Intel Braswell: тестирование нового поколения энергоэффективных процессоров на платформе ASRock

Материнские платы с интегрированными процессорами на борту трудно назвать объектами интереса энтузиастов. Такие платформы с невысокой производительностью и ограниченными возможностями расширения у многих традиционно вызывают лишь кривую ухмылку. Однако расчётливые пользователи давно распознали преимущества подобных решений, ведь они могут с успехом использоваться там, где высокое быстродействие ключевым фактором не является. Например, недорогие интегрированные платформы вполне могут подойти для простых офисных или домашних систем, причём их использование не только экономит бюджет и позволяет впоследствии сберегать электроэнергию, но и открывает широкие возможности по сборке очень компактных персональных компьютеров размера.
Действительно, для существенной части обычной пользовательской активности, например сёрфинга в интернете, просмотра видео или для работы с документами, быстродействующие процессоры совершенно не нужны. Конечно, многие могут припомнить первых представителей серии Atom, которые комфортный уровень быстродействия не могли обеспечить даже в относительно простых задачах. Но с тех пор прошло немало времени, за которое Intel коренным образом переделала микроархитектуру представителей этого семейства, дав им по четыре полноценных ядра и реализовав внеочередное исполнение кода. В результате сегодняшние платы со встроенными процессорами – совершенно не чета их предшественникам: они оставляют после себя существенно лучшие впечатления.

Вполне допустимо такие материнки стало ставить и в основу самосборных медиацентров. В свежих версиях маломощных процессоров есть аппаратные блоки, быстро и эффективно декодирующие все популярные форматы видео, поэтому просмотр контента в FullHD- и даже в 4K-разрешении при грамотном выборе дешёвой платформы проблем не вызывает.
Кроме того, за время своего эволюционного развития процессоры, предназначенные для интеграции на материнские платы, превратились в полноценные системы-на-чипе. Это означает не только дешевизну основанных на них материнок, но и то, что для получения готового к работе компьютера необходимо добавить минимум других комплектующих. В итоге собрать вполне полноценную систему можно, даже располагая бюджетом менее $200, что по нынешним кризисным временам может оказаться весьма ценно.
Учитывая всё сказанное, мы решили не игнорировать последние поколения интегрированных бюджетных плат и взяться за их тестирование. Тем более на рынке появилось немало новых интересных разновидностей таких платформ, одна из которых – интеловские системы на процессоре Braswell.

⇡#Intel Braswell – что за зверь

Помимо Broadwell и Skylake компания Intel выпустила в этом году и ещё один 14-нм процессор для персональных компьютеров. Однако сделано это было с такой конспирацией, что многие ничего и не заметили. Тем не менее ещё в начале апреля на рынке стали появляться новые чипы, известные ранее под кодовым именем Braswell.

Intel Braswell

Отсутствие шумных анонсов в их честь было связано в первую очередь с тем, что они не относятся к носителям микроархитектуры Core, а являются последователями 22-нм процессоров Bay Trail-D/M, то есть по сути — переродившимися Atom. Такие процессоры очень дёшевы, но тем не менее Intel позиционирует их как полноценные CPU для настольных и мобильных систем (моноблоков, неттопов и недорогих ноутбуков), и формально они входят в энергоэффективные линейки Pentium и Celeron наряду с процессорами с микроархитектурой Core. Сейчас название Atom компания Intel присваивает лишь чипам для портативных устройств, но сути это не меняет: новый Braswell, как и его предшественники Bay Trail-D/M, – это близкий родственник систем-на-чипе, применяемых в планшетных компьютерах.
Точно так же как Broadwell представляет собой адаптацию дизайна Haswell под 14-нм производственную технологию, Braswell в понимании Intel – это перевод старой архитектуры Bay Trail-D/M на новые технологические рельсы. Поэтому 14-нм процессорное ядро Airmont, выступающее сердцем Braswell, вряд ли может предложить какие-то принципиальные улучшения в производительности или в базовых возможностях по сравнению с прошлым ядром Silvermont. Зато благодаря новому техпроцессу на 64 процента сократилась площадь кристалла. И в результате от нового энергоэффективного процессорного дизайна вполне можно ожидать заметных улучшений в энергопотреблении и тепловыделении.

