Мобильные процессоры. Компания Intel

:

Можно сказать, что на рынке мобильных процессоров сейчас почти безраздельно властвуют чипы, выполненные по ARM архитектуре. Несмотря на это, у компании ARM Limited, которая занимается разработкой и поддержкой этой архитектуры, появился серьёзный конкурент - компания Intel. Большинству людей известно что Intel является крупнейшим производителем процессоров на архитектуре x86, широко использующихся в десктопах и лэптопах. Разумеется, при выпуске мобильных чипов компания будет продолжать использовать свои разработки, потому её процессоры будут отличаться от более привычных ARM-процессоров. Что же даёт выбор гаджета на процессоре с архитектурой x86 обычному пользователю и какими преимуществами или недостатками он будет обладать? Мы постараемся ответить на этот вопрос, но, прежде чем сделать это, предлагаем ознакомиться с нашими предыдущими статьями: Я знаю: мобильные процессоры. Вводная часть и Я знаю: Мобильные процессоры. Компания Qualcomm.

Появление архитектуры x86

Компания Intel была основана в 1968 году Гордоном Муром (уверены, почти все слышали это имя и знают о Законе Мура) и Робертом Найсом, к которым позже присоединился Энди Гроув.

Мобильные процессоры. Компания Intel

В 1971 году компанией был выпущен чип Intel 4004, который считается первым коммерческим микропроцессором за всю историю существования компьютеров.

Мобильные процессоры. Компания Intel

Следующей вехой в истории Intel, на которой мы остановимся, стал выпуск в 1978 году процессора iAPX86, который позже получил название Intel 8086. Именно этот чип первым получил набор команд, который используется до сих пор и, фактически, стал первым процессором на архитектуре x86. С того времени набор команд архитектуры постоянно расширялся, но сохранял совместимость с предыдущими процессорами. Это значит, что программное обеспечение, которое работало на старых чипах, могло без проблем запускаться и работать на новых. Что интересно, само название архитектуры x86 образовано от последних двух цифр в названии некоторых ранних процессоров Intel - 8086, 80186, 80286 и других. Позже выпускать x86-процессоры стали и некоторые другие производители, а в настоящее время для архитектуры существует ещё одно название, которое можно иногда встретить - IA-32 (Intel Architecture, то есть, 32-битная архитектура Intel).

 

Мобильные процессоры

С 1987 года было выпущено множество различных x86-процессоров (не только компанией Intel): в 1993 году появилась используемая и по сей день линейка Pentium, а позже появились первые чипы из линеек Celeron, Core, Core i3/i5/i7, Atom, а также, серверные Xeon.

Мобильные процессоры. Компания Intel Мобильные процессоры. Компания Intel

Когда речь идёт о современных мобильных гаджетах с сенсорными экранами, к примеру, смартфонах, планшетах и ультрабуках, то из чипов Intel в них используются процессоры Atom и Core i3/i5/i7, которые обладают как определёнными преимуществами, так и недостатками. К примеру, процессоры Atom имеют довольно низкое энергопотребление, что позволяет их использовать в смартфонах, а также невысокое тепловыделение, дающее возможность устанавливать их в планшеты без активного охлаждения, но значительно уступают в производительности процессорам Core i3/i5/i7. Последние, в свою очередь, пригодны для выполнения большинства задач, требующих высокой производительности (это касается в том числе и низковольтных модификаций для ультрабуков), но требуют больше энергии и сильнее нагреваются, требуя более ёмких аккумуляторов и активное охлаждение. Остановимся на обеих линейках подробнее.

 

Intel Atom

Процессоры Atom, помимо прочих устройств, сейчас используются в смартфонах на Android OS и планшетах на Windows. Начнём, пожалуй, со смартфонов.

