Развитие процессоров семейства Atom долгие годы шло своим собственным путем без пересечения с «магистральной линией». Впрочем, первые Atom во многом вообще были «учебно-тренировочным» продуктом: нужно было опробовать новую архитектуру процессорной части, так что для построения готовой платформы использовались те же чипсеты, что и для «полновесных» Pentium 4 и Core 2. Освоение производства по нормам 45 нм позволило перейти к двухчиповой компоновке платформы, полностью перенеся северный мост в процессор. Но перенесли его практически без изменений, включая даже старое видеоядро, функциональность и производительность которого была архаичной даже по меркам 2010 года. Первые попытки изменить положение дел относятся уже к 32-нанометровым процессорам, где массово начали использоваться GPU Power VR, а со временем удалось «упаковать» вообще всю функциональность ровно в один чип. К сожалению, чип этот был весьма ограниченный и медленный, так что годился только для планшетов.
В общем и целом за прошедшие годы это семейство начало ставить больше вопросов, чем давать ответов. Тем более, что развитие процессоров линейки Core активно шло и в направлении увеличения интеграции и снижения энергопотребления, так что переход на техпроцесс 22 нм позволил им достичь уровня, некогда достигавшегося лишь Atom: к примеру, Core i7-3689Y имел такой же TDP, как и Atom D525. Разумеется, эти процессоры были намного дороже, да и снижение теплопакета ниже 10 Вт было еще невозможным, однако очевидно, что освоение еще более тонких техпроцессов должно было ослабить эти проблемы.
В результате чего в компании было принято решение ускорить работу над освоением производства по нормам 22 нм для Atom, а также в максимальной степени использовать потенциальные преимущества такого перехода. Так появился Bay Trail, за прошедшие пару лет завоеваший немалую популярность и позволивший процессорам данной архитектуры занять новые ниши на рынке, а также усилить свои позиции в существовавших ранее. И вот теперь настало время прощаться с Bay Trail и встречать Braswell — новое поколение SoC, производимых уже по нормам 14 нм. Давайте познакомимся с ним подробнее.
От Bay Trail к Braswell — что нового?
Начнем с того, что зафиксируем достигнутое в платформе Bay Trail, которая, как уже не раз было озвучено (и не только нами), являлась первой и самой существенной коренной переработкой Atom. Во-первых, абсолютно все чипы превратились в «однокристальные системы» (SoC): дополнительные микросхемы для реализации базовых функций платформы уже не требовались. Причем нельзя сказать, что просто объединили процессоры со старыми южными мостами типа NM10 — скорее, переработали Clover Trail (первая SoC-вариация на тему Atom для планшетного рынка), сделав его более универсальным. Например, Clover Trail поддерживал только использование eMMC в качестве носителя данных, а в Bay Trail к этому варианту добавилась поддержка SATA-интерфейса. Соответственно, на базе Bay Trail можно было делать и планшеты (просто не разводя ненужный в данном случае SATA), и «обычные» компьютеры, использующие не менее обычные винчестеры или SSD.
Естественно, в потребительских моделях Atom сохранилось видеоядро, однако в чипы семейства Bay Trail (отметим вскользь, что новая архитектура применялась не только в нем, но остальные сегменты нам сейчас не интересны) пришел точно такой же GPU, какой использовался в Celeron и Pentium на базе Core. Его пришлось ограничить количественно (всего 4 EU против 6) и уменьшить поддержку одновременно подключаемых мониторов до двух для снижения размеров кристалла и себестоимости, однако архитектурно это все тот же Intel HD Graphics Gen7, что и в Ivy Bridge. Соответственно, никаких проблем с декодированием HD-видео вплоть до разрешения 4К (естественно, только в стандарте H.264), отлаженные видеодрайверы и неплохая для данного сегмента производительность.
Но самое главное — радикально была переработана архитектура процессорных ядер. Первые Atom в чем-то восходили еще к «оригинальным» Pentium, поскольку не умели переупорядочивать код для ускорения его выполнения. Поскольку в данном случае добиться «плотной» загрузки всех вычислительных устройств сложно, поддерживалась технология Hyper-Threading, что позволяло одноядерным Atom выполнять два, а двухъядерным — четыре потока кода. К сожалению, это им не слишком помогало: мы убедились, что по производительности лучший (из старичков) Atom D2700, выпущенный в 2012 году, примерно равен работающему на вдвое более низкой частоте Celeron семейства Core 2. Да и вообще — шесть лет развития увеличили производительность Atom лишь примерно в полтора раза с учетом всех улучшений и роста тактовых частот. Нужно было что-то менять радикально. И это было сделано — переупорядочивание команд появилось. От Hyper-Threading, правда, пришлось отказаться, но «обиженных» этим не наблюдалось, поскольку число ядер в базовом дизайне удвоилось, да и вообще большинство поставляемых моделей процессоров стали четырехъядерными.
