Оглядываясь на потрясающую экономичность младших двухъядерных процессоров семейства Broadwell, сложно отделаться от крамольной мысли: «А зачем нужна атомная линейка?» Насчет ее места в планшетах и телефонах сомнений не возникает — все-таки там иногда нужно «ужиматься» еще сильнее, причем как по потреблению, так и по размерам микросхем. Но вот процессоры для ноутбуков и мини-ПК на базе подобных кристаллов выглядят, с точки зрения пользователя, странновато. Для производителя-то все просто: такие процессоры еще дешевле, чем младшие Core, да и проще тоже — здесь всего одна SoC, которая просто припаивается к плате и «умеет все». Тем более что старый способ экономии на Celeron и Pentium в последнее время дал сбой: это раньше в Intel делали два разных двухъядерных кристалла — с графикой GT2 и GT1. Этот подход был оправдан во времена всяких Sandy/Ivy Bridge: выход годных был невысоким, так что один вариант (GT2 + 4 МБ L2) шел на Core i3 и выше (часть блоков могла блокироваться — особенно в настольных Core i3, где «резали» и кэш, и видео), а второй (GT1 + 3 МБ L2) — как раз на процессоры младших линеек. В Haswell такой подход в принципе сохранился, а вот освоение техпроцесса 14 нм сделало кристаллы настолько компактными, что физическое их урезание стало давать слишком слабый эффект. В итоге Celeron и Pentium на базе Broadwell и Skylake — это, по сути, полноценные Core с такой же себестоимостью. Конечно, это еще и утилизация брака в какой-то степени, но не так уж много этого брака на данный момент.
Как же сделать дешевле? А как раз используя Braswell, низкопотребляющий изначально, так что специальные ухищрения и ограничения, в отличие от CULV-процессоров, здесь не требуются. Причем старшие процессоры новых семейств — четырехъядерные, что нравится некоторым подверженным веяниям моды покупателям (поскольку фраза два ядра уже устарели в некоторых местах раздается уже десятый год подряд). Видеоядро, к которому сохранялись претензии еще во времена Bay Trail, не говоря уже о предыдущих реализациях архитектуры, формально по ТТХ «подтянули» уже до Broadwell. Словом, все хорошо. Только вот с производительностью, как мы уже знаем, пока не очень. Но, может быть, в более «свежих» версиях программ ситуация улучшилась? Да и энергопотребление мы ранее не измеряли, так что пришла пора заняться и этим.
Конфигурация тестовых стендов
| Процессор | Intel Celeron N3150 | Intel Pentium J2900 | Intel Pentium 3805U |
| Название ядра | Braswell | Bay Trail | Broadwell |
| Технология пр-ва | 14 нм | 22 нм | 14 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 1,6/2,08 | 2,41/2,66 | 1,9 |
| Кол-во ядер/потоков вычисления | 4/4 | 4/4 | 2/2 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 128/96 | 128/96 | 64/64 |
| Кэш L2, КБ | 2048 | 2048 | 2×256 |
| Кэш L3 (L4), МиБ | — | — | 2 |
| Оперативная память | 2×DDR3L-1600 | 2×DDR3L-1333 | 2×DDR3L-1600 |
| TDP, Вт | 6 | 10 | 15 |
| Графика | HD | HD | HD |
| Кол-во EU | 12 | 4 | 12 |
| Частота std/max, МГц | 320/640 | 688/896 | 100/800 |
С Pentium 3805U и J2900 все понятно: первый уже протестирован по новой методике, а второй является лучшей моделью «настольного» семейства Bay Trail. C точки зрения формальной логики, нам нужен топовый Braswell, но на данный момент такового «под рукой» не оказалось, так что ограничимся не самым быстрым, но популярным Celeron N3150. Пока — позднее, скорее всего, можно будет протестировать и какое-нибудь из новых решений этого семейства, появившихся в ассортименте Intel. N-линейка, впрочем, уже особого интереса не представляет, поскольку новые модели лишь незначительно превосходят старые по тактовой частоте. Зато (наконец-то!) представлено «настольное» J-семейство, младшие модели которого идентичны мобильным во всем, кроме, может быть, рекомендованной цены, зато старший Pentium J3710 с расширенным до 6,5 Вт теплопакетом по частоте уже обгоняет «старичка» J2900 (как мы уже отмечали, знакомясь с Braswell без этого рассчитывать на более высокую производительность процессорной части не приходится — архитектурно она сравнительно с Bay Trail практически не изменилась). Но пока продуктов на новых SoC не наблюдается, что дает нам повод вернуться к теме в будущем. Если, конечно, в этом будет практический смысл.
