Още един мой преводен материал. Този път герой е процесорът Intel Atom C3958, който беше тестван от интернет ресурса servethehome. Но не бързайте да затваряте страницата, защото не говорим за болно, слабо нещо, което не е много подходящо за обикновена употреба, а за сравнително наскоро обявената серия 3000 от тези процесори (и всъщност SoC), фокусирани за използване в съхранение на данни, вградени решения, сървъри. И така, Intel Atom C3958 - преглед и резултати от тестове на най-добрия процесор в това семейство.

Описание и характеристики

Третото поколение от семейството процесори Atom, с кодово име "Denverton", включва доста голям брой модели. Най-младият процесор има само 2 ядра, но по-старият (за който говорим сега) може да се похвали с цели 16 ядра.

До известна степен можем да кажем, че има поне 2 топ модела, това е C3958 и неговият близък роднина C3955. Ето основните характеристики на двата модела.

процесор	C3955	C3958
Брой ядра	16
Брой нишки	16
Базова честота (Turbo Boost), GHz	2.1	2.0
Макс. честота, GHZ	2.4	2.0
Макс. размер на паметта, GB	256
№ PCI-Express линии	8
Макс. брой SATA	16
Вградена LAN поддръжка	4 × 10 / 2,5 / 1 GbE
Поддръжка на Intel® QuickAssist	—	+
TDP, W	32	31
Препоръчителна цена, $	434	449

Всъщност разликите не означават, че са много поразителни. Освен това C3955 има поддръжка на Turbo Boost, докато по-старият Atom няма такъв „турбокомпресор“. Изглежда, че не трябва да е топ модел, но основната му разлика от C3955 е поддръжката на технологията Intel® QuickAssist.

Накратко за това какво е QuickAssist или накратко QAT. Това е набор от хардуерни и софтуерни инструменти за ускоряване на криптирането и компресирането на данни. QuickAssist помага много в случаите, когато трябва да компресирате данни „в движение“, да криптирате потоци от данни, да осигурите работата на криптографията и т. н. Като цяло всичко свързано със защита на данните, автентификация, сигурност. QAT значително ускорява производителността на приложенията и то доста значително.

Трябва да се отбележи, че тази полезна функция не е включена във всеки модел. Така че C3955 е лишен от него, въпреки че има своите предимства. QuickAssist се използва и от процесорите от серията Atom C2xxx, но новото поколение изведе технологията на по-високо ниво. Така че, за разлика от Atom C2xxx, C3xxx не изисква специален драйвер. При тестване функцията QAT беше активирана, въпреки че не беше използвана в тестовете по-долу.

Всъщност наличието на QAT е почти единственият аргумент в полза на C3958, а не на C3955, въпреки че причината е много добра. Ако изпълняваните задачи не предполагат използването на криптиране, компресиране на данни, като цяло за какво е тази технология, тогава няма смисъл да избирате C3958.

Фактът, че това е сървърен продукт, се посочва от характеристиките на процесора. Тук има поддръжка за голямо количество памет и наличието на 16-мегабайтов L2 кеш (1 MB за всяко ядро) и ECC, 4 10-гигабитови интерфейса, 16 SATA устройства, технологии за виртуализация VT-x, VT -d и др. Между другото, този процесор не се доставя на клиентите като отделен компонент, а само като част от поне дънна платка.

За тези, които се интересуват, ето резултата от командата lscpu Linux, която показва подробна информация за процесора и всички негови функции.

Тестов стенд

Следната конфигурация беше сглобена за тестване:

• Дънна платка: Gigabyte MA10-ST0 със споен процесор Intel Atom C3958.
• Памет: 4x 16GB DDR4-2400 RDIMMs (Micron).
• SSD: Intel DC S3710 400GB.
• Устройство за зареждане: Intel DC S3700 200GB.

Малко повече подробности за дънната платка. Той е много интересен за изграждане на складове за данни. На борда има 4 слота за инсталиране на памет, 32 GB eMMC флаш памет, произведена от Kingston, 2 10 Gigabit SFP порта и същия брой Gigabit мрежови портове. В същото време има PCIe x8 конектор, както и 4 SFF8087 конектора за свързване на 16 SATA устройства.

Подробен преглед на тази дънна платка ще има скоро, но сега можем да кажем, че максималната консумация с две 10Gb SFP + връзки и два свързани гигабитови интерфейса е 61 вата.

