Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 74

К оглавлению

Терралаб

Путеводитель по новым мобильным процессорам

Олег Нечай

Опубликовано 21 июня 2011 года

Как и год назад, большую часть рынка мобильных центральных процессоров занимает корпорация Intel с семейством чипов Core i3/i5/i7. Однако в современных ноутбуках под этим брендом скрываются уже совсем другие чипы: в начале 2011 года они были переведены на новую микроархитектуру Sandy Bridge. Кроме того, совсем недавно AMD представила принципиально новые гибридные чипы A-Series со встроенным графическим ядром, способным конкурировать с дискретным видео. В технологическом плане ситуация на рынке заметно изменилась, так что давайте поближе присмотримся к новым мобильным решениям.

Микроархитектура Sandy Bridge была официально представлена 9 января 2011 года, тогда же появились и новые десктопные и мобильные чипы на её основе. Sandy Bridge — официальный преемник Nehalem, и новые модели при сохранении марки Core i3/i5/i7 получили другие индексы, чётко отличающие их от микросхем предыдущего поколения.

Все индексы мобильных процессоров Sandy Bridge четырёхзначные и начинаются с цифры "2". В конце числового индекса могут стоять одна или две буквы. Буква "М" означает стандартный мобильный процессор с термопакетом от 17 до 35 Вт, "E" — стандартный встраиваемый чип, буквами «QM» и «QE» маркируются четырёхъядерные микросхемы повышенной производительности (обычные и встраиваемые соответственно) с термопакетом 45 Вт, а индекс «XM» присваивается «экстремальным» моделям с разблокированным множителем. По индексу можно также отличить стандартные чипы с обычным и пониженным тепловыделением: у первых он заканчивается на «9M», у вторых — на «7M».

Поскольку мобильные модели Sandy Bridge отличаются от десктопных лишь более низкими частотами, уменьшенным энергопотреблением и некоторым особенностями системы энергосбережения, мы не будем повторяться и вновь подробно описывать характерные черты новой микроархитектуры: желающие могут ознакомиться с ними в материале о «настольных» процессорах.

Принципиальное отличие от Nehalem заключается в том, что в Sandy Bridge на одном кристалле с вычислительным расположен так называемый «системный агент», включающий в себя графическое ядро нового поколения, контроллеры оперативной памяти DDR3 1333 МГц, контроллер PCI Express 2.0 и блоки управление питанием и выводом изображения на дисплей. К прочим главным нововведениям относятся буфер микрокоманд L0, разделяемая кэш-память третьего уровня (L3 или LLC, Last Level Cache, «кэш последнего уровня»), технология автоматического разгона Turbo Boost нового поколения и поддержка набора инструкций SIMD AVX. Все чипы выпускаются по 32-нм технологическим нормам.

В настоящее время Intel производит 22 мобильных процессора семейства Core на базе микроархитектуры Sandy Bridge: один двухъядерный чип Core i3, семь двухъядерных Core i5, семь двухъядерных Core i7, шесть четырёхъядерных Core i7 и один «экстремальный» Core i7 XM. Во всех моделях реализованы технологии многопоточности Hyper Threading и автоматического разгона Turbo Boost (кроме Core i3).

Объём разделяемой кэш-памяти L3, доступной при необходимости через кольцевую шину всем ядрам, включая графическое, а также системному агенту, составляет 3 Мбайта у двухъядерных Core i3 и Core i5, 4 Мбайта у двухъядерных Core i7, 6 Мбайт у четырёхъядерных Core i7 и 8 Мбайт у флагманских четырёхъядерных Core i7 2820QM и Core i7 Extreme 2920XM.

Intel выпускает также две бюджетные мобильные модели под старым брендом Celeron, построенные на Sandy Bridge: B810 (1,6 ГГц) и B847 (1,1 ГГц). Эти двухъядерные чипы отличаются встроенной графикой предыдущего поколения, отсутствием технологии Hyper Threading, системы автоматического разгона Turbo Boost и разделяемой кэш-памятью третьего уровня объёмом 2 Мбайта.

Отдельная категория мобильных процессоров, производимых корпорацией Intel, — это Atom: такие чипы предназначены для установки в нетбуки и неттопы — недорогие портативные и настольные компьютеры, ориентированные преимущественно на работу в интернете. Конструкция Atom за год не претерпела каких-либо принципиальных изменений, был лишь расширен модельный ряд, и они всё так же выпускаются по стремительно устаревающей 45-нм технологии. Интересующихся их архитектурой отсылаем к нашей прошлогодней статье.

