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
 

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
 

 >>    Часть 3 
  

Результаты тестирования компьютерной системы, созданной на основе материнской платы GA-GC230D, приведены в Таблице 3.

Таблица 3.  Результаты выполнения тестов PCMark05

Компьютерная система, созданная на основе материнской платы Gigabyte GA-GC230D, продемонстрировала неплохие для встроенных решений уровни производительности. Они соответствуют примерно производительности ноутбуков на Intel Pentium M.

Для примера субноутбук Fujitsu Siemens Lifebook p7010 продемонстрировал следующие результаты в  PCMark05:

• CPU — 1767,
• Memory — 1780,
• HDD — 3165.

А в тесте  CPU Multi-Media Benchmark:

• Integer x4 iSSE,  it/s —  10482,
• Float x4  iSSE2,   it/s —  11571.

При анализе приведенных результатов тестирования необходимо принимать во внимание тот факт, что в Gigabyte GA-GC230D по сравнению с указанным субноутбуком использован существенно более экономичные центральный процессор и обслуживающий его чипсет.

В заключение следует добавить, что материнская плата Gigabyte GA-GC230D может быть интересна потенциальным пользователям в качестве основы недорогих, сверхкомпактных, энергоэкономичных и т. п, системных блоков с ценой менее $150 для офисных компьютеров.

Следует отметить, что благодаря мультимедийным возможностям чипсета, компьютер с Gigabyte GA-GC230D можно успешно использовать не только для работы в Интернете и выполнения офисных задач, но и для прослушивания аудио и просмотра видео, включая HD 720p (Рис. 3).

Рис. 3.  Загрузка аппаратно-программных средств GA-GC230D при воспроизведении тестового видеофайла HD 720p

Что же касается игр, то возможности интегрированных видеосредств GA-GC230D вряд ли устроят фанатов современных динамичных игр с высокой детализацией выводимого видеоизображения. Однако данная материнская плата может заинтересовать поклонников сверхкомпактных, практически бесшумных компьютерных систем для решения задач, не требующих высокой производительности.

Материнская плата GA-GC230D была предоставлена 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
 

 >>    Часть 2 
  

Материнская плата GA-GC230D, созданная и выпущенная компанией Gigabyte, выполнена на многослойном стеклотекстолите традиционного для компании Gigabyte синего цвета.

Главной особенностью платы GA-GC230D является использование  интегрированного (несъемного) центрального процессора Intel Atom 230.

Такая конструкция позволила минимизировать размеры и стоимость платы.

Благодаря низкому энергопотреблению, а следовательно, и низкому теплообразованию процессора Intel Atom для его охлаждения конструкторы применили пассивный кулер, представляющий собой небольшой алюминиевый радиатор.

Отказ от традиционных для материнских плат массивных средств поддержания оптимального температурного режима центрального процессора (CPU), представленных обычно большим радиатором и высокоскоростным вентилятором, позволило:

• значительно уменьшить габариты,
• обеспечить бесшумность,
• снизить себестоимость.

Однако подобных пассивных средств охлаждения является недостаточным, по мнению конструкторов Gigabyte, для охлаждения главной, наиболее сложной микросхемы чипсета Intel 945GC — GMCH.

Для охлаждения данной микросхемы использован сравнительно небольшой радиатор, снабженный миниатюрным вентилятором.

Наличие вентилятора для GMCH и отсутствие его у центрального процессора объясняется разными уровнями теплообразования. Действительно для данных компонентов уровни теплообраззования составляют: 22,2 Вт — у CPU, против 4 Вт — у GMCH.

Что же касается второй микросхемы чипсета, представленной компонентой Intel ICH7, то для ее охлаждения разработчикам удалось обойтись, как и в случае центрального процессора, только небольшим радиатором без вентилятора. Связано это с тем, что максимальное теплообразование микросхемы Intel ICH7 — менее 3,5 Вт.

Оценивая традиционно подсистему памяти, необходимо отметить, что в компьютерной системе, построенной на основе GA-GC230D, она представлена только одним модулем DDR2 533/400 МГц, максимальный ее объемом составляет 2 Гбайт. Соответственно, режим работы подсистемы памяти в данном случае может быть только одноканальным.

Видеоподсиcтема представлена встроенными в чипсет видеосредствами Intel GMA 950. Данными средствами поддерживается аппаратное декодирование видео для плавного и качественного воспроизведения.

Для упрощения конструкции материнской платы и уменьшения ее стоимости в архитектуре GA-GC230D не предусмотрено использование внешней видеокарты, созданной на основе дискретных элементов.  

За управление устройствами ввода-вывода в GA-GC230D традиционно отвечает вторая компонента чипсета, представленная в использованном варианте Intel 945GC микросхемой Intel ICH7.

Дисковая подсистема, созданная на основе этой микросхемы, в материнской плате GA-GC230D обеспечивает поддержку следующих портов:

• два порта интерфейса Serial ATA 3 Гбит/с,  
• один порт Parallel ATA (ATA 100/66/33).

Данные порты позволяют подключить:

• два накопителя SATA,
• два устройства IDE.

Из особенностей архитектуры следует отметить аудиоподсистему c реализацией Intel High Definition Audio (HDA-кодек Realtek ALC662, до шести звуковых каналов), сетевой контроллер (10/100 Mbit), а также до 8 портов USB 2.0.

Энергоснабжение элементов материнской платы GA-GC230D осуществляется через систему импульсных преобразователей. В их составе традиционно используются дроссели с ферритовыми сердечниками, качественные транзисторы и высоконадежные твердотельные конденсаторы.  

Встроенные в архитектуру GA-GC230D средства мониторинга  предоставляют возможность контроля основных параметров.

Из реализованных фирменных средств следует отметить традиционные Virtual Dual BIOS, Q-Flash, Xpress Recovery2, Xpress Install, утилита управления Easy Tune.

В качестве операционной системы рекомендована Microsoft Windows XP.

Результаты тестирования компьютерной системы, созданной на основе материнской платы GA-GC230D, приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 4 
      

Евгений Рудометов
 

 >>    Часть 1 
  

Итак, на основе указанных высокоэффективных, энергоэкономичных элементов, основой которых послужили процессор Intel Atom 230 и чипсет Intel 945GC, компания Gigabyte разработала и выпустила сверхкомактную материнскую плату.

Изделие, отличающееся сравнительно невысокой ценой и ориентированное на рынок неттопов (компьютеров для работы в локальных и глобальных сетях), получило наименование Gigabyte GA-GC230D  (GA-GC230D).

Внешний вид GA-GC230D представлен на Рис. 2.

В Таблице 2 приведены основные  характеристики GA-GC230D.

Рис. 2.  Материнская плата GA-GC230D

Таблица 2.  Основные параметры материнской платы GA-GC230D

Некоторые особенности материнской платы GA-GC230D, созданной и выпущенной команией Gigabyte, приведены  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

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