Мобильные процессоры. Компания Intel

Выпуском смартфонов на чипах Intel занимаются различные компании, начиная от довольно малоизвестных производителей, вроде индийской компании Lava, до крупных международных компаний, к примеру, Lenovo. На момент написания статьи, чипы Atom используются, преимущественно, в недорогих смартфонах, но у упомянутой Lenovo есть опыт выпуска топового смартфона с процессором Intel - им стал Lenovo K900 (на изображении выше). На примере этого гаджета можно сказать, что чипы Atom могут обеспечить приличную производительность (сравнимую с довольно мощными процессорами ARM) и умеренное энергопотребление, но пока  они обладают определёнными недостатками, к примеру, устройство может некорректно работать при запуске некоторых неоптимизированных приложений, прежде всего, “тяжёлых” трёхмерных игр.

Мобильные процессоры. Компания Intel

Что касается планшетов на Windows 8, то процессоры Intel Atom для них, напротив, имеют большое преимущество - вплоть до настоящего момента (хотя скоро это должно измениться) они являются единственными чипами, которые устанавливаются в устройства такого класса (выше его типичный представитель - HP ElitePad 900) с полноценной ОС Windows 8, не использующие активное охлаждение. Процессоры Intel Atom, как мы уже сказали, принадлежат к архитектуре x86, а, значит, на планшеты с их использованием устанавливаются привычные всем нам версии Windows 8 с возможностью запуска классических программ в режиме рабочего стола.

 

Системы-на-кристалле

Важно отметить, что говоря “процессор”, мы не всегда имеем в виду центральный процессор как отдельный компонент на системной плате устройства. Тем не менее, сейчас мы хотим разграничить понятия: в данном разделе речь в дальнейшем пойдёт о системах-на-кристалле (SoC), которые объединяют на одном чипе набор системных компонентов. Такой формат хорошо подходит для использования в мобильных устройствах, особенно смартфонах и планшетах, поэтому, в дополнение к процессорам Atom, в прошлом году компания Intel стала выпускать и одноимённые SoC. Такие чипы изначально предназначены для работы под управлением Android OS.

В таблице ниже продемонстировано развитие чипсетов Atom и различия между их различными моделями и платформами.

 

Название чипсета (платформа)

Техпроцесс

Архитектура

Процессор

Графический ускоритель

Выход на рынок

Atom Z2420 (Lexington)

32 нм

x86

одноядерный Saltwell, 1,2 ГГц

PowerVR SGX 540

25 января 2013

Atom Z2460 (Medfield)

32 нм

x86

одноядерный Saltwell, 1,5 ГГц

PowerVR SGX 540 (400 МГц)

2 квартал 2012

Atom Z2480 (Medfield)

32 нм

x86

одноядерный Saltwell, 2 ГГц

PowerVR SGX 540 (400 МГц)

2012

Atom Z2760 (Clover Trail)

32 нм

x86

двухъядерный Saltwell, 1,8 ГГц

PowerVR SGX 545 (533 МГц)

4 квартал 2012

Atom Z2520 (Clover Trail+)

32 нм

x86

двухъядерный Saltwell, 1,2 ГГц

PowerVR SGX 544 MP2 (300 МГц)

2013

Atom Z2560 (Clover Trail+)

32 нм

x86

двухъядерный Saltwell, 1,6 ГГц

PowerVR SGX 544 MP2 (400 МГц)

2013

Atom Z2580 (Clover Trail+)

32 нм

x86

двухъядерный Saltwell, 2 ГГц

PowerVR SGX 544 MP2 (533 МГц)

2013

Atom Z3000 (Bay Trail)

22 нм

x86-64

четырёхъядерный Silvermont, 2,1 ГГц

Intel Gen 7

4 квартал 2013

 

Как мы уже упомянули, семейство SoC Intel Atom - довольно молодое и появилось только в 2012 году. Сравнивая табличные значения характеристик чипов можно также заметить, что почти все они мало чем различаются между собой и являются довольно похожими, хотя и рассчитаны на мобильные устройства различных ценовых категорий (за счёт использования различных CPU и графических ускорителей). Значительно от них отличается только представленный в начале сентября Intel Atom Z3000, который выполнен по 22-нанометровому техпроцессу (в отличие от остальных чипсетов, использующих 32-нм техпроцесс) и поддерживает набор инструкций x64, то есть, фактически, является 64-битным. Atom Z3000 на новой платформе Bay Trail оснащается еще и более мощной графикой (такое же графическое ядро, что и в процессорах на базе микроархитектуры Ivy Bridge).

