Евгений Рудометов 
 

Рынок компактных компьютеров, созданных на основе высокоэкономичных процессоров Intel Atom, продолжает свой стремительный рост. По данным ABI Research суммарные продажи Intel Atom продолжат увеличиваться. Как результат данного роста, к 2013 г. продажи соответствующих систем могут составить 160 млн. штук.

Для поддержки своих процессоров, компания Intel предлагает соответствующие эталонные (референсные) решения, которые регулярно модифицируются.

В результате совершенствования микроархитектуры процессора и соответствующй адаптации микросхемного окружения произошел переход от трехчипового решения, предусматривающего использования трех микросхем в лице процессора и двух микросхем чипсета, к двухчиповому оешению.

Новый вариант предусматривает в добавление к процессору только одного чипа поддержки, функции которого свелись, по сути, только к поддержке соответствующих периферийных устройств.   

Это стало возможным благодаря тому, что в очередных процессорах Intel Atom, сменивших предыдущие решения, графический контроллер, и контроллер памяти переместились в корпус процессора.

А это означает, что необходимость в микросхеме, в которой размещались указанные компоненты, просто отпадает и теперь оставшийся чип выполняет лишь функцию традиционного южного моста.

Соответственно, чипсет Intel NM10 Express, поддерживающий процессор Intel Atom очередного поколения является отныне однокомпонентным.

Естественно, процессоры Intel Atom предыдущего поколения, созданные на основе ядра Diamondville, несовместимы с чипсетом Intel NM10 Express.

Необходимо отметить, что первыми представителями очередного поколения процессоров стали модели с тактовой частотой 1,66 ГГц, появившиеся в начале 2010 г. Однако на этом рубеже компания Intel не стала останавливаться и сравнительно быстро, уже во втором квартале, выпустила более производительные варианты.

В рамках изделий двухчипового поколения, созданных для настольных решений, компания Intel предлагает модели, рассчитанные на тактовую частоту 1,8 ГГц.

Одной из таких моделей стал одноядерный процессор Intel Atom D425, созданный на основе ядра Pineview. Основные параметры данного процессора приведены в таблице 1.

Таблица 1.  Основные параметры процессора Intel Atom D425

Для поддержки процессора Intel Atom D425 были созданы соответствующие модели материнских плат.

В качестве примера можно привести модель материнской платы Gigabyte GA-D425TUD (GA-D425TUD).

Внешний вид и основные параметры материнской платы GA-D425TUD, созданной и выпущенной компанией Gigabyte, представлены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 
 

Для сверхкомпактных компьютерных систем, обладающих невысокой стоимостью и ориентированных в основном на выполнение сравнительно несложных офисных задач, а также на работу Интернете, компания Intel предлагает одноядерные и двухъядерные энергоэкономичные процессоры упрощенной микроархитектуры.

Такие системы получили наименование неттопов (от англ. Nettop —  Неттор — настольный компьютер для работы в сети), а энергоэкономичные процессоры упрощенной микроархитектуры — Intel Atom.

В семействе “атомных” процессоров компанией Intel были выпущены как одноядерные, так и двухъядерные модели Intel Atom.

Каждая из выпущенных моделей обладает своими достоинствами. Однако с учетом растущей популярности мультимедиа, наиболее перспективными для настольных систем в настоящее время являются все-таки двухъядерные модели, обеспечивающие приемлемые уровни производительности в обработке видеоинформации.

Двухъядерные процессоры Intel Atom представлены моделями первого (Diamondville) и второго (Pineview) поколений.

Примерами таких процессоров могут служить модели Intel 330 (2008 г.) и Intel D510 (2010 г.). Их основные параметры представлены в таблице 1.

Таблица 1.  Основные параметры Intel Atom моделей 330, D510 

Двухъядерные модели первого и второго поколения “атомных” процессоров отличаются не только внутренней микроархитектурой, но и требуют разных чипов окружения. Центральную роль среди них играют микросхемы системной логики — чипсеты.

