Процессоры для ноутбуков

Ноутбуки – класс компьютеров более широкий, чем настольные ПК. Ноутбуки бывают очень разные: от маленьких и лёгких субноутбуков до полноценных офисных мобильных ПК, от дешёвых «рабочих лошадок» до дорогих мультимедийных монстров, наконец, от «настольников», которые покидают офис не так уж часто, до моделей, призванных работать от аккумулятора в течение долгих часов.

Вполне естественно, что под такое разнообразие всевозможных конфигураций необходим и столь же разнообразный выбор процессоров. И если в классе процессоров настольных играют роль, по большому счёту, только цена и производительность, то в случае мобильных ПК к этим характеристикам добавляется ещё один не менее важный параметр – энергопотребление, и не столь критичный (но в некоторых случаях играющий свою роль) – размер процессора.

Более разнообразен и список производителей мобильных процессоров – по сравнению с «настольным» рынком, где их фактически два с половиной, на рынке мобильных процессоров игроков четыре (правда, здесь Intel лидирует с б_о_льшим отрывом), и все они имеют достаточно интересные решения. О каждом из производителей мы расскажем в отдельной части статьи – дабы в будущем нам было удобнее ссылаться на этот обзор при рассмотрении конкретных ноутбуков.

• Часть первая. Мобильные процессоры Intel
• Часть вторая. Мобильные процессоры AMD
• Часть третья. Мобильные процессоры Transmeta
• Часть четвертая. Мобильные процессоры VIA

Мобильные процессоры Intel

Компания Intel хорошо постаралась на рынке процессоров для ноутбуков. Сказать, что ассортимент мобильных процессоров Intel велик – значит, ничего не сказать. Фактически, какой бы ноутбук ни хотел спроектировать производитель, для этого всегда найдётся подходящий процессор Intel. Хотите ультратонкий компьютер с ультранизким потреблением энергии? Пожалуйста, вот вам Pentium M ULV. Хотите подешевле? Не вопрос – берите Celeron M ULV. Или хотите быстрый, но при этом не слишком прожорливый ноутбук? Есть Pentium 4 – M. Может быть, хотите сэкономить и забыть про низкое энергопотребление? Тогда к вашим услугам обычный «настольный» Pentium 4, пользователь даже не заметит отсутствия буквы «M» в названии…

Теперь поговорим обо всём этом многообразии более подробно. Начнём, естественно, с хитового семейства Pentium M, входящего в состав платформы Centrino.

Pentium M

Современный Pentium M принципиально мало отличается от своего настольного собрата, хотя отличия, естественно, есть. Например, во всех процессорах Pentium M отсутствует поддержка HyperThreading. Процессорная шина относительно «тонкая» – до недавнего момента лишь 400 МГц, с появлением платформы Sonoma частота возросла до 533 МГц. Да и частоты процессора в полтора раза меньше, чем у настольных Pentium. Зато кэш-памяти второго уровня у Pentium M в два раза больше, что немного сокращает разрыв в производительности.

Основные характеристики процессоров этого семейства таковы:

Семейство можно разделить на категории по нескольким параметрам. Во-первых, это деление по напряжению на ядре и, соответственно, по уровню энергопотребления. По этому признаку выделяются:

•  Pentium M , так сказать, «обычные»;
•  Pentium M Low Voltage (LV, номера моделей заканчиваются на «8»);
•  Pentium M Ultra Low Voltage (ULV, номера моделей заканчиваются на «3»).

Во-вторых, это классификация по используемому ядру:
•  Dothan : новое ядро, производится по техпроцессу 0,09 мкм, имеет 2 Мбайта кэша второго уровня на борту.
•  Banias : предыдущее поколение, производится по техпроцессу 0,13 мкм, кэша «всего» 1 Мбайт. В текущей линейке Pentium M таких процессора всего два (LV и ULV, самые младшие модели в этих категориях).

Процессоры, построенные на ядре Dothan, в свою очередь, можно разделить ещё на два «подвида»:
• с частотой шины 400 МГц (номера моделей заканчиваются на «5»);
• с частотой системной шины 533 МГц (номера моделей заканчиваются на «0»).

