Nog een vertaalmateriaal van mij. Deze keer is de held de Intel Atom C3958-processor, die werd getest door de internetbron servethehome. Maar haast je niet om de pagina te sluiten, want we hebben het niet over een ziek, zwak iets dat niet erg geschikt is voor gewoon gebruik, maar over de relatief recent aangekondigde 3000-serie van deze processors (en eigenlijk SoC), gericht over gebruik in opslaggegevens, embedded oplossingen, servers. Dus Intel Atom C3958 - review en testresultaten van de topprocessor in deze familie.

Beschrijving en kenmerken:

De 3e generatie van de Atom-familie van processors, met de codenaam "Denverton", omvat een vrij groot aantal modellen. De jongste processor heeft slechts 2 cores, maar de oudere (waar we het nu over hebben) heeft maar liefst 16 cores.

Tot op zekere hoogte kunnen we stellen dat er in ieder geval 2 topmodellen zijn, dit is de C3958 en zijn naaste verwant, de C3955. Dit zijn de belangrijkste kenmerken van beide modellen.

processor	C3955	C3958
Aantal kernen	16
Aantal draden	16
Basisfrequentie (Turbo Boost), GHz	2.1	2.0
Maximaal frequentie, GHZ	2.4	2.0
Maximaal geheugengrootte, GB	256
# PCI-Express-lijnen	8
Maximaal aantal SATA	16
Ingebouwde LAN-ondersteuning	4 × 10 / 2,5 / 1 GbE
Intel® QuickAssist-ondersteuning	—	+
TDP, W	32	31
Adviesprijs, $	434	449

Eigenlijk willen de verschillen niet zeggen dat ze heel opvallend zijn. Bovendien heeft de C3955 Turbo Boost-ondersteuning, terwijl de oudere Atom zo'n "turbocharger" mist. Het lijkt erop dat het geen topmodel zou moeten zijn, maar het belangrijkste verschil met de C3955 is de ondersteuning voor Intel® QuickAssist-technologie.

Even kort over wat QuickAssist is, of kortweg QAT. Het is een set hardware- en softwaretools voor het versnellen van gegevenscodering en compressie. QuickAssist helpt veel in gevallen waarin u gegevens "on-the-fly" moet comprimeren, gegevensstromen moet versleutelen, de werking van cryptografie moet verzekeren, enz. Over het algemeen alles met betrekking tot gegevensbescherming, authenticatie, beveiliging. QAT versnelt de prestaties van applicaties aanzienlijk, en behoorlijk aanzienlijk.

Opgemerkt moet worden dat deze handige functie niet in elk model is opgenomen. Dus de C3955 is daarvan verstoken, hoewel het zijn eigen voordelen heeft. QuickAssist is ook gebruikt door de Atom C2xxx-serie processors, maar de nieuwe generatie heeft de technologie naar een hoger niveau getild. Dus, in tegenstelling tot de Atom C2xxx, heeft de C3xxx geen speciale driver nodig. Bij het testen was de QAT-functie ingeschakeld, hoewel deze in de onderstaande tests niet werd gebruikt.

Eigenlijk is de aanwezigheid van QAT bijna het enige argument in het voordeel van de C3958 en niet de C3955, hoewel de reden erg goed is. Als de uitgevoerde taken niet het gebruik van codering, datacompressie, in het algemeen, waar deze technologie voor dient, impliceren, dan heeft het geen zin om voor de C3958 te kiezen.

Dat dit een serverproduct is, wordt aangegeven door de kenmerken van de processor. Hier is er ondersteuning voor een grote hoeveelheid geheugen en de aanwezigheid van een 16-megabyte L2-cache (1 MB voor elke kern) en ECC, 4 10-gigabit-interfaces, 16 SATA-apparaten, virtualisatietechnologieën VT-x, VT -d en etc. Overigens wordt deze processor niet als los onderdeel aan klanten geleverd, maar alleen als onderdeel van minimaal een moederbord.

Voor degenen die geïnteresseerd zijn, hier is het resultaat van de lscpu Linux-opdracht, die gedetailleerde informatie over de processor en al zijn functies weergeeft.

Testbank

De volgende configuratie is samengesteld om te testen:

• Moederbord: Gigabyte MA10-ST0 met daarop een Intel Atom C3958 processor gesoldeerd.
• Geheugen: 4x 16GB DDR4-2400 RDIMM's (Micron).
• SSD: Intel DC S3710 400GB.
• Opstartapparaat: Intel DC S3700 200GB.

Iets meer details over het moederbord. Het is erg interessant voor het bouwen van datawarehouses. Aan boord heeft het 4 slots voor geheugeninstallatie, 32 GB eMMC-flashgeheugen vervaardigd door Kingston, 2 10 Gigabit SFP-poorten en hetzelfde aantal Gigabit-netwerkpoorten. Tegelijkertijd is er een PCIe x8-connector, evenals 4 SFF8087-connectoren voor het aansluiten van 16 SATA-schijven.