Резултати от тестовете

Използвахме нашите стари, доказани Linux-Bench скриптове. Имаме по-нова селекция от скриптове, но в този случай не изглеждаше толкова необходимо, тъй като основната цел на тази платформа са вградените приложения. Когато се използва тази конфигурация в складове за данни или в мрежови устройства, вградените приложения не са силно натоварени и използването на разширените команди AVX2 и AVX-512 изглежда прекомерно.

При предишните ни проверки потвърдихме, че Linux и FreeBSD са най-добрите операционни системи за процесори от серия Intel Atom C2000. Windows не се използва широко на такива платформи и ние не препоръчваме да използвате тази платформа като обикновен компютър. За това има много други, по-изгодни опции.

Показател за компилиране на ядрото на Python Linux 4.4.2

Използваме този тест много. Използва се стандартен конфигурационен файл, ядрото на Linux 4.4.2, взето от kernel.org, а генерираната по подразбиране конфигурация зарежда всяка нишка в системата. Резултатите показват броя компилации на час.

Получените резултати показаха много добра производителност, която е съпоставима с резултатите на 8-ядрен процесор Xeon D. Моделът C3955 показа малко по-добри резултати. Това не е изненадващо, но разликите в микроархитектурата трябва да се проявят в работата на процесорите.

c-лъч 1.1

Друг тест за проследяване на лъчи, който използваме през цялото време, много популярен и показващ разликата в производителността в многонишковите системи.

Показаното представяне е добро и тук. Очаквано по-„пъргав“ и дори C3955 с турбина показа по-добри резултати. Интересното е, че Intel Xeon E3 показа подобна производителност, но му липсват много от функциите, които има Atom, а също така има по-висока консумация на енергия.

Компресия със 7 ципа

Много популярно и често използвано междуплатформено приложение за архивиране/разархивиране на данни.

Резултатите са много добри. Разбира се, 16 Atom ядра не са 16 ядра Xeon D и няма да можете да се конкурирате с последното. В този случай QAT не се използва и това може значително да промени резултатите и това ще видим скоро. Ако говорим за производителност, то по отношение на скоростта на компресия Intel Atom C3958 може да се намира някъде между 6 и 8-ядрен Xeon D. Скоростта на декомпресия е някъде между 8 и 12-ядрен Xeon D.

Sysbench CPU тест

Друг популярен тест на платформата Linux. Използвахме теста на процесора, а не OLTP, който се използва при тестване на устройства.

Трябваше да премахна резултатите за процесорите C2358 и D525 поради ниските стойности, което би направило графиката трудна за четене. Тестът се мащабира добре и зарежда перфектно всички налични процесорни ядра. Не е изненадващо, че 16 ядра дойдоха на съда много добре.

OpenSSL

Криптографски пакет, използван за криптиране на комуникации между сървърите. Получихме следния резултат.

Когато го проверихме отново, получихме следното (сортирахме резултатите в същия ред, както при първото изпълнение на тестовете, за да стане по-удобно).

Както виждаме, Intel Atom C3958 се конкурира с Xeon Silver 4108 с подобна цена, който е предназначен за по-мощни сървъри. Но по-интересно в случая е сравнението с предишното 2000-то поколение процесори Atom. Най-високият C2758 с активиран QAT се оказа 4 пъти по-бавен от C3958, който не използва тази функция. Това е важно, защото OpenSSL често се използва в мрежи и системи за съхранение.

UnixBench Dhrystone 2 и Whetstone Бенчмаркове

Тестовете са стари, но досега продължаваме да ги използваме по масово търсене. Резултати от UnixBench Dhrystone 2.

Резултати от Whetstone Benchmarks.

В този случай виждаме ясна полза от многоядреността, тъй като в този случай тя компенсира компромисите в микроархитектурата, които трябваше да се направят, за да се намали консумацията на енергия. В този случай опцията, когато "по номер, а не по умение."

Заключение

Това изобщо не е "Атомът", който веднага идва на ум, когато се споменава това семейство процесори. Базовата честота на Atom C3958 не е толкова висока в наше време, няма поддръжка за технологията "Turbo Boost", няма L3 кеш, няма поддръжка за набора от инструкции AVX2 / AVX-512, но 16 ядра , 1 MB L2 кеш на ядро, са значителни подобрения в IPC (Inter Process Communications), които му позволяват да се конкурира с производителността на Xeon D и Xeon Bronze / Silver.