Итак, посмотрим на весь текущий модельный ряд семейства Pentium M:

Celeron M

Категоризация Celeron M более лаконична, это семейство можно разделить лишь по двум параметрам. Во-первых, по используемому ядру:
• техпроцесс 0,13 мкм, количество кэш-памяти второго уровня на борту 512 Кбайт;
• техпроцесс 0,09 мкм, кэш L2 в два раза больше – 1024 Кбайт.

Во-вторых, по энергопотреблению Celeron M делится на два подсемейства:
• «обычный» Celeron M;
• Celeron M ULV (Ultra Low Voltage).

Говорить о Celeron M подробно не имеет особого смысла – как и в случае с настольными процессорами, Celeron M являются урезанными по количественным характеристикам версиями Pentium M: вдвое меньшего размера кэш L2, меньше предельные частоты, меньше максимально доступная частота шины.

Полностью текущая линейка Celeron M выглядит так:

Если выстроить текущую линейку Centrino-процессоров в сетке координат производительность-энергопотребление, то получится примерно такая картинка:

При этом тактовая частота варьируется от 900 до 2133 МГц, а энергопотребление от 7 до 35 Вт. Таким образом, линейка охватывает практически весь спектр возможных мобильных решений, разве что кроме наиболее производительных мультимедийных ноутбуков. А если учесть отсутствие мобильных видеочипов, сравнимых по производительности с настольными топовыми видеокартами, мощности старших моделей Pentium M должно хватать и на применение в игровых ноутбуках.

Mobile Pentium 4

Согласно новому, «пронумерованному» модельному ряду процессоров Intel, к семейству Mobile Pentium 4 принадлежат следующие модели:

Все эти процессоры поддерживают HyperThreading и имеют несколько более низкое, чем настольные Pentium 4, энергопотребление.

Естественно, в ноутбуки устанавливаются и настольные процессоры Pentium 4 и Celeron. Но здесь мы не будем их рассматривать, поскольку про них уже написано немало и постоянно пишется ещё больше, а отошлём вас за подробностями к нашим разделам «Процессоры» и «Платформа».

Мобильные процеccоры AMD

Как и в секторе настольных процессоров, на «мобильном фронте» компания AMD имеет в своём модельном ряду три наименования процессоров. Во-первых, «старичок» Athlon XP-M, производительности которого должно по идее сегодня хватать с головой в случае ноутбука (а если ещё вспомнить его заманчивую стоимость...). Во-вторых, современный Mobile Athlon 64, и, наконец, в-третьих – его младший брат Mobile Sempron.

Про процессоры эти написано уже немало, в том числе, и на нашем сайте, так что за подробным их описанием отсылаем вас к соответствующим статьям:

• Athlon 64, Athlon 64 FX и Pentium 4. Часть первaя.
• AMD Athlon XP 3000+: детальные тесты нового процессора на ядре Barton.

А здесь мы поговорим об отличиях мобильных версий от версий настольных.

Mobile Athlon 64

Компания AMD очень любит маркетинговую путаницу – эта традиция берёт своё начало ещё в 90-х годах, когда процессоры AMD 586 маркировались с использованием рейтинга относительно Pentium (ещё первого Pentium, естественно). Продолжением этой истории стал Athlon XP, маркировавшийся исключительно в невразумительных, но зато отлично влияющих на сознание потребителя «плюсиках». Наконец, запуск Athlon 64 ознаменовался новым витком запутывания потребителя – появилась линейка Athlon 64 FX, размер кэш-памяти, частоты, двухканальность контроллера памяти перемешались в рейтингах и номерах моделей процессоров AMD так сложно, что выбор оптимального процессора требует изрядного времени на ознакомление с текущей ситуацией.

С мобильными Athlon 64 ситуация несколько иная. Здесь вместо путаницы с рейтингами компания использует путаницу с более важной для ноутбуков характеристикой – тепловыделением. Хотя и «игра с рейтингами» тоже есть, но всё же в меньших масштабах.