Een uitgebreide review van dit moederbord volgt binnenkort, maar inmiddels kunnen we stellen dat het maximale verbruik met twee 10Gb SFP+ aansluitingen en twee aangesloten gigabit interfaces 61 watt was.

Test resultaten

We gebruikten onze oude, beproefde Linux-Bench-scripts. We hebben een recentere selectie van scripts, maar in dit geval leek het niet zo nodig, aangezien het belangrijkste doel van dit platform ingebouwde applicaties zijn. Bij gebruik van deze configuratie in datawarehouses of in netwerkapparaten worden embedded applicaties niet zwaar belast en lijkt het gebruik van de uitgebreide AVX2- en AVX-512-commando's overdreven.

In onze eerdere controles hebben we geverifieerd dat Linux en FreeBSD de beste besturingssystemen zijn voor processors uit de Intel Atom C2000-serie. Windows wordt niet veel gebruikt op dergelijke platforms en we raden af ​​om dit platform als een gewone computer te gebruiken. Hiervoor zijn er vele andere, voordeligere opties.

Python Linux 4.4.2 Kernel Compile Benchmark

We gebruiken deze test veel. Er wordt een standaard configuratiebestand gebruikt, de Linux 4.4.2-kernel is afkomstig van kernel.org en de standaard gegenereerde configuratie laadt elke thread op het systeem. De resultaten laten het aantal compilaties per uur zien.

De verkregen resultaten toonden zeer goede prestaties, vergelijkbaar met de resultaten van de 8-core Xeon D-processor. Het C3955-model liet iets betere resultaten zien. Dit is echter niet verrassend, maar verschillen in microarchitectuur moeten zich manifesteren in de werking van processors.

c-ray 1.1

Een andere raytracing-test die we altijd gebruiken, erg populair en die het verschil in prestaties in multithreaded-systemen laat zien.

Ook hier zijn de getoonde prestaties goed. Naar verwachting meer "behendig", en zelfs de C3955 met turbocompressor liet betere resultaten zien. Interessant is dat de Intel Xeon E3 vergelijkbare prestaties liet zien, maar het mist veel van de functies die de Atom heeft, en het heeft ook een hoger stroomverbruik.

Compressie met 7 ritsen

Een zeer populaire en veelgebruikte platformonafhankelijke applicatie voor het zippen / unzippen van gegevens.

De resultaten zijn erg goed. Natuurlijk zijn 16 Atom-cores geen 16 Xeon D-cores, en met die laatste kun je niet concurreren. In dit geval wordt de QAT niet gebruikt en dit kan de resultaten aanzienlijk veranderen, en we zullen dit binnenkort zien. Als we het hebben over prestaties, dan kan de Intel Atom C3958 qua compressiesnelheid ergens tussen de 6 en 8-core Xeon D zitten. De decompressiesnelheid ligt ergens tussen de 8 en 12-core Xeon D.

Sysbench CPU-test

Een andere populaire test op het Linux-platform. We hebben de CPU-test gebruikt, niet OLTP, die wordt gebruikt bij het testen van schijven.

Ik moest de resultaten voor de C2358- en D525-processors verwijderen vanwege de lage waarden, waardoor de grafiek moeilijk leesbaar zou zijn. De test schaalt goed en laadt alle beschikbare processorcores perfect. Het is niet verwonderlijk dat 16 cores heel goed naar de rechtbank kwamen.

OpenSSL

Een cryptografisch pakket dat wordt gebruikt om communicatie tussen servers te versleutelen. We kregen het volgende resultaat.

Toen we het opnieuw controleerden, kregen we het volgende (we hebben de resultaten in dezelfde volgorde gesorteerd als bij de eerste uitvoering van de tests, om het gemakkelijker te maken).

Zoals we kunnen zien, concurreert de Intel Atom C3958 met de vergelijkbaar geprijsde Xeon Silver 4108, die is ontworpen voor krachtigere servers. Maar interessanter in dit geval is de vergelijking met de vorige 2000e generatie Atom-processors. De topklasse C2758 met QAT ingeschakeld bleek 4 keer langzamer te zijn dan de C3958, die deze functie niet gebruikte. Dit is belangrijk omdat OpenSSL vaak wordt gebruikt in netwerk- en opslagsystemen.

UnixBench Dhrystone 2 en Whetstone Benchmarks

De tests zijn oud, maar tot nu toe blijven we ze op veler verzoek gebruiken. UnixBench Dhrystone 2 Resultaten.

Whetstone Benchmarks resultaten.

In dit geval zien we een duidelijk voordeel van multicore, omdat het in dit geval de compromissen in de microarchitectuur compenseert die moesten worden gemaakt om het stroomverbruik te verminderen. In dit geval is de optie 'op nummer, niet op vaardigheid'.