Естествено, последните са по-подходящи за виртуализация и общо ползване, но в мрежовите устройства и устройствата за съхранение "атомните" процесори са много добри.

Сега много се говори за AMD EPYC, но AMD няма свои собствени решения, които да се конкурират в този сегмент по отношение на агрегатните характеристики. И така, EPYC 7251 има TDP от 120 W (сравнете с Atom), като има 8 ядра, 16 нишки, но поддържа увеличаване на честотата до 2,9 GHz. Вярно е, че AMD няма цели да заеме своята ниша в този конкретен сегмент, поне с EPYC.

ARM беше активен, но комбинацията от производителност и използването на криптографски технологии и технологии за ускоряване на компресия на данни, открити в процесорите Atom от серия 3000, дава на Intel много увереност в близкото бъдеще.

Ако разгледаме топ решенията с поддръжка на QAT, тогава можем да видим значителен напредък в сравнение с предишното поколение (Atom C2758). Единственото, което спадна, беше тактовата честота (с около 17%). Останалото са солидни подобрения. Преценете сами, броят на ядрата се е удвоил (от 8 на 16), размерът на кеша и максималният капацитет на паметта са се учетворили (съответно до 16 MB и 256 GB), PCIe актуализира поколението, поддръжка за 10-гигабит мрежата се появи. Но за значително повишената производителност трябваше да платим с увеличения TDP.

За съжаление цените са се увеличили значително. Вярно е, че широката гама от модели ви позволява да изберете опция (например Atom C3758), която е по-евтина и може успешно да замени предишния топ процесор в съответните области на приложение.

Добрата картина на значително повишената производителност се разваля само от цената, тъй като на цена от $449 Atom C3958 се конкурира с Intel Xeon Silver 4108 и Xeon D линии, а това, както и да се каже, е малко по-различен полет.

Intel Atom са процесори за евтини и малки лаптопи, нетбуци, неттопи и таблети/смартфони. Архитектурата им ги направи енергийно ефективни и изобщо не скъпи.

Първоначално серията Atom включва две семейства: Z-серията (с кодово име Silverthorne) за таблети и някои неттопове и N-серията (с кодово име Diamondville) за по-традиционните нетбуци и неттопи. И двете семейства са произведени по 45nm технологичен процес и включват поддръжка за MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, Intel 64, XD-Bit и IVT. Моделите за производителност също поддържат Hyper-Threading.

Най-бързите процесори Intel Atom се представят по-добре от Celeron. Например, 1,6 GHz Atom е доста сравним с 1,2 GHz Pentium M.

Към края на 2009 г. Intel представи второто поколение процесори Atom, Pineview. Те бяха оборудвани с GMA 3150 графика и DDR2 контролер на паметта. 45nm Atom N450 и N470 бяха много популярни по онова време, точно като N280 преди. Най-новите модели от линията включват поддръжка за DDR3 памет (напр. N455) и опции с две ядра.

Платформата Oak Trail (32nm процесна технология) беше представена през 2011 г. и произлиза директно от Silverthorne. Предназначен е за таблети и нетбуци, индексът му е Z600. Ядрото е много подобно на серията Pineview, но системата върху чип вече включва графиката на PowerVR GMA 600.

Съвременни процесори Intel Atom

Saltwell (32 nm), 2012-2013

Penwell (32 nm), 2013-2014

Cloverview (32 nm), 2013 г

Cloverview (32 nm), 2013 г

Cedarview (32 nm), 2011-1012

Те са част от платформата Cedar Trail. Вградената графика осигурява възпроизвеждане на 1080p видео, резолюция на екрана до 2560x1600 пиксела.

Cedarview-M (32 nm), 2011 г

Поддържа до 2GB DDR3-800 RAM.

Мерифийлд (22 nm), 2014 г

Консумацията на енергия е 4,7 пъти по-малка от тази на Saltwell. Две ядра Silvermont, графично ядро ​​- PowerVR G6400. Контролер на паметта LPDDR3 -533 до 4 GB.

Bay Trail-T (22 nm), 2014 г

Увеличение на производителността в сравнение с Clover Trail - 50-60%. Ниска консумация на енергия. Графика (Gen 7) в чипове без D индекс поддържа 2560x1600 пиксела, с D индекс - 1920x1200. Контролер на паметта - LPDDR3-1066 до 4 GB. Всички процесори са четириядрени. Няма поддръжка на Hyper-Threading.