Как видите, покупая Mobile Athlon 64, можно приобрести один из трёх вариантов процессора, заметно отличающихся тепловыделением и, как следствие, энергопотреблением. Между прочим, первый вариант (Mobile Athlon 64 с термопакетом 81,5 Вт) отличается от настольного Athlon 64 всего на 7,5 Вт, то есть даже меньше, чем на 10%. Отличить его от второго варианта не представляется возможным, так что придётся надеяться на честность производителя. Третий вариант, Low-Power Mobile Athlon 64, представляется наиболее интересным, но такой ноутбук ещё придется поискать, потому что цена такого процессора заметно выше:

Mobile Sempron

С Mobile Sempron, надо заметить, путаницы гораздо меньше (не считая небольшой игры с объёмом кэш-памяти, но это хотя бы можно проверить при покупке).

Да и моделей значительно меньше:

Благодаря меньшему количеству путаницы, заметно более низкой стоимости процессоров (в среднем около $40 на момент написания этой статьи) и производительности, достаточной для подавляющего большинства задач, которые в принципе способен решать ноутбук, приобретение мобильного ПК на процессоре из семейства Mobile Sempron представляется более привлекательным, нежели на процессоре Mobile Athlon 64 – особенно, если удастся раздобыть модель с Mobile Sempron LV 2800+.

Athlon XP-M

Хоть компания AMD и объявила о прекращении развития направления Athlon XP, это не мешает процессору до сих пор благополучно продаваться. В том числе, и в мобильном варианте.

Модельный ряд Athlon XP-M достаточно разнообразен для «полумёртвого» направления:

Конечно, энергопотребление заметно выше, чем, скажем, у процессоров платформы Centrino, но зато и цены заметно ниже – Athlon XP-M «стартует» примерно от $70, что делает его одним из самых дешевых мобильных процессоров при весьма неплохой производительности. Что мы и наблюдаем на рынке – ноутбуки на Athlon XP-M нынче обретаются в нижнем ценовом сегменте.

Мобильные процессоры Transmeta

На сегодняшний день компания разработала два семейства процессоров – Crusoe и Efficeon. И то, и другое семейства не являются х86-процессорами, ядра работают с собственным набором инструкций, так называемым VLIW (Very Long Instruction Word), совместимость же с повсеместно используемым х86-кодом достигается с помощью специального программного обеспечения, называемого компанией Code Morphing software. Проиллюстрировать работу этой не слишком простой системы можно следующей схемой:

Или, совсем упрощённо, вот такой (по каким-то причинам компания в последнее время предпочитает именно эту картинку, хоть она и содержит на порядок меньше полезной информации):

Кроме такой необычной совместимости с х86-кодом, процессоры Transmeta имеют ещё несколько весьма интересных особенностей. Например, это первые процессоры на рынке персональных компьютеров (не берём в расчет всякую серверно-воркстейшеновую экзотику), приобретшие встроенный контроллер памяти – между прочим, на пару лет раньше, чем это произошло с AMD Athlon 64.

Кроме того, в процессорах Transmeta реализована функция LongRun (нечто похожее на Intel’овский SpeedStep) – этакая «подгонка» производительности и, как следствие, энергопотребления под текущие нужды пользователя. Например, в случае Crusoe TM5600, компания приводит вот такую таблицу энергопотребления в зависимости от «текущей обстановки»:

Естественно, эта система помогает снизить не только энергопотребление, но ещё и тепловыделение, благодаря чему компьютеры на базе процессоров Transmeta могут быть тише и легче.

Ещё одна «фирменная фишка» Transmeta – небольшие размеры корпусов процессоров, это мы проиллюстрируем позже в описаниях конкретных моделей. Для масштаба будем использовать пятирублевую монету, её размер – 25 мм в диаметре, в чём вы можете убедиться с помощью линейки. :)

А теперь посмотрим на весь ассортимент продукции.