Conclusie

Dit is helemaal niet het "Atom" dat meteen in je opkomt bij het noemen van deze familie van processors. De basisfrequentie van de Atom C3958 is niet zo hoog in onze tijd, er is geen ondersteuning voor de "Turbo Boost" technologie, er is geen L3-cache, er is geen ondersteuning voor de AVX2 / AVX-512 instructieset, maar 16 cores , 1 MB L2-cache per core, zijn significante verbeteringen in IPC (Inter Process Communications) waardoor het kan wedijveren met de prestaties van de Xeon D en Xeon Bronze / Silver.

Natuurlijk zijn deze laatste meer geschikt voor virtualisatie en algemeen gebruik, maar in netwerkapparaten en opslagapparaten zijn "atomaire" processors erg goed.

Nu wordt er veel gepraat over AMD EPYC, maar AMD heeft geen eigen oplossingen die qua geaggregeerde eigenschappen in dit segment kunnen concurreren. EPYC 7251 heeft dus een TDP van 120 W (vergelijk met Atom), met 8 cores, 16 threads, maar ondersteunt een verhoging van de frequentie tot 2,9 GHz. Toegegeven, AMD heeft geen doelen om zijn niche in dit specifieke segment te bezetten, althans niet met EPYC.

ARM is actief geweest, maar de combinatie van prestaties en het gebruik van cryptografische enlogieën in de 3000-serie Atom-processors geeft Intel veel vertrouwen in de nabije toekomst.

Als we kijken naar de topoplossingen met QAT-ondersteuning, dan zien we aanzienlijke vooruitgang ten opzichte van de vorige generatie (Atom C2758). Het enige dat daalde was de kloksnelheid (met zo'n 17%). De rest zijn solide verbeteringen. Oordeel zelf, het aantal cores is verdubbeld (van 8 naar 16), de cachegrootte en maximale geheugencapaciteit zijn verviervoudigd (respectievelijk tot 16 MB en 256 GB), PCIe heeft de generatie bijgewerkt, ondersteuning voor een 10-gigabit netwerk is verschenen. Maar voor de aanzienlijk verbeterde prestaties moesten we betalen met de verhoogde TDP.

Helaas zijn de prijzen flink gestegen. Toegegeven, met een breed scala aan modellen kunt u een optie kiezen (bijvoorbeeld Atom C3758), die goedkoper is en met succes de vorige topprocessor in de overeenkomstige toepassingsgebieden kan vervangen.

Het goede beeld van de aanzienlijk verbeterde prestaties wordt alleen bedorven door de prijs, want voor een prijs van $ 449 concurreert Atom C3958 met Intel Xeon Silver 4108- en Xeon D-lijnen, en dit is, wat men ook mag zeggen, een iets andere vlucht.

Intel Atom zijn processors voor goedkope en kleine laptops, netbooks, nettops en tablets/smartphones. Door hun architectuur waren ze energiezuinig en helemaal niet duur.

Aanvankelijk omvat de Atom-serie twee families: de Z-serie (codenaam Silverthorne) voor tablets en enkele nettops, en de N-serie (codenaam Diamondville) voor de meer traditionele netbooks en nettops. Beide families zijn vervaardigd in 45nm-procestechnologie en bieden ondersteuning voor MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, Intel 64, XD-Bit en IVT. Prestatiemodellen ondersteunen ook Hyper-Threading.

De snelste Intel Atom-processors presteren beter dan de Celeron. Zo is de 1,6 GHz Atom redelijk vergelijkbaar met de 1,2 GHz Pentium M.

Tegen het einde van 2009 introduceerde Intel de tweede generatie Atom-processors, de Pineview. Ze waren uitgerust met GMA 3150-graphics en een DDR2-geheugencontroller. De 45nm Atom N450 en N470 waren destijds erg populair, net als de N280 daarvoor. De meest recente modellen in de lijn bevatten ondersteuning voor DDR3-geheugen (bijv. N455) en dual core-opties.

Het Oak Trail-platform (32nm-procestechnologie) werd in 2011 geïntroduceerd en stamt rechtstreeks af van Silverthorne. Het is ontworpen voor tablets en netbooks, de index is Z600. De kern lijkt erg op de Pineview-serie, maar het systeem-op-een-chip bevat nu PowerVR's GMA 600-graphics.

Moderne Intel Atom-processors

Saltwell (32 nm), 2012-2013

Penwell (32 nm), 2013-2014

Cloverview (32 nm), 2013

Cloverview (32 nm), 2013

Cedarview (32 nm), 2011-1012

Ze maken deel uit van het Cedar Trail-platform. Ingebouwde graphics zorgen voor 1080p videoweergave, schermresolutie tot 2560x1600 pixels.

Cedarview-M (32 nm), 2011

Ondersteunt tot 2 GB DDR3-800 RAM.