Мобильные процессоры. Компания Intel

Одним из первых устройств на платформе Bay Trail стал недорогой планшет Toshiba Encore на Windows 8.1, получивший 8-дюймовый дисплей с разрешением 1280 х 800 пикселей, 32 ГБ внутренней памяти и стандартный набор беспроводных соединений. Ожидается, что больше гаджетов с новыми чипами появится на выставке CES в самом начале 2014 года.

 

Android-IA

Раз уж речь зашла о смартфонах на платформах Intel, нельзя не сказать и о таком проекте, как Android-IA. Изначально мобильная операционная система Android создавалась Google с расчётом на архитектуру ARM, но, так как исходный код операционки открыт, ничто не мешает создавать её модификации (неважно, рядовым разработчикам-энтузиастам или крупным международным компаниям), такие, как дистрибутив, предназначенный для запуска на архитектуре x86.

Мобильные процессоры. Компания Intel

Следуя из того, что обычные компьютеры и ноутбуки используют эту архитектуру, на них также можно устанавливать эту версию Android, причём работать она будет на устройствах как полноценная операционная система с поддержкой аппаратного графического ускорения, а не как виртуальная машина.

 

Core i3/i5/i7 в мобильных устройствах

Несмотря на вышесказанное, производительности чипов Atom зачастую бывает в планшетах недостаточно, поэтому в Intel считают, что будущее в мобильных устройствах за чипами Core i3/i5/i7, которые придут на замену Atom и, благодаря последним разработкам Intel, исправят его недостатки. К примеру, в 2013 году компанией было представлено четвёртое поколение процессоров Core i3/i5/i7 (Haswell), сделавшее, возможным выпуск ультрабуков с намного более длительным временем автономной работы (до 10 часов) и планшетов без активного охлаждения (кулеров), в отличие от третьего поколения (Ivy Bridge). На изображении ниже: “классический” ультрабук ASUS Zenbook Infinity.

Мобильные процессоры. Компания Intel

Кроме того, процессоры Core i3/i5/i7 обладают довольно высокой производительностью, что позволяет выполнять на ультрабуках большинство повседневных задач, в том числе требующих высокой производительности (к примеру, работа в профессиональных графических редакторах или даже трёхмерные игры), даже несмотря на то, что в устройствах такого класса используются низковольтные модификации чипсетов со сниженным энергопотреблением и тепловыделением.

 

Обозначения процессоров Core i3/i5/i7

Само собой, маркетинговые названия Intel Core i3/i5/i7 ничего не скажут о поколении конкретного процессора и его свойствах, поэтому, чтобы узнать о чипе больше, необходимо найти его полный номер. Мы не будем говорить обо всех обозначениях, которые Inte присваивает своим чипам, а остановимся подробнее именно на мобильных процессорах.

Мобильные процессоры. Компания Intel

Это лучше сделать на конкретном примере: Intel Core i7 4900MQ. Итак, что есть что:

