MSI CR650 на платформе AMD Brazos

Платформа AMD Brazos

Процессорная микроархитектура AMD Bobcat

Процессоры Ontario и Zacate

Конфигурация и дизайн ноутбука MSI CR650

Технические характеристики

Производительность ноутбука MSI CR650

Выводы

 

В январе текущего года компания MSI официально анонсировала новый ноутбук CR650 на основе мобильной платформы AMD Brazos.

Платформа AMD Brazos

О новой платформе AMD Brazos говорили уже давно, а в начале января она наконец была представлена компанией AMD официально. AMD Brazos позиционируется компанией AMD как платформа для недорогих систем с низким энергопотреблением, таких как неттопы, нетбуки, моноблоки и ноутбуки начального уровня.

В основе платформы AMD Brazos лежит процессор на базе новой микроархитектуры AMD Bobcat. Всего имеются два семейства процессоров AMD с микроархитектурой Bobcat, известные под кодовыми наименованиями Ontario и Zacate.

Процессоры семейства Ontario ориентированы на рынок нетбуков и планшетов, а процессоры семейства Zacate — на рынок неттопов, моноблоков All-In-One и ноутбуков начального уровня.

Вообще, процессоры Ontario и Zacate — это конкуренты процессоров Intel Atom, с которыми компания AMD, правда, несколько припозднилась, но, как говорится, лучше поздно, чем никогда. Тем более что микроархитектура Bobcat имеет неоспоримое преимущество в виде блока внеочередного выполнения команд по сравнению с микроархитектурой Intel Atom. Однако не будем забегать вперед и расскажем обо всем по порядку.

Процессорная микроархитектура AMD Bobcat

Точно так же, как и микроархитектура Intel Atom, микроархитектура AMD Bobcat ориентирована на рынок процессоров для нетубуков, планшетов, ультрамобильных ноутбуков и прочих мобильных устройств с низким энергопотреблением.

Наверное, самое важное различие между Bobcat и Intel Atom заключается в том, что в микроархитектуре Bobcat предусмотрена возможность внеочередного выполнения команд (Out-of-Order), в то время как микроархитектура Intel Atom обеспечивает возможность лишь последовательного выполнения команд (In Order). Собственно, благодаря этой особенности процессоров Bobcat их даже иногда в шутку называют процессорами Intel Atom с внеочередным выполнением команд (Bobcat = Out of Order Intel Atom).

Итак, самое важное различие между микроархитектурами Intel Atom и AMD Bobcat заключается в том, что в микроархитектуре AMD Bobcat имеется блок внеочередного выполнения команд. Однако во всем остальном эти микроархитектуры очень похожи. В частности, длина конвейера в AMD Bobcat составляет 15 ступеней, а в Intel Atom — 16.

Ядро процессора AMD Bobcat (рис. 1) имеет кэш L1 размером 64 Кбайт, который делится на кэш инструкций (L1I) размером 32 Кбайт и кэш данных (L1D) также размером 32 Кбайт. Оба кэша являются 8-канальными с латентностью в три такта. Кэш L2 функционирует на половинной частоте ядра и имеет размер 512 Кбайт. Он является 16-канальным, а латентность доступа к кэшу составляет 17 тактов.

 

Рисунок

Рис. 1. Блок-схема ядра процессора на базе микроархитектуры AMD Bobcat

В микроархитектуре AMD Bobcat используется блок предсказания ветвлений (Branch Predictor) и двухуровневый (отдельно для команд и данных) буфер преобразования виртуальных адресов в физические (TLB-буфер).

В процессоре на базе микроархитектуры AMD Bobcat x86-инструкции загружаются из кэша L1I блоками по 8 байт. С учетом того, что средняя длина x86-инструкции составляет 4 байт, получаем, что в среднем за каждый такт из кэша L1I загружаются две команды. Для ускорения предварительного декодирования, то есть выделения отдельных инструкций из загруженного блока инструкций, кэш L1I связан с буфером тэгов предекодирования, где хранится разметка границ команд.

После выделения отдельных инструкций из загруженных блоков они организуются в очередь (Instruction Queue), а затем передаются в декодер. При декодировании (Decode) команды преобразуются в машинные микрооперации.

