بررسی عمیق پردازنده‌های Baytrail و هسته‌های Silvermont اینتل برای تبلت‌ها

اولین سیستم روی یک چیپی که از هسته‌های سیلورمونت بهره می‌برد، خانواده‌ی تراشه‌های Bay Trail است. بی‌ترِیل نهایتاً چهار هسته‌ی سیلورمونت را در خود جای می‌دهد و اینتل برای اولین بار از پردازنده‌ی گرافیکی خودش در چنین تراشه‌هایی استفاده کرده است. در حقیقت به جای پردازنده‌ی گرافیکی طراحی شده توسط کمپانی ایمجینیشن تکنالوجیز، از پردازنده‌ی گرافیکی موجود در سری آیوی‌بریج استفاده می‌شود. منظورمان همان پردازنده‌های HD 4000 است که در تراشه‌های بسیاری از لپ‌تاپ‌ها شاهد هستیم.

اولین تبلتی که قلب تپنده‌ی بی‌تریل اینتل را در خود جای داده تا قبل از انتهای سال ۲۰۱۳ روانه‌ی بازار خواهد شد. هم اندروید و هم ویندوز 8.1 ممکن است از این تراشه‌ها استفاده کنند. در مورد قیمت هم انتظار اینتل این است که در تبلت‌ها و وسایل ترکیبی زیر ۵۹۹ دلار از بی‌تریل استفاده شود و وسایل گران‌قیمت‌تر سراغ پردازنده‌های قوی‌تر هسول بروند.

بی‌تریل هم مثل تمام اعضای نسل‌های قبلی اتم در چند اندازه و برای چند نوع مصرف عرضه می‌شود. اما تفاوت آن با نسل‌های قبلی اتم این است که احتمالاً عنوان پنتیوم و سلِرون را که پیش از این به تراشه‌های دستاپ و لپ‌تاپ اینتل اختصاص داشت را اختیار می‌کند. فعلاً اینتل جزئیات بیشتری در این رابطه منتشر نکرده و برنامه‌هایی که برای سیلورمونت دارد، کاملاً آشکار نیست.

احتمالاً نوت‌بوک‌ها با تراشه‌های بی‌تریلی به نام پنتیوم N3000 و سلرون N2000 عرضه می‌شود و دسکتاپ‌ها نیز از تراشه‌های پنتیوم J2000 و سلرون J1000 بهره‌مند خواهند شد. به نظر می‌رسد که تمام مدل‌های پنتیوم ۴ هسته‌ای و برخی سلرون‌ها ۲ هسته‌ای و برخی ۴ باشند.

خوشبختانه در دنیای تبلت‌ها وضعیت ساده‌تر از این‌ است. اینتل برای تمام تبلت‌های مبتنی بر بی‌تریل، از تراشه‌هایی با عنوان اتم استفاده می‌کند. در واقع دو سری ۴ هسته‌ای و ۲ هسته‌ای یعنی به ترتیب Z3700 و Z3600 برای تبلت‌ها در نظر گرفته شده‌اند.

هر دو نوع دو و چهار هسته‌ای اساساً یک طراحی فیزیکی دارند. به بیان دیگر قالب مدل‌های ۲ هسته‌ای برگرفته از قالب مدل‌های ۴ هسته‌ای است. هنوز در مورد تعداد ترانزیستورها و نیز مساحت قالب تراشه اطلاعاتی منتشر نشده است که به نوعی ناامیدکننده است چرا که اپل چند روز پیش با رونمایی از آیفون 5S اطلاعات مربوط به تعداد ترانزیستور و مساحت تراشه‌ی A7 را به طور کامل منتشر کرد.