Учитывая эти особенности, конструкторы выпустили разные варианты материнских плат.

В качестве примера можно привести платы Gigabyte GA-GC330UD (GA-GC330UD) и Gigabyte GA-D510UD (GA-D510UD), построенные на основе Intel 330 и Intel D510.

При этом следует обратить внимание, что первая из них — GA-GC330UD построена на основе трехчипового дизайна, предусматривающего   использование процессора и двух микросхем чипсета: Intel 330 + GMCH + ICH7.

Вторая плата — GA-D510UD построена на основе двухчипового дизайна. В этом варианте используются  процессор и всего одна микросхема поддержки: Intel D510 + NM10.   

Конечно, модель процессора второго поколения — Intel D510 обладает более совершенной микроархитектурой, возможности которой существенно расширились за счет переноса основных контроллеров из чипсета в состав процессора. 

Это обеспечивает не только большее удобство для конструкторов, но и большую производительность, которой, к слову сказать, в ряде случаев бывает недостаточно.

Однако, как показывает опыт, часто недостаток производительности можно компенсировать за счет использования оверклокинга (разгона), увеличив тактовую частоту процессорной шины выше номинального значения.

Это обычно доступно во всех материнских платах. И упомянутые платы не являются исключением из этого правила. На основе этих плат была проверена  реальность и целесообразность разгона систем, построенных на основе «атомных» процессоров. Кроме того, разгон позволил оценить и сравнить текущие частотные потенциалы двух поколений микроархитектур, а также выявить сильные и слабые их стороны.

А вот насколько это реально можно проверить на основе указанных плат  GA-GC330UD  и  GA-D510UD.

Внешний вид и основные параметрв материнских плат GA-GC330UD и GA-D510UD, созданных и выпущенных компанией Gigabyte, рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Итак, численные оценки производительности систем с материнскими платами GA-GC330UD и GA-D510UD, созданными и выпущенными компанией Gigabyte, приведены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты PCMark05 и SiSoft Sandra 2004, штатный режим 

Как и предполагалось, система, построенная на основе более нового “атомного” процессора (Pineview), продемонстрировала большие уровни производительности по сравнению с системой, выполненной на процессоре предшествующего поколения (Diamondville).

Еще большей производительности можно достичь за счет увеличения тактовой частоты процессорной шины выше номинального значения.

Однако данное увеличение, к сожалению, не может быть безграничным. В процессе разгона предоставленных на тестирование семплов материнских плат, выяснилось, что верхней границей частоты процессорных ядер Intel 330, при которой сохраняется устойчивость работы компьютерной системы, стало значение 1,8 ГГц, а ядер Intel D510 — 1,71 ГГц.

Результаты оценки производительности систем с Intel D510 и 330 в режимах разгона приведены в таблице 4.

Таблица 4.  Результаты PCMark05 и SiSoft Sandra 2004, режимы разгона 

Как следует из результатов тестирования, процессор Intel D510, хотя и характеризуется сравнительно высокими уровнями производительности, не обладает значительным разгонным потенциалом. На фоне нового “атомного” процессора потенциал ускорения у Intel 330 выглядит значительно лучше, что обеспечивает ему преимущество в вычислительных задачах.

Однако благодаря более совершенной микроархитектуре видеосредств, интегрированных в состав Intel D510, по сравнению с аналогичными решениями, встроенными в чипсет Intel 945GC, в графических приложениях первенство (3DMark03 в штатном режиме — 941 у Intel D510 против 682 у Intel 330) остается за представителем новой микроархитектуры, ставшим основой и новой платформы.

В заключение следует еще раз отметить, что рассмотренные материнские платы могут быть рекомендованы в качестве основы компактных, практически бесшумных компьютеров для решения задач, не требующих чрезвычайно высокой производительности и функциональности.

Материнские платы  GA-GC330UD  и  GA-D510UD  были предоставлены московским офисом компании Gigabyte

В статье были использованы материалы книги: Рудометов Е.А. «Современное железо: настольные, мобильные и встраиваемые компьютеры» – СПб.: БХВ-Петербург, 2010. – 464с.
    

