Путеводитель по новым мобильным процессорам

Автор: Олег Нечай

Опубликовано 19 мая 2010 года

Львиную долю рынка мобильных процессоров занимает, разумеется, продукция корпорации Intel – причём речь идёт не только о классических чипах для лэптопов Сore и Сeleron, но и об экономичном процессоре Atom, предназначенном для портативных интернет-устройств. На рынке весьма заметно присутствие и двух "альтернативных" производителей, AMD и VIA, причём Advanced Micro Devices буквально на днях кардинально обновила всю линейку мобильных процессоров.

Мобильные процессоры Intel

C появлением на рынке мобильных процессоров семейства Core i3/5/7 в Intel приняли решение отказаться от дальнейшего продвижения ноутбучных платформ под брендом Centrino, чем весьма удивили наблюдателей. С январе 2010 года под этим брендом будут продаваться исключительно беспроводные сетевые адаптеры WiFi. Впрочем, комплекты "процессор-чипсет-беспроводной адаптер" предыдущего поколения будут, как и раньше, маркироваться лейблом "Intel Centrino 2 inside".

Современные мобильные чипы Intel Core i3/5/7 построены на базе микроархитектуры Nehalem и конструктивно близки к десктопным моделям. Отличия сводятся к меньшему объёму кэш-памяти третьего уровня, встроенному двухканальному контроллеру оперативной памяти DDR3 c поддержкой модулей 800 и 1066 МГц, а не до 1333 МГц, специфическим настройкам систем энергосбережения и существенно уменьшенному тепловыделению. Кроме того, мобильные чипы рассчитаны на установку в разъём µPGA-989.

Двухъядерные процессоры Core i3-3xxM носят кодовое название Arrandale и представляют собой мобильную версию Clarkdale, производящуюся по 32-нм проектным нормам. В отличие от "настольных", они работают на более низких тактовых частотах и у них уменьшенный с 4 до 3 Мб объём кэш-памяти L3. В чипы встроено графическое ядро с тактовой частотой 500 МГц, а также контроллер PCI Express 2.0, поддерживающий один графический ускоритель x16. В чипах также реализована технология многопоточности Hyper-Threading, представляющая двухъядерный чип как процессор с четырьмя виртуальными ядрами.

Двухъядерные чипы Core i5-5xxM/LM/UM и i5-4xxМ также носят кодовое название Arrandale и производятся по 32-нм технологии. Эти микросхемы отличаются от мобильных "трёшек" исключительно более высокими тактовыми частотами и поддержкой технологии динамического разгона Turbo Boost.

Двухъядерные процессоры Core i7-6xxM/LM/UM (кодовое название Arrandale, 32 нм) и четырёхъядерные чипы Core i7-7xxQM/8xxQM (Clarksfield, 42 нм) оснащаются двухканальными контролерами памяти DDR3, причём максимальная поддерживаемая частота (от 800 до 1333 МГц) зависит от конкретной модели (см. таблицу во второй части этой статьи). В чип встроены контроллер PCI Express 2.0, работающий с одной линией x16 или с двумя x8, а также шина DMI. Поддерживаются технологии Hyper-Threading и Turbo Boost.

В топовой модели i7-820QM используется 8 Мб кэш-памяти третьего уровня, в модели i7-720QM – 6 Мб L3, а в остальных – по 4 Мб. В чипах с индексом 6xx имеется встроенное графическое ядро с 12 конвейерами, работающее на частоте 733 МГц.

Бюджетные одно- и двухъядерные мобильные процессоры Celeron – явный рудимент прошлого, и, несмотря на общее название, это довольно пёстрая компания. Все "селероны" построны на базе предыдущей микроархитектуры Сore. Одноядерные чипы 500-й серии построены на ядре Merom (65 нм), 700-й и 900-й – на ядре Penryn (45 нм), двухъядерные модели серии T1000 – на ядре Merom (65 нм), а серий T3000 и SU2000 – на ядре Penryn (45 нм). Чипы поддерживают 64-разрядные расширения EM64T и антивирусную технологию Execute Disable Bit, но в них отсутствует кэш-память третьего уровня, технологии энергосбережения Enhanced SpeedStep и виртуализации VT. В двухъядерных моделях общий кэш второго уровня динамически распределяется между ядрами – это работает система Intel Advanced Smart Cache, которая в старших Core реализована на уровне кэш-памяти L3.

