Inleiding: een nieuwe generatie Atom
Intel heeft begin september tijdens zijn IDF-event in San Francisco de nieuwste generatie Atom-processors formeel geintroduceerd. Waar Atom in het verleden een beetje als derderangsprocessor werd beschouwd, moet de nieuwe generatie aanzienlijk beter presteren en toch zuinig met energie omspringen. Deze zogeheten Bay Trail-generatie zou dan ook grote veranderingen inhouden voor de mobiele sector. Atom-tablets moeten zuiniger en krachtiger worden en dichter tegen Haswell-tablets aanschuren.
Bovendien wil Intel het productieprocedé waarmee Atom-processors gemaakt worden niet langer een of twee generaties achter de highend-processors laten volgen; Atom moet cutting edge-techniek krijgen. Een eerste aanzet voor deze nieuwe generatie Atoms vormt de Bay Trail-serie Atom-socs. Die worden in drie versies, Bay Trail-M, -T en -D gemaakt, voor achtereenvolgens laptops, tablets en desktops.
Net als de nieuwste Haswell-processors worden Bay Trail-Atoms op 22nm gebakken en ze hebben met de Silvermont-architectuur voor het eerst een out-of-order-architectuur gekregen. Die factoren gezamenlijk moeten voor krachtiger socs gaan zorgen, die zuiniger zijn dan de huidige generatie. Om die claims in de praktijk te toetsen, vergelijken we een tablet met Intels nieuwste Bay Trail Atom Z3770 aan boord met tablets die met de huidige snelste Atoms, de Z2760, zijn uitgerust. Daarnaast kijken we hoe de nieuwe Bay Trail-apparaten eruit gaan zien: welke features en designs mogen we verwachten?/i/1382105994.jpeg?f=imagenormal "Bay Trail-soc")
Bay Trail in drie smaken
Zoals gezegd is Bay Trail beschikbaar in drie versies. De Bay Trail-M-serie is bedoeld voor mobiele apparaten als laptops en de nieuwe generatie netbooks, waaronder ook convertibles en detachables. De Bay Trail-D-versies zijn bedoeld voor eenvoudige instapdesktops en all-in-ones. Voor die twee Bay Trail-versies zal Intel niet de merknaam Atom hanteren, maar de vertrouwde aanduidingen Celeron en Pentium gebruiken. Bay Trail-T, de versie waar in dit artikel de nadruk op ligt, is bedoeld voor tablets./i/1382106045.jpeg?f=imagenormal "Aangepast 22nm-productieprocedé voor socs")
De Bay Trail-processors worden als soc geproduceerd op een 22nm-proces. Die 'node' wordt ook voor Intels desktop- en laptop-processors met codenaam Haswell gebruikt, maar voor de socs wordt dat procedé wat getweaked om de socs betere prestaties te laten presteren en vooral zuiniger te maken. Dat levert voor de Bay Trail-T soc een sdp, ofwel een scenario design power, van 2 tot 2,2 watt op. Per core wordt maximaal, mits de koeling daar ruimte voor biedt, 1W verstookt, maar het energiebudget wordt dynamisch verdeeld tussen de cores, de gpu en de overige componenten van de soc. Voor de M- en D-serie hanteert Intel weer gewoon een tdp, die maximaal op respectievelijk 7,5W en 10W ligt.
De Bay Trail-T-socs zijn in zes versies verkrijgbaar, met twee of vier cores, waarbij de dualcores vooral voor Android-tablets bedoeld zijn en Windows-tablets zowel met dual- als quadcores ontworpen moeten worden. Aangezien de Silvermont-architectuur gebruikmaakt van twee cores per 'module', die ook 1MB L2-cache deelt, zijn singlecore-Silvermonts niet beschikbaar. Ook hyperthreading wordt, omwille van betere singlethreaded-presaties, niet ondersteund. De specificaties van de T-serie zijn bekend, maar van de M- en D-socs weten we op dit moment minder./i/1382106822.png?f=imagenormal "Bay Trail-T-sku's")
Wel moeten van beide één Pentium-model komen en respectievelijk drie en twee Celeron-uitvoeringen. De N2805, de instap-Celeron voor laptops, heeft een tdp van 4,5W, de overige hebben een tdp van 7,5W. Alle D-socs hebben een tdp van 10W. Al die modellen kunnen overweg met pci-express- en sata-standaarden, terwijl de Bay Trail T-socs data via emmc of sdio moeten opslaan.