А что же мы получаем при переходе на Braswell? В плане процессорной части — вообще ничего: даже частоты не выросли. Точнее будет сказать, что они упали: лучший в предыдущем семействе Pentium N3540 работал на частотах до 2,66 ГГц, а пока самый быстрый в новом Pentium N3700 имеет максимальную частоту лишь 2,4 ГГц при той же цене. Да, разумеется, уменьшился теплопакет — с 7,5 Вт он «усох» до 6 Вт, — однако принципиальным изменением это не является. Тем более, что с ценами тоже происходит интересное: ранее у N3540 был брат-близнец в виде Pentium J2900, формально относящийся к «настольным» процессорам и имеющий TDP 10 Вт, но и в полтора раза более низкую рекомендованную цену. А вот «настольных» Braswell пока нет (может быть, даже совсем нет и не будет). Впрочем, рекомендованные цены для устройств, в розницу не продающихся, имеют лишь академическое значение — готовые продукты на них часто продаются дешевле, чем «должны стоить» сами процессоры, так что этот казус имеет решение. Но, в любом случае, повторимся: рассчитывать на увеличение процессорной производительности не приходится. Скорее даже, рассчитывать надо на ее снижение в старших моделях или тот же уровень в младших.
Так за счет чего Intel планирует продвигать Braswell? Ответ банальный: улучшение видеочасти и периферийной составляющей. С последней все просто: всего стало больше и/или «вкуснее». В частности, два порта SATA300 заменены двумя портами SATA600, а вместо одного порта USB 3.0 таковых стало четыре при сохранении еще четырех USB 2.0. Но главное — GPU. Во-первых, Gen7 (Ivy Bridge) заменен на Gen8 (Broadwell), причем не только в «3D-части», но и видеодекодер: новые решения поддерживают работу с H.265. Заодно и количество подключаемых одновременно устройств отображения увеличилось с двух до трех, а их максимальное разрешение составляет 2К@60 Гц или 4К@30 Гц, в то время как Bay Trail поддерживал только Full HD. Причем теперь в семействе появилась сегрегация по GPU: если ранее все процессоры снабжались всего четырьмя исполнительными блоками, то теперь Celeron (и Atom x5) содержат уже 12 таковых, а Pentium (равно как и Atom x7) — целых 16. Довольно серьезное значение для Intel — не так давно столько было максимумом для Ivy Bridge, так ведь теперь и архитектура обновленная. Хотя (опять же) в отличие от настольных и мобильных Core, где частоты GPU давно переваливают за гигагерц, здесь все куда скромнее. Но хоть что-нибудь получаться должно :)
Итак, основные предварительные выводы: Braswell силен видеочастью, но в плане процессорной производительности на равных тактовых частотах будет равен Bay Trail. Кроме того, на данный момент и частоты не равные, и теплопакет у существующих моделей Braswell-N намного жестче, чем у Bay Trail-D, что должно усугубить положение дел. А так оно будет или не так — проверим на практике.
Конфигурация тестовых стендов
| Процессор | Intel Celeron N3150 | Intel Pentium N3700 | Intel Pentium J2900 | AMD Athlon 5350 |
| Название ядра | Braswell | Braswell | Bay Trail | Kabini |
| Технология пр-ва | 14 нм | 14 нм | 22 нм | 28 нм |
| Частота ядра std/max, ГГц | 1,6/2,08 | 1,6/2,4 | 2,41/2,66 | 2,05 |
| Кол-во ядер/потоков вычисления | 4/4 | 4/4 | 4/4 | 4/4 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 128/96 | 128/96 | 128/96 | 128/128 |
| Кэш L2, КБ | 2048 | 2048 | 2048 | 2048 |
| Кэш L3, МиБ | — | — | — | — |
| Оперативная память | 2×DDR3L-1600 | 2×DDR3L-1600 | 2×DDR3L-1333 | 1×DDR3-1600 |
| TDP, Вт | 6 | 6 | 10 | 25 |
| Графика | HDG | HDG | HDG | Radeon R3 |
| Кол-во EU/ГП | 12 | 16 | 4 | 128 |
| Частота std/max, МГц | 320/640 | 400/700 | 688/896 | 600 |
Как уже было сказано выше, по сути, сейчас семейство Braswell-M заменяет и Bay Trail-M, и Bay Trail-D. Понятно, что в таких условиях последние имеют определенную фору за счет более «щадящего» теплопакета, однако из песни слов не выкинешь: в продаже появившимся платам и мини-ПК на Pentium N3700 приходится конкурировать с предшественниками на базе Pentium J2900. Поэтому данная пара процессоров — наши главные сегодняшние герои. К ним мы добавили Celeron N3150 — более доступную по цене, но и более простую реализацию новой платформы. Непосредственный его конкурент — Celeron J1900, который мы не тестировали, поэтому просто сравним N3150 с остальными вне конкурса.
