• The Future is Fusion?
• Платформа Brazos
• Модели и конфигурации
• Условия тестирования
• Производительность в синтетических тестах
• Производительность в различном ПО
• Воспроизведение видеоданных
• Производительность в играх
• Энергопотребление
• Заключение

Ещё со времени покупки компании ATI компанией AMD было понятно, что простым выпуском видеокарт Radeon под зелёной маркой AMD дело не закончится, что задумка ещё глобальнее. Наверняка, тогда в головах инженеров компании все сильнее становилась идея объединения возможностей CPU и GPU на одном кристалле. Ну и возможность выпуска всех необходимых чипов для полноценных платформ исключительно своими силами также радовала воображение.

Прошло довольно много времени со времени покупки ATI, но результат, в виде объединения столь разных вычислительных ядер в рамках одной процессорной архитектуры компании мы увидели только сейчас — в конце 2010 года. Да и то пока что не в конечных продуктах для рынка, а в виде инженерного образца. Но не будем забегать вперёд, а разберёмся со всем по порядку.

Слово Fusion слышно от представителей компании AMD давно, часто и громко. Это и неудивительно, ведь идея смеси CPU и GPU ядер в одном кристалле — это основополагающая часть стратегии компании. Со слов представителей AMD, их новые чипы под общим названием APU — это целый новый класс процессоров. Аббревиатура APU расшифровывается как Accelerated Processing Unit, что по-русски звучит примерно как «ускоренное обрабатывающее устройство». Но это — просто аббревиатура, придуманная для того, чтобы отличать чипы новой парадигмы от CPU и GPU. Приживётся ли она на рынке, станет ли нарицательной, как GPU, например? Посмотрим…

APU означает гетерогенную многоядерную процессорную архитектуру, комбинирующую вычислительные ядра общего назначения (CPU) с вычислительными ядрами с параллельной обработкой (GPU — так как чаще всего они занимались обработкой графики). Причём, что важно, ядра CPU и GPU должны размещаться на одном кристалле, а не на двух соединённых между собой.

Первых представителей Fusion мы ждали уже давно, но появились они только что, и то пока лишь объявлены в виде APU, а не существуют в виде готовых продуктов на рынке. В конечном итоге, задержка с выходом APU в продажу растянулась почти на год. И на сегодня анонсирован выход пока только самых младших APU, с низким энергопотреблением и относительно невысокой производительностью.

Зато рынок именно сейчас отлично подготовлен к выходу таких чипов и продуктов на их основе — планшетов, нетбуков и недорогих тонких ноутбуков. Сейчас основной тренд в мобильных устройствах такой — всё должно быть максимально портативным, тонким и лёгким, а также малопотребляющим и долго работающим от батарей. И первые продукты AMD Fusion отлично подходят для этой ниши.

The Future is Fusion?

Компания AMD пригласила нас в свой офис AMD Lone Star Campus, расположенный в Остине (на фотографии в начале статьи), штат Техас, для того, чтобы мы смогли получить первое представление о том, что из себя будут представлять продукты, сочетающие на одном кристалле CPU и GPU ядра.

В офисе компании приглашённым на мероприятие журналистам показали несколько презентаций и рассказали о Fusion, будущих семействах APU и конкретно о платформе «Brazos», которая стала основой для первых APU. В перерывах между этапами мероприятия я походил по «гостевой» части офиса, где были расставлены многочисленные продукты, основанные на чипах производства AMD:

До середины ноября большая часть информации об этом семействе была закрытой, но теперь мы можем немного рассказать и о производительности и о возможностях системы, имеющей в своей основе «Zacate» APU из семейства «Brazos».

Но начнём материал с самого начала. Марка Fusion, объединяющая все подобные гибридные архитектуры AMD, говорит о смеси вычислительных ядер разных типов на одном кристалле: CPU (последовательный код) и GPU (параллельные вычисления). Плюсы таких гибридов очевидны. Для производителей систем это меньшее энергопотребление и снижение сложности плат и продуктов в целом, а вместе с этим и пониженная себестоимость производства. Можно упомянуть и маркетинговое преимущество перед традиционными системами.

Для разработчиков ПО преимущества заключаются в поддержке мультиплатформенного OpenCL и распространенного DirectCompute, в большей скорости передачи данных между CPU и GPU (подробности см. далее), ну и в распространении платформ со сравнительно мощными интегрированными GPU.

А для пользователя важнейшими преимуществами комбинированного APU являются: ускорение декодирования видеоданных и онлайн-контента в таких форматах как Adobe Flash и HTML5, большее время работы от батарей для мобильных устройств, пониженная шумность систем охлаждения, а также меньшие габаритные размеры устройств.

По сути, именно такие гибридные процессоры, как APU компании AMD, сейчас становятся наиболее эффективными для дальнейшего роста производительности. Для подтверждения этого, приведём слайд компании, где показана история процессоров, а также недостатки и преимущества разных подходов:

Эра одноядерных процессоров в своё время закончилась явным ограничением дальнейшего роста производительности из-за большой сложности чипов и невозможности их работы на большей тактовой частоте. В свою очередь, многоядерные CPU традиционной архитектуры уже также упёрлись в сложность чипов и невозможность эффективного распараллеливания всех задач.

Сейчас, по мнению компании AMD, настала эра гетерогенной многоядерности, которая отличается ещё более широким распараллеливанием алгоритмов, возможности которых пока что ограничены программной моделью и необходимостью в более производительном обмене данными между ядрами разных типов. APU — это как раз попытка совместить эффективную последовательную обработку данных на CPU и параллельную — на ядрах GPU.

Вероятно, для обычного пользователя менее очевидным покажется такое важное преимущество APU, как повышение скорости передачи данных от CPU к GPU и обратно, а также увеличение пропускной способности канала между интегрированным видеоядром и общей (shared) памятью.

Даже интегрированные графические ядра весьма требовательны к пропускной способности видеопамяти. И по сравнению с GPU, интегрированными в чипсет, подобное видеоядро в APU имеет в разы более скоростной доступ к общей памяти, что должно повысить производительность рендеринга в случаях нехватки ПСП.

Думается, что разработчики игр оценят эти возможности APU, если GPU в их составе будут хотя бы на уровне дискретных решений среднего ценового диапазона. Также им должно понравиться и сниженное количество различных конфигураций CPU+GPU в случае использования APU в будущем. Возможно, эти возможности упростят им работу в том числе и при разработке мультиплатформенных игр, так как консоли всегда отличались быстрой пересылкой данных от CPU к GPU и обратно.

Но не только графические расчёты ограничены полосой пропускания, но и неграфические параллельные вычисления на GPU. Как известно, в таких случаях необходима быстрая передача данных между CPU ядрами, подготавливающими данные для расчётов, и GPU, выполняющих эти вычисления.

В традиционных архитектурах с отдельными CPU и GPU данные между чипами передаются по шине PCI Express. Она хоть и обеспечивает приличную пропускную способность для внешней шины, но не может сравниться с теми шинами, которые можно интегрировать в кристалл вместе с CPU и GPU. И медленный обмен между CPU и GPU сейчас зачастую приводит к тому, что на GPU невыгодно перекладывать расчёты, так как медлительность передачи данных по шине нивелирует весь прирост. А уже в нынешних APU скорость передачи данных между CPU и GPU ядрами возросла с 7-8 ГБ/с до 27 ГБ/с, вместе с этим уменьшились и задержки.

Но есть у гибридных APU и некоторые недостатки, о которых редко говорят разработчики таких процессоров. Если не брать в расчёт фактическую невозможность наращивания только каких-то определённых вычислительных ядер (CPU или GPU отдельно друг от друга) при апгрейде системы, то основным недостатком можно считать меньшую производительность как CPU так и GPU ядер в APU, по сравнению с двумя отдельными чипами.

То есть, систему с максимальной производительностью на APU построить не получится, так как ПК на базе отдельных CPU и GPU всегда будет быстрее. Потому, что главным ограничителем производительности вычислений является сложность кристалла, его площадь и энергопотребление с тепловыделением, соответственно. К примеру, быстрейшие процессоры для настольных ПК имеют TDP порядка 140 Вт, а наиболее производительные видеокарты потребляют и вовсе около 250 Вт.

И в два чипа максимально возможной сложности и площади всегда можно засунуть большее количество исполнительных блоков, чем в один гибридный чип. И поэтому, в применениях, требующих максимальной производительности, будет логичнее всё так же использовать отдельные CPU и GPU. А в APU можно вместить лишь такое GPU ядро, которое не сможет поспорить с топовыми дискретными видеочипами.

Но ведь таких требовательных применений — раз, два и обчёлся. А основные задачи перед домашними и офисными ПК, равно как и мобильными системами, совсем не требуют максимальной скорости вычислений, последовательных и параллельных. И тут то APU как раз подходят очень хорошо! То есть, этот недостаток просто лишь ограничивает область применения APU в высокопроизводительных системах.