De Silvermont-architectuur blijft niet voorbehouden aan tablets, laptops en desktops. Varianten van Silvermont met codenaam Avoton moeten ook voor servers beschikbaar komen en Rangeley-socs zouden in embedded toepassingen, zoals netwerkapparatuur, ingezet moeten worden. Bay Trail-I ten slotte moet voor andere embedded toepassingen als entertainment in auto's worden gebruikt.
De architectuur: oh-oh-oh
Een van de grootste verbeteringen van de Bay Trail-socs is de overstap naar de Silvermont-architectuur voor de processorkernen. Vergeleken met de Bonnell- en Saltwell-architectuur van de oude Atoms biedt Silvermont out-of-order-verwerking van instructies, de pipeline is twee cycles korter dan bij Saltwell en het verlies bij een branch mispredict is eveneens kleiner. In de praktijk betekent dat dat een instructie sneller door de processor verwerkt kan worden. De out-of-order-executie gaat bovendien makkelijker om met slecht geschreven software. Voor de ooo-executie zijn extra transistors nodig, en om de chip niet te groot te maken heeft Intel daarom hyperthreading achterwege gelaten. Volgens het bedrijf levert de huidige focus op singlethread-prestaties gebruikers een betere ervaring.
Niet alleen de cores van Silvermont zijn effectiever dan die van de Saltwell- en Bonnell-generatie, ook de gpu is flink aangepakt. Waar de oude generatie nog een PowerVR-chip gebruikte, lijkt de gpu van Silvermont meer op die van Haswell, maar dan met 'slechts' vier execution units. Dat moet een flinke prestatiewinst op grafisch gebied leveren, terwijl het met de integratie ook mogelijk is het energiebudget met de cores te delen. Bovendien kunnen met de nieuwe gpu schermen tot 2560x1600 pixels aangestuurd worden en kan een tweede scherm tot 1080p/60fps in plaats van 30fps worden aangestuurd./i/1382106654.png?f=imagenormal "Silvermont-blokdiagram")
Dat dynamisch alloceren van beschikbare tdp tussen cpu-cores en gpu wordt mogelijk gemaakt door de system agent, die de oude fsb van Saltwell/Bonnell vervangt. De verbeterde prestaties van de processorcores zorgen voor ongeveer 70 procent van de snelheidswinst van Silvermont ten opzichte van Bonnell, terwijl de system agent en de verbeterde geheugenarchitectuur voor de resterende 30 procent winst zorgen. Dat geheugen heeft niet alleen invloed op de algehele systeemprestaties, maar ook op de capaciteiten van het display.
De twee dualcore-Bay Trail-T-socs kunnen alleen met enkelkanaalsgeheugen overweg, waarbij lpddr3 of ddr3l-rs-chips ondersteund worden. De quadcores zijn, afhankelijk van het model, geschikt voor enkel- of tweekanaalsgeheugen van het type lpddr3 of ddr3l-rs met respectievelijk kloksnelheden van 1067MHz of 1333MHz. Het maximale geheugen met een enkelkanaalsconfiguratie bedraagt 2GB; met tweekanaalsgeheugen is dat twee maal zo veel.
Het rs-geheugen is wat trager maar ook goedkoper, waardoor het vaker in lager geprijsde producten te vinden zal zijn. Minder geheugenbandbreedte heeft echter een direct gevolg voor de ondersteunde beeldschermen: 2GB ddr3l-rs-geheugen geeft een bandbreedte van 10,6GB/s, genoeg om resoluties tot 1920x1080 pixels aan te sturen. 4GB lpddr3-configuraties kunnen met 17,1GB/s aan geheugenbandbreedte echter schermen tot 2560x1600 aansturen.
Prestaties: overal concurrentie
Intel richt zich met de de Bay Trail-T-socs vooral op tablets en op Android-vlak is er concurrentie van onder andere Qualcomm, Samsung en Nvidia. Hoe succesvol Intel op die markt zal zijn is moeilijk in te schatten: ontwikkelaars moeten in sommige gevallen immers met x86-code rekening houden en vooralsnog verloopt dat niet altijd vlekkeloos. Daarnaast wordt Android primair nog voor ARM-hardware gemaakt en Intel moet dus behoorlijk wat optimalisatiewerk uitvoeren. Daarentegen vormen x86 en Windows uiteraard een logische keuze en tablets met Windows moeten dan ook vooral profiteren van de verbeterde Silvermont-architectuur.