Merrifield (22 nm), 2014

Het stroomverbruik is 4,7 keer lager dan dat van Saltwell. Twee Silvermont-kernen, grafische kern - PowerVR G6400. Geheugencontroller LPDDR3 -533 tot 4 GB.

Bay Trail-T (22 nm), 2014

Prestatieverbetering in vergelijking met Clover Trail - 50-60%. Laag energieverbruik. Graphics (Gen 7) in chips zonder D-indexondersteuning 2560x1600 pixels, met D-index - 1920x1200. Geheugencontroller - LPDDR3-1066 tot 4 GB. Alle processors zijn quad-core. Geen Hyper-Threading-ondersteuning.

Model	cache	Klokfrequentie - Turbo, GHz	Kernels / draden
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

Met de ontwikkeling van de Atom-processorfamilie breidt Intel zijn aanwezigheid uit in de snelgroeiende markt van componenten voor laptops en mobiele internettablets (MID - Mobile Internet Devices). Wat voor soort Atom-processors zijn er? Waarin verschillen ze van elkaar en wat zijn hun concurrenten? Hier zullen we het nu in feite over hebben.

Geselecteerde processormodellen Atoom ontworpen voor gebruik in ultra-efficiënte budgetnotebooks en desktops. Deze computers, met een zeer laag stroomverbruik en kleinere afmetingen tegen optimale kosten, kunnen worden gebruikt voor het bekijken van video's en foto's, communiceren op internet, werken met e-mail, browsen op websites en in het leerproces. Om dergelijke apparaten te onderscheiden van traditionele desktops en laptops, geeft u ze een naam en nettops.

Atom-processorarchitectuur

De Intel Atom-processorfamilie is gebaseerd op de x86-architectuur die te vinden is in alle processors voor IBM PC-compatibele computers. De nieuwe Intel-processors zijn echter geen doorontwikkeling van de bestaande serie. Atom-processors zijn ontworpen met technologie RISC(English Reduced Instruction Set Command), waarbij gebruik wordt gemaakt van een beperkte set uitvoerbare instructies (instructies), in tegenstelling tot traditionele CISC-processors(Engels Сomplex Instruction Set Command), werkend met een volledige set commando's.

Verbeteringen in productietechnologieën en optimalisatie van de interne structuur van processors binnen het kader van de bestaande x86-architectuur hebben het mogelijk gemaakt om indrukwekkende prestatieniveaus te bereiken, zelfs voor systemen op budgetniveau. Een van de richtingen voor het verbeteren van processors is de complicatie van de interne structuur, voor de mogelijkheid om complexe acties uit te voeren binnen het kader van één commando. Het decoderen van dergelijke instructies vereist echter aanzienlijke hardwarebronnen, het aantal klokcycli dat nodig is om ze te verwerken neemt toe en het stroomverbruik neemt toe.

Aan de andere kant komen dergelijke commando's zelden voor in uitvoerbare code en zeker niet in elk programma. Het idee van RISC-technologie is gebaseerd op het gebruik van een beperkte set instructies met een korte uitvoeringscyclus (idealiter één klokcyclus). De hardware-implementatie van een dergelijke architectuur maakt het mogelijk om de programmacode uit te voeren met minimale tijdsinvestering, idealiter één instructie per synchronisatiecyclus. Als gevolg hiervan wordt het stroomverbruik verminderd, wordt het mogelijk om de werkfrequenties te verlagen en de grootte van processors te verkleinen.

Tegelijkertijd blijft de compatibiliteit met programma's voor CISC-processors behouden. Instructies die ontbreken in de set processors worden uitgevoerd na voorlopige transcodering van de software naar instructies die worden ondersteund door RISC. Dat is heel gerechtvaardigd gezien de onbeduidende aanwezigheid van complexe commando's in de uitvoerbare programmacode.

Atom-functies

De Atom-ontwikkelingsideologie is dus gebaseerd op het gebruik van een beperkte instructieset, wat het mogelijk maakte, door de plaatsing van een aantal registers en andere knooppunten op de chip, het totale aantal gebruikte transistors aanzienlijk te verminderen en aanzienlijk te verminderen energieverbruik. De Atom-processor is momenteel Intel's kleinste en meest economische processor, gebaseerd op 45nm-technologie voor BGA- en FCBGA-sockets. En volgend jaar, volgens bedrijfsleiders, zal Intel's Atom-processor de eerste chip zijn die wordt vervaardigd met behulp van een 32-nanometer procestechnologie.

Intel produceert momenteel twee series Atom-processors. De eerste, gebaseerd op de kern Silverthorne, Z genoemd (Z500-Z540-processors) en is bedoeld voor gebruik op mobiele apparaten met internetconnectiviteit (MID). Chipsets zijn ontwikkeld voor gezamenlijk gebruik met deze processors: UL11L, US15L, US15W.