طراحی داخلی بی‌تریل به نظر بسیار جالب می‌رسد. هسته‌‌های پردازنده‌ی اصلی فعال شده‌اند و هر جفت دارای کش مشترک یک مگابایتی L2 می‌باشند بنابراین مدل‌های ۴ هسته‌ای دارای دو مگابایت کش L2 هستند. متأسفانه اینتل به دنبال سایر تولیدکنندگان تراشه‌های وسایل همراه تنها با اعلام بالاترین سرعت کلاک مدل‌های مختلف، تراشه‌های خود را تبلیغ می‌کند:

اما سرعت معمولی و سرعت بیشینه در حالت Turbo در مدل‌های مختلف به صورت زیر خواهد بود:

در مجموع فرکانس کاری معمول بین ۱.۳۳ تا ۱.۴۶ گیگاهرتز است و در حالت توربو بین ۱.۸۳ تا ۲.۴ گیگاهرتز می‌باشد.

بی‌تریل هم مثل A7 اپل یک معماری ۶۴ بیتی است ولی به نظر می‌رسد که در زمان عرضه، هیچ سیستم عامل ۶۴ بیتی برای آن وجود نداشته باشد. فعلاً ویندوز 8.1 با برخورداری از حالت استندبای متصل به شبکه تنها به صورت ۳۲ بیتی در دسترس است و اندروید هم به شکل ۳۲ بیتی عرضه شده است. ولیکن هر دو مورد به زودی به سیستم عامل‌هایی با پشتیبانی از معماری ۶۴ بیتی بی‌تریل تبدیل می‌شوند.

در رابطه با واسط حافظه‌ی رم به نظر می‌رسد که بی‌تریل حرف جدیدی برای گفتن ندارد. می‌توان از دو حافظه‌ی LPDDR3 با واسط ۶۴ بیتی استفاده کرد که پهنای باس کلی ۱۲۸ بیت می‌شود و یا می‌توان از یک کانال DDR3L با پهنای باس ۶۴ بیت استفاده کرد. اولین مورد از این نمونه را در تراشه‌های A5X و A6X اپل شاهد بودیم، همان‌طور که در پردازنده‌های معمولی Core i3,5,7 وجود دارد.

بیشینه‌ی فرکانس کاری حافظه در حالت اول ۱۰۶۶ مگاهرتز و در حالت دوم ۱۳۳۳ مگاهرتز می‌باشد. مزیت حافظه‌ی DDR3L با فرکانس ۱۳۳۳ مگاهرتز هزینه‌ی پایین‌تر آن است و اجازه‌ی استفاده از تراشه‌های بی‌تریل در محصولات ارزان‌قیمت بازار را به تولیدکننده می‌دهد.

همان‌طور که گفته شد پردازنده‌ی گرافیکی محصول اینتل است، در واقع از هفتمین نسل پردازنده‌های گرافیکی اینتل استفاده شده که مشابه مدل‌های مورد استفاده در پردازنده‌های نسل سوم Core i می‌باشد. شاید این کوچ اینتل کمی زود بوده باشد و در تراشه‌های Merrifield که همتای بی‌تریل برای بازار گوشی‌های هوشمند هستند، از این پردازنده‌ها استفاده نشود اما به هر حال مسیر اینتل این است که در آینده از پردازنده‌های گرافیکی خود در کنار پردازنده‌های اصلی خود استفاده کند و در هزینه‌ی استفاده از لایسنس سایر کمپانی‌های بزرگ مثل ایمجینیشن تکنالوجیز را صرفه‌جویی نماید.

اما به مشخصات پردازنده‌ی گرافیکی بپردازیم. به جای ۱۶ واحد اجرایی یا EU که در آیوی‌بریج GT2 یا HD 4000 وجود داشت، تنها چهار واحد در بی‌تریل حضور دارد. این چهار واحد دقیقاً مشابه ۱۶ واحدی هستند که در آیوی‌بریج دیده بودیم. فرکانس پردازنده‌ی گرافیکی بین ۳۱۱ مگاهرتز تا ۶۶۷ مگاهرتز و در مورد مدل‌هایی که حافظه‌ی DDR3L دارند تا ۶۶۸ مگاهرتز نیز بالا می‌رود. توان مصرفی بین پردازنده‌ی گرافیکی و هسته‌های پردازنده‌ی مرکزی به صورت اشتراکی توزیع می‌شود.