Для декодирования x86-инструкций в микроархитектуре AMD Bobcat применяется двухканальный декодер, связанный с микросеквенсором (uCode Sequenser). Компания AMD не разглашает подробностей относительно используемого декодера, но можно предположить, что двухканальный декодер состоит из двух простых декодеров, способных декодировать в каждом такте по одной простой инструкции x86, а для декодирования всех сложных инструкций применяется микросеквенсор.

По завершении процесса декодирования x86-инструкций начинается этап их исполнения. В микроархитектуре AMD Bobcat используются два исполнительных кластера. Первый из них (INT Cluster), который можно назвать основным, предназначен для целочисленных операций, а второй (FP Cluster) — для работы с вещественными данными. Самое главное, что оба исполнительных кластера наделены логикой Out-of-Order, то есть имеют блоки переупорядочения микроопераций для их внеочередного выполнения.

Первоначально происходит переименование и распределение дополнительных регистров процессора (блоки INT Rename и FP Rename), которые не определены архитектурой набора команд. Переименование регистров позволяет добиться исполнения команд вне очереди. Идея переименования регистров заключается в следующем. В архитектуре x86 количество регистров общего назначения сравнительно невелико — доступно восемь регистров в 32-битном режиме и 16 — в 64-битном. Представим, что исполняемая команда дожидается загрузки значений операндов в регистр из памяти. На это время было бы удобно использовать данный регистр для другой команды, операнды которой находятся ближе (например, в кэше первого уровня). Для этого «ждущий» регистр временно переименовывается и отслеживается история переименования. «Готовому к работе» регистру присваивается стандартное имя, чтобы снабженную операндами команду исполнить прямо сейчас. Когда данные приходят из памяти, обращаются к истории переименования и возвращают изначальному регистру его законное имя. Так, техника переименования регистров позволяет снизить простои, а ведение истории переименования помогает нивелировать возможные конфликты.

На следующем этапе происходит переупорядочение микроопераций не в порядке их поступления (Out-of-Order) с тем, чтобы впоследствии можно было реализовать их более эффективное выполнение на исполнительных блоках. Для этого используется буфер переупорядочения (ReOrder Buffer, ROB). К сожалению, компания AMD не оглашает характеристик блока Out-of-Order, в частности неизвестен размер буфера ROB, как, впрочем, и размеры других буферов.

После переупорядочения микроопераций происходит их распределение по исполнительным блокам, для чего применяются планировщики задач (Scheduler), выполняющие функцию диспетчеризации и связанные с портами функциональных устройств (dispatch ports). Опять-таки никаких подробностей не разглашается, то есть неизвестно, на какое количество микроопераций рассчитаны планировщики задач. Известно лишь, что в AMD Bobcat используются три отдельных планировщика: один для вещественных операций (в кластере для работы с FP-данными) и два отдельных планировщика в кластере — для работы с целочисленными данными, первый из которых предназначен для целочисленных арифметических операций, а второй — для загрузки блоков генерации адресов памяти (Address Generation Unit, AGU).

Всего в целочисленном кластере имеются четыре функциональных устройства. Одно из них может производить только простейшие арифметические операции (блок ALU); другое наряду с блоком ALU содержит целочисленный умножитель, третье — блок AGU — предназначено для загрузки адреса (LAGU), а четвертое — это блок для хранения (SAGU).

Вещественный кластер содержит два исполнительных конвейера, различающихся своей функциональностью, но оба они являются 64-битными, то есть все команды векторной обработки будут исполняться вдвое дольше, чем у настольных процессоров. Попутно заметим, что в микроархитектуре AMD Bobcat реализована поддержка таких SIMD-расширений, как SSE, SSE2, SSE3 и SSE4A. А вот поддержка расширений 3DNow и AVX не предусмотрена.

Отметим, что в AMD Bobcat применяются физические регистровые файлы (PRF) отдельно для целочисленного и вещественного кластеров, что позволяет существенно сэкономить на энергопотреблении процессора.

Процессоры Ontario и Zacate

Процессоры на базе микроархитектуры AMD Bobcat стали первым воплощением концепции AMD Fusion, то есть объединяют вычислительные ядра x86 и графическое ядро на одном кристалле. Напомним, что такие процессоры в терминологии самой компании AMD называются APU (Acceleration Processor Unit).