Tweede serie over de kern Diamondville omvat modellen: Atom N270, Atom 230 en Atom 330, gebruikt voor de ontwikkeling van goedkope desktopsystemen (de zogenaamde Nettop) en ultra-low-cost budget-notebooks (Netbook). De meeste processors (met uitzondering van de Atom 330) zijn tot nu toe single-core.

De tabel toont de belangrijkste kenmerken van Intel Atom-processors, alle Atom hebben een 56KB L1-cache, waarvan 32KB is toegewezen voor de instructiecache en 24KB voor gegevens. Alle Atom-processors voeren 32-bits code uit en ondersteunen aanvullende instructiesets MMX, SSE, SSE2, SSE3 en SSSE3, evenals Hyper-Threading-technologie, waarmee twee parallelle instructiestromen kunnen worden uitgevoerd.

Modelnummer	Frequentie, MHz	FSB, MHz	L2-cache, MB	TDP, W
Atoom 230	1600	533	512	4
Atoom 330	1600	533	1 000	8
Atoom N270	1600	533	512	2,5
Atoom Z500	800	400	512	0,65
Atoom Z510	1100	400	512	2
Atoom Z520	1333	533	512	2
Atoom Z530	1600	533	512	2
Atoom Z540	1866	533	512	2,4

Kernprocessors Diamondville omdat ze 64-bits zijn, ondersteunen ze zowel 32-bits als 64-bits code. De meest productieve Atom 330 van vandaag draait op 1,6 GHz (met FSB - 533 MHz), elke kern heeft 512 KB L2-cache. Om het stroomverbruik te verminderen en de levensduur van de batterij te verlengen, gebruiken de processors Enhanced Deeper Sleep en Enhanced Intel SpeedStep-technologieën. Wanneer de processor inactief is, kunt u met Enhanced Deeper Sleep gegevens van de cache naar het systeemgeheugen verplaatsen.

Geavanceerde technologie Verbeterde Intel SpeedStep gebruikt verschillende variabele waarden van de klokfrequentie en spanning van de processorkern. Dit biedt de flexibiliteit om het energieverbruik en de prestaties te optimaliseren. Atom-processors zijn zo zuinig dat de chipset en andere randapparatuur het grootste deel van het totale stroomverbruik van computers voor hun rekening nemen. Daarom is het optimaliseren van het stroomverbruik van deze componenten een dreigende uitdaging voor Intel-ontwikkelaars.

Intel, dat pionier was in de platformbenadering van het ontwikkelen van een complete set componenten voor notebooks, zet zich ook in voor dit principe voor Atom-processors. Laptop processor serie gepromoot binnen het merk Centrino... En de huidige set componenten voor de ontwikkeling van MID's en andere draagbare apparaten wordt gecombineerd in het Menlow-platform.

Atoom concurrenten

Momenteel kunnen chips van drie fabrikanten behoorlijk succesvolle concurrenten zijn voor Atom-processors. In het segment van budget- en energiezuinige laptops lijkt de processor een waardige concurrent Isaya van een Koreaans bedrijf VIA... In juni 2008 introduceerde de gerenommeerde GPU-maker zijn mobiele processor onder de naam Tegra... De processor is bedoeld voor gebruik in PDA's, mobiele telefoons, game- en GPS-systemen, het aangegeven stroomverbruik Tegra lager dan atoom.

De belangrijkste concurrent van Intel - het bedrijf ontwikkelt met succes zijn op processors gebaseerde mobiele platform Geode geoptimaliseerd voor gebruik in low-cost budget notebooks, ultra mobile notebook computers (UPMC).

Atoomperspectief

Aan het begin van de volgende zal er een reeks Atom-processors zijn met verbeterde prestaties. Het nieuwe mobiele platform Moorestown moet de concurrentiepositie van Intel verder versterken, waarbinnen volgend jaar de volgende generatie processors met een aantal serieuze verbeteringen zal verschijnen. De processor zal een grafische kern en een single-channel DDR2-geheugencontroller bevatten. Op basis van dergelijke chips zal het mogelijk zijn om een ​​computersysteem met één chip te creëren. SOC(Engels systeem-op-chip).

Door de functies van meerdere microschakelingen tegelijk in één te combineren, wordt het stroomverbruik verder verminderd, wat een orde van grootte minder zal zijn dan dezelfde parameter voor het Intel Atom-platform.

31 juli 2012 om 12:41 uur

Wanneer is Atom sneller dan Core?