پردازنده‌ی گرافیکی بی‌تریل از DirectX 11 و OpenGL ES 3.0 پشتیبانی می‌کند. متأسفانه این پشتیبانی به ویندوز محدود می‌شود. در اندروید هنوز مشخص نیست که آیا چیزی بیشتر از OpenGL ES 2.0 پشتیبانی می‌شود یا خیر.

در مورد اسکریپ رندرینگ پرسرعت نیز اوضاع به همین منوال است، بی‌تریل از رزولوشن نهایتاً ۲۵۶۰ در ۱۴۴۰ پیکسل برای پورت eDP1.3 یا DP1.2 و رزولوشن 1080p برای HDMI پشتیبانی می‌کند. نوسازی نمایشگر نیز پشتیبانی می‌شود.

بلوک اینکُد و دیکُد (رمزنگاری و رمزگشایی) ویدیو نیز در بی‌تریل تغییر کرده و به جای استفاده از طراحی کمپانی ایمجینیشن از طراحی بومی اینتل استفاده شده است.

برای آزمودن بی‌تریل یا به طور دقیق‌تر مدل Atom Z3770 از تبلت مرجعی که اینتل معرفی کرده استفاده می‌شود. یک تبلت ۱۰ اینچی با رزلوشن ۲۵۶۰ در ۱۴۴۰ پیکسل، ۲ گیگابایت حافظه‌ی رم LPDDR3 با سرعت ۱۰۶۷ مگاهرتز و ۶۴ گیگابایت حافظه‌ی ذخیره‌سازی از نوع eMMC که ویندوز 8.1 ویرایش ۳۲ بیتی روی آن نصب شده است.

نسل قبلی اتم‌ها یعنی خانواده‌ی کلاورتریل در اجرای دسکتاپی ویندوز 8 عملکرد سریع و مطلوبی نداشتند اما در مورد بی‌تریل به نظر می‌رسد که وضعیت دگرگون شده است. البته هنوز هم در بارهای پردازشی سنگین مشکلاتی وجود دارد و نمی‌توان آن را با پردازنده‌های خانواده‌ی هسول مقایسه کرد ولیکن در مجموع اوضاع اتم‌های اینتل بسیار بهتر شده و برای سیستم‌های رده پایین کاملاً مناسب است.

اولین بنچ‌مارک Cinebench است. نتیجه در حالت تک‌تردی به صورت زیر می‌باشد:

در این حالت عملکرد بی‌تریل به زحمت از سیستم-روی-یک-چیپ‌های جدید AMD یعنی کَبینی که از ۴ هسته‌ی جگوار استفاده می‌کنند، بهتر می‌باشد. عملکرد تک‌تردی ملاک اصلی برای تخمین سرعت کار با نرم‌افزارها و در واقع پاسخ‌گویی کلی سیستم است.

اما تفاوت مهم اینتل و AMD در این است که تراشه‌ی Atom Z3770 در این آزمون تنها ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ میلی‌وات مصرف انرژی دارد در حالیکه A4-5000 کمپانی AMD در حالت بی‌کار هم ۷۷۰ میلی‌وات مصرف می‌کند که نشان از برتری مصرف انرژی بی‌تریل دارد.

به تراشه‌ی A10-4600M که از خانواده‌ی ترینیتی و مخصوص وسایل همراه است نیز توجه کنید، عملکرد بی‌تریل در مقایسه با چنین تراشه‌ای که چند ده برابر انرژی مصرف می‌کند، جالب است.