Как мы уже отмечали, в настоящее время компания AMD производит два семейства APU c процессорными ядрами на базе микроархитектуры AMD Bobcat: Ontario и Zacate. Процессоры Ontario и Zacate производятся компанией TSMC по 40-нм техпроцессу и имеют встроенное графическое ядро серии Mobility Radeon HD 6000 (кодовое наименование Cedar), совместимое с DirectX 11.

Данное графическое ядро включает два SIMD-блока, содержащих по 40 унифицированных потоковых процессоров, а также восемь блоков растровых операций. Кроме того, внутри графического ядра имеется блок UVD3 (Unified Video Decoder) третьего поколения, предназначенный для аппаратного декодирования видеоконтента в форматах MPEG-2, VC-1 и H.264.

Наличие современной графики — это одно из главных отличий экономичных процессоров AMD от конкурирующих с ними процессоров Intel Atom.

Кроме того, в процессорах Ontario и Zacate предусмотрен встроенный одноканальный контроллер памяти DDR3 (поддерживается память DDR3-1066/800), а также встроенный контроллер шины PCI Express 2.0 x4.

Семейство процессоров Zacate в настоящее время включает две модели: E-350 и E-240, имеющие энергопотребление 18 Вт.

Процессор AMD E-350 является двухъядерным с тактовой частотой 1,6 ГГц и кэшем L2 размером 1 Мбайт (по 512 Кбайт на каждое ядро). В этот процессор интегрировано графическое ядро Mobility Radeon HD 6310 c 80 потоковыми процессорами, функционирующими на частоте 500 МГц.

Процессор AMD E-240 является одноядерным и имеет тактовую частоту 1,5 ГГц. Кэш L2 этого процессора составляет 512 Кбайт. В данный процессор интегрировано точно такое же графическое ядро Mobility Radeon HD 6310, как и в процессор AMD E-350.

Процессоры Ontario имеют энергопотребление 9 Вт. В это семейство процессоров в данный момент входят две модели — С-50 и E-30.

Процессор AMD С-50 является двухъядерным с тактовой частотой 1 ГГц и кэшем L2 размером 1 Мбайт (по 512 Кбайт на каждое ядро). В этот процессор интегрировано графическое ядро Mobility Radeon HD 6250 с 80 потоковыми процессорами, функционирующими на частоте 280 МГц.

Процессор AMD С-30 является одноядерным и имеет тактовую частоту 1,2 ГГц. Кэш L2 этого процессора составляет 512 Кбайт. В этот процессор интегрировано точно такое же графическое ядро Mobility Radeon HD 6250, как и в процессор AMD С-50.

Наряду с процессорами Ontario и Zacate с микроархитектурой AMD Bobcat и встроенным графическим ядром Cedar платформа AMD Brazos включает чип FCH (Fusion Controller Hub) с кодовым наименованием Hudson-M1. Он производится по 65-нм техпроцессу, имеет максимальное энергопотребление 4,7 Вт и поддерживает четыре линии PCI Express 2.0, 14 портов USB 2.0 и до шести портов SATA 6 Гбит/с.

Конфигурация и дизайн ноутбука MSI CR650

После подробного представления новой платформы AMD Brazos ознакомимся с одним из первых ее воплощений — ноутбуком MSI CR650.

Дизайн ноутбука MSI CR650 можно назвать классическим. В нем используется широкоформатная (соотношение сторон 16:9) ЖК-матрица со светодиодной подсветкой и диагональю 15,6 дюймов. Рабочее разрешение ЖК-экрана составляет 1366x768 точек. Габаритные размеры ноутбука — 383x249,3x38 мм, а вес в комплекте с шестиэлементной аккумуляторной батареей — 2,3 кг.

 

Рисунок

Ноутбук выполнен в корпусе из прочного пластика глянцево­черного цвета, на крышке которого размещен крупный серебристый логотип компании MSI. Обрамляющая клавиатуру и тачпад поверхность имеет темно­серый цвет с градиентным переходом. В компании MSI такое покрытие называют «роскошным» и выполненным «по эксклюзивной технологии MSI Color Film Print с подчеркнуто элегантным цветным градиентным узором». Возможно, это покрытие и в самом деле эксклюзивное, но нам оно показалось весьма непрактичным, поскольку на глянцевой поверхности очень заметны отпечатки пальцев.