Методика тестирования
Методика подробно описана в отдельной статье. Здесь же вкратце напомним, что базируется она на следующих четырех китах:
- Методика измерения производительности iXBT.com на основе реальных приложений образца 2016 года
- Методика измерения энергопотребления при тестировании процессоров
- Методика мониторинга мощности, температуры и загрузки процессора в процессе тестирования
- Методика измерения производительности в играх iXBT.com образца 2016 года
А подробные результаты всех тестов доступны в виде полной таблицы с результатами (в формате Microsoft Excel 97-2003). Непосредственно же в статьях мы используем уже обработанные данные. В особенности, это относится к тестам приложений, где все нормируется относительно референсной системы (как и в прошлом году, ноутбука на базе Core i5-3317U с 4 ГБ памяти и SSD, емкостью 128 ГБ) и группируется по сферам применения компьютера.
iXBT Application Benchmark 2016
С точки зрения житейской логики, это как раз тот случай, когда большее число ядер может оказаться более предпочтительным. И, оказывается. Но только тогда, когда ядра одинаковые. А вот «полновесные» Core и в меньшем количестве лучше, чем «суррогатные» Atom в большем процентов так на 20-25.
Но это еще был хороший случай — при обработке изображений, где степень утилизации многопоточности ниже, разница достигает уже полутора раз. Впрочем, если посмотреть на конкретные результаты по тестам, то иногда она не столь велика: например, в Lightroom J2900 отстает от 3805U менее, чем на 10% — как раз пример приложения, которому нужно много потоков вычисления. Однако ведь и в данном случае отстает. А в Photoshop, который ядра «любит» меньше, отставание «атомных» решений катастрофическое — больше, чем в 2,5 раза. В общем, это вообще не та сфера применения, где их стоит использовать, поскольку слишком уж все плохо. Впрочем, иметь с собой маленький нетбук, на который планируется просто сохранять фотографии, чтоб потом их обработать в домашних условиях, можно. Но лучше пусть там будет Celeron или Pentium на базе Core — доплата окупится сторицей за счет разительного увеличения комфорта использования (а еще лучше до Core i3 дотянуть).
Разница приближается к двукратной. Понятно, почему — по сути нужен один быстрый поток вычислений. Core может это обеспечить, Atom (несмотря на радикальные улучшения архитектуры в Bay Trail) — все еще нет.
Примечательно, что в Audition даже поддержка OpenCL ничем не помогает Braswell — просто потому, что «ускорять» на изначально медленном процессоре почти нечего. Еще интересное наблюдение — результаты всех трех испытуемых при смене методики тестирования практически не изменились, несмотря на смену версий операционной системы и, собственно, Audition. Нет, конечно, бывают случаи, когда все наоборот — обновление ПО резко улучшает степень его оптимизации под какие-либо современные технологии. Но чаще — вот так. Поэтому, обычно, и нет смысла покупать что-либо «на будущее»: даже если оно со временем и настанет, к тому моменту вполне возможно, что тот же процессор уже отправится на свалку.
По сути своей алгоритмы OCR уже много лет не меняются, хотя и регулярно дорабатываются. В итоге имеем достаточно «простой» многопоточный код, на котором лучшие представители Atom могут незначительно отставать от младших и сильно урезанных Core. В принципе, это как бы не лучший для них результат, поскольку именно в таких условиях удается в полной мере воспользоваться преимуществами в количестве ядер и тактовой частоте.