نتیجه در حالت چند تردی:

در این حالت هم کارایی کبینی و بی‌تریل مشابه است، با این تفاوت که بی‌تریل ۲.۵ وات مصرف انرژی دارد و کبینی حدود ۶ وات مصرف می‌کند. پردازنده‌ی لپ‌تاپی پنتیوم 2020M نیز در قیاس با بی‌تریل بسیار قدرتمند است ولیکن چند برابر آن انرژی مصرف می‌کند.

بنچ‌مارک نرم‌افزار 7-Zip که نشان‌دهنده‌ی کارایی تراشه در انجام محاسبات تک‌تردی اینتیجر یا عدد صحیح را بررسی کنید:

بی‌تریل فاصله‌ی زیادی که بین اتم‌ها و آیوی‌بریجی‌ها وجود داشت را کمتر می‌کند ولیکن هنوز فاصله‌ی زیادی با آن دارد. به عنوان مثال در این آزمون سرفیس پرو ۷۰ درصد از بهترین بی‌تریل بهتر بوده است.

نتیجه‌ی همین آزمون در حال چند تردی:

در این حالت تفاوت بی‌تریل و آیوی‌بریج کمتر است. اما به این موضوع توجه کنید که بی‌تریل ۴ هسته دارد و Core i5-3317U یک پردازنده‌ی ۲ هسته‌ایست. البته با استفاده از تکنولوژی هایپرتردینگ اینتل دو هسته‌ی مجازی نیز به آن اضافه می‌شود و عملکرد را بهتر می‌کند.

در نهایت مصرف انرژی در این آزمون بین ۱.۹ تا ۲.۵ وات می‌باشد که نشان از بهینه بودن بی‌تریل برای بازار تبلت‌ها دارد.

سیلورمونت اینتل برتری ۲۹ درصدی نسبت به جگوار AMD دارد. به تفاوت فاحش بین کلاورتریل و بی‌تریل نیز توجه کنید، کارایی ۳ برابر شده است و مشخص است که اینتل شدیداً در بهینه کردن اتم‌ها تلاش کرده است. آیوی‌بریجی با مصرف انرژی ۱۷ وات تنها دو برابر سریع‌تر از بی‌تریل است.

بنچ‌مارک بعدی SunSpider است.

در این بنچ‌مارک بی‌تریل ۲ برابر سریع‌تر از کلاورتریل و آیوی‌بریج ۲ برابر سریع‌تر از آن است. جگوار هم کمی کندتر از بی‌تریل عمل می‌کند.

آخرین بنچ‌مارک پردازنده‌ی اصلی PCMark 7 است. توجه کنید که فضای ذخیره‌سازی نیز در این بنچ‌مارک درگیر می‌شود. تبلت بی‌تریلی از حافظه‌ی eMMC استفاده می‌کند در حالیکه سایر رقبا از دیسک حالت جامد سامسونگ ۸۳۰ بهره می‌برد.

عملکرد بی‌تریل و کبینی در این آزمون همه‌جانبه تقریباً مشابه است. پردازنده‌ی ترینیتی تنها ۳۰ درصد سریع‌تر و پردازنده‌ی ۱۷ واتی آیوی‌بریج ۶۰ درصد بهینه‌تر می‌باشد. در مجموع عملکرد پردازنده‌ی اصلی در بی‌تریل خوب است به شرطی که تولیدکنندگان، سخت‌افزار مناسبی در کنار آن قرار دهند. به عنوان مثال حافظه‌ی eMMC سامسونگ در این تبلت عملکرد رضایت‌بخشی دارد.

مقایسه‌ی بی‌تریل و کبینی در سیستم عامل اندروید جالب‌تر است و در ادامه به آن می‌پردازیم. در این بخش نتایج را در محیط ویندوز 8.1 بررسی می‌کنیم.

در این بخش بی‌تریل رقیبی برای کبینی نیست بلکه در حد برزوی ای‌ام‌دی یعنی مدل E-350 کارایی دارد.

تست فوق اساساً آزمایش چند تردی پردازنده‌ی اصلی است که بی‌تریل در آن ماهر است.