>>    Часть 1 
      

Евгений Рудометов,
Виктор   Рудометов 
 

Для недорогих, сверхкомпактных компьютеров, ориентированных на выполнение несложных задач, компания Intel разработала и выпустила специальные энергоэкономичные процессоры упрощенной микроархитектуры. Данные процессоры, получившие наименование Intel Atom, выпущены в виде одноядерных и двухъядерных вариантов. Учитывая растущую популярность мультимедиа, особенно в части обработки видеоинформации, двухъядерные процессоры являются наиболее перспективными. Они представлены моделями первого (Diamondville) и второго (Pineview) поколений.

Краткие параметры двухъядерных моделей Intel 330 (2008 г.) и Intel D510 (2010 г.), ориентированных на настольные системы, приведены в таблице 1.

Таблица 1.  Основные параметры Intel Atom моделей 330, D510

Процессоры второго поколения, представленные моделями Pineview, обладают более совершенной микроархитектурой. В отличие от представителей предыдущего поколения они к вычислительным ядрам приобрели еще и контроллер памяти и встроенные видеосредства.

Это позволило упразднить микросхему GMCH (северный мост) и перейти от трехчиповой структуры компьютерной платформы к двухчиповой (рис. 1).

Рис. 1.  Трех- и двухчиповые платформы с Intel Atom

Необходимо отметить, что обычно модели процессоров с более совершенной микроархитектурой обеспечивают компьютерным системам большие уровни производительности.

Однако, как показывает опыт, часто недостаток производительности систем предыдущих поколений можно компенсировать за счет оверклокинга (от англ. overclocking — разгон — эксплуатация элементов на повышенных частотах), увеличив тактовую частоту процессорной шины выше номинального значения. При этом в ряде случаях возможности хорошо отлаженной микроархитектуры могут обеспечивать лучшие разгонные возможности.

Проверить это можно в процессе тестирования материнских плат, созданных на основе двух поколений микроархитектуры Intel Atom. В качестве объектов исследования могут быть использованы материнские платы Gigabyte GA-GC330UD (GA-GC330UD) и Gigabyte GA-D510UD (GA-D510UD), построенные на основе “атомных” процессоров Intel 330 и Intel D510.

Внешний вид и основные параметры материнских плат GA-GC330UD и GA-D510UD, созданных и выпущенных компанией Gigabyte, рассмотрены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Для сектора настольных компьютеров начального уровня, создаваемых на основе энергоэффективных процессоров линейки Intel Atom и соответствующих наборов микросхем системной логики (чипсетов), свои решения предлагают все основные производители материнских плат. При этом они постепенно обновляют парк выпускаемых моделей на более совершенные изделия, создаваемые на основе более совершенных элементов. 

Основные элементы платформы

Процессор

Для платформы недорогих настольных компьютеров начального уровня, ориентированных на работу в Интернете и выполнение несложных офисных задач, не требующих высоких уровней производительности, в начале 2010 года компания Intel выпустила второе поколение энергоэкономичных процессоров, входящих в линейку Intel Atom.

Данные модели представлены моделями D410 и D510. Главная особенность данных моделей, созданных на основе ядра Pineview, — объединение в едином корпусе процессора вычислительных ядер и встроенных контроллеров оперативной памяти и графических средств.

Основные параметры даннах моделей в сравнении с их предшественниками, входящими также в линейку Intel Atom и предназначенных для настольных решений, приведены в таблице 1.

Таблица 1.  Основные параметры Intel Atom моделей  330,  230,  D410,  D510 

Тема развития “атомных” решений продолжена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
    

Евгений Рудометов 
 

Во втором квартале 2008 года компания Intel, являющаяся крупнейшем производителем процессоров для настольных и мобильных компьютеров, анонсировала первые модели линейки Atom — недорогих процессоров упрощенной микроархитектуры.

Такие процессоры стали основой недорогих компьютерных систем, ориентированных главным образом на работу в Интернете, а также выполнение несложных офисных задач.