Модел	Кеш	Тактова честота - Turbo, GHz	Ядра / нишки
Intel Atom Z3795	2 Mb	1,59-2,39	4/4
Intel Atom Z3785	2 Mb	1,49-2,41	4/4
Intel Atom Z3775	2 Mb	1,46-2,39	4/4
Intel Atom Z3775D	2 Mb	1,49-2,41	4/4
Intel Atom Z3770	2 Mb	1,46-2,4	4/4
Intel Atom Z3770D	2 Mb	1,5-2,41	4/4
Intel Atom Z3736F	2 Mb	1,33-2,16	4/4
Intel Atom Z3736G	2 Mb	1,33-2,16	4/4
Intel Atom Z3745	2 Mb	1,33-1,86	4/4
Intel Atom Z3745D	2 Mb	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3740	2 Mb	1,33-1,86	4/4
Intel Atom Z3740D	2 Mb	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3735D	2 Mb	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3735E	2 Mb	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3735F	2 Mb	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3735G	2 Mb	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3680	1 Mb	1,33-2,0	2/2
Intel Atom Z3680D	1 Mb	1,33-2,0	2/2

С развитието на семейството процесори Atom, Intel разширява присъствието си на бързо растящия пазар на компоненти за лаптопи и мобилни интернет таблети (MID - Mobile Internet Devices). Какви Atom процесори има? По какво се различават един от друг и какви са техните конкуренти? Всъщност за това сега ще говорим.

Избрани модели процесори атомпроектиран за използване в свръхефективни бюджетни преносими компютри и настолни компютри. Тези компютри, с много ниска консумация на енергия и намален размер на оптимална цена, могат да се използват за гледане на видео и снимки, комуникация в Интернет, работа с електронна поща, сърфиране в уебсайтове и в процеса на обучение. За да разграничите такива устройства от традиционните настолни компютри и лаптопи, ги наименувайте и неттопове.

Архитектура на процесора Atom

Семейството процесори Intel Atom се основава на архитектурата x86, която се намира във всички процесори за компютри, съвместими с IBM PC. Новите процесори на Intel обаче не са по-нататъшно развитие на съществуващата серия. Atom процесорите са проектирани с технология RISC(английски Reduced Instruction Set Command), което включва използването на намален набор от изпълними инструкции (инструкции), за разлика от традиционните CISC процесори(на английски Сcomplex Instruction Set Command), работещ с пълен набор от команди.

Подобренията в производствените технологии и оптимизирането на вътрешната структура на процесорите в рамките на съществуващата x86 архитектура позволиха да се постигнат впечатляващи нива на производителност, дори за системи на бюджетно ниво. Едно от направленията за подобряване на процесорите е усложняването на вътрешната структура, за възможността за извършване на сложни действия в рамките на една команда. Въпреки това, декодирането на такива инструкции изисква значителни хардуерни ресурси, броят на тактовите цикли, необходими за тяхното обработване, се увеличава и консумацията на енергия се увеличава.

От друга страна, подобни команди рядко се срещат в изпълнимия код и в никакъв случай във всяка програма. Идеята на RISC технологията се основава на използването на ограничен набор от инструкции с кратък цикъл на изпълнение (в идеалния случай един тактов цикъл). Хардуерната реализация на такава архитектура позволява изпълнение на програмния код с минимални времеви разходи, в идеалния случай една инструкция на цикъл на синхронизация. В резултат на това се намалява консумацията на енергия, става възможно намаляване на работните честоти и намаляване на размера на процесорите.

В същото време се запазва съвместимостта с програми за CISC процесори. Липсващите инструкции в набора от процесори се изпълняват след предварително софтуерно транскодиране в инструкции, поддържани от RISC. Което е напълно оправдано предвид незначителното присъствие на сложни команди в изпълнимия програмен код.

Характеристики на атома

И така, идеологията за развитие на Atom се основава на използването на намален набор от инструкции, което направи възможно чрез изоставяне на поставянето на редица регистри и други възли в чипа, значително намаляване на общия брой на използваните транзистори и значително намаляване консумация на енергия. Процесорът Atom в момента е най-малкият и най-икономичен процесор на Intel, базиран на 45nm технология за BGA и FCBGA гнезда. И следващата година, според ръководителите на компанията, процесорът Atom на Intel ще бъде първият чип, произведен по 32-нанометрова технологична технология.