• Intel-blog

Strak vast in een file achter het stuur van een auto, theoretisch in staat tot snelheden van meer dan 200 km/u, en kijkend hoe fietsers op driewielers mij inhalen, dacht ik... nee, niet over hoe je iedereen op de fiets zet , en niet over het oplossen van transportproblemen van de mensheid door middel van teleportatie, en ... over Intel Core- en Intel Atom-processors. De Atom versus de Core is namelijk in feite een scooter versus de auto. Het verbruikt minder brandstof en kost aanzienlijk minder. Maar aan de andere kant is de snelheid van de scooter net zo merkbaar inferieur aan die van de auto (ondanks de manieren om de scooter te "accelereren" boven de fabrieksinstellingen). Maar toch, in files of in smalle straten blijkt de scooter sneller te zijn. Geen wonder dat de scooter zijn naam kreeg van het Engels " opschieten"- om weg te komen, zoals het met succes werd gebruikt door Engelse tieners om te ontsnappen aan de politie.
Laten we nu teruggaan naar de CPU. Laten we "brandstof" vervangen door "elektriciteit" en "snelheid" door "prestaties", en we krijgen een volledige analogie van het gedrag van Inel Atom en Intel Core. Maar dan is het redelijk om aan te nemen dat er zulke "files" en "corners" zijn waarin Atom Core zal inhalen. Laten we ze zoeken.

Dus, volgens alle algemeen aanvaarde prestatiemetingen, presteert Intel Core aanzienlijk beter dan Atom. Het prestatiegedeelte van het Intel Atom-artikel op wikipedia leest een hard oordeel: " ongeveer de helft van de prestaties van een Pentium M-processor met dezelfde frequentie"
Als we Atom met Core vergelijken, dan wint Intel Core i3-530 volgens tomshardware-tests Intel Atom D510 met een verwoestende score:


Tegelijkertijd moet worden opgemerkt dat tomshardware duidelijk een voorkeur heeft voor Atom. Dus als de looptijd van een taak op Core-i3 bijvoorbeeld 1:38 is, dan is dit precies hoe het wordt gerapporteerd - "één minuut, 38 seconden". En als Atom iets uitvoert in 7:26, dan is het volgens de auteurs "ongeveer acht minuten". Maar het belangrijkste is om processors met verschillende klokfrequenties (2,93 GHz Core i3 en 1,66 GHz Atom) te vergelijken en geen rekening te houden met de wind is niet indicatief. Dat wil zeggen, het kernresultaat moet worden gedeeld door 2,93 / 1,66 ~ 1,76, wat het uiteindelijke resultaat geeft van het verliezen van het Atom van 2,15 tot 2,6 keer.

Waarom is Atom langzamer?

Snel antwoord: omdat het goedkoper en energiezuiniger is, wat onverenigbaar is met hoge prestaties.
Juiste antwoord: Ten eerste omdat de Atom de FSB-bus behoudt, terwijl de Core i3 een geheugencontroller heeft die in de CPU is geïntegreerd, wat de gegevenstoegang versnelt. Bovendien heeft de Atom vier keer de cachegrootte en als de gegevens niet in de cache passen, heeft de langzamere geheugentoegang invloed op de volledige programmaprestaties.
En ten tweede is de Atom-microarchitectuur niet de Core2 die in de Core i3 wordt gebruikt, maar Bonnell. Kortom, Bonnell is een voortzetting van Pentium-ideeën, het heeft slechts 2 integer-ALU's (tegenover drie in Core), en het belangrijkste is dat er geen instructies zijn voor het opnieuw ordenen, hernoemen van registers of speculatieve uitvoering die inherent zijn aan Core. ).
Wat duidelijk maakt dat om Atom te helpen Core in te halen, je het volgende moet doen:

1. Neem een ​​kleine nanoset met gegevens zodat deze in de cache past.
2. Probeer float-gegevens te gebruiken om FPU te laden in plaats van ALU
3. Ontneem Core waar mogelijk de voordelen van out-of-order uitvoering.

Omdat met de eerste twee punten alles duidelijk is, kun je de eerste tests uitvoeren.
Ze werden uitgevoerd op mijn Intel Core i5 2,53 GHz en de reeds genoemde Atom D510, en ze waren een reeks oproepen naar wiskundige functies voor float-gegevens met een ingebouwde prestatieschatting "aantal functies per seconde", d.w.z. hoe groter hoe beter.
De tests omvatten de berekening van trigonometrische functies, zowel rechtstreeks (C-runtime, test "x87") als door serie-uitbreiding; met behulp van de code van de wiskundebibliotheek Cephes; evenals vectorimplementatie via intrinsieke SSE-functies (tests met _ps-uitgang). Tegelijkertijd werden de resultaten, rekening houdend met het verschil in klokfrequenties, geschaald met 2,53 / 1,66 ~ 1,524
De tests zijn samengesteld door Microsoft Visual Studio 2008 met standaard release-optimalisaties.


De verkregen gegevens bevestigen volledig de eerste plaats Intel Atom vanaf het einde. Dat wil zeggen, het doel is niet bereikt, we gaan verder met het volgende punt - we zullen het werk van de Out-of-order CPU bemoeilijken.