Для таких недорогих настольных систем — неттопов были разработаны одноядерные и двухъядерные модели, получившие наименование Intel Atom 230 и Intel Atom 330. Они стали основой большого числа недорогих, компактных и практически бесшумных компьютеров.

Несмотря на высокий уровень востребованности указанных моделей, компания Intel разработала и выпустила новое поколение «атомных» процессоров. Однако их новейшая архитектура потребовала внесения соответствующих изменений в проектирование компьютерных систем.

Следующая версия компьютерной платформы получила наименование Pine Trail.

Для неттопов новой платформы, сменившей решения, созданные на основе Intel Atom 230 и Intel 330,  были выпущены соответствующие варианты процессоров. Ими стали одноядерная модель Intel Atom D410 и ее двухъядерный вариант, получивший наименование Intel Atom D510.

Главной особенностью данных процессоров линейки Intel Atom, созданных на основе ядра Pineview, является то, что в их состав интегрированы не только сами вычислительные ядра, но и контроллер оперативной памяти, а также средства встроенной графики.

Краткие параметры одноядерных и двухъядерных вариантов процессоров Intel Atom моделей 230, 330, D410 и D510 приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры Intel Atom моделей 330, 230, D410, D510

Тема “атомных” процессоров и поддерживающих данные элементы соответствующих компьютерных платформ продолжена  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
    

Евгений Рудометов 
 

Современные настольные компьютеры для большинства задач пользователей часто обладают явно избыточной функциональностью и производительностью. В таких случаях целесообразно использовать решения, созданные на основе энергоэкономичных процессоров и чипсетов.

В качестве примера подобных компьютерных систем служат неттопы — компьютеры, главной задачей которых являются комфортная работа в Интернете, решение несложные задач с помощью офисных приложений, а также воспроизведение аудио и просмотр видео.

Для класса неттопов предлагают свои решения все основные производители материнских плат.

В качестве примера материнской платы для компактных и экономичных компьютерных систем можно привести модель Gigabyte GA-GC330UD (GA-GC330UD).

Данная плата GA-GC330UD создана на основе чипсета Intel 945GC и встроенного в состав этой платы  двухъядерного процессора Intel Atom 330. 

Основные элементы 

   
Процессор

В качестве основы для платформы неттопов можно использовать модели процессоров Intel из линейки Atom. Это могут быть, например, модели с номерами 230 и 330, специально разработанными для энергоэффективных платформ.

Необходимо отметить, что модели 230 и 330 стали, по сути, первыми моделями, ориентированными на рынок настольных систем.

Отличия между данными моделями заключаются в числе процессорных ядер и обрабатываемых потоках, а также в объемах кэш-памяти и в уровнях энергопотребления.

Основные характеристики моделей 330 и 230, созданных для настольных компьютеров, представлены в Таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры процессоров Intel Atom 330/230 

Чипсет

Для поддержки энергоэкономичных процессоров Intel Atom 230/330 компания Intel предложила использовать чипсет Intel 945GС Express (i945GС).

Состоит чипсет i945GС из двух микросхем:

• Graphics Memory Controller Hub (GMCH),
• I/O Controller Hub (ICH).

Основные параметры чипсета, ставшего основой материнской платы GA-GC330UD,  созданной и выпущенной компанией Gigabyte,  приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов
 

Среди пользователей обширного семейства настольных компьютеров стремительно набирают популярность сверхкомпактные модели. Основное назначение новых компьютеров — обеспечить работу в Интернете.

Настольные варианты таких систем получили наименование «неттопы» (от англ. nettop — настольный компьютер для работы в сети). 

Неттопы эффективны в качестве компьютерной системы для работы в локальных и глобальных сетях, а также для выполнения относительно несложных офисные и мультимедийные задачи.

Основой этих систем послужили новые энергоэкономичные процессоры и чипсеты. Здесь под энергономичностью понимается производительность в расчете на ватт потребляемой энергии.