В момента Intel произвежда две серии процесори Atom. Първият, базиран на ядрото Силвърторн, наречен Z (процесори Z500-Z540) и е предназначен за използване в мобилни устройства с интернет връзка (MID). Чипсетите са разработени за съвместна употреба с тези процесори: UL11L, US15L, US15W.

Втора серия на ядрото Даймъндвилвключва модели: Atom N270, Atom 230 и Atom 330, използвани за разработване на евтини настолни системи (т.нар. Nettop) и ултра-евтини бюджетни преносими компютри (Netbook). Повечето от процесорите (с изключение на Atom 330) досега са едноядрени.

Таблицата показва основните характеристики на процесорите Intel Atom, всички Atom имат 56KB L1 кеш, от които 32KB са разпределени за кеш на инструкциите и 24KB за данни. Всички процесори Atom изпълняват 32-битов код и поддържат допълнителни набори от инструкции MMX, SSE, SSE2, SSE3 и SSSE3, както и технологията Hyper-Threading, която позволява изпълнение на два паралелни потока от инструкции.

Номер на модела	Честота, MHz	FSB, MHz	L2 кеш, MB	TDP, W
Атом 230	1600	533	512	4
Атом 330	1600	533	1 000	8
Атом N270	1600	533	512	2,5
Атом Z500	800	400	512	0,65
Атом Z510	1100	400	512	2
Атом Z520	1333	533	512	2
Атом Z530	1600	533	512	2
Атом Z540	1866	533	512	2,4

Основни процесори Даймъндвилтъй като са 64-битови, те поддържат както 32-битов, така и 64-битов код. Най-продуктивният Atom 330 за днес работи на 1,6 GHz (с FSB - 533 MHz), всяко ядро ​​има 512 KB L2 кеш. За да намалят консумацията на енергия и да увеличат живота на батерията, процесорите използват технологиите Enhanced Deeper Sleep и Enhanced Intel SpeedStep. Когато процесорът е неактивен, Enhanced Deeper Sleep ви позволява да премествате данни от кеша в системната памет.

Напреднала технология Подобрен Intel SpeedStepизползва няколко променливи стойности на тактовата честота и напрежението на процесорното ядро. Това осигурява гъвкавост за оптимизиране на консумацията на енергия и производителността. Atom процесорите са толкова икономични, че чипсетът и другите периферни устройства представляват по-голямата част от общата консумация на енергия на компютрите. Следователно оптимизирането на консумацията на енергия от тези компоненти е непосредствено предизвикателство за разработчиците на Intel.

Intel, който е пионер в платформения подход за разработване на пълен набор от компоненти за преносими компютри, се ангажира с този принцип и за Atom процесори. Серията процесори за лаптоп, популяризирана в рамките на марката Centrino... А настоящият набор от компоненти за разработване на MID и други преносими устройства е комбиниран в платформата Menlow.

Atom конкуренти

В момента чиповете от три производителя могат да бъдат доста успешни конкуренти на процесорите Atom. В сегмента на бюджетните и енергийно ефективни лаптопи процесорът изглежда като достоен конкурент Исаяот корейска компания VIA... През юни 2008 г. известният производител на графични процесори представи своя мобилен процесор под името Tegra... Процесорът е предназначен за използване в PDA, мобилни телефони, игри и GPS системи, декларираната консумация на енергия Tegraпо-нисък от Atom.

Основният конкурент на Intel - компанията успешно развива своята процесорно базирана мобилна платформа Geodeоптимизиран за използване в евтини бюджетни преносими компютри, ултра мобилни преносими компютри (UPMC).

Атомна перспектива

В началото на следващия ще има линия процесори Atom с подобрена производителност. Новата мобилна платформа, наречена Moorestown, трябва допълнително да засили позицията на Intel в конкуренцията с конкурентите, в рамките на която следващата година ще се появи следващото поколение процесори с редица сериозни подобрения. Процесорът ще включва графично ядро ​​и едноканален DDR2 контролер на паметта. На базата на такива чипове ще бъде възможно да се създаде компютърна система с един чип. SOC(на английски system-on-chip).