در بخش گرافیک قطعاً کبینی برتری کامل دارد و از نمودار فوق می‌توان به این مهم پی برد.

در این آزمون مشخص می‌شود که پردازنده‌ی گرافیکی بی‌تریل در حد و اندازه‌ی آیپد 4 توانمند است.

به اجرای چند بازی ویندوزی توجه کنید، تنظیمات در حد پایین است و عملکرد کلی بی‌تریل حدود یک سوم مک‌بوک ایر ۱۳ اینچی سال 2012 می‌باشد که خود از پردازنده‌ی آیوی‌بریج با پردازنده‌ی گرافیکی مشابه استفاده می‌نماید.

اندروید نسخه‌ی ۴.۲.۲ روی تبلتی که اینتل به عنوان مرجع طراحی رونمایی کرده نصب شده است. البته نسخه‌ای که نصب شده قبل از بتا است و هنوز به مرحله‌ی آزمایشی هم نرسیده است. ناپایداری‌هایی وجود دارد ولیکن برای ارزیابی توانمندی بی‌تریل می‌توان از آن استفاده کرد.

از مشکلاتی که در رابط کاربری و تخصیص تردها به هسته‌های پردازنده‌ی اصلی وجود دارد می‌گذریم و نتایج بنچ‌مارک‌ها را به تصویر می‌کشیم:

مدتی است که SunSpider از یک بنچ‌مارک عادی به ابزاری برای سنجش بهینه بودن موتور اجرای جاوااسکریپ مرورگرها تبدیل شده است و به عبارتی کارایی واقعی پردازنده را نشان نمی‌دهد. به هر حال تبلت بی‌تریلی اینتل در هر دو نسخه‌ی بنچ‌مارک رتبه‌ی اول را به دست آورده است.

بنچ‌مارک دیگر برای سنجس اجرای جاوااسکریپت Mozilla Kraken Benchmark است که کمتر روی بهینه‌سازی برای آن کار شده و نیز مدت زمان بیشتری لازم دارد. به همین علت نتیجه‌ی آن واقعی‌تر است و بی‌تریل باز هم رتبه‌ی برتر را به دست آورده است.

گوگل اُکتِین نیز یک بنچ‌مارک جاوااسکریپت دیگر است و بی‌تریل برتری ۵۰ درصدی خود نسبت به برترین رقیب را نشان می‌دهد.

در بنچ‌ماک Browsermark تنها اجرای بهتر جاوااسکریپت تعیین کننده نیست بلکه اعمال دیگری که در وب‌گردی موثر است نیز روی نتیجه‌ی بنچ‌مارک اثر می‌گذارد. بنابراین یک آزمون کلی‌تر است و مشخص می‌شود که بی‌تریل کمی نسبت به سیستم روی یک چیپ کوآلکام یعنی MSM8974 که در گوشی LG G2 به کار رفته کندتر عمل می‌کند.

این آزمون ترکیبی از کدهای کامپیال شده مایکروکرنل را دربردارد و کارایی نرم‌افزارهای NDK را نشان می‌دهد. AndBench هم به شکل کدهای جاوا روی Dalvik اجرا شده و هم به صورت نیتیو برای اجرا توسط هسته‌های مختلف بهینه و اجرا شده تا مشکلی که Dalvik در تخصیص تردها به هسته‌های مختلف با آن مواجه می‌شود، برطرف شود. مشخص است که ادعای اینتل درست است و در حالت جاوا کارایی بی‌تریل در حد واقعی خود نیست.

بی‌تریل در بخش پردازنده‌ی اصلی پرچم‌دار است اما در بخش پردازنده‌ی گرافیکی در رتبه‌های میانی جای دارد. در 3DMark بی‌تریل در حد S600 کوآلکام است در حالیکه S800 حدود ۳۵ درصد سریع‌تر عمل می‌کند.