  • “Intel Core” - торговая марка
  • “i7” - линейка процессоров (или, как выражается Intel, “модификатор торговой марки”). Принимает значения “i3”, “i5” и “i7” в зависимости от производительности процессора и его возможностей.
  • Цифра “4” в номере “4900” - поколение процессора. На данный момент принимает значения “3” и “4” для третьего (Ivy Bridge) и четвёртого (Haswell) поколений соответственно.
  • Цифры “900” в номере “4900” - номер процессора или числовое обозначение конфигурации.
  • Суффикс “MQ” - мобильный (M) четырёхъядерный (Q) процессор. Используются следующие обозначения:
    • M - мобильный процессор
    • X - “экстремальные” процессоры Intel Core i7 Extreme Edition с разблокированным множителем (возможностью разгона - повышения тактовой частоты)
    • Q - четырёхъядерные процессоры
    • U - пониженный TDP (15-28 Вт) (такие процессоры иногда называются низковольтными)
    • Y - сверхнизкий TDP (до 11,5 Вт)
    • E - вариант для встраиваемых систем

По приведённому выше списку вполне понятно, на какие пункты стоит ориентироваться при выборе устройства. Первое - линейка процессоров. Если вам нужна “печатная машинка” для работы с офисными приложениями, быстрого и комфортного веб-сёрфинга, а также запуска большинства программ, то хватит и процессора Core i3, но если необходим запуск “тяжёлых” приложений вроде графических редакторов или CAD-систем, лучше выбрать более мощные Core i5 или Core i7.

Второе - поколение процессоров. Несомненно, при приобретении нового устройства лучше сразу брать последнее поколение, тем более, в плане энергопотребления Haswell получил действительно большие преимущества перед Ivy Bridge.

Наконец, буква суффикса: в большинстве ультрабуков и планшетов устанавливаются чипы с суффиксом U, в более мощных ноутбуках - чипы с обозначением QM или XM, а в новых планшетах также появятся процессоры со сверхнизким тепловыделением и суффиксом Y (само собой, в таких чипах будет и менее высокая производительность в сравнении с остальными моделями).

Мобильные процессоры. Компания Intel

На всякий случай поясним использованный нами термин TDP: эта аббревиатура буквально расшифровывается как thermal design power, но в русском языке обычно используется слово “термопакет”. TDP измеряется в ваттах (Вт), но показывает не общее тепловыделение процессора, как это можно было подумать, а необходимость для системы охлаждения отводить указанное количество тепла. Очевидно, TDP это характеристика самого процессора, а не системы охлаждения, но именно от него зависит её тип. То есть, при низких TDP (каких именно - сильно зависит от внешних факторов, но для планшетов эта величина принята равной 4,5 Вт и встречается в процессорах Intel Core i3/i5 с суффиксами Y) система охлаждения может быть пассивной, но при высоких - только активной (с использованием кулеров).

 

Стратегия тик-так

Линейка процессоров Core i3/i5/i7 является приоритетной для Intel на рынке потребительских устройств - эволюция и развитие чипов этого семейства подчиняются чётким правилам, которые получили название “стратегия тик-так”. “Тик” и “так” сменяют друг друга раз в год вместе с анонсом Intel очередного поколения процессоров Core i3/i5/i7.

“Так” означает существенное изменение микроархитектуры, а “тик” - уменьшение технологического процесса, причём эти два параметра никогда не сочетаются вместе в одном обновлении чипсетов - эта стратегия позволит Intel до поры до времени планомерно улучшать свои процессоры. Почему “до поры до времени”? Всё просто: увы, физически законы непоколебимы и постоянно уменьшать техпроцесс не получится по той причине, что рано или поздно будет достигнут минимально возможный размер транзисторов. Тогда чипмейкерам придётся искать другие способы увеличить производительность или энергоэффективность процессоров, но в подробности этого мы углубляться не станем.

Вместо этого, для наглядности, приведём таблицу развития процессоров Intel в последние годы согласно этой стратегии:

Ядра

Процессоры

Микроархитектура

Техпроцесс

Год выпуска

Тик

Cedar Mill, Dempsey и др.

Intel Core, Pentium 4, Pentium D, Xeon

Intel P6, NetBurst

65 нм

2006

Так

Allendale, Clovertown, Conroe и др.

Intel Core 2, Xeon

Intel Core

65 нм

2006

Тик

Dunnington, Harpertown, Penryn и др.