Volgens Intel biedt een tablet met Silvermont evenwel aanzienlijke voordelen ten opzichte van ARM-socs, terwijl de concurrentie met Intels eigen Core-producten gering moet zijn. We lieten op Intels Bay Trail-T-reference design met Windows 8 aan boord enkele benchmarks los die we normaal voor laptops gebruiken.
We hadden ook graag getest hoe Bay Trail presteert met Android als besturingssysteem, maar het aanwezige referentieontwerp met Android was zeker nog niet stabiel en compleet genoeg om daar een goed beeld van te geven. Een vergelijking met ARM-socs kunnen we daarom niet maken, maar we zetten de prestaties wel tegenover drie tablets met Intels snelste Atom-socs van dit moment: de Z2760.
Anders dan de quadcore-Z3770 is dit een dualcore-soc met hyperthreading. Dat lijkt misschien geen eerlijke vergelijking, maar in beide gevallen zijn het de snelste modellen van hun respectievelijke generaties. Daarnaast vergelijken we weliswaar een dualcore met een quadcore, maar de dualcore kan dankzij hyperthreading met vier threads tegelijk werken, terwijl de Z3770 geen hyperthreading ondersteunt.
| | Intel Atom Z2760 | Intel Atom Z3770 | Intel Core i5-4200U |
|---|
| Aantal cores/threads |
2/4 |
4/4 |
2/4 |
| Kloksnelheid |
1,8GHz |
1,46GHz |
1,6GHz |
| Turbo |
Geen |
2,39GHz |
2,6GHz |
Om toch een vergelijking met Haswell te maken, nemen we ook de minst krachtige laptop die we in onze database hebben met die chip aan boord op in de resultaten.
In de multithreaded Cinebench-test is de Silvermont-soc een stuk sneller dan de oude Atoms: het verschil is ongeveer 250 procent. De Z3770 kan de i5 evenwel nog niet bijbenen, maar blijft ook weer niet mijlenver achter. In de singlethreaded test is het verschil met de i5 groter, maar een enkele Bay Trail-core is nog altijd ruim dubbel zo snel als een oude Atom-core. De betere prestaties van de Z3770 zijn dus niet alleen aan de vier cores te danken.
Wat verder opvalt is dat de Z3770 gedurende de gehele benchmark een snelheid van 2,25GHz aan weet houden, iets dat overigens voor alle benchmarks geldt die we gedraaid hebben. Dat is 150MHz minder dan het Turbo-maximum, maar alsnog 800MHz hoger dan de standaard kloksnelheid. We nemen aan dat het referentieontwerp van Intel zijn koeling dus goed op orde heeft en dat het apparaat geconfigureerd is voor maximale prestaties. We zijn benieuwd of dit bij de Bay Trail-tablets die in de winkels komen te liggen ook het geval zal zijn.
We gebruiken Handbrake om te kijken hoe snel de verschillende processors een videobestand om kunnen zetten. Hierbij wordt voor video de x264-codec gebruikt terwijl audio in aac-formaat opgeslagen wordt. Ook in deze test is de nieuwe soc omstreeks tweeënhalf maal sneller dan de oude Atoms. De i5 halveert de benodigde tijd om een filmpje te converteren nog eens.
Voor een wat meer real-life-scenario draaien we de Photoshop-benchmark Retouch Artist. Dit is simpelweg een uitgebreide action die een set van zware effecten en aanpassingen uitvoert op een testafbeelding. Voor dit soort handelingen is een Core-processor nog altijd een stuk beter geschikt, zo blijkt uit de resultaten. Onze Z2760-samples konden deze test niet uitvoeren.
In onze Lightroom-test pakken we een set van 24 raw-bestanden van een moderne dslr en exporteren we deze op volle resolutie naar het jpeg-formaat. Hier zien we een bekend beeld: de nieuwe Atom is twee maal zo snel als de oude Atom, terwijl de Core-cpu weer eens zo snel als de Bay Trail-soc is.
Het repareren van een rar-bestand met Multipar is wederom ruimschoots twee maal sneller met een Silvermont-soc dan met een Saltwell-soc, terwijl Haswell weer bijna twee maal sneller is dan eerstgenoemde. Let wel: de Bay Trail-soc zit ongeveer op het niveau van een twee jaar oude processor.