Основным разработчиком и поставщиком соответствующих процессоров и чипсетов стала компания Intel, которая рекомендует в составе неттопов использовать энергоэкономичные процессоры семейства Атом, отличающиеся невысокой ценой.

Основные элементы платформы

Процессор

Для платформы неттопов компанией Intel в рамках семейства изделий Atom выпускаются широкая гамма процессоров. При этом первой из них стала модель процессора, получившая числовое обозначение 230.

Основные характеристики этой модели представлены в Таблице 1.

Таблица 1.  Основные параметры процессора Intel Atom 230 

Процессор Intel Atom 230 был специально создан по замыслу его разработчиков для компактных и энергоэкономичных настольных систем, ориентированных на работу в Интернете и получивших наименование неттопы.

Основой новой архитектуры ядра послужили ранее созданные структуры процессорных чипов.

С целью повышения энергоэффективности и уменьшения площади полупроводникового кристалла архитектура нового процессора по сравнению со своими прототипами была сильно переработана. Были упрощены вычислительные цепи, уменьшены объемы кэш-памяти, модифицированы элементы управления процессорной шиной и т. п.

В результате производительность оптимально соответствует требованиям приложений, связанных с работой в глобальной сети.

Благодаря внедрению всех инноваций достигнута очень низкая рабочая мощность энергопотребления и теплообразования: TDP — 4 Вт.

Все это позволяет создавать компактные настольные системы, основой которых стали энергоэффективные процессор Intel Atom 230 и поддерживающий его чипсет Intel 945GС Express.

Основные параметры чипсета приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов
 

Для платформы неттопов — компьютеров, ориентированных на работу в Интернете, компанией Intel была выпущена сравнительно недорогая, энергоэкономичная  модель процессора, получившая наименование 230.

Основные характеристики этой модели представлены в Таблице 1.

Таблица 1.  Основные параметры процессора Intel Atom 230

С целью повышения энергоэффективности и уменьшения площади полупроводникового кристалла процессора были упрощены вычислительные цепи, уменьшены объемы кэш-памяти, модифицированы элементы управления процессорной шиной и т. п. Благодаря внедрению всех инноваций достигнута очень низкая рабочая мощность: TDP — 4 Вт. Это позволяет создавать компактные настольные системы.

Для поддержки энергоэкономичного процессора Intel Atom 230 компания Intel предложила чипсет Intel 945GС Express (i945GС).

Этот чипсет имеет встроенное графическое ядро Intel GMA950 c поддержкой аппаратного ускорения видео стандартов высокого разрешения.

Микросхема GMCH поддерживает тактовые частоты 166 и 200 МГц процессорной шины, что обеспечивает скорость передачи данных по этой шине с частотами 533 и 800 МГц (QPB). Максимальный объем памяти DDR2 SDRAM 400/533/667 МГц (non-ECC)  — 2 Гбайт. Интегрированные графические средства основаны на архитектуре GMA 950 и работают на внутренней частоте 400 МГц. Имеет встроенные средства аппаратного ускорения видео стандартов HD, включая форматы 720p и 1080i.

Компонента ICH поддерживает традиционные интерфейсы и предусматривает подключение большого числа устройств, максимальное число которых может достигать: 4 SATA HDD (до 300 Мбайт/с), 1 PATA (IDE), 8 USB 2.0 (Hi-Speed, до 480 Мбит/с), 4 PCI Express х1 или 1 PCI Express х4, 6 PCI (32/33) и т. п. Поддерживает 10/100 LAN, LPC, Intel High Definition Audio и т. п. Максимальное значение (TDP) соответствует уровню 29,5 Вт (22,2 Вт — TDP GMCH и 3,3 Вт — TDP ICH7).

Упрощенная структура настольного компьютера с чипсетом i945GС представлена на Рис. 1. 

Рис. 1.  Структура настольного компьютера с чипсетом i945GC 

На основе данных элементов компания Gigabyte выпустила материнскую плату GA-GC230D.

Основные параметры Gigabyte GA-GC230D приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2