Тоже самое касается и архиваторов, хотя здесь уже немалое значение имеет подсистема памяти и кэшей. Но улучшения «UnCore» в Braswell и даже поддержка последним DDR3-1600, как видим, не позволяет скомпенсировать разницу в тактовой частоте между N3150 и J2900. То есть частоты надо наращивать. А упомянутый в начале статьи Pentium J3710 теоретически может дотянуться и до младших Celeron/Pentium на Core.
Фактически в этой группе Celeron N3150 победил Pentium J2900 лишь в тесте на копирование данных, что понятно — все-таки SATA300 возможности накопителя в таком случае сдерживает. Но, в целом, только в нем одном. А Pentium 3805U все равно заметно быстрее обоих конкурентов.
Несмотря на то, что этот тест тоже является многопоточным, надеяться на, хотя бы, паритет Atom и CULV все равно не приходится. Понятно почему — расчеты здесь посложней, чем в OCR или архиваторах, но Core под такое применение оптимизируют, что «по наследству» и на младших процессорах архитектуры сказывается, а для Atom это не является целевой сферой применения.
В конечном итоге приходим к тому, что даже на фоне далеко не «реактивного» (все-таки один из младших мобильных процессоров) Pentium 3805U обе суррогатные модели выглядят весьма бледно. А результат сравнения с «настольными» процессорами можно угадать самостоятельно. Пока напрямую мы такое провести не можем, поскольку по новой методике еще ничего подходящего не протестировали, но, как видим, интегральный результат что Pentium J2900, что Celeron N3150 по сравнению со старой почти не изменился, так что сделанные в прошлом году выводы тоже остаются в силе.
Энергопотребление и энергоэффективность
Поскольку и Celeron N3150, и Pentium J2900 тестировались нами не в составе мини-ПК или подобных систем, в данном случае применимы оба метода измерения энергопотребления. Но начнем мы с данных мониторинга — для сравнения с Pentium 3805U.
Как видим, суррогатные платформы еще экономичнее, нежели младшие мобильные Core. Более того — минимальное энергопотребление Pentium 3805U, по данным мониторинга, совпало с максимальным для Celeron N3150, т. е. если стоит вопрос экономии энергии любой ценой, Braswell предпочтительнее. Еще одно забавное наблюдение: минимальный уровень энергопотребления у Bay Trail ниже, чем у преемника. Но объясняется это легко: минимальный уровень наблюдается во время дисковых тестов, а Bay Trail снабжен лишь контроллером SATA300 — по производительности разница невелика, а вот «жрет» SATA600 больше.
Собственно, ничего удивительного нет и в том, что в конечном итоге особо экономичные суррогаты сумели обойти Pentium 3805U, который в свою очередь по этому параметру превосходил Core i5. Тише едешь — дальше будешь. Лишь бы хватило терпенья доехать, которое пользователям настолько медлительных систем очень пригодится.
Но энергопотребление самой по себе SoC еще не все: как мы уже писали, важны и остальные составляющие части платформы, поскольку «производительность» тоже ее характеристика — в вакууме процессоры не работают. А что мы получаем в данном случае?