Единственное существенное пополнение в семействе Atom — «система на чипе» Oak Trail, представленная в апреле 2011 года и предназначенная для смартфонов и планшетных компьютеров. Эта микросхема во многом повторяет Moorestown образца 2010 года, предназначенную для портативных устройств на базе Linux. Новый чип отличается контроллером PCI, графическим ядром с поддержкой HD-видео 1080p и интерфейса HDMI, и самое главное — возможностью работы с различными операционными системами, включая Windows, Android и MeeGo. Пока выпускается всего два чипа этой серии: Atom Z650 (1,2 ГГц) и Atom Z670 (1,5 ГГц).

Несмотря на то что на прилавках ещё довольно долго будут присутствовать ноутбуки на основе «традиционных» процессоров AMD Phenom II, Turion II, Athlon II и V Series, в самой компании делают ставку на перспективные гибридные чипы A-Series (кодовое название Llano) со встроенным графическим ядром, официально представленные 14 июня 2011 года. AMD позиционирует процессоры A-Series как прямых конкурентов чипов Core корпорации Intel.

Гибридные процессоры Fusion в AMD называют APU, Accelerated Processing Units, то есть «блоки ускоренных вычислений», в отличие от CPU, Central Processing Units, «центральных вычислительных блоков». Смысл идеи APU заключается в переходе от универсальных, но малоэффективных к специализированным и легко масштабируемым высокоэффективным микросхемам. Такие чипы могут состоять из вычислительных ядер различного типа, подобранных в разных комбинациях для решения тех или иных задач. Первыми моделями подобного типа должны были стать многоядерные процессоры со встроенными вычислительными и графическими ядрами.

Несмотря на то что сама концепция APU была обнародована ещё в конце 2006 года, AMD явно запоздала с выводом этих микросхем на рынок. Intel успешно продаёт процессоры со встроенной графикой уже несколько лет, а первые серийные гибридные чипы AMD семейства Fusion под кодовым названием Brazos были представлены лишь в начале 2011 года. Процессоры состояли из одного или двух вычислительных ядер Bobcat, одноканального контроллера оперативной памяти DDR3 1066 МГц и графического ядра Mobility Radeon HD 6xxx (Cedar) с восьмьюдесятью универсальными потоковыми процессорами. Интегрированная графика полностью поддерживала программные интерфейсы DirectX11, DirectCompute и OpenGL и обеспечивала аппаратное ускорение воспроизведения HD-видео вплоть до разрешения 1080p.

Новейшие процессоры Llano должны существенно опередить по производительности Brazos, которые были ориентированы на планшеты, нетбуки, неттопы и бюджетные ноутбуки. Они призваны стать полноценной заменой универсальных чипов AMD среднего класса как для портативных, так и для настольных компьютеров. Версия Llano для ноутбуков — это только что представленные A-Series, версия для десктопов — E-Series, презентация которой ожидается в третьем квартале 2011 года.

A-Series включает в себя два или четыре вычислительных ядра на базе архитектуры Stars (K10.5) с 1 Мбайтом кэш-памяти L2 для каждого, встроенное графическое ядро, двухканальный контроллер оперативной памяти DDR3 1600 МГц объёмом до 32 Гбайт и контроллер PCI Express 2.0 на 24 линии, шестнадцать из которых могут использоваться для подключения дискретных графических ускорителей. Процессоры производятся по 32-нм технологии.

Важнейшее преимущество A-Series, пожалуй, перед всеми современными центральными процессорами — встраиваемая в процессор графика, способная на равных конкурировать с дискретными видеокартами. Впервые в истории интегрированное видеоядро способно «потянуть» даже весьма ресурсоёмкие компьютерные игры. В старших моделях A-Series устанавливается графический ускоритель Radeon HD 6620G с четырьмястами универсальными потоковыми процессорами, то есть на уровне дискретной мобильной графики среднего класса Radeon HD 5650/573/5750/5770 или HD 6530/6550/6570. В младших чипах используются видеоядра Radeon HD 6620G с 320 или Radeon HD 6480G с 240 универсальными потоковыми процессорами.

Ещё одно важное достоинство A-Series — возможность одновременной работы встроенного в чип и дискретного графического ускорителя, в отличие от интеловской версии переключаемой графики, где поддерживается вывод изображения либо через интегрированное, либо через дискретное видео. Как утверждают в AMD, такое «объединение усилий» позволяет при благоприятных обстоятельствах повысить производительность графической подсистемы на 75 процентов свыше стандартной — при работе только с дискретными видеокартами AMD Radeon.