К слову, APU совершенно не обязательно должен быть единственным чипом с GPU ядрами в системе. К нему точно так же можно добавить и дискретное видеоядро, как и к обычному CPU. При этом оба видеоядра смогут работать над вычислительными задачами совместно (при помощи OpenCL). В общем, отвечая на вопрос подзаголовка статьи «The Future is Fusion?», можно сказать, что будущее компании AMD совершенно точно тесно связано с APU Fusion, и ставки на него весьма велики.

Платформа Brazos

Но давайте уже перейдём от теоретических измышлений о преимуществах и немногочисленных недостатках гибридной архитектуры APU к конкретным платформам. Немудрено, что их у компании AMD очень много, и рассчитаны они на различные секторы рынка, начиная от довольно мощных настольных систем и заканчивая нетбуками.

Вполне логично, что первыми на рынок выходят наименее мощные APU платформы «Brazos», предназначенные для сегмента нетбуков и недорогих ноутбуков. Они и в производстве проще, и для ультрапортативных систем низкое энергопотребление и энергоэффективность важнее всего.

Сегодня мы подробно рассмотрим решение под кодовым именем «Zacate», оно отличается потреблением до 18 Вт (для CPU и GPU целиком) и позволяет выполнять все привычные для обычного пользователя задачи, такие как офисные пакеты, Интернет-сёрфинг, чтение электронной почты, просмотр фильмов, в том числе в форматах высокого разрешения, и даже позволит поиграть в простенькие игры.

Конкурентом для Zacate сама компания AMD считает мобильные процессоры Pentium и Celeron в версиях с низким энергопотреблением. А вот для Atom они подготовили Ontario, потребляющий ещё меньше энергии. Собственно, Zacate и Ontario — это один и тот же чип, просто с разными характеристиками:

«Zacate» (18 Вт)

• AMD E-350 c AMD Radeon HD 6310 (два ядра CPU на 1,6 ГГц, и два SIMD из 80 ALU на 500 МГц)
• AMD E-240 c AMD Radeon HD 6250 (одно ядро CPU на 1,5 ГГц и два SIMD из 80 ALU на 500 МГц)

«Ontario» (9 Вт)

• AMD C-50 c AMD Radeon HD 6250 (два ядра CPU на 1 ГГц, и два SIMD из 80 ALU на 280 МГц)
• AMD C-30 c AMD Radeon HD 6250 (одно ядро CPU на 1,2 ГГц и два SIMD из 80 ALU на 280 МГц)

Как видите, Zacate (серия E) отличается показателем энергопотребления (TDP — Thermal Design Power) в 18 Вт, а Ontario (серия C) — довольствуется всего 9 Вт электропитания. 18-ваттный «Zacate» предназначен для недорогих так называемых mainstream-ноутбуков и моноблочных настольных систем, а 9-ваттный «Ontario» — для нетбуков и других ультракомпактных систем (планшеты?). Если с Ontario против Atom всё понятно, то Zacate нацелен скорее на пока не существующую нишу между нетбуками и самыми простыми ноутбуками. При этом представители компании AMD полагают, что эта ниша потенциально весьма ёмкая.

Преимущество своих продуктов компания AMD видит, прежде всего, в архитектуре, более сбалансированной по мощности CPU и GPU, а точнее в том, что видеоядро в их APU имеет и больше возможностей (та же поддержка DirectX 11, вычислений на GPU и т. д.) и бо́льшую производительность по сравнению с решениями на основе платформ компании Intel.

На этом графике компании AMD представлен весь круг задач, которые интересуют среднего пользователя, в зависимости от частоты использования данного ПО и его требовательности к мощности центрального процессора. Получается, что основные задачи, наиболее часто выполняемые на недорогих ПК, не требуют слишком мощного CPU. Зато некоторые из них вполне могут получить прирост производительности от более мощного ядра GPU.

Процессоры платформы «Brazos» основаны на CPU-ядрах с кодовым названием «Bobcat» — универсальных процессорных ядрах, специально спроектированных для APU с низким энергопотреблением. Ядро Bobcat отличается очень маленькой площадью (порядка 5 мм² — без кэша, естественно), но неплохими возможностями: улучшенным предсказателем ветвлений, двойным декодером x86-инструкций, внеочередным исполнением команд (out-of-order execution, в отличие от последовательного в Atom, например), высокопроизводительным 64-битным блоком вычислений с плавающей запятой, поддержкой 64-битных инструкций, наборов SSE/SSE2/SSE3/SSSE3/SSE4A и технологии виртуализации.

Каждое ядро Bobcat в Zacate и Ontario имеет по 32 Кбайт кэш-памяти первого уровня для инструкций и данных и по 512 Кбайт кэш-памяти второго уровня. Чип производится по техпроцессу 40 нм с 10 слоями металлизации, его дизайн специально разработан для как можно более низкого энергопотребления при сохранении сравнительно высокой производительности. Применяется 413-контактная BGA-упаковка размером 19×19 мм и Socket FT1.

Итого, чипы «Ontario» (9 Вт) и «Zacate» (18 Вт) содержат:

• два ядра x86 CPU «Bobcat» (1 МБ кэш-памяти L2, 64-бит FPU);
• массив из блоков SIMD, с поддержкой DirectX 11;
• блок декодирования и обработки видео третьего поколения — Unified Video Decoder 3 (с поддержкой форматов H.264, VC-1, DivX/XviD);
• контроллер памяти DDR3-800/1066 (до двух слотов, 64-битный одноканальный доступ);
• двойной цифровой видеовыход (HDMI, DVI или DisplayPort, а также LVDS).

В качестве чипсета применяется «Hudson» M1 Fusion Controller Hub, произведённый по техпроцессу 65 нм и упакованный в 605-контактный BGA-корпус размером 23×23 мм. Он поддерживает четыре канала PCI-E версии 2.0, шину UMI x4 для соединения с APU, шесть портов SATA-III, 14 портов USB 2.0 и два внутренних USB 1.1. Для мобильных устройств очень важно энергопотребление, и тут похвастать особо нечем, Hudson потребляет от 2,7 Вт до 4,7 Вт, что не так уж мало по меркам подобных чипов.

На основе платформы Brazos с Ontario/Zacate APU есть возможность создания и ноутбуков с дискретной мобильной графикой AMD следующего поколения — при этом необходимо применение GPU семейства «Vancouver». Чип дискретной графики присоединяется к APU при помощи четырёхканального линка PCI-E второй версии, а дополнительные контроллеры в таком случае будут использовать каналы PCI-E, предоставляемые чипом Hudson.

Как мы уже говорили, Zacate и Ontario основаны на идентичном кристалле, но отличаются характеристиками в виде количества активных вычислительных ядер и частотными характеристиками CPU- и GPU-частей. Как видно на фотографии, это единый кристалл очень малого размера (25-центовая монета диаметром почти как наша двухрублёвая), на котором уместились и ядра CPU и пара SIMD-блоков GPU.

Кристалл с двумя ядрами CPU и GPU, состоящий из 80 ALU, имеет площадь около 75 мм². Он изготовлен на фабрике тайваньской компании TSMC по техпроцессу 40 нм и, как видите сами, APU получается очень маленький, по площади даже несколько меньше двухъядерного процессора конкурента — Intel Atom.

Прежде чем перейти к нашему собственному предварительному исследованию производительности инженерного образца AMD Zacate, приведём оценки компании AMD. По ним получается, что платформа «Brazos» обеспечивает на 10—50% большую графическую производительность и на 20—40% меньшее энергопотребление по сравнению с аналогичными системами производства этого года при схожей производительности CPU.

Вероятно, в Brazos действительно установлен самый мощный GPU на одном чипе с CPU на данный момент. Хотя у процессоров Atom и CULV есть вариант использования графики Nvidia, и это вполне подходит под сочетание мощного CPU и GPU, но эти решения основаны на отдельных микросхемах и не могут иметь ту же энергетическую эффективность, что APU AMD. Плюс к этому, два чипа разных производителей увеличивают стоимость конечного продукта. Поэтому будущее Brazos видится довольно светлым — на его основе многими компаниями проектируются (а точнее — они уже сделаны) нетбуки и ноутбуки, которые мы должны вскоре увидеть в продаже.

Журналистам, присутствующим на мероприятии в Остине, уже показали тонкий и лёгкий ноутбук MSI, основанный на процессоре AMD Zacate. Основательно его пощупать не дали (видать, сами только что получили и тут же утащили куда-то в закрома), но, судя по той паре минут, пока я его держал в руках — получилось довольно удачное сочетание размера и веса. А уж какой аналог MacBook Air можно сделать…

Уже зная производительность Zacate, можно добавить к этому сочетанию ещё и довольно богатые возможности и сравнительно высокую производительность. В общем, себе бы я такой ноутбук купил, как раз нужен тонкий и лёгкий.

Важно, что на Brazos дело не закончится. В 2011 году мы ждём выхода ещё более мощных платформ компании AMD для настольных и мобильных систем (например, «Llano» на 32 нм с 2-4 CPU-ядрами «Stars» и более производительным GPU-ядром). А в 2012 году на техпроцессе 28 нм AMD обещают начать производство платформ следующего поколения — «Krishna» и «Wichita» APU с улучшенными ядрами Bobcat в количестве до четырёх штук.