Ноутбук оснащен удобной клавиатурой типа Chiclet с цифровым блоком (NumPad).

В пресс­релизе, посвященном ноутбуку MSI CR650, говорится, что его «отличает уникальный бесшовный тачпад от MSI, а это означает не только более ровную и удобную работу — он незаметно перетекает в области запястий по бокам, делая этот ноутбук классикой хай­тека». Осознать глубинный смысл этой маркетинговой фразы мы так и не смогли, но что­то нам подсказало, что она относится не к MSI CR650. Во­первых, ничего бесшовного в тачпаде мы не углядели (или мы просто не понимаем, что это такое), а во-вторых, именно тачпад нам больше всего и не понравился. Ему явно недостает чувствительности. Тачпад притормаживает, и даже после установки драйвера настроить его так, чтобы он не раздражал, не удается. Благо, хоть над тачпадом имеется кнопка его включения/выключения.

Над клавиатурой расположена панель управления ноутбуком с шестью кнопками: включения, открытия лотка компакт­диска, включения/выключения экрана, активации функции TurboBattery+ (для максимального энергосбережения), запуска приложения S-Bar и активации функции Cinema Pro, которая, по утверждению разработчиков, должна повышать качество воспроизведения звука (правда, никакого улучшения мы не заметили). Отметим, что все перечисленные кнопки (кроме кнопки включения ноутбука) будут работать только под операционной системой Windows 7 с установленными драйверами. А вот в случае применения популярных операционных систем семейства Linux все они окажутся нефункциональными.

Технические характеристики

Основу ноутбука MSI CR650 составляет двухъядерный процессор AMD E-350 (Zacate) c тактовой частотой 1,6 ГГц в сочетании с чипсетом Hudson-M1.

В ноутбуке MSI CR650 используется 4 Гбайт памяти DDR3-1066, функционирующей в одноканальном режиме. В нашем случае в ноутбуке были установлены два модуля памяти DDR3-1333 по 2 Гбайт, однако из-за ограничений контроллера памяти она функционировала в режиме DDR3-1066.

Графическая подсистема ноутбука основана на интегрированном в процессор графическом ядре ATI Mobility Radeon HD 6310.

Дисковая подсистема ноутбука MSI CR650 включает 2,5-дюймовый жесткий диск емкостью от 320, 500 или 640 Гбайт. Причем могут использоваться различные модели жестких дисков. В нашем случае в ноутбуке был установлен диск HITACHI HTS545032B9A300 емкостью 320 Гбайт c интерфейсом SATA II.

В ноутбуке имеется оптический привод, а также мультиформатный картридер, позволяющий работать с носителями всех распространенных сегодня форматов карт памяти: SD, SDHC, SDXC, MMC, MS, MS Pro и XD.

Коммуникационные возможности ноутбука MSI CR650 определяются наличием беспроводного сетевого адаптера с поддержкой протоколов 802.11 b/g/n, интегрированного гигабитного сетевого адаптера и модуля Bluetooth.

Также на системной плате ноутбука интегрирован HD-аудиокодек.

Для подключения периферийных устройств в ноутбуке MSI CR650 реализованы разно­образные порты и интерфейсы: три порта USB 2.0, разъем RJ-45 для подключения ноутбука к локальной сети, разъемы VGA и HDMI (с передачей звука) для подключения внешнего монитора или проектора, разъемы mini-jack для подключения микрофона, внешних колонок и наушников. Остается добавить, что в ноутбуке имеется 2-мегапиксельная веб­камера, расположенная над экраном.

Ноутбук MSI CR650 оснащается литий­ионной шестиэлементной аккумуляторной батареей емкостью 4400 мA·ч (49 Вт·ч).

Драйверы для ноутбука MSI CR650 предусмотрены только под операционные системы Windows 7 32-bit и Windows 7 64-bit.