De taak compliceren

Laten we een kunstmatige test maken die onvoorspelbare takken bevat die rekenkundige zware functies bevatten, zodat het resultaat van speculatieve Core-berekeningen constant wordt weggegooid, d.w.z. bleek onnodig werk.
Zoals dat:
int rnd = rand () / (RAND_MAX + 1.) * 3; if (rnd% 3 == 0) fn0 (); if (rnd% 3 == 1) fn1 (); if (rnd% 3 == 2) fn2 ();

Bovendien zullen de functies bestaan ​​uit geketende berekeningen, zodat Core niet, door instructies opnieuw te ordenen en registers te hernoemen, op voorhand iets uit dergelijke uitdrukkingen kan berekenen, "niet in orde". Hier is het eenvoudigste voorbeeld van een dergelijke code.
voor (i = 0; i< N; ++i) { y+=((x[i]*x[i]+ A)/B[i]*x[i]+C[i])*D[i]; }
Overigens worden vergelijkbare functies gebruikt in de bovenstaande tests cephes_logf en cephes_expf, waar het Core-voordeel minimaal is.
Maar ondanks alle obstakels is de Core nog steeds sneller. De minimale kloof tussen Core en Atom, die ik heb weten te krijgen door verschillende combinaties van berekeningen en willekeur - maar liefst twee keer! Dat wil zeggen, Atom loopt nog steeds achter.

Maar als ik hiermee was gestopt, dan had je het gewoon niet geweten - de post zou niet hebben plaatsgevonden.
De volgende stap was het compileren van de tests met behulp van de Intel Compiler. We gebruikten Composer XE 2011 update 9 (12.1) met de standaard Release-optimalisatie-instellingen - vergelijkbaar met de Microsoft-compiler.

De onderstaande grafiek toont de resultaten van de bovenstaande benchmarks, inclusief de rand die ik heb toegevoegd, samengesteld door zowel VS2008 als Intel Compiler.

Kijk voorzichtig. Dit is geen optische illusie. Voor de vier tests zijn de groene lijnpunten die het Atom-resultaat weergeven voor de tests samengesteld door de Intel Compiler hoger dan de bordeauxrode punten - het i5-resultaat voor de VS2008-gecompileerde tests. Dat wil zeggen, Atom blijkt eigenlijk meer dan twee keer zo snel te zijn op _dezelfde code_ als de Core i5.

Denk je dat dit een advertentie is voor een Intel-compiler?
Absoluut niet. Ik werk niet op de reclameafdeling of in de compilergroep.
Dit is slechts een verklaring dat uw geoptimaliseerde code veel sneller kan worden uitgevoerd op Atom dan niet-geoptimaliseerde code op Core. Of - niet-geoptimaliseerd op Core zal langzamer zijn dan geoptimaliseerd op Atom.
Dit zijn precies dezelfde hobbels en hoeken die voorkomen dat de auto accelereert.
U kunt uw eigen conclusies trekken.

De kenmerken van een laptop worden bepaald door de centrale verwerkingseenheid. Laptops gebruiken geen krachtige videokaarten, daarom vallen in alle programma's en games alle berekeningen op de centrale processor. De Intel Atom-serie is speciaal ontwikkeld voor laptops, netbooks, tablets en industriële computers. Processoren worden gekenmerkt door een laag stroomverbruik. Gemiddeld is deze 2-10 keer lager dan die van een CPU voor stationaire computers. Tegelijkertijd hebben ze dezelfde Intel-architectuur en prestaties (bij dezelfde klokfrequentie en aantal cores). Alle ondersteunde programma's zijn hetzelfde.

Intel Atom-processors worden alleen gebruikt in budgetapparatuur. Dit is een van de redenen waarom ze zo populair zijn in kantoorapparatuur, hun lage prijs maakt ze erg handig voor groepsaankopen door verschillende organisaties. Hun nadeel (gebrek aan een socket, de processor kan vaak alleen worden vervangen door een moederbord) wordt ruimschoots gecompenseerd door hun lage kosten.

Kenmerken van de Atom-serie processors

• De klokfrequentie is 1,2-2,1 GHz.
• Het aantal cores is 1, 2 of 4.
• DDR2 en DDR3 moederbord geheugen.
• Jaren van productie - sinds 2008 (het wordt momenteel actief geproduceerd, er komen nieuwe modificaties uit).
• Technoproces - 45-14 Nm.
• Stroomverbruik vanaf 0,65 W (tot nu toe alleen voor smartphoneversies, 10 W voor laptops).
• Toepassing - laptops, netbooks, tablets, smartphones, kantoorcomputers.

De Intel Atom-lijn gebruikt alle moderne technologieën om de prestaties te verbeteren: frequentievermenigvuldiger, threading, zwevende frequentie met overklokopties. De producten van het bedrijf worden voortdurend verbeterd en bijgewerkt.