Посмотреть на первые плоды интеграции CPU и GPU вживую журналистам удалось в тот же день. По завершению презентационной части каждому из нас на несколько часов была предоставлена индивидуальная тестовая система на платформе Brazos, имеющая в своём составе Zacate APU с характеристиками процессора E-350, то есть частотой 1,6 ГГц для двух ядер CPU и 500 МГц для GPU.

Перед этим представители AMD продемонстрировали нам возможности Zacate при помощи одновременного запуска приложения NBodyGravityCS11 из состава DX SDK, использующего DirectCompute-вычисления на GPU, популярного теста для CPU под названием Hyper PI, также был запущен и медиапроигрыватель с видеороликом формата H.264 в FullHD-разрешении (1920×1080).

Самым главным в этой демонстрации было то, что производительности CPU и GPU в составе Zacate хватало всем трём задачам одновременно. То есть, Hyper PI использовал CPU-ядро на всю катушку, GPGPU-приложение грузило GPU-часть, ну а блок UVD3 занимался декодированием видео, которое проигрывалось плавно и без потерь кадров.

Модели и конфигурации

Как было указано выше, нам была предоставлена тестовая система на основе Zacate APU с характеристиками процессора E-350, работающем на частоте 1,6 ГГц (CPU) и 500 МГц (GPU). Внешний вид у этой системы с инженерным образцом Zacate вот такой:

Обычно, такие системы используются для целей отладки и прочих работ до выпуска решений на рынок, что отлично видно по внешнему облику печатной платы и элементам на ней — к примеру, заметны «лишние» проводки, индикаторы и т. п. Такие системы рассылаются разработчикам и партнёрам компании AMD для начала работ над новыми продуктами ещё до их анонса.

В качестве конкурентов для инженерного образца Zacate, мы решили выбрать три системы. Первая — это ноутбук Asus Eee PC 1215N на базе двухъядерного Intel Atom D525 с Nvidia ION 2. Хотя данный CPU потребляет меньше энергии, но вместе с потреблением микросхемы ION 2 получается примерно то же самое, поэтому и сравнивать такие решения можно и нужно, тем более, что они явно будут конкурентами на рынке. По нашим прикидкам, решение AMD должно быть несколько быстрее в среднем, это мы и проверим.

Вторым выбранным для тестов ноутбуком стал Asus K50IP, основанный на процессоре Intel Celeron T3300 и интегрированным в чипсет Nvidia Geforce G205M. Этот вариант интересен тем, что это как раз несколько несбалансированный вариант с более мощным CPU и слабым GPU, о которых как раз и говорили представители AMD, противопоставляя такие системы Zacate. Впрочем, данный Celeron потребляет энергии значительно больше тестового APU, и напрямую их сравнивать сложно. Но всё же будет интересно оценить производительность по-разному сбалансированных конфигураций в различных тестах.

А вот сравнимым с Zacate по мощности видеоядра наверняка должен быть Acer Aspire 5538G на базе платформы AMD предыдущего поколения: AMD Athlon Neo X2 L310 с дискретной видеокартой начального уровня AMD Mobility Radeon HD 4330, имеющей столько же потоковых процессоров и работающей на схожей частоте. Интересно, что и общее энергопотребление у них схожее.

Все представленные системы вполне дадут общее представление о том, чего можно ожидать от Zacate, да и платформы Brazos в целом. Рассмотрим их конфигурации подробнее:

	Система на Zacate	Asus Eee PC 1215N	Asus K50IP	Acer Aspire 5538G
Внешний вид
Процессор	AMD Zacate E-350 1,6 ГГц 1 МБ L2 кэш 2 ядра 2 потока	Intel Atom D525 1,8 ГГц 1 МБ L2 кэш 2 ядра 4 потока	Intel Celeron T3300 2,0 ГГц 1 МБ L2 кэш 2 ядра 2 потока	AMD Athlon Neo X2 L310 1,2 ГГц 1 МБ L2 кэш 2 ядра 2 потока
Чипсет	AMD Hudson-M1	Intel NM10	Nvidia MCP79	AMD M780G
Память	4 ГБ DDR3	2 ГБ DDR3	3 ГБ DDR2	3 ГБ DDR3
Экран	13″, 1366×768	12,1″, 1366×768	15,6″, 1366×768	15,6″, 1366×768
Видео	Интегрированный AMD Radeon HD 6310, 384 МБ общей DDR3-памяти	Интегрированный Intel GMA 3150 + дискретный Nvidia ION 2 (GT218), 512 МБ выделенной GDDR3-памяти	Интегрированный Nvidia Geforce G205M, 512 МБ общей GDDR3-памяти	Дискретный AMD Radeon HD 4330, 512 МБ выделенной GDDR3-памяти
Жесткий диск	Crucial RealSSD C300-CTF DDAC128MAG (128 ГБ, SSD, SATA)	WDC WD3200BEVT-80A0RT0 (320 ГБ, 5400 об/мин, SATA)	Seagate ST932032 5AS (320 Гб, 5400 об/мин, SATA)	WDC WD1200BEVS-75RST0 (120 ГБ, 5400 об/мин, SATA)
Оптич. привод	HL-DT-ST BDDVDRW CT10L (Blu-ray, SATA)	нет	TSSTcorp CDDVDW TS-L633C (DVD Super Multi, SATA)	HL-DT-ST DVDRAM GU10N (DVD Super Multi, SATA)
TDP, CPU + GPU + чипсет	18+4=22 Вт	13+13+2=28 Вт	35+12=47 Вт	13+7+2=22 Вт
Отчёт Everest	MHTML	MHTML	MHTML	MHTML

Из всего списка характеристик нас больше всего интересуют отличия, связанные с CPU и видеоядрами. Основной набор наших тестов почти не зависит от применённых HDD (кроме PCMark Vantage) и DVD, и слабо зависит от типа и объёма оперативной памяти, ведь двух-трёх гигабайт ОЗУ для наших задач вполне достаточно.

Все четыре сравниваемые системы имеют различные CPU компаний AMD и Intel, а также различные видеорешения AMD и Nvidia. Давайте сначала посмотрим, что о применяемых центральных процессорах рассказывает диагностическая утилита CPU-Z:

AMD Zacate E-350 (тестовая система на Zacate)

Intel Atom D525 (Asus Eee PC 1215N)

Intel Celeron T3300 (Asus K50IP)

AMD Athlon Neo X2 L310 (Acer Aspire 5538G)

Немудрено, что используемая в тестовой системе версия чипа — это максимальная 18-ваттная конфигурация APU. Она и выйдет раньше всех, уже совсем скоро ожидаются ноутбуки на основе этой модели APU. А 9-ваттные версии, известные под кодовым именем Ontario, появятся на рынке в первом квартале будущего года.

Утилита CPU-Z пока мало что может сказать о Zacate, но частоту CPU определила правильно, а также набор поддерживаемых инструкций и размер кэшей. Инженерный образец APU видится утилитой не как двухъядерный процессор, а как двухпроцессорная система. В остальном — любопытен набор инструкций, в нём теперь есть SSSE3 и SSE4A, но нет 3DNow!. Зато поддерживаются 64-битные инструкции и технология виртуализации.

Про соперников Zacate всё давно известно, Atom D525 двухъядерный, работает на частоте 1,8 ГГц и умеет выполнять одновременно четыре потока инструкций. В целом, это два CPU, схожих по классу, и основное их отличие в поддержке внеочередного исполнения команд CPU ядрами Zacate и последовательного для Atom.

Intel Celeron T3300 использует уже довольно старые, но значительно более мощные CPU-ядра Penryn, работающие на сравнительно высокой частоте в 2 ГГц, что видно в том числе и по энергопотреблению в 35 Вт (и это только CPU). Понятно, что именно этот CPU должен стать лидером в процессорных тестах.

Есть в нашем сравнении и ещё один процессор AMD Athlon Neo X2 L310, потребляющий сравнительно мало энергии, но и не особенно мощный. Его экономичность объясняется во многом низкой тактовой частотой в 1,2 ГГц и CPU-ядрами AMD K8, работающими при низком напряжении. Будет интересно посмотреть, сможет ли Zacate превзойти этот двухъядерник по CPU-производительности.

Дальше мы пытаемся разобраться с графическими ядрами наших тестовых систем. Такие характеристики выдала о них утилита GPU-Z:

AMD Radeon HD 6310 (тестовая система на Zacate)

Nvidia ION 2 (Asus Eee PC 1215N)

Nvidia Geforce G205M (Asus K50IP)

AMD Radeon HD 4330 (Acer Aspire 5538G)

Сразу видно, что утилита мало того, что предназначена скорее для дискретных настольных ускорителей, но ещё и плохо справилась с определением характеристик видеоядра Zacate. А вот в случае других видеоядер она отработала в целом неплохо, хотя не все цифры показаны верно — посмотрите, к примеру, на количество блоков ALU и ROP у ION 2, они явно не соответствуют действительности. Проверим, может быть GPU Caps Viewer покажет что-то интересное.