Производительность ноутбука MSI CR650

Для тестирования ноутбука MSI CR650 мы первоначально применяли операционную систему Microsoft Windows 7 Ultimate (32-bit) и наш традиционный тестовый скрипт ComputerPress Benchmark Script v.9.0, подробное описание которого можно найти в статье «Шестиядерный процессор Intel Core i7-990X», опубликованной в КомпьютерПресс № 12’2010.

Кроме того, чтобы обеспечить возможность сравнения, мы добавили к результатам тестирования ноутбука MSI CR650 результаты тестирования нескольких ноутбуков с диагональю экрана 15,6 дюйма, построенных на различных процессорах.

В табл. 1 приведены характеристики тестируемых ноутбуков, а в табл. 2 указано время выполнения тестовых задач (в секундах) и интегральные оценки ноутбуков по группам тестов. Для наглядности на рис. 2 представлены интегральные оценки ноутбуков по группам тестов.

 

Рисунок

Рис. 2. Нормированные результаты тестирования ноутбуков
в скрипте ComputerPress Benchmark Script v.9.0

Говоря об интегральных оценках производительности ноутбуков, нужно отметить, что в данном случае никак не учитывается производительность их графической подсистемы. Фактически интегральная оценка производительности отражает возможности процессора и памяти, но не 3D-графики.

Напомним, что, согласно нашей классификации, ноутбуки с результатом более 600 баллов в тестовом скрипте ComputerPress Benchmark Script v.9.0 можно отнести к категории самых производительных, с результатом от 500 до 600 баллов — производительных, с результатом от 400 до 500 баллов — средних по производительности, а с результатом менее 400 баллов — к категории ноутбуков начального уровня.

Как видите, в соответствии с нашей классификацией ноутбук MSI CR650 с интегральным результатом в 217 баллов относится к категории начального уровня. Причем среди ноутбуков он имеет самую низкую производительность. В частности, ноутбук на процессоре AMD Phenom II P920 более производителен, чем MSI CR650, в 1,6 раза, на процессоре Intel Core i3-330М — в 2,2 раза, на процессоре Intel Core i5-450M — в 2,7 раза, на процессоре Intel Core i5-460М — в 2,9 раза, на процессоре Intel Core i7-620M — в 3 раза.

Вообще, анализируя результаты тестирования ноутбука MSI CR650, мы пришли к выводу, что не вполне корректно относить его к категории ноутбуков. По своей производительности он занимает промежуточное положение между ноутбуками и нетбуками и так же, как и нетбуки, предназначен не для создания контента, а исключительно для его воспроизведения. То есть это устройство можно применять для выхода в Интернет, просмотра фотографий и фильмов (включая фильмы в HD-качестве) и работы с офисными приложениями. Однако с такими задачами, как редактирование цифровых фотографий, видеоконвертирование, создание видеоконтента и т.п., этот ноутбук не справится. То есть можно, конечно, и на нем редактировать фотографии, но для этого нужно иметь очень устойчивую психику и массу свободного времени. Одним словом, сценарии возможного использования этого ноутбука точно такие же, как и любого нетбука. Поэтому нам показалось уместным сравнить ноутбук MSI CR650 не с полноценными ноутбуками, а с неттопами или нетбуками.

К сожалению, нетбука у нас под рукой не оказалось, зато были результаты тестирования неттопа на базе двухъядерного процессора Intel Atom D525 с графическим чипом NVIDIA ION 2 (G218) и ноутбука MSI X340 на базе совсем слабенького одноядерного процессора Intel Core 2 Solo SU3500.

Одним словом, уж если до производительности полноценных ноутбуков MSI CR650 явно недотягивает, то, возможно, сопоставление с неттопом и совсем слабеньким ноутбуком окажется более показательным.

Напомним, что процессор Intel Atom D525 является двухъядерным и имеет тактовую частоту 1,8 ГГц. Размер L2-кэша составляет 1 Мбайт, а TDP процессора равно 13 Вт. Как видите, процессор AMD E-350 — это прямой конкурент процессора Intel Atom D525.

Процессор Intel Core 2 Solo SU3500 имеет тактовую частоту 1,4 ГГц и кэш L2 размером 3 Мбайт. Энергопотребление этого процессора всего 5,5 Вт, однако, в отличие от процессоров AMD E-350 и Intel Atom D525, у него нет встроенного графического ядра.