Комбинирането на функциите на няколко микросхеми наведнъж в една допълнително ще намали консумацията на енергия, която ще бъде с порядък по-малко от същия параметър за платформата Intel Atom.

31 юли 2012 г. в 12:41 ч

Кога Atom е по-бърз от Core?

• Блог на Intel

Плътно заседнал в задръстване зад волана на кола, теоретично способна на скорости над 200 км / ч, и гледайки как велосипедистите на триколки ме изпреварват, си помислих ... не, не за това как да кача всички на велосипеди , а не за решаване на транспортни проблеми на човечеството чрез телепортация, а ... за процесорите Intel Core и Intel Atom. А именно, Atom срещу Core всъщност е скутер срещу кола. Той изразходва по-малко гориво и струва значително по-малко. Но от друга страна, скоростта на скутера е също толкова забележимо по-ниска от тази на автомобила (въпреки дори начините за „ускоряване“ на скутера над фабричните настройки). Но въпреки това, в задръствания или по тесни улици, скутерът се оказва по-бърз. Нищо чудно, че скутерът е получил името си от английския " да скочи„- за да се измъкне, тъй като успешно е използвано от английските тийнейджъри, за да избягат от полицията.
Сега да се върнем към процесора. Нека заменим „гориво“ с „електричество“, а „скорост“ с „производителност“ и ще получим пълна аналогия на поведението на Inel Atom и Intel Core. Но тогава е разумно да се предположи, че има такива "задръствания" и "завои", в които Atom ще изпревари Core. Да ги потърсим.

Така че, според всички общоприети измервания на производителността, Intel Core значително превъзхожда Atom. Разделът за производителност на статията на Intel Atom в уикипедия гласи сурова присъда: " около половината от производителността на процесор Pentium M със същата честота"
Ако сравним Atom с Core, тогава според тестовете на tomshardware, Intel Core i3-530 печели Intel Atom D510 с опустошителен резултат:


В същото време трябва да се отбележи, че tomshardware е явно предубеден към Atom. Така например, ако времето за изпълнение на някаква задача на Core-i3 е 1:38, тогава се отчита точно това - „една минута, 38 секунди“. И ако Atom изпълнява нещо в 7:26, то според авторите е „около осем минути“. Но основното е да се сравняват процесори с различни тактови честоти (2,93 GHz Core i3 и 1,66 GHz Atom) и да не се вземат предвид вятъра не е показателно. Това означава, че основният резултат трябва да бъде разделен на 2,93 / 1,66 ~ 1,76, което дава крайния резултат от загуба на Atom от 2,15 до 2,6 пъти.

Защо Atom е по-бавен?

Бърз отговор: защото е по-евтин и по-енергийно ефективен, което е несъвместимо с висока производителност.
Правилен отговор: Първо, защото Atom запазва FSB шината, докато Core i3 има контролер на паметта, интегриран в процесора, което ускорява достъпа до данни. В допълнение, Atom има четири пъти по-голям размер на кеша и ако данните не се побират в кеша, по-бавният достъп до паметта оказва влияние върху пълната производителност на програмата.
И второ, микроархитектурата Atom не е Core2, използвана в Core i3, а Bonnell. Накратко, Bonnell е продължение на идеите на Pentium, има само 2 цели числа ALU (срещу три в Core) и най-важното е, че няма инструкции за пренареждане, преименуване на регистър или спекулативно изпълнение, присъщи на Core. ).
Което става ясно, че за да помогнете на Atom да изпревари Core, трябва:

1. Вземете малък набор от данни, така че да се побере в кеша.
2. Опитайте се да използвате float данни, за да заредите FPU, а не ALU
3. Където е възможно, лишавайте Core от предимствата на изпълнение извън поръчката.

Тъй като всичко е ясно с първите две точки, можете да стартирате първите тестове.
Те бяха извършени на моя Intel Core i5 2,53 GHz и вече споменатия Atom D510 и представляваха набор от извиквания към математически функции за float данни с вградена оценка на производителността „брой функции в секунда“, т.е. колкото по-голям, толкова по-добре.
Тестовете включват изчисляване на тригонометрични функции както директно (C runtime, тест "x87"), така и чрез разширяване на сериите; използване на кода на математическата библиотека Cephes; както и векторна реализация чрез вътрешни функции на SSE (тестове със завършване _ps). В същото време, като се вземе предвид разликата в тактовите честоти, резултатите бяха мащабирани с 2,53 / 1,66 ~ 1,524
Тестовете са съставени от Microsoft Visual Studio 2008 с оптимизации на версията по подразбиране.