AMD Radeon HD 6310 (тестовая система на Zacate)

Nvidia ION 2 (Asus Eee PC 1215N)

Nvidia Geforce G205M (Asus K50IP)

AMD Radeon HD 4330 (Acer Aspire 5538G)

В случае с Asus 1215N данная утилита категорически не хотела полностью «видеть» Nvidia ION 2, показывая часть характеристик интегрированного GPU Intel. Так получилось потому, что ноутбук имеет два видеоядра и поддерживает технологию Nvidia Optimus, которая не всегда корректно переключает GPU.

А вот для видеоядра Zacate мы видим дополнительные данные — температуру GPU, его кодовое имя Wrestler, правильно определён объём видеопамяти, частота GPU и максимальное напряжение. Ну, раз уж утилиты пасуют, то расскажем о графической части Zacate дополнительно.

Видеоядро в данной модели APU названо Radeon HD 6310, оно имеет в своём составе два блока SIMD, каждый из которых содержит по 40 блоков ALU, то есть всего 80 блоков потоковой обработки на чип. Эти ALU аналогичны тем, что применяются в видеочипах семейства Radeon HD 5000, да и HD 6800.

GPU-часть Zacate и Ontario, аналогично своим старшим собратьям, поддерживает все возможности DirectX 11, а также, что чуть ли не ещё важнее, содержит Unified Video Decoder последнего поколения — UVD3. Тот самый, что недавно впервые появился в последнем поколении настольной графики — семействе Radeon HD 6000.

Что касается предполагаемой сравнительной производительности участников теста, то мощнейший GPU по теоретическим характеристикам выбрать трудно. Вероятно, им станет мобильный Radeon HD 4330 на пару с GPU ядром Zacate. G205M — это слишком медленный интегрированный адаптер, а ION 2 в среднем всё же должен немного отставать от пары решений AMD. Хотя все три решения, кроме G205M, примерно одного уровня.

Сравним параметры HD 4330 и HD 6310, так как оба этих решения производства AMD и их сравнительную производительность можно оценить, исходя из количества исполнительных блоков. HD 4330 имеет 80 ALU, 4 ROP и 8 TMU, работающих на частоте 450 МГц, а видеопамять работает на 600(1200) МГц, обеспечивая пропускную способность 9,6 ГБ/с. HD 6310 же состоит из тех же 80 ALU и, судя по всему, тех же 4 ROP и 8 TMU, но они работают на 500 МГц, что на 10% выше. Зато ПСП составляет лишь 8,5 ГБ/с, так что в разных тестах выиграть может как HD 6310, так и HD 4330.

Условия тестирования

Аналогичная методика сравнения производительности мобильной графики уже использовалась в наших предыдущих статьях. И в этот раз мы старались охватить побольше различных приложений, но всё же условия для тестов были хоть и очень хорошие, но всё же не совсем привычные. Возможностей для запуска полноценных тестовых наборов из более обширной процессорной методики у нас не было, но бенчмарки, уже использовавшиеся в обзорах мобильной графики, мы прогнали.

Не забыли и о вопросе декодирования видеоданных, ведь он весьма важен для современных пользователей мобильных платформ, которые предъявляют жёсткие требования к возможностям декодирования видео. И любой GPU сейчас должен уметь декодировать видеоданные различных форматов с максимальным битрейтом и разрешением, в том числе и записанного на Blu-ray диски.

Прежде чем мы начнём знакомиться с цифрами производительности тестовой системы на Zacate E-350, нужно несколько раз повторить, что мы измеряли производительность инженерного образца, приближенного к будущим продажным. Тестовая система совсем не похожа на те ноутбуки, в составе которых Zacate в итоге выйдет. Поэтому наша оценка производительности лишь предварительная, а в будущем можно ожидать дальнейшей оптимизации, в основном с программной стороны — драйверов, компиляторов и т. п. Также вполне возможно, что протестированный инженерный образец и аппаратно несколько отличается от того, что в итоге пойдёт в магазины.

Но всё же, думается нам, разница не составит величины более десятка процентов, кроме 3D-приложений, разве что. Иначе бы AMD просто не пригласила бы журналистов на предварительные тесты, показывая свой будущий продукт в неприглядном свете. Будем считать, что это хоть и предварительные тесты, но использованное нами железо фактически слабо отличимо от будущих APU в конечной продукции.

Также обязательно нужно упомянуть и то, что инженеры AMD укомплектовали тестовые системы на Zacate твердотельными накопителями (SSD), да ещё и далеко не самыми плохими — Crucial RealSSD-C300. Это, конечно, очень сильно помогло при установке тестовых приложений на систему, но в приложениях, которые зависят в том числе от характеристик дисковой подсистемы, применение SSD дало и значительно увеличенную производительность, не сравнимую с реальными условиями нетбуков и ноутбуков. И прежде всего, это касается пакета Futuremark PCMark Vantage.

Производительность в синтетических тестах

Начнём мы с синтетических тестов, которые показывают производительность в искусственных условиях, позволяя более-менее чётко ограничить влияние различных подсистем друг на друга (CPU от GPU и наоборот). Это особенно важно для нашего сегодняшнего теста гибридного APU компании AMD, когда нужно оценить свойства CPU и GPU отдельно. В этом разделе статьи мы рассмотрим результаты синтетических тестов производительности системы в пакетах PCMark Vantage, 3DMark’06 и Cinebench.

Но для начала традиционно рассмотрим рейтинги производительности в операционной системе Windows 7. Это наиболее простой метод определения производительности в синтетических условиях, доступный на каждой системе с установленной Windows 7 или Vista.

По встроенному в Windows 7 тесту в какой-то мере можно судить о производительности и особенностях конфигурации тестируемых систем. Большая разница в подтесте, замеряющем производительность HDD, полностью объясняется применением твердотельного накопителя в системе с Zacate — понятное дело, что он оказался быстрее чем все HDD.

По скорости работы с оперативной памятью у всех ноутбуков всё более-менее ровно, только архитектурно старенький Athlon Neo X2 L310 немного отстал. Ну а самым производительным по скорости работы с ОЗУ стал Celeron T3300, что тоже не удивило. Наверняка данный тест измеряет не только скорость работы с ОЗУ, а ещё и кэшем оказывает некоторое влияние.

Что касается производительности CPU в тестовых системах, то Zacate показал себя неплохо, обогнав двухъядерные версии Atom и Athlon. Ну а явным лидером подтеста снова стал Celeron — как всё-таки разнится у этих моделей и мощность и энергопотребление…

Что касается тестов графической производительности, то тут разница ещё больше, и лучшие оценки получил мобильный Radeon HD 4330. А вот ноутбук с ION 2 явно провалил тест — возможно, система не переключала графику на дискретное видеоядро и мы увидели скорость встроенного решения Intel. Остальные системы показали близкие результаты, и Zacate неплохо справился с работой. Правда, весьма удивил и высокий результат интегрированного Geforce G205M.

Как обычно, ничего особенного от встроенного в ОС теста мы не ожидали. К 3D-производительности мы вернёмся чуть позже, а сейчас рассмотрим результаты общесистемного теста PCMark Vantage, и итоговый результат, и отдельно по подсистемам. Цифры этого теста помогут нам оценить производительность различных компонентов тестовых систем, и их вклад в общую оценку.

Сразу же отметим неудачное выполнение «киношного» подтеста в PCMark Vantage у модели ноутбука Asus, вероятно вызванное программной конфигурацией — версия Windows 7 у него единственного была Home Basic, и набор ПО более ничем не отличался от остальных моделей, которые успешно прошли тест.

Раз уж мы упомянули «TV and Movies», то отметим, что показанные в нём результаты примерно одинаковы для тех систем, которые успешно прошли его, только ноутбук Acer несколько подотстал, что связано скорее со скоростью обмена данными с HDD.

Теперь посмотрим на общий счёт бенчмарка. Поначалу он может удивить — уж слишком хорошо тут выступил сегодняшний герой AMD Zacate. Но ларчик открывался просто — быстрейшей эта система оказалась во многом потому, что в неё был установлен SSD накопитель, а не привычный HDD. Это сказалось не только на соответствующем специфическом тесте, но и некоторых других, и в итоге привело к столь поразительному результату, когда Zacate оказался как будто бы вдвое быстрее Atom + ION 2.

Для справедливого сравнения нужно было применять везде или SSD или HDD, но у нас не было такой возможности. Мы ни в коем случае не хотим сказать, что Zacate должен быть медленнее, но результаты, полученные в столь разных условиях сравнивать непросто, и особого толка от такого анализа не будет. Лучше рассмотрим на подробные результаты, которые теоретически должны рассказать о сильных и слабых сторонах решений.

Например, тест памяти. Нет, ошибки у системы на Atom нет, такую низкую цифру она у нас показала. Вероятно, во многом это сказалось и на общем счёте Vantage. Что касается остальных моделей, то тут снова победил Zacate. Даже более мощный Celeron его не смог обойти, ну а Athlon ожидаемо отстал, опередив только провалившийся Atom. Высокий результат APU снова объясняется применением SSD, так как в подтест Memories входит и «HDD — importing pictures to Windows Photo Gallery».