Еще один ориентир для сравнения — Athlon 5350 под Socket AM1. Прямым конкурентом Bay Trail и Braswell семейство Kabini не является, но по сути с ними пересекается. Особенно когда речь идет о компьютерах в корпусах Mini-ITX, где активное охлаждение не слишком мешает.
Что касается прочих условий тестирования, то они были равными, но не одинаковыми: частота работы оперативной памяти была максимальной поддерживаемой по спецификациям, а они немножко отличаются. А вот объем памяти (8 ГБ) и системный накопитель (Toshiba THNSNH256GMCT емкостью 256 ГБ) были одинаковыми для всех испытуемых, включая и Athlon 5350: несмотря на всего лишь одноканальный контроллер памяти, мы просто «снабдили» его модулем памяти на 8 ГБ, благо подходящий нашелся — для большей корректности сравнения.
Методика тестирования
Для оценки производительности мы использовали нашу методику измерения производительности с применением бенчмарков iXBT Application Benchmark 2015 и iXBT Game Benchmark 2015. Все результаты тестирования в первом бенчмарке мы нормировали относительно результатов референсной системы, которая в этом году будет одинаковой и для ноутбуков, и для всех остальных компьютеров, что призвано облегчить читателям нелегкий труд сравнения и выбора:
| Процессор | Intel Core i5-3317U |
| Чипсет | Intel HM77 Express |
| Память | 4 ГБ DDR3-1600 (двухканальный режим) |
| Графическая подсистема | Intel HD Graphics 4000 |
| Накопитель | SSD 128 ГБ Crucial M4-CT128M4SSD1 |
| Операционная система | Windows 8 (64-битная) |
| Версия видеодрайвера графического ядра Intel | 9.18.10.3186 |
iXBT Application Benchmark 2015
Стоило добавить к тестовым приложениями SVPMark, как сразу оказалось, что Kabini намного быстрее, чем Bay Trail. Неудивительно — здесь в первую очередь важно видеоядро, которое ранее было слишком слабым. В Braswell эта проблема существенно ослаблена, так что новые процессоры несмотря на крайне ограниченный теплопакет стали заметно быстрее старых. Но, кстати, все равно не сумели угнаться за Athlon 5350.
А вот здесь в первую очередь «играет» процессор, так что случилось то, о чем мы предупреждали выше — снижение частот процессорных ядер при сохранении той же архитектуры приводит к тому, что старшие модели Braswell медленнее, чем Bay Trail. Более того — они медленнее, чем старшие процессоры под АМ1. Да, разумеется, в данном случае есть огромный выигрыш в требованиях к СО (поскольку 6 Вт это далеко не 25 Вт), однако если говорить о производительности — расклад такой.
Кстати, и при обработке цифровых фотографий преимущество Athlon 5350 сохраняется. Но за счет все более активного использования видеоядра Adobe Photoshop, Pentium N3700, несмотря на более медленные процессорные ядра сумел обогнать Pentium J2900. А вот Celeron N3150 не смог и этого.
Как мы уже не раз писали, этой программе нужно быстрое выполнение одного (временами двух) потоков х86-кода и больше ничего. В таких условиях «новички» выглядят далеко не лучшим образом — что и ожидалось.
И тоже самое касается Adobe Audition, который «благосклоннее» к дополнительным ядрам, да и OpenCL использует, однако ничего путного для Braswell-N из этого не получается.
Чисто процессорная нагрузка с закономерным итогом: производительность Braswell и Bay Trail пропорциональна тактовым частотам, но как раз у новых SoC они более низкие.
Несмотря на поддержку памяти с более высокой частотой (1600 МГц против 1333) и интерфейса SATA600 (в этом тесте дисковая система некоторое значение имеет) положение дел только усугубляется. В итоге старшие Braswell-N вперед пропускают даже Athlon 5350, который от Pentium J2900 отставал.
И здесь тоже самое, что начинает уже становиться однообразным.
А самое забавное, что и с простым копированием данных система на Pentium J2900 справляется за меньшее время. Несмотря на, подчеркнем, всего лишь SATA300.
Итог закономерный — Pentium N3700 пропускает вперед и Pentium J2900, и Athlon 5350. Так что вердикт будет кратким — если кто рассчитывал на увеличение производительности процессорных ядер, тот зря на это рассчитывал. Фактически мы имеем чистый перевод производства на новый техпроцесс с расширением периферийной функциональности, а поскольку при этом тактовые частоты процессорной части сохранить на достигнутом Bay Trail уровне не удалось, ее производительность снизилась.