Получените данни напълно потвърждават първото място на Intel Atom от края. Тоест целта не е постигната, преминаваме към следващата точка - ще усложним работата на неизправния CPU.

Усложняване на задачата

Нека създадем изкуствен тест, който ще съдържа непредвидими клонове, съдържащи изчислително тежки функции, така че резултатът от спекулативните изчисления на Core постоянно да се отхвърля, т.е. се оказа ненужна работа.
така:
int rnd = rand () / (RAND_MAX + 1.) * 3; if (rnd% 3 == 0) fn0 (); if (rnd% 3 == 1) fn1 (); if (rnd% 3 == 2) fn2 ();

Освен това функциите ще се състоят от верижни изчисления, така че Core да не може чрез пренареждане на инструкциите и преименуване на регистри да изчисли нещо от такива изрази предварително, "извън ред". Ето най-простия пример за такъв код.
за (i = 0; i< N; ++i) { y+=((x[i]*x[i]+ A)/B[i]*x[i]+C[i])*D[i]; }
Между другото, подобни функции се използват в горните тестове cephes_logf и cephes_expf, където предимството на Core е минимално.
Но въпреки всички препятствия, Core все още е по-бърз. Минималната разлика между Core и Atom, която успях да получа чрез различни комбинации от изчисления и произволност - цели два пъти! Тоест Atom все още изостава.

Но ако бях спрял на това, вие просто нямаше да знаете за това - публикацията нямаше да се състои.
Следващата стъпка беше да се компилират тестовете с помощта на Intel Compiler. Използвахме Composer XE 2011 актуализация 9 (12.1) с настройките за оптимизация на Release по подразбиране - подобно на компилатора на Microsoft.

Графиката по-долу показва резултатите от горните бенчмаркове, включително ранда, който добавих, компилиран както от VS2008, така и от Intel Compiler.

Гледай внимателно. Това не е оптична илюзия. За четирите теста точките на зелената линия, показващи резултата от Atom за тестовете, компилирани от Intel Compiler, са по-високи от бордовите точки - резултатът i5 за компилираните тестове VS2008. Тоест Atom всъщност се оказва повече от два пъти по-бърз на _ същия код_ като Core i5.

Мислите, че това е реклама за компилатор на Intel?
Абсолютно не. Не работя в рекламния отдел или в групата на компилаторите.
Това е само твърдение, че вашият оптимизиран код може да работи много по-бързо на Atom, отколкото неоптимизиран код на Core. Или - неоптимизирано на Core ще бъде по-бавно от оптимизирано на Atom.
Това са абсолютно същите неравности и кътчета, които пречат на автомобила да ускори.
Можете сами да си направите изводите.

Характеристиките на лаптопа се определят от централния процесор. Лаптопите не използват мощни видеокарти, следователно във всякакви програми и игри всички изчисления падат върху централния процесор. Серията Intel Atom е разработена специално за лаптопи, нетбуци, таблети и индустриални компютри. Процесорите се характеризират с ниска консумация на енергия. Средно е 2-10 пъти по-нисък от този на процесора за стационарни компютри. В същото време те имат същата архитектура и производителност на Intel (при една и съща тактова честота и брой ядра). Всички поддържани програми са еднакви.

Процесорите Intel Atom се използват само в бюджетно оборудване. Това е една от причините да са толкова популярни в офис техниката, ниската им цена ги прави много удобни за групови покупки от различни организации. Техният недостатък (липса на сокет, процесорът често може да бъде заменен само с дънна платка) е повече от компенсиран от ниската им цена.

Характеристики на процесорите от серията Atom

• Тактовата честота е 1,2-2,1 GHz.
• Броят на ядрата е 1, 2 или 4.
• DDR2 и DDR3 памет на дънната платка.
• Години на производство - от 2008 г. (в момента се произвежда активно, излизат нови модификации).
• Технопроцес - 45-14 Nm.
• Консумирана мощност от 0,65 W (засега само за версии на смартфони, 10 W за лаптопи).
• Приложение - лаптопи, нетбуци, таблети, смартфони, офис компютри.