Пока что пропустим «игровые» результаты и рассмотрим оставшиеся. «Музыкальный» подтест показал аномально высокую производительность у Zacate, что можно объяснить снова всё тем же SSD, так как тест содержит и запись-чтение с накопителя («HDD — adding music to Windows Media Player») — не совсем понятно, зачем в Futuremark так сделали.

С тестом скорости жёсткого диска всё понятно, никакого честного сравнения тут не получится. То же самое с тестами Communication и Productivity, они также активно взаимодействуют с накопителем («HDD — Windows Defender» и «HDD — application loading», соответственно) и поэтому систему на Zacate нельзя сравнивать с другими. Зато система на базе Atom подтверждает свою крайне невысокую производительность в таких условиях, отстав от слабенького Acer с двухъядерным Athlon.

Соотношение результатов игрового теста также не вполне нормально, и тут снова виноват вклад скорости накопителя. Почему-то в Futuremark решили включать тест HDD в каждый из подтестов, и естественно, что SSD намного лучше справляется с загрузкой псевдоигровых данных. Но выделяется не только аномально высокий результат Zacate, но и аномально низкий результат Atom + ION 2 — вероятно, система снова не переключилась на использование дискретной графики ION 2. Ох уж этот Optimus…

Раз уж с PCMark Vantage получилось так неудачно, давайте побыстрее перейдём к результатам теста 3DMark’06, тут то никакой SSD нам не помешает оценить разницу между различными решениями. Этот тест очень сильно нагружает почти исключительно видеоподсистему и зависит в основном именно от её производительности (хотя есть и отдельные тесты CPU).

Абсолютные цифры достигнутой средней частоты кадров весьма низки, конечно же. Даже у наиболее мощных решений уровень частоты кадров в большинстве тестов не достигал и 10 FPS! Судя по цифрам частоты кадров, тестовые сцены 3DMark’06 слишком тяжелы для видеоядер ультрамобильных решений. Однако это не помешает нам определить относительную производительность выбранных решений. Даже общий счёт 3DMark’06 обычно неплохо отражает производительность GPU в этом пакете.

Мы не зря уточнили конкретно про пакет, потому что цифры у ION 2 получились уж больно хороши, и будет непросто подтвердить их в игровых тестах, как нам кажется. По всей видимости, Nvidia хорошо оптимизировала драйверы для этого теста. Система на Zacate показала второй результат, вместе с HD 4330 и вслед за ION 2. Наихудшую производительность обеспечивает G205M, что неудивительно.

Интересно, что примерно равные теоретически HD 6310 и HD 4330 показали несколько отличающиеся результаты в подтестах. К примеру, HD 4330 опережает встроенное в Zacate видеоядро в тестах GT2 и HDR2, а в GT1 и HDR1 мы видим обратную ситуацию. Видимо, в первых больше влияет ПСП, а во вторых — скорость математической обработки.

Нас интересуют и результаты тестов центральных процессоров, и они также получились любопытными. Во-первых, сразу видна отсталость Athlon Neo X2, показавшего наиболее слабые результаты. Этот CPU хуже всех подготовлен к современным задачам. Во-вторых, двухъядерный Atom оторвался от него не слишком далеко, да и Zacate не сказать, чтобы поразил воображение.

В этих процессорных тестах новый APU оказался лишь слегка быстрее своих соперников со схожим потреблением. А вот Celeron с его 35 Вт оторвался на славу, чуть ли не вдвое опередив «слабаков». Вот что значит разница между архитектурой для ультрамобильных систем и ноутбуков, рассчитанным на большее потребление энергии.

Следующим рассмотренным тестом будет Cinebench. Хотя это не совсем уж «чистая» синтетика, а скорее тест производительности, основанный на коде широко распространённого приложения CINEMA 4D — профессионального пакета для создания и рендеринга трёхмерных изображений и анимаций, в нашем случае версии R10.

Cinebench содержит три подтеста: рендеринг при использовании одного ядра CPU и всех ядер CPU (в данном случае выполняется два или четыре потока — в случае Atom) и подтест OpenGL, использующий рендеринг сложной трёхмерной сцены в реальном времени. Последний тест позволяет оценить производительность графической подсистемы при работе в аналогичных профессиональных пакетах, использующих OpenGL API.

В однопоточных процессорных тестах Cinebench результат чем-то похож на CPU тесты из 3DMark’06, если не брать в расчёт Atom. Его слабость в виде последовательного, а не внеочередного выполнения команд приводит к весьма слабому результату в однопоточном тесте. Тут он вдвое медленнее того же Zacate, который показал результат выше чем у двухъядерного Athlon Neo. А вот Celeron снова впереди остальных, спасибо заметно более мощной, но не совсем мобильной архитектуре.

В многопоточном тесте CPU расклад получается несколько иной — Atom явно прибавляет. А вот все остальные остаются на своих позициях, Celeron T3300 быстрейший, затем Zacate, и немного отстаёт Athlon Neo X2. У всех них по два ядра и прирост производительности от «многоядерности» близок к двукратному. Но не для Atom. Архитектура этого процессора такова, что она раскрывается именно в многопоточных приложениях. Это объясняется работой Hyper-Threading, который позволяет выполнять на двухъядерном процессоре сразу четыре потока. Впрочем, в итоге он всё равно на треть отстаёт от Zacate, снова показавшего неплохую производительность.

Посмотрим на не менее интересный подтест OpenGL. Его результаты снова удивили нас, и даже больше, чем процессорные. Во-первых, интегрированный Geforce G205M обогнал и HD 4330 и HD 6310, встроенный в Zacate. Это мы списываем на лучшую оптимизацию OpenGL драйверов у Nvidia. А во-вторых, Zacate в этом случае отстал от HD 4330, что можно объяснить разве что сильным влиянием случае пропускной способности видеопамяти. Ну и в-третьих, похоже, что система на ION 2 снова не переключилась на дискретный ION 2, и поэтому сильно отстала от всех.

Впрочем, может быть данный ноутбук подвела специфика процессора Atom с однопоточными приложениями, которая описана выше. Но больше похоже на то, что гибридная графическая система ноутбука по какой-то причине не распознала трёхмерное приложение и не переключила графику на дискретную, как это уже бывало в данном тесте ранее.

Ну а мы переходим от порой неоднозначных общесистемных и синтетических тестов, показавших не всегда ожидаемые и иногда удивительные результаты, к тестированию гибридного Zacate APU и других мобильных решений в наборе приложений, используемых на ноутбуках в реальном мире, а не тестовых лабораториях.

Производительность в различном ПО

Приложений, не относящихся к трёхмерной графике, будет не так много — это два распространённых архиватора и тесты на скорость работы Internet Explorer 9 в HTML5 и Flash. Пусть видеоядро не влияет на скорость сжатия и распаковки, зато тесты в WinRAR и 7-Zip покажут нам производительность разных CPU в данной специфической задаче.

И ведь интересно получилось! Лидером по тестам сжатия и распаковки ожидаемо стал Celeron T3300, а вот CPU ядра в Zacate отстали от него почти в два раза. Но нам то интереснее сравнение с Atom. И тут получился неожиданный сюрприз — в тестах архиваторов Atom оказался быстрее Zacate в 1,3—1,5 раза! И даже два ядра Athlon Neo X2, несмотря на свою низкую частоту, смогли опередить два ядра Bobcat. Видимо, упрощения в этих CPU ядрах с низким энергопотреблением всё-таки весьма негативно сказались на производительности в подобных задачах.

Также интересны различные результаты в этих двух архиваторах. В 7-Zip разница между Atom и Zacate больше, чем в WinRAR. Похоже, что многопоточность лучше использует именно первый архиватор. А мы снова делаем всё тот же вывод — в хорошо распараллеленных задачах Atom весьма хорош.

Продолжим наши тесты проверкой «ускорения Интернета» на GPU. А где его нет, там определим разницу в производительности между CPU ядрами. Аппаратное ускорение декодирования flash-видео в формате H.264 теоретически поддерживается на видеосистемах всех основных производителей, нужно лишь наличие блока декодирования и свежий видеодрайвер.

Другими тестами ускоренного Интернета стали некоторые из примеров со страницы Internet Explorer 9 Test Drive, для чего мы использовали бета-версию этого браузера. Internet Explorer 9 использует GPU-ускоренную графику в Windows 7 и Windows Vista, и эти тесты должны ускоряться на GPU, судя по описанию компании Microsoft.

В IE9 обещано ускорение задач рендеринга на GPU при помощи Direct2D и DirectWrite API. При этом, задачи отрисовки двумерного изображения будут переложены с CPU на GPU, а с обработкой изображений графические ядра справляются значительно быстрее универсального процессора.

В тесте Flying Images одновременно отрисовывается несколько изображений с масштабированием, в Map Zooming рекурсивно меняется масштаб карты с сайта Bing (аналог Google Maps), а тест FishIE отличается отрисовкой очень большого количества полупрозрачных изображений. Доступ ко всем этим тестам можно получить по ссылке, указанной выше.

Похоже, что тесты Flying Images и Map Zooming зависят скорее от мощности CPU, так как в прошлые разы мы не находили отличий при работе на разных видеочипах и схожих CPU. И в этот раз очень похоже, что зависимости скорости от используемого GPU нет, зато от мощности центрального процессора она явная.