Игровые приложения
По понятным причинам, для компьютерных систем такого уровня мы ограничиваемся режимом минимального качества в минимальном же разрешении 1366×768. Собственно, в первую очередь нам тут интересно даже не сравнение испытуемых, а попытка оценки — справится ли хоть кто-то из них хоть с чем-то даже в таких щадящих условиях :)
Количество EU увеличилось в 3-4 раза, а производительность — всего в полтора, что в очередной раз показывает: в ряде случаев в играх важна не только теоретическая мощность GPU. Как это соотносится с тем, что мы часто пишем: для игр в первую очередь важна видеокарта? Нормально соотносится: в разных сегментах — разные зависимости. Мы вот даже в свое время попробовали к Kabini в пару поставить мощную дискретку и... ему это тоже не всегда помогало. А если речь идет об интегрированном видео, тут важность прочих блоков процессора тем более велика.
Игра очень процессорозависимая, так что «усиленные» GPU вообще мешают Braswell в условиях ограниченного теплопакета.
Иногда, впрочем, новое видео быстрее старого и в пару раз — Metro LL как раз очень требовательна к этому компоненту, но не слишком к процессорной производительности.
В отличие от предыдущей игры серии, где «нагружается» все. Обратите внимание — Pentium N3700 медленнее, чем Celeron 3150: 16 EU «выжрали» почти весь теплопакет, мало что оставив процессорной части.
Hitman часто похож на Metro 2033, но в этот раз хотя бы не произошло описанного выше казуса.
Один из случаев, когда плохо приходится любым Atom. Вообще. Улучшения GPU заметны, но недостаточны. Впрочем, «недостаточно» здесь любой интегрированной графики любых процессоров (за исключением моделей с GPU Iris Pro), так что это все не более, чем теория.
Вот здесь зато все на первый взгляд хорошо. А на второй — этого «хорошо» все еще недостаточно. Но уже, хотя бы, близко к требуемому.
И обратный случай — когда для Intel «все плохо» :)
А под конец — более-менее нейтральный.
В общем, подытоживая, принципиального изменения положения дел в играх не произошло. Во что-то старое и легкое можно поиграть, но лучше на это не слишком рассчитывать. Да и, впрочем, как и ранее «суррогаты» от AMD пока еще все равно выглядят в этом плане интереснее. Улучшения графической части позволило сильно сократить разрыв в производительности, но не уничтожить его полностью.
Итого
Первым делом мы должны признаться, что, говоря выше о более низких частотах, мы немного слукавили: Bay Trail далеко не сразу стал таким. Изначально в третьем квартале 2013 года были анонсированы Pentium J2850 и N3510. Максимальная тактовая частота первого процессора составляла 2,42 ГГц — практически столько же, сколько у N3700, а второй вообще выше 2 ГГц не «поднимался». Ноутбучные Bay Trail достигли 2,42 ГГц лишь в следующем квартале (тогда же на ступеньку выше поднялось и настольное семейство), а N3540 вышел лишь год спустя. Pentium на Braswell же начались сразу с 2,4 ГГц, причем с более низким TDP, так что за сравнимое время могут «дорасти» и до 3 ГГц со всеми вытекающими. Но это не более чем перспективы.
Пока же, повторимся, до самых быстрых Bay Trail новые процессоры не достают ни по частотам, ни, соответственно, по производительности. Зачем же они тогда нужны? В первую очередь заметное превосходство наблюдается в мультимедийной сфере: в Braswell отличный видеодекодер. Он даже лучше, чем во «взрослых» Broadwell — за год, по-видимому, исправили все недоработки. Кроме того, повысилась и 3D-производительность. С новыми играми, конечно, дела все равно обстоят плохо, но «погонять» какие-нибудь старые хиты вполне реально. Чтоб было понятно: в целом игровая производительность (там, где не требуется мощная процессорная часть, конечно) Braswell сравнима с Celeron и Pentium на базе Ivy Bridge или (как выше было показано) с процессорами линейки AMD Kabini (причем в более современных Beema и Carrizo-L ничего не изменилось). Уровень достаточно скромный, но ведь и достигается он уже процессорами с низким TDP, пригодными не только для неттопов (не говоря уже о настольных компьютерах), но и для планшетов. Заодно исправлены и периферийные «недоразумения», типа всего пяти портов USB, из которых был лишь один быстрый — теперь возможности SoC вполне сравнимы с бюджетными чипсетами.
Таким образом, в итоге имеем следующее. По сути, Braswell — это доработанный Bay Trail. Без принципиальных изменений, но с исправлением многих компромиссных решений предыдущей платформы. В перспективе новые процессоры могут стать и быстрее старых, но пока этого не наблюдается, так что корректнее говорить о том же уровне. С теми же достоинствами, но меньшим количеством недостатков.