Линията Intel Atom използва всички съвременни технологии за подобряване на производителността: честотен множител, резба, плаваща честота с опции за овърклок. Продуктите на компанията непрекъснато се подобряват и актуализират.

Технопроцес

• 2008-2011 - 45 nm.
• 2011-2013 - 22 nm.
• 2013 - до момента - 14 nm.

Намаляването означава физическо намаляване на размера на транзисторите, когато се отпечатват върху чип. Едновременно с тяхното намаляване, консумацията на енергия намалява, температурите падат и надеждността се увеличава. Имайте предвид това, когато купувате лаптоп.

5 режима за пестене на енергия

1. Нормална работа при пълна или частична мощност. Всички портове са включени, видео контролер. И ядра, и множител. Консумирана мощност - максимална при 100% натоварване и линейно зависи от нея.
2. Нормален режим на работа, но с намалена честота (посочено като LFM в характеристиките).
3. Деактивиране на честотните умножители, общо намаляване на тактовата честота, намаляване на захранващото напрежение.
4. Почти пълно деактивиране на часовника, портовите контролери работят.
5. Деактивиране на процесора, но с възможност за незабавното му включване при стартиране на приложението или други ръчни действия на потребителя. От 203 извода на процесора, активни са само 21. Консумацията на енергия е 0,03-0,1 вата.

Тези режими работят отрицателно: т.е. само чрез намаляване на тактовата честота и производителността от номиналните. На най-новите процесори е добавен режимът "afterburner". В този случай тактовата честота се повишава по-високо. Именно с това е свързана неговата размита индикация в характеристиките на лаптоп, например 1,8-2,2 GHz.

Брой ядра

Едноядрените процесори не могат да се препоръчат като модерни. Много приложения просто няма да работят на тях. Две ядра вече драстично променят производителността. Тук става дума не толкова за двукратното му увеличение, а за специална архитектура. Не всички програми са чувствителни към тактовата честота на процесора. За мнозина специализираната архитектура е по-важна.

Производители и модели лаптопи

1. ИРБИС (Ирбис). Произвежда най-голям брой модели преносими компютри Atom. Модели NB11, NB20, 21, 24, 26, NB45, NB47…. NB 116. Notebook NB116 е оборудван с най-модерния процесор от серията Atom: Atom x5-Z8350 за 4 ядра с автоматично увеличаване на тактовата честота до 1,9 GHz. В останалите има бюджетен Intel Atom Z3735, 4 ядра 1.3 GHz. Производството на тези процесори започна през май 2014 г.
2. ... Също така използва серия Z3735. Произвежда два модела.
3. DEXP... Стартира модела Navis L100. Версията на процесора е Intel Atom Z3735 (най-често срещана за бюджетни преносими компютри).
4. BBmobile, Крез, 4 добреи други по-малко известни фирми. Броят на моделите лаптопи с атом е малък.

Intel Atom за офис компютри и специални цели

Intel предлага няколко версии на процесори, които са подходящи за използване в конвенционални системни модули. Те са инсталирани на дънни платки с DDR2 и DDR3 памет. Все още няма версия за DDR4. този стандарт се въвежда само на игрови компютри и е напълно ирелевантен за лаптопи. Използване на Intel Atom - възможността за получаване на системен блок без вентилатори. Това решение е подходящо за специални компютри, за индустрията, платежни терминали и друго оборудване. Itnel Atom за дънни платки не са оборудвани с гнездо и са постоянно запоени към тях. Подмяната е възможна само в сервизен център с оборудване за микрозапояване.

• Процесорите от същата серия имат версии за компютри, лаптопи, автомобилни конзоли и мобилни устройства (няма такива примери сред други компании).
• Intel Atom се инсталира само на бюджетни лаптопи.
• Кристалът има 5 режима за пестене на енергия + режим на последващо горене.
• В дънните платки за тези процесори северният и южният мост са комбинирани.
• Процесорите на Intel от много години се считат за най-надеждните в света.
• Общият брой на моделите от серията Atom е над сто.
• Всички процесори нямат сокет и са запоени към дънната платка (но все още е възможна смяната им в сервиз).
• Мобилният Intel Atom има специални секции от архитектурата на чипа за възпроизвеждане на видео и аудио. Тази архитектура спестява енергия.
• Производството на мобилни версии беше спряно през 2016 г. по търговски причини.
• В момента Intel разработва 16-ядрен процесор Atom за преносими компютри.