Собственно, именно поэтому на преимущества ядра Airmont лучше всего смотреть на примере портативных систем. Новые процессоры Cherry Trail, которые имеют аналогичный Braswell дизайн, но ориентированы на планшетные компьютеры, позволяют собирать более производительные устройства с заметно улучшившейся автономностью. В этом можно легко убедиться на примере таких устройств, как Microsoft Surface 3 или ASUS Transformer Book T100HA, где как раз и используются основанные на ядрах Airmont процессоры Atom x5/x7.
Однако здесь мы говорим не о Cherry Trail, а о Braswell, поэтому нововведения, которые бросаются в глаза, тут немного иные, и связаны они отнюдь не с улучшением энергоэффективности. Нет, ничего особенного не случилось: по сравнению с Bay Trail-D/M в новых процессорах инженеры Intel не стали увеличивать ни число вычислительных ядер, ни размеры кеш-памяти, и даже не подняли тактовые частоты. Главное тут другое – в новых CPU полностью сменилось интегрированное графическое ядро, и теперь в интеловских энергоэффективных процессорах стоит фирменная графика HD Graphics почти самого свежего восьмого поколения. Это значит, что, в то время как в Bay Trail-D/M архитектура видеоядра была унифицирована с Ivy Bridge, в новых процессорах Braswell графика имеет прямые родственные связи с Broadwell. Некоторое время тому назад Intel пообещала интенсифицировать прогресс в своих энергоэффективных архитектурах, и теперь плановый переход на новую производственную технологию стал поводом даже не для простого обновления графического ядра, как это происходит в процессорах семейства Core, а для прыжка через ступеньку, в результате которого графика класса Haswell была просто пропущена.

Произошедший скачок сделал Braswell чем-то похожим на Core M семейства Broadwell-Y: графические ядра в этих процессорных дизайнах внезапно относятся к одному и тому же восьмому поколению. Однако в Core M видеоядро всё же имеет более мощную конфигурацию. В то время как в Braswell оно объединяет до 16 исполнительных устройств, в Core M их 24. И это полностью вписывается в принятую у Intel сегментацию: Braswell позиционируется как более слабый и более экономичный процессор даже на фоне Core M. Однако это не мешает ему в некоторых аспектах серьёзно превосходить своих предшественников с дизайном Bay Trail-D/M.
Линейка Braswell на данный момент состоит из четырёх моделей: трёх представителей линейки Celeron-N и одного процессора Pentium-N.

	Celeron N3000	Celeron N3050	Celeron N3150	Pentium N3700
Кодовое имя	Braswell	Braswell	Braswell	Braswell
Число ядер	2	2	4	4
Число потоков	2	2	4	4
Тактовая частота	1,04 ГГц	1,6 ГГц	1,6 ГГц	1,6 ГГц
Максимальная частота	2,08 ГГц	2,16 ГГц	2,08 ГГц	2,4 ГГц
L2-кеш	1 Мбайт	1 Мбайт	2 Мбайт	2 Мбайт
TDP	4 Вт	6 Вт	6 Вт	6 Вт
Поддержка памяти	Два канала DDR3L-1600	Два канала DDR3L-1600	Два канала DDR3L-1600	Два канала DDR3L-1600
Графическое ядро	HD Graphics	HD Graphics	HD Graphics	HD Graphics
Частота GPU	320-600 МГц	320-600 МГц	320-640 МГц	400-700 МГц
Исполнительные устройства GPU	12	12	12	16
Поддержка QuickSync	Есть	Есть	Есть	Есть
Технологии vPro/TSX-NI/TXT/VT-d	Нет	Нет	Нет	Нет
Расширения набора инструкций	SSE4.2, AES	SSE4.2, AES	SSE4.2, AES	SSE4.2, AES
Упаковка	FCBGA1170	FCBGA1170	FCBGA1170	FCBGA1170