И в этих двух тестах Zacate показал себя неплохо, на уровне Athlon Neo X2, хотя и заметно уступил более мощному Celeron. Зато Atom остался далеко позади — то ли его CPU ядра плохо справляются с подобной нагрузкой, то ли гибридная графическая подсистема снова не включила ION 2, оставив встроенное ядро Intel умирать на поле битвы со столь грозными соперниками.

На эти же мысли наталкивает и тест FishIE, в котором производительность во многом зависит уже от GPU и оптимизации видеодрайверов. Интересно, что Radeon HD 6310 в Zacate оказался несколько медленнее HD 4330. Впрочем, основной соперник — система на Atom и ION 2 снова осталась далеко позади.

Зато вот что касается аппаратного ускорения воспроизведения тяжёлого flash-видео с разрешением 1920×1080 с сайта YouTube, то именно ION 2 смог удивить, показав результат в разы лучший. Вероятно, ускорение декодирования flash-видео в наших тестах работало только на ION 2 (но не на Geforce G205M той же Nvidia). Впрочем, все представленные решения в любом случае позволили просматривать тяжёлый ролик без каких-либо проблем с плавностью.

На этом мы заканчиваем тесты в различных прикладных программах. Вероятно, читатель спросит — а как же вычисления на GPU, почему они не протестированы? Всё просто — до сих пор так и не появилось ПО, которое часто применяет большая часть обычных пользователей, и которое бы при этом использовало вычисления на GPU, не являясь игровым приложением. В играх то как раз уже давно и PhysX есть, и постобработка на DirectCompute и CUDA появляется.

А вот других программ фактически нет. Для научных вычислений и некоторых других задач GPGPU имеет очень большое значение, но… не для среднестатистического пользователя. Пока что, по крайней мере. Кодирование видео? Да бросьте, мало кто этим занимается самостоятельно и при этом активно. Перекодирование видео из формата в формат? Проще и быстрее скачать из Интернета файл во всех требуемых форматах, а не мучаться самому с настройками кодировщиков и не тратить своё время. Плюс к этому, современные мобильные устройства умеют уже декодировать и H.264 720p и даже 1080p.

Хотя всё-таки одна задача есть. Это монтаж и кодирование собственных видеороликов, из материалов, записанных на бытовые видеокамеры, к примеру. Тут GPU действительно могут помочь, правда, пока что только производства Nvidia. Но скажите себе, положа руку на сердце, какая доля пользователей занимается этим на постоянной основе? Вот то-то же…

В общем — пока что (увы!) толку от вычислений на GPU нет почти никакого. Но это совсем не значит, что его не будет и в будущем. Наоборот, появление APU способно дать дополнительный толчок этому развитию. Ведь теперь возможность параллельных вычислений на GPU появится у ещё большей части систем, а не только ориентированных на игры и располагающих дискретными видеокартами. Да и развитие того же открытого OpenCL уже подошло к той грани, когда его применения вполне можно ожидать. Так что мы смотрим в будущее GPGPU с оптимизмом, но всё же не видим практически полезных тестов на сегодняшний день.

Воспроизведение видеоданных

Тестирование воспроизведения видео высокого разрешения выполнено аналогично методике из прошлых статей по исследованию производительности мобильной графики. Используются видеоролики различных форматов, ведь для мобильных решений очень важно, чтобы декодирование даже наиболее тяжёлых форматов поддерживалось аппаратно. Хотя сейчас даже слабые двухъядерные процессоры справляются с такой работой и сами, но они при этом потребляют больше энергии, что уменьшает время работы в автономном режиме.

Давайте проверим, что получается на практике. Для тестов мы взяли свой привычный набор видеороликов: файл формата MPEG2 с чересстрочным FullHD-видео, файл формата VC-1 высокого разрешения, и набор роликов наиболее распространённого формата H.264 (MPEG-4 AVC) с разным разрешением и битрейтом.

С ускорением декодирования MPEG2 формата давно уже справляются любые современные CPU и GPU, но в нашем тесте применён ролик с чересстрочной развёрткой, с декодированием которого до сих пор иногда возникают проблемы. Похоже, что не обошлось без них и в этот раз, на решениях AMD он декодировался исключительно программно. Это хорошо видно по соотношению загрузки ядер CPU на видеоядрах Nvidia и AMD.

Возможно, виноват используемый нами MPC-HC, но вывод остаётся тем же — поддержка DXVA у половины видеокарт не включилась, поэтому и загрузка для процессоров получилась приличная — порядка 80%. Впрочем, Zacate почти не отстал от своего собрата Athlon Neo.

В тесте декодирования ролика формата VC-1 получились иные результаты. Видно, что и GPU производства AMD и видеочипы Nvidia справляются с аппаратным декодированием такого видео по большей части самостоятельно, оставляя центральному процессору совсем немного работы. Однако, мощность Celeron T3300 сказалась и в этом случае — его загрузка оказалась меньшей среди всех систем.

С видеороликами в формате H.264 история почти такая же, причём с нашим набором файлов явно лучше справились решения Nvidia. У ноутбуков с GPU производства Nvidia было замечено явно меньше проблем при воспроизведении роликов в этом формате. Для ролика с разрешением 720p на решениях AMD снова не работало DXVA-ускорение, в отличие от GPU производства Nvidia, которые выполнили эту работу аппаратно, со значительно меньшей загрузкой CPU.

В остальных случаях используется аппаратное декодирование и DXVA-ускорение работает. И тут система на базе Zacate лишь немного отстаёт от ноутбука с Athlon Neo X2 и Radeon HD 4330. Но всё же, видеочипы Nvidia справляется с декодированием H.264 несколько лучше, ведь даже Atom загружен работой меньше, чем CPU ядра в Zacate.

Плюс к этому, в наиболее простом (480p — «сериальный» формат) случае у обоих GPU AMD наблюдались проблемы с качеством изображения, оно «рассыпалось» на квадратики (только при включении DXVA-ускорения). А при первом запуске система с Zacate вообще завершила работу с ошибкой. Возможно, в данном случае виноват декодер, встроенный в MPC-HC, для исследования причин этого мы передали ролик представителям тестлаба AMD.

В процессе нашего знакомства с системой на базе Zacate APU, мы также опробовали и проигрывание HD видео с Blu-ray диска. Оно должно быть более требовательным к ресурсам, так как используется HDCP, да и битрейт там очень высокий. Ещё было интересно, насколько хорошо оптимизированы видеодрайверы для использования проигрывателя Cyberlink PowerDVD. Всё прошло очень хорошо, Blu-ray диск проигрывался плавно, с загрузкой ядер CPU порядка 30-35%.

Вероятно, в будущем можно ожидать дальнейших улучшений в производительности декодирования видео по мере оптимизации драйверов AMD и мультимедийного ПО. Ну а сейчас настало время перейти к очередным интересным тестам этого материала — игровым приложениям. Именно в них Zacate должен раскрыть все свои положительные качества.

Производительность в играх

Ну вот и настало время для одного из самых интересных разделов в статье. Ведь с остальными задачами, вроде производительности в двухмерных интерфейсах и ускорения видеодекодирования, более-менее справляются даже самые слабые интегрированные графические ядра. А вот по 3D производительности GPU разница остаётся весьма большой.

Как мы предположили в начале, видеоядро Radeon HD 6310, встроенное в Zacate, должно показать скорость примерно на уровне Radeon HD 4330, и при этом обогнать ноутбук с Geforce G205M в тестах без ограничения производительности центральным процессором. Возможно, сможет нас удивить и видеоядро ION 2, так как это весьма производительная видеокарта для ультрамобильных систем. Также будет очень интересно увидеть, сможет ли удовлетворить нетребовательного игрока 3D производительность Zacate APU.

В прошлых исследованиях даже значительно более мощных ноутбуков мы определили, что производительность интегрированных GPU в играх явно недостаточна для современных игр даже при минимальных настройках. Поэтому мы решили разбавить список более-менее современных игр вроде Far Cry 2 и Mafia 2 старенькими и значительно менее требовательными Serious Sam 2 и X3: Terran Conflict.

Хотя почти все современные игры чаще всего ограничены скоростью именно GPU, но это справедливо лишь для CPU хотя бы среднего уровня. А в этом исследовании может проявиться большее количество игр, производительность которых ограничена мощностью слабого центрального процессора, а не видеоядра. И производительности наших решений может не хватить даже при минимальных настройках качества.

Для начала мы рассмотрим несколько устаревших игр, чтобы понять, на что пользователи нетбуков и ультрапортативных ноутбуков может рассчитывать в таких случаях. Решения с низким энергопотреблением, такие как ноутбук на Atom и система на Zacate, вполне могут не справиться даже в таких неэкстремальных условиях. Первой игрой в обзоре будет Serious Sam 2:

Производительность в этой игре явно упирается в возможности GPU, особенно в тяжёлом режиме с включенным сглаживанием. Отличия между видеокартами разного уровня заметны сразу — Geforce G205M совсем слаба, и разница в средней частоте кадров в тяжёлых условиях с включением полноэкранного сглаживания достигает двух раз. Что интересно, быстрейшим при средних настройках качества стал ноутбук с Mobility Radeon HD 4330 на борту, затем расположились решения с ION 2 и Zacate.