Ontwerp: next-gen tablets en netbooks
De socs voor tablets en laptops zijn los voor fabrikanten verkrijgbaar, maar Intel maakt tevens zogeheten reference designs beschikbaar. Dat zijn geen harde regels hoe een apparaat gebouwd moet worden, maar het geeft wel een goede indicatie wat mogelijk is. Bovendien heeft niet elke fabrikant de development-capaciteiten om zelf veel geld in design te steken. We beginnen met het reference design van tablets./i/1382106435.jpeg?f=imagenormal "Bay Trail-tablet reference design")
De standaard 8,9" tablet weegt iets meer dan een halve kilogram en is ongeveer 24 bij 15 centimeter groot met een dikte van 8,3 millimeter. Een camera aan de voor- en achterkant, een homebutton, volumeknoppen aan de zijkant en een powerbutton aan de bovenkant zijn aanwezig, net als stereo speakers. De tablet heeft micro-usb en micro-hdmi-poorten, een slot voor microsd-kaartjes en een simkaartje. Aan de binnenkant is het standaard moederbordje 60mm bij 121mm groot.
De ontwerpfeatures van laptops met Bay Trail-M zijn wat lastiger te definieren, aangezien een veelvoud aan form factors mogelijk is, van traditionele clamshells tot sliders, varianten met afneembare toetsenborden, convertibles en ook tablets met de M-soc. De tablets en tablet-annex-laptop of detachables tot 11,6" zijn exclusief het domein van Bay Trail; grotere beeldschermdiagonalen kunnen ook met Core-processors worden uitgerust. Dat geldt ook voor convertibles en touch-notebooks, terwijl highend notebooks uiteraard alleen met Core-processors worden uitgerust./i/1382106465.png?f=imagenormal "Doorsnede Bay Trail-laptop")
Die highend notebooks en varianten daarop worden, afhankelijk van de tdp of sdp van de gebruikte soc, 18,6 of 17,3mm hoog, waarbij het display-deel 6,4mm hoog is. Wanneer een Core-soc gebruikt wordt die passief gekoeld kan worden, kan een 5mm dikke ventilator achterwege gelaten worden en kan de accu wat dunner worden gemaakt. In het display moeten, naast het touchscreen, de controller daarvoor en twee camera's ook de diverse antennes, microfoons en sensors ingebouwd worden. Interessant detail bij die laptopvarianten: in het reference design wordt rekening gehouden met nfc-connectiviteit en toekomstige versies zouden ook op het draadloos opladen van onder meer smartphones voorbereid worden en met 4k-displays worden uitgerust./i/1382106504.png?f=imagenormal "Overzicht Bay Trail-laptop")
Segmentatie: keuzes te over
We haalden het al even aan op de vorige pagina: sommige laptopdesigns kunnen met zowel een Core- als een Bay Trail-soc worden uitgevoerd. Vroeger was het wat makkelijker: de Atom-netbookjes waren zeer eenvoudig en konden relatief weinig met hun Saltwell-cores en bescheiden gpu. Dat is nu een stuk veranderd: de ooo-executie van Bay Trail-cores én het gebruik van een Haswell-achtige gpu met weliswaar vier eu's maakt de Bay Trail-socs veel krachtiger. Zo is zelfs hardware-versnelde video-encoding dankzij die gpu mogelijk en lijkt Bay Trail dus een beetje richting de zuinige Haswell- en diens opvolger Broadwell op te schuiven. De vraag rijst dan of dat niet leidt tot concurrentie met Intels eigen producten.
De kleinere tablets zijn, zoals gezegd, het domein van de Bay Trail-T-socs. Daarbij maakt het weinig uit of de tablet een toetsenbord-dock heeft of niet, zolang de beelddiagonaal onder de 11,6" blijft. Een laptop met een afneembaar scherm is een schemergebied: apparaten met beeldschermdiagonalen van 11 tot 13,3" kunnen met Bay Trail-M- of Haswell-socs uit de Y-serie worden uitgerust. Dat geldt ook voor notebooks met een volledig omklapbaar scherm en standaard laptops met touchscreen, alleen zou dan tussen een Haswell U-processor en Bay Trail-M-soc gekozen moeten worden./i/1382106563.png?f=imagenormal "Van tablet tot laptop")
Dat leidt voor de consument tot wat onduidelijkheid: wat kun je verwachten aan prestaties van een 13"-ultrabook? Wie niet thuis is in typenummers, zal wellicht met een minder krachtige laptop thuiskomen dan gehoopt. De prijs is uiteraard wel een goede indicatie: een plastic laptop van vier- tot vijfhonderd dollar zal met Bay Trail zijn uitgerust; daarboven kun je een Haswell verwachten. Wat echt nodig is, zal het gebruiksscenario moeten bepalen. Bay Trail-laptops zullen vooral, net als de netbooks van weleer, consumptie-laptops zijn: goed voor webbrowsing, een filmpje kijken en social media. Op een enkele uitzondering na zal de Bay Trail-soc aan de Celeron- of Pentium-stickers te herkennen zijn. Wie echter filmpjes wil bewerken of de laptop of ultrabook voor andere zwaardere taken gaat gebruiken, is beter af met een Haswell-cpu, met een Core-sticker op het apparaat.