Обратите внимание: с появлением очередного поколения энергоэффективной архитектуры Intel упразднила деление процессоров на десктопные и мобильные. Поэтому вместо двух видов Pentium и Celeron с похожими характеристиками и индексами J и N в названиях теперь будет существовать только одна линейка – N, которую предполагается использовать как в неттопах, так и в современных последователях нетбуков.
Как характеристики новых Braswell соотносятся с тем, что предлагалось до этого? В Mini-ITX-материнских платах, которые несут на себе процессоры этого класса, раньше обычно устанавливался Celeron J1900. Такая версия Bay Trail-D имела четырёхъядерное исполнение, работала на частоте 2,0 ГГц с возможностью разгона через технологию Turbo Boost до 2,42 ГГц, поддерживала два канала DDR3L-1333 и обладала графическим ядром шестого поколения с четырьмя исполнительными устройствами и частотой до 854 МГц. При этом расчётное тепловыделение чипа не превосходило 10 Вт.
Новый Celeron N3150, который, по всей видимости, станет правопреемником Celeron J1900, проигрывает по частотам, работая в диапазоне 1,6-2,08 ГГц, но зато поддерживает более быструю память – DDR3L-1600 и располагает существенно улучшившимся графическим ядром. У последнего теперь втрое больше исполнительных устройств, но максимальная частота снижена до 640 МГц. В результате всех этих преобразований и благодаря переезду Braswell на 14-нм техпроцесс тепловыделение Celeron N3150 стало меньше на 40 процентов и упало до уровня 6 Вт. Конечно, для десктопного чипа это не столь важно, но в мобильном окружении подобное улучшение экономичности должно быть весьма кстати. Такой же прогресс наблюдается и у других представителей семейства Braswell.
Кроме того, в новых чипах появилась поддержка 4K-разрешения, трёхмониторных конфигураций и аппаратного декодирования H.264, MJPEG, VP8 и частично H.265/HEVC. Всё это делает Braswell хорошо применимыми для мультимедийных задач. Правда, HDMI 2.0 в них пока не реализован, и максимальные разрешения ограничиваются 3840 × 2160 при 30 Гц или 2560 × 1600 при 60 Гц.
Произошли изменения и в контроллере памяти. Braswell получил поддержку более быстрой памяти стандарта DDR3L-1600, в то время как в Bay Trail-D допускалась работа памяти лишь на частотах 1067 или 1333 МГц. Такое увеличение пропускной способности должно положительно сказаться как на графической, так и на вычислительной производительности новых процессоров. Кроме того, вырос максимальный объём поддерживаемой памяти. Теперь двухканальный контроллер Braswell способен адресовать до 16 Гбайт.

Небольшие усовершенствования затронули и встроенные в Braswell компоненты набора логики. В целом большинство характеристик унаследовано от Bay Trail-D, и в новых системах-на-чипе, как и раньше, есть поддержка четырёх линий PCI Express 2.0, двух портов SATA и нескольких USB. Однако порты SATA наконец-то переведены на более современную версию протокола с пропускной способностью 6 Гбит/с, а максимальное число поддерживаемых портов USB 3.0 увеличилось с одного до четырёх.

⇡#Платформы ASRock на базе Intel Braswell

Многие производители материнских плат восприняли появление процессоров Braswell с большим энтузиазмом. Дело в том, что они позволяют создавать очень востребованную категорию продуктов – высокоинтегрированные материнские платы небольшого размера с очень демократичной ценой. Впрочем, такие платформы интересны не только тем, что позволяют покупателю сэкономить. Они отличаются низким тепловыделением и энергопотреблением, благодаря чему их можно заключать в чрезвычайно компактные корпуса, такие как у NUC или даже меньше.
Один из наиболее ярких популяризаторов таких миниатюрных решений – компания ASRock. Она традиционно предлагает огромный выбор разнообразных бюджетных и экономичных решений с интегрированными процессорами, причём речь здесь идёт не только о материнских платах, но и о готовых системах. Поэтому, как только Intel начала отгрузки Braswell, у ASRock сразу появился широкий ассортимент платформ, на них основанных.
По нашей просьбе этот производитель прислал нам пару материнок на новом процессоре: ASRock N3150B-ITX и ASRock N3700-ITX. Первая представляет собой одну из самых недорогих реализаций платформы на базе Braswell, вторую же можно назвать экономичной платформой премиального уровня. Стоимость этих плат составляет менее $70 и порядка $100 соответственно. Суммы на первый взгляд не слишком маленькие, но не забывайте, речь идёт о платформах с интегрированным процессором, и для того, чтобы сделать из них полноценный компьютер, требуется добавить лишь память, жёсткий диск и блок питания с корпусом.

⇡#ASRock N3700-ITX

Любые Braswell-материнки – суть бюджетные платформы, но ASRock N3700-ITX удаётся серьёзно поколебать стереотипы. Эта стодолларовая плата с интегрированным процессором оказалась очень неплохо оснащена и всерьёз претендует на то, чтобы стать флагманом в сверхлёгком весе.

В основе платы лежит старший Braswell – четырёхъядерный процессор Pentium N3700 с интегрированным видеоядром с 16 исполнительными устройствами. Процессор этот является системой-на-чипе и содержит внутри себя не только вычислительные ядра и графику, но и все базовые компоненты набора логики. Поэтому никакие чипсеты на платах с Braswell не требуются, а дополнительные контроллеры на них появляются только в том случае, если производитель хочет как-то расширить стандартные возможности. Флагманская ASRock N3700-ITX – отличный пример платы, дизайн которой определяется не только свойствами процессора. На ней можно обнаружить целую россыпь дополнительных чипов.
Например, на плате размещено четыре порта SATA 6 Гбит/с, но интегрированный в Pentium N3700 южный мост отвечает за работу только двух из них. Для реализации второй пары портов на плату был добавлен контроллер ASMedia ASM1061.