А вот в режиме максимальных настроек со сглаживанием эти три участника расположились очень близко друг к другу, и Zacate лишь немного уступил и ION 2 и HD 4330. Интегрированная Geforce G205M не смогла ничего противопоставить им, и для неё придётся включать чуть ли не минимальные настройки даже в этой старой игре. Но и остальные видеоядра не позволят комфортно поиграть при максимальных настройках качества со сглаживанием, придётся ставить нечто среднее между максимальными и средними игровыми параметрами.

Следующим игровым тестом стала довольно распространённая до сих пор игра Call of Duty: Modern Warfare (первая часть, но основанная на том же движке, что и последующие в серии). Эта игра и новее и требовательнее, чем Serious Sam 2. Для тестов использовалась демонстрационная запись многопользовательской битвы.

А вот в данном случае картина получилась совсем другая. Вероятно, видеодрайверы Nvidia неплохо оптимизированы для предыдущей игры. Ну а в этом тесте они показали низкие результаты, проиграв своим конкурентам. Несмотря на близкие теоретические возможности, среди решений AMD выиграла модель HD 4330, хотя Zacate APU отстал не так сильно.

В режиме минимальных настроек на производительность сильное влияние оказывала мощность центральных процессоров, поэтому Atom проиграл, а Celeron T3300 позволил ноутбуку K50IP показать неплохой результат. Три модели, за исключением Atom + ION 2, оказались вполне способны показать играбельную частоту кадров в условиях минимальных настроек качества, и на них можно более-менее комфортно играть в Call of Duty.

А вот систему на базе Atom не спасают даже минимальные настройки — 22 средних кадров в секунду нельзя назвать комфортными условиями, в отличие от 35-41 FPS при которых можно как-то играть. Впрочем, справиться с задачей в режиме максимального качества не смогла ни одна система. Рассмотрим ещё одну уже устаревшую игру — X3: Terran Conflict.

X3: Terran Conflict интересна уже тем, что это не шутер от первого лица. Также она любопытна сравнительно высокими объемами геометрических вычислений, чего нет в большинстве других игр. Высокие настройки в этой игре ставят все решения в один ряд, за исключением снова слабо выступившего ноутбука на основе Intel Atom. Система на Zacate показывает в таких условиях около 19 FPS, чего явно недостаточно для игры, но Atom в паре с ION 2 и вовсе показали лишь 14 FPS.

В условиях игровых настроек низкого качества, виден некоторый упор в CPU, и Atom снова показал свою несостоятельность в данном тесте — уж слишком слабый у него результат. Впереди всех мощный Celeron, а вот за ним с некоторым отставанием следует Zacate. Как ни странно, но в этом тесте APU опередил систему с Athlon Neo и Radeon HD 4330. Вероятно, как раз на 10% большая частота GPU сказалась.

Впрочем, цифры порядка 25-29 FPS — это на грани играбельности и, скорее всего, играть будет не очень комфортно. Но не все игры настолько требовательны к мощности GPU. Существует большое количество вполне современных проектов, которые неплохо работают даже на слабых системах.

Обычно это мультиплатформенные проекты, рассчитанные в том числе и для работы на игровых консолях, аппаратная начинка которых выпущена довольно давно и отстаёт от современного ПК-железа. Одной из подобных игр является аркадный авиасимулятор H.A.W.X. Хотя вышла уже вторая часть игры, но для наших тестов ультрамобильных платформ хватит и первой.

Разница по производительности в разных режимах похожа на ту, что мы уже видели ранее. Вероятно, скорость рендеринга в HAWX больше зависит от мощности CPU, а не GPU. Это отлично видно по взаимному положению систем по производительности: впервые во всех условиях лидирует система на Celeron и слабеньком Geforce G205M, особенно это заметно при низкокачественных настройках. При тех же настройках ноутбук Asus на базе Atom и ION 2 отстаёт от других участников теста.

А вот при максимально возможном качестве картинки (для DirectX 9 версии HAWX) все решения весьма близки и показывают среднюю частоту кадров в тесте порядка 23-27 FPS. Это явно маловато для плавной смены кадров и на всех системах потребуется снизить настройки. Тем не менее, все протестированные системы вполне способны обеспечить минимально приемлемые 35-45 средних FPS при низких игровых настройках.

Рассмотрим ещё одну игру, которая вышла в том числе и на консолях. Resident Evil 5 — это хоть и мультиплатформенная игра, но она довольно требовательна как к мощности GPU, так и CPU.

Явно видно, что производительность в игре Resident Evil 5 при настройках низкого качества сильно ограничена именно мощностью CPU. В итоге, в таких условиях побеждает система с наименее мощным GPU и самым сильным CPU — Geforce G205M и Celeron T3300, соответственно. Остальные три системы очень дружно показали около 17 кадров в секунду, что очень и очень мало.

Даже при минимальных настройках ни один представленный GPU компаний AMD и Nvidia не обеспечивают хотя бы 25-30 FPS. Не говоря уже о настройках высокого качества. В которых, впрочем, уверенно побеждает система с AMD Zacate E-350. К сожалению, эта победа равносильна поражению в общем — ни одна система всё равно не позволит комфортно поиграть в игру.

И ещё одна мультиплатформенная игра на том же движке — Street Fighter IV. Она относится к жанру файтинг (fighting), который отличается тем, что для достаточно комфортного игрового процесса требуется не менее 60 кадров в секунду.

В случае Street Fighter IV мы видим отсутствие явного упора в мощность CPU, поэтому и система на базе Celeron T3300 показала слабые результаты. В этот раз отличилась система на Atom, хотя больший вклад в победу внёс ION 2 — похоже, что для этой игры Nvidia неплохо оптимизировала видеодрайвер, что мы уже отмечали в ранних исследованиях.

Удивительно предпоследнее место Zacate APU, что мы можем списать разве что на нехватку пропускной способности видеопамяти, а вместе с этим и эффективного филлрейта, а также — на сырые драйверы для APU.

Только Geforce G205M не смогла обеспечить 30 FPS при средних настройках, остальные GPU справились с этой задачей. Но мы выше говорили о том, что приемлемая частота кадров для этой игры равна 60 FPS. И ближе всех к этой цифре оказались системы на Atom и ION 2, а также Athlon Neo X2 с HD 4330. К сожалению, тестовая система на основе Zacate в этот раз отработала заметно хуже.

Игра Mafia 2 весьма требовательна к мощности системы целиком, и CPU и GPU, поэтому мы тестировали её только при минимально возможных игровых настройках качества картинки. И с отключенной продвинутой физикой через PhysX, которую ни G205M ни ION 2 аппаратно всё равно не поддерживают.

В этой игре видеоядро Radeon HD 6310, встроенное в Zacate APU, показало второй результат, сразу за близкой по мощности Radeon HD 4330. Мощный Celeron T3300 не спас положение ноутбука со слабейшим GPU Nvidia, и эта система заняла последнее место. А система на Atom оказалась где-то в середине.

В любом случае, все четыре тестовые системы не справились с задачей, они даже не приблизились к нижней границе играбельности при самых низких настройках. 8-11 FPS — это ужасный результат, явственно говорящий о том, как трудно ультрамобильным решениям справляться с современными играми. Перейдём к ПК-эксклюзивным играм наиболее распространённых жанров — RTS и FPS. Первой будет стратегия реального времени World in Conflict:

World in Conflict довольно сильно процессорозависима, и в низких игровых настройках все системы явно упираются в мощность своих центральных процессоров, поэтому и показывают столь разные результаты, хорошо соотносящиеся с теоретической мощностью установленных в них CPU. Да и при средних настройках зависимость от скорости процессора остаётся.

И тут система на Celeron T3300 отыгрывается, являясь лидером в обоих подтестах. Особенно заметно это в низкокачественном режиме, в котором разница между сильнейшим Celeron и слабейшим Atom достигает почти двукратной. Эта игра очень наглядно показывает необходимость в более мощном CPU, нежели Atom.

При средних настройках все решения не смогли обеспечить приемлемой частоты кадров, зато при низких даже Atom с ION 2 показали 30 FPS. А на остальных системах можно даже будет повысить некоторые игровые настройки выше минимальных, чтобы добиться лучшей картинки при сохранении приемлемого FPS. Тем более, что для не слишком спешной стратегии хватит и 30 FPS. Осталось посмотреть, что получится в современном шутере от первого лица, которые всегда были наиболее требовательными к мощности видеочипов.

Игра Far Cry 2 также является мультиплатформенным проектом, но она отличается графикой, значительно улучшенной в ПК-версии. Которую, как мы выяснили в прошлые разы, с трудом тянут настольные интегрированные GPU, многие из которых не обеспечивают играбельного FPS даже при низких настройках качества.