Technoproces

• 2008-2011 - 45nm.
• 2011-2013 - 22nm.
• 2013 - heden - 14 nm.

Downsizing betekent het fysiek verkleinen van de transistors wanneer ze op een chip worden afgedrukt. Gelijktijdig met hun afname neemt het stroomverbruik af, dalen de temperaturen en neemt de betrouwbaarheid toe. Houd hier rekening mee bij het kopen van een laptop.

5 energiebesparende modi

1. Normale werking op volledig of gedeeltelijk vermogen. Alle poorten inbegrepen, videocontroller. Zowel kernels als een multiplier. Stroomverbruik - maximaal bij 100% belasting en hangt er lineair van af.
2. Normale bedrijfsmodus, maar met verminderde frequentie (aangegeven als LFM in de kenmerken).
3. Schakel frequentievermenigvuldigers uit, algemene afname van klokfrequentie, afname van voedingsspanning.
4. Bijna volledig uitschakelen van klokken, poortcontrollers werken.
5. De processor uitschakelen, maar met de mogelijkheid om deze onmiddellijk in te schakelen wanneer de applicatie start of andere handmatige gebruikersacties. Van de 203 processorpinnen zijn er slechts 21 actief.Het stroomverbruik is 0,03-0,1 watt.

Deze modi werken negatief: d.w.z. alleen door de klokfrequentie en prestaties van de nominale waarde te verlagen. Op de nieuwste processors is de "afterburner"-modus toegevoegd. In dit geval wordt de klokfrequentie hoger. Hiermee is de vage indicatie in de kenmerken van een laptop verbonden, bijvoorbeeld 1,8-2,2 GHz.

Aantal kernen

Single core-processors kunnen niet als modern worden aanbevolen. Veel applicaties kunnen er gewoon niet op draaien. Twee kernen zijn de prestaties al drastisch aan het veranderen. Het gaat hier niet zozeer om de tweevoudige toename, maar om een ​​bijzondere architectuur. Niet alle programma's zijn gevoelig voor kloksnelheden van de processor. Voor velen is gespecialiseerde architectuur belangrijker.

Laptopfabrikanten en -modellen

1. IRBIS (Irbis). Produceert het grootste aantal Atom-notebookmodellen. Modellen NB11, NB20, 21, 24, 26, NB45, NB47…. NB 116. Notebook NB116 is uitgerust met de modernste processor uit de Atom-serie: Atom x5-Z8350 voor 4 cores met automatische klokfrequentieverhoging tot 1,9 GHz. In de rest zijn er budget Intel Atom Z3735, 4 Cores 1,3 GHz. De productie van deze processors begon in mei 2014.
2. ... Maakt ook gebruik van de Z3735-serie. Produceert twee modellen.
3. DEXP... Lanceert het Navis L100-model. De CPU-versie is Intel Atom Z3735 (meest gebruikelijk voor budgetnotebooks).
4. BBmobiel, Krezo, 4 Mooi zo en andere minder bekende bedrijven. Het aantal laptopmodellen met het atoom is klein.

Intel Atom voor kantoorcomputers en speciale doeleinden

Intel biedt verschillende versies van processors die geschikt zijn voor gebruik in conventionele systeemeenheden. Ze zijn geïnstalleerd op moederborden met DDR2- en DDR3-geheugen. Er is nog geen versie voor DDR4. deze standaard wordt alleen ingevoerd op spelcomputers en is voor laptops totaal irrelevant. Intel Atom gebruiken - de mogelijkheid om een ​​systeemeenheid zonder ventilatoren te krijgen. Deze oplossing is geschikt voor speciale computers, voor industrie, betaalterminals en andere apparatuur. Itnel Atom voor moederborden zijn niet uitgerust met een socket en zijn er permanent aan gesoldeerd. Vervanging is alleen mogelijk in een servicecentrum met microsoldeerapparatuur.

• Processors van dezelfde serie hebben versies voor computers, laptops, autoconsoles en mobiele apparaten (er zijn geen dergelijke voorbeelden bij andere bedrijven).
• Intel Atom wordt alleen geïnstalleerd op budgetlaptops.
• Het kristal heeft 5 energiebesparende standen + naverbrander.
• In moederborden voor deze processors worden de noord- en zuidbrug gecombineerd.
• Intel-processors worden al jaren als de meest betrouwbare ter wereld beschouwd.
• Het totale aantal modellen uit de Atom-serie is meer dan honderd.
• Alle processors hebben geen socket en zijn op het moederbord gesoldeerd (maar vervangen is nog steeds mogelijk bij een servicecentrum).
• Mobile Intel Atom heeft speciale secties van de chiparchitectuur voor het afspelen van video en audio. Deze architectuur bespaart energie.
• De productie van mobiele versies werd in 2016 stopgezet om commerciële redenen.
• Intel ontwikkelt momenteel een 16-core Atom-processor voor notebooks.