Все цифры увеличились примерно на 10-12 Вт. Характерно, что для «взрослых систем» разница между потреблением процессора и суммарным платформы составляет до 20 Вт, т. е. больше, чем в данном случае. Это логично — топовые настольные системы используют более сложные системные платы с большим количеством микросхем, более быструю память (тем более, при пробном тестировании методики мы использовали и больший ее объем), так что компактные решения и должны быть более экономичными. Но особых поводов для радости все равно нет — там-то эти 20 Вт «плюсовались» к процессору, который сам по себе может «съесть» 90, а в данном случае потребление (и тепловыделение, соответственно) «обвязки» в три-четыре раза выше, чем у «процессора». А можно ли что-то с этим сделать? Да, можно. Но придется уже перейти к тем условиям, для которых в первую очередь новые «атомы» и разрабатывались: очень маленькие платы с одноканальным питанием, минимум периферии, ограниченное количество памяти (может, даже, небыстрой и в одноканальном режиме), да и SATA-контроллер (как видим, не такой уж и экономичный) вместе с подходящими накопителями лучше заменить на eMMC. Что получили? Типичный планшет или бюджетный ноутбук на Atom, а не Celeron/Pentium. А для чего выпускаются «настольные» платы с последними? Очевидно, для тех пользователей, которым высокая производительность не важна, экономить каждый Ватт не требуется, но, все же, хотелось бы, чтоб их было поменьше — хотя бы для упрощения системы охлаждения.
Собственно, как видим, даже с учетом вышесказанного, «энергоэффективность» этих платформ весьма высока. Десятков баллов на ватт уже не наблюдается (поскольку числитель тот же, а знаменатель больше), но... Вспоминаем чуть ранее протестированные системы на базе APU AMD под FM2+ и полученные там значения энергоэффективности — 1,54—2,14. А суррогаты позволяют получить в пару раз бо́льшую отдачу, несмотря на свою медлительность. Впрочем, кто знает — может быть, какие-то из настольных платформ Intel окажутся в итоге и не хуже? Обязательно проверим. Но немного позднее.
iXBT Game Benchmark 2016
Чтобы сэкономить время и место, мы приведем ровно одну диаграмму — сводный игровой балл, введенный нами в этом году как раз для упрощения сравнений разных платформ, не претендующих на серьезное игровое применение.
Что ж — подробная информация уже, как нам кажется, не требуется. Как мы помним, Pentium 3805U назвать игровым решением нельзя даже из вежливости, поскольку даже в низком разрешении он справляется лишь с некоторыми играми из нашего набора, откуда и закономерные 17,9 балла из 100 возможных. А на что можно рассчитывать, когда баллов в шесть раз меньше? Сами понимаете :)
Итого
Итак, что мы имеем в сухом остатке? Braswell и Bay Trail — очень медленные платформы, способные, тем не менее, похвастаться высокой энергоэффективностью. Это их достоинство, к сожалению, оказывается сильно размытым в типовом настольном окружении: сами SoC потребляют настолько мало, что критичной становится уже обвязка или даже нежелательные потери. Фактически, один лишь «свободно болтающийся» у большинства БП в данном случае «хвост» EPS12V (который системными платами на базе Bay Trail и Braswell не используется) «рассеивает» впустую 0,25 Вт. Мелочи? Для «обычного настольного порошка» — да, там счет идет на десятки и даже сотни ватт. А для Celeron N3150 это 10% его средней мощности — мощности не в режиме простоя, а при решении практических задач. Добавим к этому еще и низкий КПД большинства блоков питания при низкой загрузке, и... Окажется, что реальность куда хуже, чем могла бы быть.
Впрочем, понятно, что «проблемы» эти возникают потому, что для суррогатных решений «обычные» компьютеры вовсе не являются основной сферой применения. Главное для них — дешевые планшеты, ноутбуки или неттопы, где практически все встроено, а цена готового полнофункционального устройства составляет $100-$200. А платы в «стандартном» настольном исполнении (вплоть до microATX) появились потому, что и такой производительности в ряде случаев хватает для «обычного» персонального компьютера. При этом на то, что потребление энергии будет более высоким, чем могло бы быть, покупатели смотрят сквозь пальцы — главное, что оно ниже, чем в случае «настоящих» десктопов. Да и возни с охлаждением никакой, причем и цены относительно невысоки: платы с тем же Celeron N3150 стоит сравнимо с платами Mini-ITX под LGA1151 безо всякого процессора. Это плюсы, но ими дело не ограничивается — обратной стороной медали является очень низкая производительность, так что во всех случаях, когда скорость работы хоть сколько-нибудь актуальна, таких решений лучше избегать.