Conclusie
De prestaties van de Bay Trail-T-soc die we konden testen, de Z3770, zijn in alle gevallen minstens twee maal beter dan die van de oude, snelste Atom, de Clover Trail Z2760. Dat is deels aan de vier cores van de Z3770 te danken, want de Z2760 heeft 'slechts' twee cores, maar die maken wel gebruik van hyperthreading. Voor Windows-tablets zal een systeem met de nieuwe socs dus, ook met singlethreaded applicaties, een aanzienlijke snelheidswinst opleveren, terwijl het energieverbruik niet zou moeten toenemen.
Hoe de nieuwe socs het er tegen Android-tablets zullen vanaf brengen zullen we af moeten wachten. We hadden nog niet de beschikking over een testbare Android-tablet met Bay Trail-T, maar Intel heeft daar wel geduchte concurrentie, vooral op compatibility van software en optimalisaties binnen Android. Wat de prijs betreft verwacht Intel dat er Atom-tablets zullen zijn van minder dan honderd dollar.
De prestaties van een eenvoudige en zuinige Core-processor zijn echter nog altijd een stuk beter: die is zo'n twee maal sneller en soms is het verschil nog een stuk groter. Het gevaar van kanibaliseren van de eigen markt lijkt daarmee redelijk ongegrond.
Bovendien zijn laptops met Bay Trail-socs een stuk goedkoper dan Core-laptops: de clamshells met Bay Trail-M moeten al vanaf tweehonderd dollar verkrijgbaar worden. Laptops met touchscreens zouden vanaf driehonderd dollar verkrijgbaar moeten zijn en goedkope two-in-ones moeten voor vijftig dollar meer verkrijgbaar worden. Een Haswell-laptop met Celeron-processor kost omgerekend ruim vijfhonderd dollar./i/1382443861.png?f=imagenormal "Atom-roadmap")
Voor het lagere segment tablets lijkt Intel dus met Bay Trail-T een capabele soc ontwikkeld te hebben, die stevige prestaties met een laag verbruik combineert. Met nieuwe generaties, die jaarlijks gepland staan, zou die verhouding alleen maar beter worden. Voor de instaplaptops lijkt Bay Trail-M een mooie optie, maar de opmars van goedkope Haswell-laptops met Celerons en Pentiums is nog niet begonnen. Bay Trail-D moet vooral kleine desktops en aio's en een nieuwe categorie smart screens gaan aandrijven. Hoe dat zal uitpakken en of dat de desktop nieuw leven in zal blazen, moeten we afwachten.
:strip_icc():strip_exif()/i/1377775445.jpeg?f=fpa_thumb)
/i/1318494726.png?f=fpa)
/i/1221564280.png?f=fpa)
/i/1326138377.png?f=fpa)
:strip_exif()/i/1377774297.jpeg?f=fpa)
/i/1242207182.png?f=fpa)
/i/1273064433.png?f=fpa)
:strip_icc():strip_exif()/u/235429/crop5ec389b86a87b_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/395808/crop5ff1b6b566a66.gif?f=community){kind=small}
/u/475916/Globalstripe%2520Avatar%252060x60.png?f=community){kind=avatar}
:strip_exif()/u/171959/Naamloos.gif?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/150861/crop5db2e8884bf34_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/173805/crop5df367018f385_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
:strip_exif()/u/92704/AthlonX2.gif?f=community){kind=small}
)
:strip_exif()/u/148279/carmageddon.gif?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/4580/crop63277a49e9b9d_cropped.jpg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/42999/kamikaze.jpg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/320502/crop5e47d0dcd86be_cropped.jpeg?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/351419/Jay-jamiroquai-33380386-1024-1429.jpg?f=community){kind=small}
/u/295372/crop62c2de4e919dd.png?f=community){kind=small}
:strip_icc():strip_exif()/u/413995/crop5daf4ad59bbb8.jpeg?f=community){kind=small}