همان‌طور که در بخش ویندوز 8.1 گفتیم، در تست محاسبات فیزیکی تری‌دی‌مارک، پردازنده‌ی اصلی نقش اساسی دارد و بی‌تریل قدرت خود را به رخ رقبا می‌کشد. تنها آیوی‌بریج است که از پس تبلت بی‌تریلی اینتل برمی‌آید.

بنچ‌مارک Basemark X این مزیت را دارد که بیشتر به قدرت پردازنده‌ی گرافیکی وابسته است و در ضمن می‌توان نتایج بررسی آیپدها را در کنار رکوردهای بی‌تریل قرار داد.

در مجموع بی‌تریل کمی ضعیف‌تر از آیپد ۴ است اما نسبت به اَدرنو ۳۲۰ که در S600 کوآلکام به کار رفته و نیز تگرا ۴ انویدیا سریع‌تر عمل می‌کند.

در GLBenchmark 2.7 هم وضعیت بی‌تریل مشابه بنچ‌مارک Basemark X است.

اینتل قبلاً در رابطه با سیلورمونت مدعی شده بود که نسبت به تمام هسته‌های آرم سریع‌تر خواهد بود و با بررسی بنچ‌مارک‌ها مشخص است که به این هدف خود نیز رسیده است. هسته‌های Cortex A15 به کار رفته در انویدیا شیلد و نیز کرِیت ۴۰۰ کوآلکام هیچ یک سریع‌تر از سیلورمونت نیستند. البته تراشه‌ی جدید A7 که در آیفون جدید به کار رفته رقیب دیگری است که باید تا مشخص شدن نتایج بررسی دقیق آن کمی صبر کنیم.

سیلورمونت از نظر مصرف انرژی طراحی بهینه‌ای دارد و در بارهای مختلف پردازشی بین ۱ الی ۲.۵ وات مصرف می‌کند که مشابه سایر تراشه‌های موبایل است.

در عرصه‌ی پردازنده‌ی گرافیکی نیز پیشرفت اینتل قابل ملاحظه است. اینتل امروز یک کمپانی تولید پردازنده‌ی گرافیکی نیز هست در حالی که دیروز تنها به پردازنده‌ی اصلی اهمیت می‌داد. با بررسی بنچ‌مارک‌ها مشخص است که هر واحد پردازشی HD 4000 با یک هسته‌ی PowerVR SGX 544 به کار رفته در آیپد ۴ برابری می‌کند. بنابراین چهار واحد در برابر ۴ هسته‌ی SGX 544 قد علم می‌کنند. ولیکن در رابطه با بهینه بودن رمزگشایی ویدیویی و کیفیت ISP و نیز مصرف انرژی در حالت بی‌کار فعلاً اطلاعی در دست نیست و نمی‌توان آن را با رقبایی مثل کوآلکام مقایسه کرد.

در مجموع می‌توان گفت که بی‌تریل یک تغییر اساسی در خانواده‌ی اتم است و به عنوان اولین قدم جدی اینتل در بازار محصولات همراه، بسیار عالی است. باید منتظر تراشه‌های سری مری‌فیلد که از هسته‌های سیلورمونت استفاده می‌کنند و برای گوشی‌های هوشمند طراحی شده‌اند باشیم و در سال‌های آتی اوضاع اینتل را مجدداً بررسی کنیم.

حرف آخر اینکه طراحی محصولاتی که از بی‌تریل استفاده می‌کنند هم بسیار مهم است. در بازار تبلت‌ها، آیپد از یک سو و نکسوس‌ها از سوی دیگر به رقابت جدی خود با اینتل می‌پردازند. بنابراین طراحی‌های برتر و کیفیت مطلوب دو عامل کلیدی در موفقیت اینتل خواهد بود.

نظر شما در رابطه با بی‌تریل چیست و آیا اینتل در بازار محصولاتی مثل تبلت و گوشی نیز موفق خواهد شد؟