Crusoe

Семейство состоит из трёх пар процессоров, имеющих свои особенности. Один из процессоров в каждой паре является производительной версией (с более высокими тактовыми частотами и большим кэшем второго уровня 512 Кбайт), а второй – экономичной во всех отношениях версией (кэш L2 256 Кбайт, низкие частоты).

Crusoe TM5600/TM5400

Самая младшая модель в линейке Crusoe. Обладает следующими характеристиками:

На блок-схеме процессор выглядит довольно замысловато:

Хочется выделить несколько наиболее интересных моментов:
• огромное по тем временам количество кэш-памяти;
• поддержку как «обычной» SDRAM, так и DDR SDRAM;
• крайне невысокое энергопотребление;
• небольшие размеры корпуса процессора.

Эти достоинства обеспечили высокую популярность Transmeta Crusoe среди субноутбуков. Фактически, большинство ультракомпактных ноутбуков начала этого века несло на борту именно такой CPU. Производительность этих машинок была не так высока, как у компьютеров на базе процессоров Intel, зато они могли очень долго работать от одного заряда батареи, имели крайне скромные габариты и весили около одного килограмма.

Crusoe TM5800/TM5500

Логичное развитие процессора Crusoe – переход на 130-нанометровый техпроцесс.

Структура процессора не претерпела каких-либо изменений, вся функциональность та же самая. Используется та же упаковка, поддерживаются те же типы памяти. Но благодаря более тонкой технологии производства удалось не только в полтора раза повысить максимальную тактовую частоту, но и значительно снизить энергопотребление (5,1 Вт у нового процессора с частотой 667 МГц против 7,3 Вт у старого).

Crusoe TM5900/TM5700

Следующий, завершающий этап эволюции Crusoe. Техпроцесс остаётся без изменений, на сей раз изменяется функциональность и упаковка. Убран контроллер устаревшей памяти SDRAM. А размеры корпуса теперь составляет лишь 21х21 мм – заметно меньше пятирублевой монеты.

Соответственно, немного изменилась и схема процессора:

Efficeon

Наконец, в прошлом году появился новый процессор от Transmeta, получивший «говорящее» имя Efficeon. Техпроцесс остался прежним, а вот функциональность существенно изменилась по сравнению с Crusoe.

Efficeon 8600/8620

Первый процессор в линейке Efficeon имеет номер 8600, парного экономичного процессора он не имеет, зато имеет парный «малогабаритный» – TM8620. За исключением упаковки, эти модели идентичны:

Итак, что же добавилось по сравнению с Crusoe:
• встроенный контроллер AGP (вполне естественно, графических чипов с интерфейсом PCI в природе уже не осталось);
• поддержка стандартной на сегодня памяти DDR PC2100/PC2700;
• связь с южным мостом теперь осуществляется по высокоскоростной шине HyperTransport с пропускной способностью до 1,6 Гбайт/с;
• вдвое увеличился кэш второго уровня;
• также вдвое увеличился и кэш инструкций первого уровня.

Что касается упаковки, то стандартная версия чипа (TM8600) стала чуть меньше стандартных версий Crusoe, а «компактная версия» (TM8620) имеет те же размеры, что и Crusoe TM5900 – 21x21 мм, меньше пятирублевой монеты. Учитывая, что размер кристалла вырос почти вдвое, такая миниатюризация впечатляет ещё больше.

Благодаря всем этим улучшениям производительность увеличилась примерно на 40%.

Efficeon 8800

Наконец, последний на сегодня анонсированный процессор Transmeta – Efficeon 8800. Функционально полный аналог 8600, но производится по новейшему техпроцессу 0,09 мкм. На практике это означает на порядок меньшее энергопотребление. К сожалению, на тестирование в нашей лаборатории ноутбуки на этом процессоре еще не попадали, поэтому оценить практический прирост автономной работы мы не можем.

Мобильные процессоры VIA

Подробно о процессорах и платформах VIA вы можете прочитать в статье «VIA EPIA: райская платформа вчера, сегодня, завтра...», а здесь мы лишь перечислим доступные модели процессоров и приведём их технические характеристики.