Intel Atom – отдельная категория мобильных процессоров, ориентированных на портативные устройства для доступа в интернет и встраиваемых решений. Де-факто – стандарт для нетбуков и неттопов. Чипы полностью совместимы с набором инструкций x86, но при этом построены на базе собственной микроархитектуры. Она основана на классическом принципе последовательного исполнения инструкций, использовавшегося в ЦП Intel вплоть до 1995 года, когда был выпущен Pentium Pro, в котором был впервые реализован механизм внеочередного выполнения команд, обычный для современных процессоров. "Старый" принцип был использован для того чтобы добиться максимальной производительности на каждый потребляемый ватт за счёт отказа от модулей, управляющих внеочередным исполнением инструкций. При этом чип оснащён шестнадцатиступенчатым конвейером и способен выполнять две команды за такт, чего вполне достаточно для микросхемы, не предназначенной для сложных вычислений.

Во многих "атомах" реализована технология Hyper-Threading, а некоторые модели поддерживают 64-разрядные расширения EM64T и даже технологию виртуализации VT. В чипах серии Nxxx также используется технология Enhanced SpeedStep, отсутствующая во всех других моделях. Термопакет микросхем составляет от 0,65 до 10 Вт, в зависимости от конкретной модели.

Первые Atom появились весной 2008 года, а к сегодняшнему дню выпущено уже порядка двух десятков моделей. Все эти микросхемы делятся на две большие категории. К первой относятся одно- и двухъядерные чипы серий 2xx, 3xx, Nxxx и Dxxx (кодовые названия Diamondville и Pineview), предназначенные для установки в нетбуки и неттопы и работающие в связке с наборами системной логики серии Intel 945. Процессоры Atom N450/N470 и D410/510 (Pineview), выпущенные в январе 2010 года, оснащены встроенными одноканальными контроллерами оперативной памяти DDR2-667/800 и графическим ядром Intel GMA 3150 без аппаратной поддержки HD-видео. Микросхемы размером 22х22 мм предназначены для установки в разъём 437.

Ко второй категории принадлежат одноядерные чипы серии Zxxx (кодовое название Silverthorne), ориентированные на установку в портативные интернет-устройства (например, планшеты или наладонники). Они работают с одночиповым набором логики US15W (кодовое названием Poulsbo), меньше по габаритам (14х13 мм) и устанавливаются в разъём 441. Процессоры серии Zxxx отличаются заметно меньшим термопакетом, чем остальные "атомы" – не выше 2,4 Вт.

Пятого мая 2010 года была официально представлена платформа Intel Atom второго поколения, известная под кодовым названием Moorestown. В её состав вошли процессоры серии Z6xx (кодовое название Lincroft), набор системной логики MP20, а также регулятор энергопотребления PMIC (Power Management IC).

Новые процессоры будут выпускаться в двух модификациях: для коммуникаторов и смартфонов (тактовые частоты до 1,2 до 1,5 ГГц) и для планшетных ПК (до 1,9 ГГц). Микросхемы представляют собой "систему на чипе" с интегрированным контроллером памяти LPDDR1-200 (для смартфонов, до 1 Гб) или DDR2-800 (для планшетов, до 2 Гб) на 32-битной шине и графическим ядром Intel GMA 600 c аппаратной поддержкой декодирования HD-видео вплоть до 1080p. Система энергосбережения способна динамически отключать простаивающие блоки, снижать их частоту и энергопотребление. Процессоры площадью 13,8х13,8 мм выпускаются по 45-нм технологии.

Набор микросхем Intel Platform Controller Hub MP20 (кодовое название Langwell) обеспечивает систему интерфейсом для твёрдотельных SSD-накопителей, портами для флэш-карт SD/MMC/SDIO, тремя портами USB 2.0 и портом USB On-the-Go (OTG) host/device для соединения с другими устройствами, звуковым кодеком и универсальным цифровым интерфейсом HDMI.

В третьем квартале планируется также выпустить двухъядерный процессор Atom N550 (15 ГГц), предназначенный для нетбуков.

Мобильные процессоры AMD

12 мая 2010 года AMD представила две новых мобильных платформы: Danube для массовых ноутбуков и Nile - для ультратонких лэптопов. В состав обеих платформ вошли новые процессоры, а также набор системной логики AMD M880G c графическим ядром RV620 (Mobility Radeon HD 4250). Новые платформы должны составить реальную конкуренцию мобильным Intel Core: в её составе есть процессоры с одним, двумя, тремя и четырьмя ядрами, поддерживается оперативная память DDR3, интерфейс HDMI, до 12 портов USB 2.0 и до 6 портов eSATA.

AMD включила в состав обеих платформ совершенно новые процессоры под марками Phenom II, Turion II, Athlon II и V Series. Для ультратонких ноутбуков предназначены модели Turion II Neo, Athlon II Neo и V Series. Все представленные чипы выполнены по 45-нм технологии и рассчитаны на установку в новый разъём Socket S1G4. В отличие от "настольных", мобильные Phenom II не имеют кэш-памяти третьего уровня.