Графическая подсистема ноутбука MSI X340 основана на графическом контроллере Intel GMA 4500MHD, интегрированном в чипсет Intel GS45 Express.

Известно, что в системах с низкой производительностью использование операционной системы Windows 7 не вполне уместно. На наш взгляд, для таких систем более логично применять операционную систему семейства Linux. Поэтому на следующем этапе мы протестировали ноутбуки MSI CR650, MSI X340 и неттоп под управлением операционной системы Ubuntu 10.10. Для тестирования мы воспользовались тестовым пакетом Phoronix Test Suite 2.8.2, который применяется для тестирования систем под Linux. Данный пакет включает более 140 различных тестов, позволяющих всесторонне проанализировать все подсистемы компьютера в различных сценариях нагрузки. Для нашего тестирования мы отобрали 37 тестов, из которых семь тестов оценивают производительность графической подсистемы в играх. Все игровые тесты запускались при разрешении экрана 1024x768.

Несмотря на тот факт, что применение операционной системы Ubuntu 10.10 на ноутбуке MSI CR650 было бы естественным и логичным, именно она (как, видимо, и другие системы семейства Linux) плохо сочетается с ноутбуком MSI CR650. В частности, не работают кнопки быстрого запуска приложений и некоторые функциональные клавиши. К примеру, яркость экрана регулируется с помощью функциональных клавиш, а вот громкость звука — нет. Одним словом, при использовании Ubuntu 10.10 ноутбук будет работать быстрее, чем при Windows 7, однако его функциональные возможности будут ограниченными. Кроме того, мы не уверены, что автоматически скачиваемый из репозитария видеодрайвер для графического ядра ATI Mobility Radeon HD 6310 действительно хорошо оптимизирован для него.

Результаты тестирования при использовании операционной системы Ubuntu 10.10 представлены в табл. 3 и на рис. 3. В таблице приводятся абсолютные значения результатов, а на рис. 3 — результаты тестирования, нормированные относительно результатов неттопа на базе процессора Intel Atom D525. При этом лучшему результату соответствует большее значение, а сам результат в нормированном виде можно трактовать как относительную скорость выполнения задачи.

 

Рисунок

Рис. 3. Нормированные результаты тестирования
в скрипте Phoronix Test Suite 2.8.2

Теперь попробуем проанализировать результаты тестирования.

Прежде всего обратите внимание на то, что в большинстве процессорных тестов ноутбук MSI CR650 с процессором AMD E-350 демонстрирует производительность, схожую с производительностью ноутбука MSI X340 с процессором Intel Core 2 Solo SU3500. В целом можно сказать, что по своей интегральной производительности в различных (неигровых) приложениях ноутбук MSI X340 с процессором Intel Core 2 Solo SU3500 всего на 3% более производителен, чем ноутбук MSI CR650 с процессором AMD E-350. В то же время ноутбук MSI CR650 на 6% более производителен, чем неттоп на базе процессора Intel Atom D525.

Если же говорить о производительности графической подсистемы, то производительность видеокарты NVIDIA ION 2 (G218), интегрированной в неттопе с процессором Intel Atom D525, в среднем на 48% превосходит производительность графического ядра ATI Mobility Radeon HD 6310, интегрированного в процессор AMD E-350. В то же время графическое ядро ATI Mobility Radeon HD 6310 на 13% более производительно, чем контроллер Intel GMA 4500MHD, интегрированный в чипсет Intel GS45 Express.

Выводы

После тестирования ноутбука MSI CR650 на процессоре AMD E-350 мы пришли к выводу, что по производительности он занимает промежуточное положение между нетбуками на процессорах Intel Atom и полноценными ноутбуками. В то же время сценарии возможного использования MSI CR650 точно такие же, как и у нетбуков, — потребление контента, интернет-серфинг и работа с офисными приложениями. Графическая подсистема ноутбука MSI CR650 превосходит по производительности графическую подсистему от Intel, однако уступает графике, реализованной в ION2. Одним словом, MSI CR650 можно рассматривать как производительный нетбук, но относить его к категории ноутбуков вряд ли правильно.

 

В начало В начало

КомпьютерПресс 03'2011