Задействованы дополнительные контроллеры и для портов USB. На задней панели платы можно насчитать четыре порта USB 3.0 и два порта USB 2.0, но в самом процессоре поддерживается четыре USB 3.0 и только один USB 2.0. А ведь на плате к тому же есть ещё три игольчатых коннектора, которые позволяют подключить дополнительно еще две пары портов USB 2.0 и пару USB 3.0. Естественно, без привлечения сторонних микросхем обойтись было невозможно, и на плату установлен дополнительный хаб ASMedia ASM1074. Однако даже он не смог решить задачу полностью, поэтому задействование внутреннего разъёма USB 3.0 на N3700-ITX отключает пару внешних портов.

Гигабитный сетевой интерфейс также требует внешнего контроллера. В случае ASRock N3700-ITX это недорогой чип Realtek RTL8111GR. Кстати, не самый лучший выбор: в адрес этого гигабитного контроллера нередко высказываются различного рода претензии. Однако разработчики решили здесь немного сэкономить и не стали тратиться на качественный интеловский контроллер.
Нетрудно на ASRock N3700-ITX найти следы и более явного стремления к удешевлению платформы. Несмотря на то, что компания не поскупилась на восьмиканальный звуковой кодек, это всего лишь Realtek ALC892, который предлагает далеко не лучшее качество звучания. К счастью, на задней панели платы можно найти оптический S/PDIF-выход, способный решить проблемы с посредственной аналоговой частью звукового тракта.

Конечно, желание производителя сделать N3700-ITX подешевле вполне объяснимо, ведь процессоры Braswell предназначаются для бюджетных систем. Однако ASRock N3700-ITX – это старшая плата в линейке, и, если бы она обладала лучшим звуковым трактом и качественным сетевым контроллером, но стоила при этом на 5-10 долларов дороже, это вряд ли бы подорвало её продажи. Тем более что при этом ASRock совсем не экономила в других областях, например на элементной базе: на плате используются исключительно качественные электронные компоненты и даже реализована защита основных портов от электростатических разрядов.
Безусловно, отдельные недостатки ASRock N3700-ITX можно исправить установкой в неё дополнительных карт расширения. Несмотря на то, что эта материнка выполнена в форм-факторе Mini-ITX и изрядно загромождена различными добавочными компонентами, на ней нашлось место сразу для двух слотов: полноразмерного PCIe 2.0 x1 и компактного mini-PCIe, способного принимать карты половинного размера. Однако более скоростных слотов расширения на N3700-ITX нет, да и взяться им неоткуда – в процессоре поддерживается только четыре линии PCI Express 2.0. И это значит, что эксплуатировать платформы на базе Braswell с внешними видеокартами не получится по определению. Но зато какие-то другие PCIe-устройства вроде сетевых контроллеров или звуковых карт установить в рассматриваемую плату вполне возможно. Жаль только, что имеющийся слот mini-PCIe не совместим с mSATA-накопителями.

Ещё одно ограничение заключается в том, что для установки памяти на ASRock N3700-ITX предусмотрено два не совсем стандартных слота DDR3L SO-DIMM. Иными словами, память с этой платой надо использовать исключительно ноутбучную, причём обязательно с пониженным напряжением питания. Впрочем, найти в продаже необходимые 1,35-вольтовые модули DDR3L-1600 SO-DIMM не составляет особой проблемы. Кстати, несмотря на то, что слоты SO-DIMM расположены не рядом друг с другом, двухканальный режим ими поддерживается, и планки памяти лучше устанавливать сразу парой.
Для задействования встроенного в процессор графического ядра на заднюю панель ASRock N3700-ITX вынесено сразу три цифровых мониторных вывода: DVI-D, HDMI и DisplayPort 1.1a. Стоит отметить, что N3700-ITX – одна из немногих плат своего класса с тремя выходами, обычно же производители ограничиваются лишь парой мониторных разъёмов. Более того, с платой ASRock все три выхода могут быть задействованы одновременно – Braswell так умеет. Плюс к этому выходы HDMI и DisplayPort 1.1a позволяют подключать устройства с 4K-разрешением, вплоть до 3840 × 2160 (правда, при частоте обновления 30 Гц).
Однако самое интересное свойство ASRock N3700-ITX заключается в том, что процессор на этой плате охлаждается пассивным радиатором. Тепловой пакет Pentium N3700 ограничен 6-ваттными рамками, и теплорассеивающих свойств неказистого алюминиевого радиатора оказывается вполне достаточно для поддержания благоприятного температурного режима. Правда, полностью безвентиляторную систему на базе этой платы собрать всё же не удастся, какой-никакой ток воздуха в корпусе обязательно должен присутствовать. Поэтому на плате предусмотрено целых два трёхконтактных разъёма для подключения вентиляторов, обороты которых могут автоматически регулироваться в зависимости от температуры.