Всего на данный момент доступно четыре линейки процессоров VIA – настольный C3, мобильный C3-M, Eden ESP для особо чувствительных к энергопотреблению устройств и, наконец, миниатюрный Eden-N («N» взята от слова «Nano»).

Частоты процессоров VIA невысоки, производительность тоже оставляет желать лучшего. Но зато их низкое тепловыделение позволяет строить на их базе компактные, лёгкие и бесшумные системы. Жаль, что производители ноутбуков не всегда используют эти положительные качества процессоров VIA, зачастую используя их в больших и тяжёлых настольных ноутбуках класса Low-end.

VIA C3

Настольный процессор от VIA пока доступен в двух вариантах – большом корпусе под Socket-370 и маленьком EBGA, предназначенном для впаивания в материнские платы без использования сокета.

В принципе, для использования в ноутбуках предназначена другая версия процессора – C3-M. Но, как говорится, поставщик предполагает, а сборщик располагает. Поэтому совсем не факт, что в готовом компьютере попадётся именно мобильная, а не настольная версия. Поэтому лучше знать об отличиях (не слишком многочисленных, но всё же), дабы было легче подобрать искомую модель.

Вот так выглядят общие характеристики этой линейки процессоров:

В текущей линейке присутствуют, в том числе, и две модели Low Power:

Чуть ниже мы сравним энергопотребление С3 и С3-М.

VIA C3-M

Мобильная версия процессора VIA C3 отличается тем, что поставляется только в упаковке EBGA

и использует пониженное напряжение, в связи с чем энергии потребляет заметно меньше.

На момент написания статьи доступны были следующие модели процессора VIA C3-M:

Как видите, для старших моделей С3 и С3-М разница потребления энергии составляет всего 1-2 Вт, а вот для младших уже более существенные 4-5 Вт. Это позволяет ожидать, что в более производительных ноутбуках на базе С3 будут применяться всё же настольные процессоры, а в моделях, рассчитанных на долгое время работы от батарей – менее производительные модификации С3-М.

VIA Eden ESP

Поставляется в стандарнтой для процессоров VIA упаковке EBGA размером 35х35 мм:

Аббревиатура ESP означает «Embedded System Platform», то есть процессор предназначен для «встройки» в различные околокомпьютерные системы – тонкие клиенты, «продвинутые» кассовые аппараты, оборудование для IP-телефонии и и прочее. В общем, в системы, которые не требуют высокой производительности процессора, но достаточно чувствительны к:
а) размерам
б) энергопотреблению
в) стоимости

В принципе, ничто не мешает построить на базе такого процессора и ноутбук, благо, энергопотребление у него минимальное.

Линейка Eden ESP весьма многочисленна и многообразна, доступны как модели, произведенные по новому техпроцессу 0,13 мкм, так и по старому 0,15; тактовая частота варьируется в очень широких пределах:

VIA Eden-N

Самый маленький в мире х86-процессор, пожалуй, это самая интересная из разработок VIA. Его размер составляет всего лишь 15х15 миллиметров!

Равно как и VIA Eden ESP, Eden-N предназначен для использования в разнообразных встраиваемых системах. Но может использоваться и в мобильных компьютерах – например, в планшетных ПК.

Разнообразие модельного ряда заметно меньше, нежели у Eden ESP – доступно всего четыре модели, зато с минимальным энергопотреблением:

Итак, в этой статье мы рассмотрели все современные процессоры, предназначенные для использования в ноутбуках (по крайней мере все, принадлежащие к платформе Wintel) и даже некоторые не совсем предназначенные. Надеемся, что наш обзор поможет вам разобраться, какой процессор подойдёт наилучшим образом именно вам и сделать оптимальный выбор при покупке ноутбука.
В качестве заключения позвольте предложить вам вот такую небольшую табличку, в которой современные мобильные процессоры выстроены по убыванию энергопотребления.

В ближайшем будущем мы планируем выпустить подобную статью, посвященную мобильным видеосистемам, поскольку эта тема нуждается в освещении, пожалуй, даже больше, чем мобильные процессоры.