Самые мощные процессоры Phenom II X920 Black Edition (4 ядра, 2,3 ГГц) и Phenom II X620 Black Edition (2 ядра, 3,1 ГГц) рассчитаны на применение в ноутбуках класса "замена настольного ПК". Общий объём выделенной кэш-памяти L2 – 2 Мб. Термопакет (TDP) обеих моделей составляет 45 Вт.

Четырёхъядерные Phenom II N930 и P920 работают на тактовых частотах 2,0 и 1,6 ГГц, соответственно, трёхъядерные N830 и P820 – на частотах 2,1 и 1,8 ГГц, двухъядерный N620 – на частоте 2,8 ГГц и выделяет 35 Вт. Общий объём кэш-памяти у четырёх- и двухъядерных моделей – 2 Мб, у трёхъядерных – 1,5 Мб. Буква "N" в индексе модели означает TDP 35 Вт, а "P" – 25 Вт.

Тактовые частоты двухъядерных Turion II N530 – 2,5 ГГц, P520 – 2,3 ГГц, двухъядерных Athlon II N330 – 2,3 ГГц, P320 – 2,1 ГГц. Объём L2 – 2 Мб. Одноядерный V120 работает на частоте 2,2 ГГц и выделяет 25 Вт тепла.

Чипы для ультратонких ноутбуков отличаются ещё более низким TDP: двухъядерные Turion II Neo K665 (1,7 ГГц, 2 Мб L2) и K625 (1,5 ГГц, 2 Мб L2) выделяют 15 Вт энергии, двухъядерный Athlon II Neo K325 (1,3 ГГц, 2 Мб L2) и одноядерный Athlon II Neo K125 (1,7 ГГц, 1 Мб L2) – 12 Вт, а одноядерный V Series V105 (1,2 ГГц, 512 Кб L2) – всего 9 Вт.

Поскольку все эти микросхемы были представлены незадолго до публикации этой статьи, пока нет объективных данных об их производительности и каких-либо технических подробностей. Впрочем, такие компании как Acer, ASUS, Dell, HP, Lenovo и Toshiba уже объявили о выпуске ноутбуков на базе некоторых новых процессоров AMD, так что первые тесты должны появиться в ближайшее время.

Мобильные процессоры VIA

Оригинальный одноядерный процессор под названием Nano, призванный объединить традиционную для микросхем VIA экономичность и высокую производительность, появился на рынке в конце мая 2008 года, практически сразу же после Intel Atom. Новинка отличалась гораздо более сложной суперскалярной архитектурой Isaiah с внеочередным выполнением инструкций и системой предсказания ветвлений. В отличие от первых Atom, Nano изначально поддерживали 64-разрядные расширения и технологию виртуализации, и в целом при сравнимом энергопотреблении эти чипы характеризуются более высокой производительностью. Так что если бы VIA Technologies располагала производственными и маркетинговыми возможностями Intel, не исключено, что именно Nano, а не Atom работали бы в подавляющем большинстве современных нетбуков.

Линейка процессоров VIA Nano делится на два семейства: модели с индексом L предназначены для настольных и мобильных компьютеров, а низковольтные модели с индексом U - для неттопов, нетбуков и ультрапортативных компьютеров (UMPC).

Актуальная серия Nano 3000, выпускающаяся с ноября 2009 года, отличается от предыдущей 1000/2000, главным образом, поддержкой набора инструкций SSE4, впервые полностью реализованного в чипах Intel Core i7. Кроме того, как утверждает разработчик, новые процессоры на 20 процентов мощнее и на 20 процентов экономичнее предшественников. Согласно собственным оценкам VIA, чип 3000-й серии с тактовой частотой от 1,3 ГГц более чем на 40 процентов производительнее, чем Intel Atom N270 c тактовой частотой 1,6 ГГц.

Все процессоры Nano выпускаются по 65-нм технологии, оснащаются 16 килобайтами кэш-памяти L1 и 1 мегабайтом кэш-памяти L2 и работают с системной шиной 800 МГц. Тактовые частоты – от 1 до 2 ГГц, термопакет – от 5 до 25 Вт. Микросхемы рассчитаны на установку в разъём NanoBGA2 и совместимы по контактам с чипами предыдущего поколения VIA C7.

Во второй части статьи мы познакомим вас со справочной информацией обо всех актуальных мобильных процессорах, а затем поговорим о том, какие из них можно считать лучшим выбором для портативных компьютеров разных классов.