⇡#ASRock N3150B-ITX

Несмотря на то, что материнская плата ASRock N3150B-ITX в полтора раза дешевле, чем N3700-ITX, она во многом на неё похожа. Обе платы используют аналогичную разводку и одинаковую систему охлаждения на процессоре.

В то же время N3150B-ITX серьёзно отличается по характеристикам. Отчасти она банально проще, а отчасти смотрится как «привет из 90-х» – набор разъёмов на задней панели включает такие экзотические по сегодняшним временам вещи, как раздельные PS/2-порты для клавиатуры и мыши, аналоговый мониторный VGA-выход, а также последовательный и параллельный порты. Впрочем, не стоит думать, что N3150B-ITX подойдёт лишь для систем в стиле ретро: современные порты USB 3.0 и SATA 6 Гбит/с и цифровой HDMI-видеовыход на этой плате тоже наличествуют. Правда, после знакомства с N3700-ITX возможности N3150B-ITX многим покажутся откровенно бедными.

Начать следует с того, что эта плата основывается на системе-на-чипе Celeron N3150. От старшего Pentium N3700 этот процессор отличается чуть более низкими частотами и графическим ядром с числом исполнительных устройств, сокращённым до 12 штук. Однако в остальном процессоры похожи. Оба варианта Braswell поддерживают технологию Turbo Boost, плюс к этому BIOS материнских плат ASRock позволяет регулировать агрессивность применения этой технологии, предлагая на выбор три варианта: Eco, Normal и Sport.
Для установки оперативной памяти на плате предусмотрено два слота SO-DIMM DDR3, непривычно расположенных под прямым углом друг к другу. N3150B-ITX, как и её старшая сестрица, вполне нормально переваривает ноутбучные модули DDR3L-1600 и способна взаимодействовать с ними в двухканальном режиме.

В то время как флагманская плата ASRock N3700-ITX несла на себе некоторый набор дополнительных контроллеров, N3150B-ITX пользуется лишь тем, что предоставляет встроенный в Celeron N3150 южный мост. Исключение сделано лишь для гигабитного сетевого контроллера Realtek RTL8111GR и аудиокодека Realtek ALC887. Стоит отметить, что звуковое решение на N3150B-ITX проще, чем на старшей плате, однако кодек всё равно восьмиканальный. Но при этом на заднюю панель выведено лишь три аналоговых аудиогнезда, а цифрового S/PDIF-выхода нет вообще – ни в виде внешнего, ни в виде внутреннего коннектора.

Портов SATA 6 Гбит/с на ASRock N3150B-ITX всего два – именно столько поддерживается в системе-на-чипе Braswell.
На заднюю панель выведено два порта USB 3.0 и два порта USB 2.0. На самой плате можно обнаружить ещё пару разъёмов для портов USB 2.0 и один игольчатый коннектор для портов USB 3.0, однако следует иметь в виду, что без дополнительной помощи Broadwell обслуживать столько портов USB не может. Поэтому внутренние разъёмы USB разделяют ресурсы с внешними – пользоваться придётся или теми, или другими.

Расширить возможности ASRock N3150B-ITX за счёт установки дополнительных плат будет не слишком просто. Всего на плате есть один полноразмерный слот PCIe 2.0 x1. Разъём mini-PCIe, который может быть полезен для добавления в систему WiFi-контроллеров, на дешёвую плату инженеры ASRock решили не переносить.
Сокращено на N3150B-ITX и количество выходов на мониторы – их всего два: аналоговый D-Sub и цифровой HDMI. Причём 4K-разрешение этой недорогой платой не поддерживаются вообще. Максимальный режим, который «тянет» HDMI-порт, – это 2560 × 1600 при 60 Гц. Но сразу два независимых монитора к плате подключить возможно без каких бы то ни было проблем.
За охлаждение процессора на ASRock N3150B-ITX отвечает такой же пассивный радиатор, как и на старшей материнке. Однако в дополнение к нему к плате можно подключить два трёхконтактных вентилятора, скорость вращения которых может автоматически регулироваться.