Intel Core 2, Xeon

Penryn

45 нм

2008

Так

Beckton, Bloomfield, Clarksfield и др.

Intel Core i3/i5/i7/i7 Extreme Edition, Xeon

Intel Nehalem

45 нм

2009

Тик

Arrandale, Clarkdale, Gulftown

Intel Core i3/i5/i7/i7 Extreme Edition, Xeon

Intel Westmere

32 нм

2010

Так

Sandy Bridge

Intel Core i3/i5/i7/i7 Extreme Edition, Xeon

Intel Sandy Bridge

32 нм

2011

Тик

Ivy Bridge

Intel Core i3/i5/i7/i7 Extreme Edition, Xeon

Intel Ivy Bridge

22 нм

2012

Так

Haswell

Intel Core i3/i5/i7/i7 Extreme Edition, Xeon

Intel Haswell

22 нм

2013

Тик

Broadwell

Intel Broadwell

14 нм

2014

Так

Skylake

Intel Skylake

14 нм

2015

Тик

Skymont

Intel Skymont

10 нм

2016

 

Каждый “тик” и следующий за ним “так” объединяет одинаковый технологический процесс, а каждый “так” и следующий за ним “тик” - похожая микроархитектура (к примеру, Ivy Bridge является улучшением Sandy Bridge).

Из таблицы видно, что с течением времени Intel проводила унификацию для упрощения схемы развития процессоров. Так, начиная с 2008 года новые ядра получают процессоры Core i5, Core i7, Core i7 Extreme Edition и Xeon (позже к ним присоединился Core i3), а с 2011 года Intel стала использовать только одно ядро для каждого этапа, название которого теперь совпадает с названием микроархитектуры.

 

Плюсы и минусы. Итоги

Хотим мы того или нет, но процессоры компании Intel часто сравниваются с чипами на архитектуре ARM, особенно когда дело касается мобильных устройств (ARM имеет определённую долю также среди ПК и серверов, но она довольно мала), поэтому и мы расскажем об особенностях архитектуры x86, в сравнении с ARM.

Условно разделим их на “плюсы” и “минусы”:

Плюсы

  • планшеты и ультрабуки на процессорах Intel могут работать под управлением настольных операционных систем, например, Windows 8 или Mac OS X
  • из предыдущего пункта вытекает возможность использования любых приложений для этих ОС, к которым все привыкли
  • высокая производительность, которая следует из самой архитектуры x86, принадлежащей к классу CISC-архитектур
  • процессор линейки Atom в планшетах не требуют активного охлаждения

Минусы

  • процессоры Intel Core i3/i5/i7 обладают относительно высоким энергопотреблением и тепловыделением, а, значит, требуют больших аккумуляторов и активной системы охлаждения (этого недостатка не имеют чипсеты Atom, кроме того, скоро должны появиться первые планшеты на Intel Core i3 с пассивным охлаждением).
  • широко распространённая ОС Android изначально была написана для архитектуры ARM, из-за чего смартфоны на чипах Atom могут иметь проблемы с совместимостью с некоторыми приложениями, в частности, системными программами или требовательным трёхмерными играми

Подводя итог, скажем, что если вам нужен планшет, который бы был полноценным рабочим инструментом, а не просто медиаустройством, то выбор очевиден - процессор Intel и полноценная операционная система. Когда речь заходит о смартфонах бюджетного и среднего сегментов, в большинстве случаев x86 процессоры не будут уступать своим аналогам на ARM, и на передний план выходят, к примеру, предпочтения в дизайне. Тем не менее, скажем прямо, по совокупности “пользовательского опыта” флагманы на x86 пока сейчас вряд ли смогут сравниться с топовыми смартфонами на ARM. Тем не менее, современный мир быстро меняется, а технологии активно развиваются - кто знает, что предложит Intel через пару лет и как изменится расстановка сил на рынке мобильных устройств?

Автор текста: Терехов Владимир

Источник:  4pda.ru