Как видно по результатам, видеорешения Nvidia хуже справились с работой, причём система на Celeron и G205M обогнала Atom + ION 2, что говорит о зависимости в том числе и от скорости CPU. Zacate APU показывает более высокий результат, но до двухъядерного Athlon Neo с Radeon HD 4330 всё же не достаёт.

Ни одна из представленных в материале систем не даёт приемлемой частоты кадров даже при минимальных настройках. Разве что самая мощная система с Radeon HD 4330 ещё как-то со скрипом обеспечивает минимальные 25 FPS. А при более высоких настройках скорость просаживается до 10-15 средних FPS, что просто неприемлемо.

В целом, по игровым тестам можно сделать несколько выводов о 3D-производительности решений AMD, Nvidia и Intel, предназначенных для ультрамобильных платформ. Разница в производительности между представленными моделями была не слишком большой, и в тестах, где скорость ограничена центральным процессором, выделялся ноутбук с Celeron T3300, потребляющим заметно больше энергии, а в остальных играх первенствовали остальные системы, сменяя друг друга.

На фоне прочих протестированных решений Zacate E-350 показал себя весьма неплохо, хотя никаких откровений мы не обнаружили. В целом, его уровень чуть выше обычной слабенькой ультрамобильной графики. Но дело даже не в сравнении цифр средней частоты кадров, а в том, что CPU и GPU такого уровня чаще всего всё ещё не способны обеспечить минимальную играбельность в режиме даже самых низких настроек. Хотя, при минимальных параметрах качества можно ещё и снизить разрешение рендеринга, может хоть тогда можно будет получить желаемые 30 FPS…

Это совсем не критика какого-то отдельного решения, просто мы в очередной раз убедились, что для современных требовательных игр нетбук или соответствующий ему по мощности компактный ноутбук подходит плохо, а то и вообще никак. Играм нужны как ещё более мощное видеоядро, так и более производительные CPU, чем имеют и Zacate и Atom. Но у ультрамобильных ПК есть другие сильные стороны, которым не могут ничего противопоставить другие системы, даже мобильные — они позволяют долго работать при отсутствии подключенного питания.

Энергопотребление

Итак, с тестами производительности мы закончили и расстановка сил стала более-менее понятной. Zacate APU может и не был всегда среди лидеров, но это связано с тем, что победители потребляют больше энергии, особенно это касается мобильной системы с процессором Celeron T3300. А у Zacate просто обязано быть преимущество в виде меньшего энергопотребления и большего времени автономной работы от аккумуляторных батарей, так как интегрированное видео, встроенное в один кристалл с ядрами CPU, в этом случае потребляет меньше энергии.

К сожалению, мы не имели возможности провести полноценные тесты потребления. Но во время прохождения тестов производительности мы также замеряли и энергопотребление тестовой системы на платформе Brazos, для чего использовался внешний измеритель, втыкаемый в розетку питания на входе. Понятно, что такой метод оценки не 100% корректен и не учитывает эффективности блока питания, не говоря уже о том, что системная плата и её элементы были далеки от того, что будет применяться в ноутбуках. Именно поэтому сравнивать потребление данной системы с другими в таких условиях просто не имеет особого смысла — лучше дождаться готовых продуктов.

Но мы всё же укажем несколько цифр. Реальное потребление инженерного образца не превышало 30-31 Вт при полной нагрузке на CPU и GPU, а в состоянии простоя наша тестовая система потребляла порядка 11-12 Вт. Интересно, что при нагрузке исключительно на CPU (тест рендеринга в Cinebench или архиваторах) цифра потребления всей системы составила 21-22 Вт.

У нас нет замеренных аналогичных цифр для остальных протестированных систем, но судя по другим исследованиям, замеренные нами цифры примерно на 10 Вт меньше, чем у ноутбука с двухъядерным Intel Atom и Nvidia ION 2 в качестве видеоядра. По оценке компании AMD, батареи типичной для таких продуктов ёмкости позволят обеспечить до 8-10 часов автономной работы.

Ещё один штрих к практическому энергопотреблению и тепловыделению Zacate. Кулер на APU там установлен простенький — небольшой алюминиевый радиатор с нешумным вентилятором. При этом, частота вращения вентилятора изменялась в зависимости от нагрузки, а иногда он и вовсе останавливался, что явно говорит о небольшом тепловыделении.

Была у нас и возможность измерить температуру радиатора, и максимальной отмеченной получилась температура чуть больше 94 градусов Фаренгейта, то есть около 34,5 градусов Цельсия. И это — при длительной максимальной нагрузке на CPU и GPU ядра чипа Zacate. Во время замеров был запущен указанный в начале статьи набор из трёх приложений с различной нагрузкой: NBodyGravityCS11, Hyper PI и медиаплеер.

Заключение

Подведём итоги по предварительному анализу производительности тестовой системы на основе Zacate APU. Если оценивать мощность его CPU части, то можно сказать, что протестированный инженерный образец Zacate показал себя с хорошей стороны, в большинстве тестов обогнав аналог Intel — двухъядерный Atom, работающий на более высокой частоте в 1,8 ГГц. Хотя было несколько тестов и с обратной ситуацией.

Что касается возможностей видеоядра этого APU, то производительность Radeon HD 6310 оказалась несколько выше скорости видеоядра Nvidia ION 2, имеющегося в составе системы на базе Atom. Но вот дискретному Radeon HD 4330, имеющем примерно схожие теоретические скоростные показатели, Radeon HD 6310 чаще всего, увы, немного уступал. Вероятно, это связано как с меньшей пропускной способностью видеопамяти, так и с тем, что в случае APU она ещё и делится между CPU и GPU ядрами.

Естественно, в основные плюсы решения Zacate можно записать то, что этот APU содержит и CPU и GPU на одном кристалле, что означает меньшее энергопотребление, тепловыделение, а вместе с этим — и лучшую энергоэффективность. И в этом — главное преимущество всей линейки APU компании AMD и вообще Fusion.

Ещё раз повторимся, что этот материал — лишь первый взгляд на Zacate, это предварительные тесты нового чипа AMD в виде инженерного образца. Понятно, что условия были достаточно далёкими от того, что мы увидим в полноценных рыночных продуктах, поставки которых, к слову, начнутся уже в этом году, а в продажу поступят в начале 2011. Так что думаем, что скоро у нас появится возможность полноценного тестирования мобильной платформы AMD Brazos уже в виде готового решения.

Но уже сейчас про Zacate можно сказать, что он нам понравился, и мы считаем, что это очень хорошее предложение для сегмента недорогих и лёгких ноутбуков в ценовом секторе порядка $400-500. APU принесёт в этот диапазон довольно мощное видеоядро и CPU, сохранив при этом энергопотребление, близкое к показателям нетбуков (то есть, решений совсем другого класса). А именно это является наиболее важной характеристикой для ультрамобильных ноутбуков, а совсем не мощность CPU и GPU, которые в Zacate вполне достаточны для его задач.

Пусть производительность Zacate в целом лишь чуть больше той, что мы получили от пары Intel Atom D525 и Nvidia ION 2, но AMD добилась этой скорости на одном маленьком чипе площадью 75 мм², нуждающемся лишь в 18 Вт. При этом, ядра их CPU в среднем быстрее ядер Intel Atom, а видеоядро Zacate не только схоже или несколько быстрее аналогичного решения в ION 2, но и имеет лучшие возможности в виде поддержки функций DirectX 11. При этом, энергоэффективность Zacate явно превосходит показатель системы на Intel Atom и ION 2.

Получается, что преимущество Zacate перед топовым Atom, выступающим при поддержке ION 2, есть и по скорости и по потреблению энергии. А что получается по сравнению с другими платформами, участвовавшими в нашем тесте? Производительность CPU ядер в этом APU оказалась близкой к скорости Athlon Neo X2 L310, а скорость GPU почти сравнялась со скоростью дискретного решения Radeon HD 4330. Celeron T3300 был намного быстрее в наших тестах, но он (только CPU) и потребляет вдвое больше энергии, так что это неудивительно.

Подводя итог, отметим, что мы уверены в том, что Zacate придётся пользователям по вкусу. Его применения можно ожидать в компактных ноутбуках, массовых мобильных ПК с более крупными экранами, да и для компактных ПК эта платформа отлично подойдёт. Тем более, что стоимость решения AMD ожидается ощутимо ниже, чем у того же двухъядерного Atom и ION 2.

На данный момент этот APU обеспечивает явно лучшие возможности и характеристики за его цену, по сравнению с конкурентами. Но ведь и Intel не будет сидеть, сложа руки. Будет очень интересно посмотреть и на их вариант гибридной процессорной архитектуры, предназначенной для нетбуков и ультрапортативных систем. При такой возможности мы обязательно протестируем и сравним решения в виде готовых ноутбуков.

P. S. В качестве бонуса к статье — несколько фотографий едва проснувшегося Остина. Времени на знакомство с городом оставалось крайне мало, да и погода этому не очень способствовала — обычно в это время в Техасе жара и солнце, а тут, как назло, на данную местность напал циклон, затянувший небо и принесший продолжительные дожди. Зато у автора родилась метафора: будущее Fusion кажется нам далеко не таким хмурым, каким видится пасмурное утро на этих фотографиях: