. Кроме того, он не может быть бесконечным из-за фундаментальных ограничений. Тем не менее, разработчикам уже ни один десяток лет удавалось успешно обходить препятствия и отодвигать границы невозможного. Очередная попытка была предпринята недавно при разработке очередного процессора, известного как Ivy Bridge.

Решая в очередной раз проблемы уменьшения литографического масшаба, обеспечивающего уменьшение размеров полупроводниковых элементов, инженеры Intel внедрили новую технологию. Она предусматривает использование нового типа транзисторов — 3-D Tri-Gate Transistor — транзисторов с трехмерной структурой затвора.

Рис. 2.  Структура транзистора с трехмерной структурой затвора

Новая топология транзисторов позволяет повысить плотность их размещения на полупроводниковом кристалле при обеспечении их высоких частотных и энергоэффективных параметров, что позволило в конечном счете расширить возможности процессоров.

Новые транзисторы с трехмерной структурой затвора, созданные на основе технологии 22 нм, способны обеспечить значительный  прирост производительности. По оценкам конструкторов Intel производительность возрастает на 37 процентов по сравнению с 32 нм аналогами, созданными по традиционной планарной технологической схеме.

Остается напомнить, что планарной технологической схеме уже несколько десятков лет и дальнейшее ее развитие становится все более сложной и затратной задачей. Новое же решение с использованием транзисторов с трехмерными затворами обеспечивает дальнейший прогресс в совершенствовании технологий и в реализации более совершенных процессорных микроархитектур. 

Некоторые подробности новейших процессоров, созданных на основе технологии 22 нм с использованием транзисторов с трехмерной структурой затвора, представлены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

Возможности настольных и мобильных компьютеров в значительной степени зависят от характеристик центрального процессора (ЦП, процессор). Именно этот важнейший элемент выполняет команды системных и прикладных программ, обеспечивая решение разнообразных вычислительных и мультимедийных задач.

Остается добавить, что от скорости обработки этих команд, сравнительно сильно зависят возможности всей компьютерной системы.

Оценивая характеристики современных процессоров, необходимо отметить, что повышение их производительности уже несколько лет осуществляется в основном за счет увеличения числа ядер, а также за счет совершенствования полупроводниковых технологий и внутренней микроархитектуры. Это, кстати, касается моделей процессоров всех типов массовых компьютерных систем:

• настольных,
• мобильных,
• серверов.

По этому пути пошли все производители, включая компанию Intel, которая является одним из лидеров в области компьютерных и полупроводниковых технологий.

В разработке и производстве своих изделий компания Intel использует специальную стратегию развития, получившую наименование Tick-Tock. Она предусматривает поэтапное внедрение новых технологических процессов (техпроцессов) и новых микроархитектур. При этом каждая процессорная микроархитектура перед запуском в массовое производство отрабатывается сначала на текущем техпроцессе, а потом уже новый техпроцесс отлаживается на зрелой микроархитектуре процессорных ядер.

Рис. 1.  Эволюция техпроцессов и микроархитектур

Так, например, в соответствии с указанной стратегией Tick-Tock в 2006 году были представлены процессоры с микроархитектурой Core. На ее основе были выпущены линейки процессоров, получивших кодовое имя Merom и созданных по технологии 65 нм. Их сменили изделия, созданные по технологии 45 нм и получившие имя Penryn.

В дальнейшем по микроархитектуре с кодовым именем Nehalem были выпущены линейки моделей процессоров Nehalem (45 нм) и Westmere (32 нм).

Каждая из разработок обладала своими особенностями, однако именно начиная с моделей линейки Westmere, процессоры к встроенному контроллеру памяти получили еще и интегрированную графику. А это означает перенос функций северного моста чипсета непосредственно в процессор. Как результат, переход от трехчиповой архитектуры компьютерных систем, предусматривающей использование с процессором еще и двух специализированных микросхем (двух микросхем чипсета), к двухчиповой — процессор и всего одной микросхемы чипсета (однокомпонентного чипсета).

Процессоры, созданные на основе указанных разработок, вышли на рынок под следующими именами:

• Intel Core i7,
• Intel Core i5,
• Intel Core i3.

Для недорогих же бюджетных решений были созданы и выпущены соответствующие недорогие модели процессоров:

• Intel Pentium,
• Intel Celeron.

Следующий этап развития процессорных микроархитектур и технологических процессов представлен  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Для обеспечения высокой надежности в архитектуре GA-Z77X-UD5H реализована технология DualBIOS, предусматривающая использование двух микросхем BIOS. При этом одна из двух микросхем играет роль основной, другая — резервной. И в случае повреждения кода BIOS, хранимого в первой микросхеме, восстановление работоспособности компьютера осуществляется с помощью копии, хранимой во второй.

Сетевые функции реализованы с помощью двух микросхем — Intel GbE LAN chip (10/100/1000 Mbit)  и  Atheros GbE LAN chip (10/100/1000 Mbit), формирующих два гигабитных канала.  

Для реализации звуковых возможностей компьютерной системы в архитектуре GA-Z77X-UD5H применен качественный аудиокодек Realtek ALC898 стандарта High Definition Audio. Он поддерживает до восьми звуковых каналов при высоком соотношении сигнал/шум. Обеспечена поддержка технологий X-Fi Xtreme Fidelity и EAX Advanced HD 5.0.

Следует отметить, что функциональность платы находится на очень высоком уровне благодаря большому количеству портов, выведенному на заднюю панель. В частности, здесь представлены видеовыходы DVI-D, HDMI и DisplayPort, и новомодные порты USB 3.0 и eSATA, предназначенные для подключения скоростной периферии. При этом, интерфейс eSATA присутствует у модели GA-Z77X-UD5H благодаря чипсету Intel Z77, а порты USB 3.0 реализованы с помощью дополнительных микросхем.

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-Z77X-UD5H осуществляется через систему многоканальных (многофазных) импульсных преобразователей. При этом для улучшения энергоэффективности преобразователя электропитания процессора, направленного на повышение КПД, уменьшение теплообразования и экономию энергии, применяется 12-фазный VRM-модуль. И здесь необходимо отметить, что применение многофазных преобразователей уже стало традицией для Gigabyte, и это характерно не только для старших, но и для младших моделей материнских плат этого производителя.

Отдельные преобразователи энергопитания имеют также подсистемы оперативной памяти и  видео.

Для охлаждения элементов с высоким теплообразованием, к которым относятся микросхема чипсета и элементы VRM, предусмотрены  пассивные кулеры, представленные компактными радиаторами.

За работой различных подсистем наблюдают встроенные средства мониторинга (Hardware Monitor).

В дополнение к аппаратным средствам в GA-Z77X-UD5H традиционно реализован обширный набор фирменных разработок, облегчающих оптимальную настройку и обеспечивающих беспроблемную эксплуатацию компьютерной системы. Указанный набор представлен следующими утилитами:

• EZ Setup,
• LAN Optimizer,
• 3D Power,
• Xpress Recovery2,
• @BIOS,
• EasyTune,
• Q-Flash,
• ON/OFF Charge,
• eXtreme Hard Drive (X.H.D),
• Auto Green,
• Q-Share,
• Xpress Install и др. 

Часть из указанных функций используется в режимах оверклокинга, которые обеспечивают повышение производительности компьютерной системы за счет установки форcированных режимов для комплектующих.

Возможность оптимизации таймингов, установки повышенных частот, изменения коэффициентов умножения и индивидуальное повышение напряжения питания на основных компонентах  позволяет существенно увеличить производительность.

Так, например, компьютер с материнской платой GA-Z77X-UD5H продемонстрировал устойчивую работу с процессором Intel Core i7-2600K, частота работы которого была повышена с 3,4 до 4,8 ГГц.

В результате скорость выполнения тестов Cinebench R11.5 и WinRar Bench возросла в среднем на 20%. 

В заключение следует отметить, что компьютеры, построенные на основе GA-Z77X-UD5H, кроме высокой производительности, выгодно отличает оригинальный дизайн и высокая функциональность, обеспечивающие удобство настройки и эксплуатации настольной компьютерной системы.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов 
 

Сравнительно недавно компания Intel выпустила процессоры третьего поколения Intel Core. Данные мзделия были ранее известны как процессоры Ivy Bridge. Они созданы по новейшему технологическому процессу с масштабом литографии 22 нм.

Для поддержки указанных новейших процессоров компанией Intel были созданы и соответствующие наборы микросхем системной логики (чипсеты). Эти элементы, относящиеся к седьмой серии чипсетов, стали основой новых материнских плат, которые в кратчайшие сроки были созданы и выпущены в большом количестве всеми основными производителями данных важнейших компонентов настольных компьютерных систем.  

Не осталась в стороне от этого процесса и компания Gigabyte. Эта компания создала на основе новейших компонентов перспективные модели материнских плат, обеспечивающие поддержку не только новейших процессоров Intel Core i7/i5/i3, Intel Pentium и Intel Celeron третьего (Ivy Bridge, 22 нм) поколения Intel Core, но и их одноименных предшественников, относящихся ко второму (Sandy Bridge, 32 нм) поколению Intel Core.

Одной из таких моделей является материнская плата Gigabyte GA-Z77X-UD5H (GA-Z77X-UD5H), созданная на основе чипсета Intel Z77 Express (Intel Z77) — старшего представителя седьмой серии чипсетов.

Остается добавить, что GA-Z77X-UD5H обладает широким набором функциональных возможностей и относится к изделиям верхнего уровня (High End).

Внешний вид материнской платы GA-Z77X-UD5H представлен на рис. 1. Основные параметры данной платы приведены в таблице 1.

Рис. 1.  Материнская плата Gigabyte GA-Z77X-UD5H

Таблица 1. Основные параметры Gigabyte GA-Z77X-UD5H

Некоторые подробности архитектуры, структуры и основных компонентов материнской платы GA-Z77X-UD5H рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2