Микрокомпьютер Foxconn Ultra Nano PC: решение на платформе планшета
Выпускаемые компанией Intel однокристальные системы семейства Bay Trail-T нашли свое место в планшетах многих крупных производителей, включая Acer, Asus, HP, Dell, Lenovo и Toshiba. Это поколение решений существенно отличается от предшественников и обеспечивает заметно более высокую производительность. Переработке подверглись практически все ключевые компоненты системы, включая вычислительные ядра, контроллер памяти и графический контроллер. Кроме планшетов, микроархитектура Silvermont встречалась нам также в миниПК и в сетевых накопителях. Данные продукты имеют не только более высокую производительность, но и связанные с этим энергопотребление и стоимость.
Компания Foxconn, в арсенале которой есть множество компактных систем, решила проверить, что получится, если использовать «планшетную» версию платформы для микрокомпьютера. С технической точки зрения, ее Ultra Nano PC можно рассматривать как лишенный экрана и батареи планшет.
Это устройство основано на SoC модели Atom Z3735F и выполнено в очень компактном формате, встречавшемся нам ранее обычно при рассмотрении основанных на Android медиаплееров и компьютеров. Однако Ultra Nano PC способен работать и под управлением Windows, что существенно меняет его позиционирование и возможные сценарии использования.
Комплект поставки и внешний вид Компьютер на тестирование был предоставлен в виде семпла, так что о точной комплектации что-либо сказать сложно. Как минимум для работы потребуется блок питания. В нашем случае использовался вариант с USB-выходом и параметрами 5 В 2 А, подключаемый к компьютеру через стандартный кабель и порт Micro-USB. Скорее всего, в комплекте будет также присутствовать кабель для монитора, поскольку на самом устройстве установлен относительно редкий Mini-HDMI.
Корпус устройства изготовлен из пластика. Верхняя крышка в тестируемом экземпляре — глянцевая черная, а остальная часть — матовая белая. Скорее всего, потребителям будут предложены и другие цветовые варианты или даже сменные крышки в комплекте.
Габаритные размеры компьютера — 126×126 мм, толщина составляет около 14 мм, вес не превышает 150 г. Опирается корпус на ножки с резиновыми вставками высотой 1,5 мм. К сожалению, никакого штатного варианта установки на монитор не предусмотрено, хотя появление в продаже специального крепления вполне возможно. Из-за небольшого веса и использования относительно толстого видеокабеля на столе устройство располагается не очень устойчиво.
На нижней плоскости корпуса предусмотрены отверстия пассивной вентиляции, а также присутствуют подписи ко всем портам, что очень удобно.
На переднем торце находится кнопка включения питания, а рядом с ней — голубой индикатор. При включении компьютера придется придерживать его рукой. На правой стороне ближе к передней части установлен один порт USB. Левая сторона пустая.
Все остальные разъемы и порты установлены сзади. Здесь находятся вход питания, порт Mini-HDMI, слот для карт памяти microSDHC, два порта USB и выход для гарнитуры. Рядом с Micro-USB можно заметить еще одно отверстие, но разобраться с его назначением не удалось.
Производитель выбрал вариант обеспечения устройства питанием через стандартный порт Micro-USB. С одной стороны это можно считать удобным, поскольку такой вариант блоков питания сегодня достаточно распространен, а отсутствие необходимости в частом подключении разъема не повлияет негативно на его долговечность. С другой стороны, предусмотренный ток в два ампера приводит к тому, что с этим компьютером могут не заработать без внешнего питания многие внешние жесткие диски. Проверка показала, что компьютер при высокой нагрузке в синтетических тестах действительно способен потреблять не менее 2 А.
Установка Mini-HDMI вместо привычного полноформатного разъема также может считаться компромиссом между компактностью и распространенностью подобных кабелей. При определенном желании, на наш взгляд, можно было бы поставить и стандартный разъем.
Слот для карты памяти пригодится для расширения объема внутреннего хранилища. Он снабжен защелкой и карта полностью прячется в нем, так что можно использовать ее постоянно.
Все порты USB компьютера имеют версию 2.0. Задние разъемы разнесены достаточно широко, так что проблем с подключением крупных устройств быть не должно.
Аналоговый аудиопорт 3,5 мм, скорее всего, поддерживает работу не только с наушниками, но и с микрофоном. Однако нам не удалось подобрать совместимую модель гарнитуры.
В целом, с точки зрения дизайна и удобства использования, устройство производит неплохое впечатление. Оно существенно меньше протестированных нами ранее микросистем с поддержкой Windows.
Наиболее спорным решением стоит признать использование глянца на верхней крышке. Штатная возможность крепления на монитор могла бы пригодиться многим пользователям.
Технические характеристики Компьютер основан на SoC Intel Atom Z3735F, которая имеет SDP 2,2 Вт и была разработана для планшетов и смартфонов. Чип использует четыре ядра с поддержкой 64-битных вычислений и актуальных наборов команд. Их штатная тактовая частота работы составляет 1,33 ГГц, в режиме Burst они могут разгоняться до 1,83 ГГц. При отсутствии нагрузки частота может снижаться до 500 МГц.
Стоит заметить, что у производителя есть целых четыре модели чипов с цифровым обозначением »3735», отличающиеся буквенными суффиксами. И в данном случае это имеет некоторое значение. По старшинству, вероятно, стоит их расположить в порядке «D», «E», «F» и «G». Варианты «E» и «G» поддерживают только 32-битный интерфейс памяти, а максимальный ее объем составляет 1 ГБ. В моделях «D» и «E» может использоваться контроллер USB 3.0, поддерживается декодирование видео 4K, а разрешение экрана может превышать Full HD. В любом случае все параметры определяются конкретной реализацией планшета или компьютера.
Максимальный поддерживаемый установленным чипом объем оперативной памяти стандарта DDR3L-1333 составляет 2 ГБ. Именно столько и присутствует в данном компьютере.
Графический контроллер Intel HD Graphics имеет заявленную максимальную частоту работы 311 МГц и возможность ее увеличения до 646 МГц. Контроллер имеет поддержку DirectX 11 и OGL 3.2, оборудован аппаратными блоками декодирования видео в форматах H.264, MPEG2, MVC, VC-1, WMV9 и VP8.
Из видеовыходов присутствует только Mini-HDMI версии 1.4, способный обеспечить работу с мониторами в режимах до 1920×1080@60 Гц включительно. Заявлена также поддержка вывода в стереоскопическом режиме, однако это не касается декодирования видео. Учитывая относительно слабый графический контроллер, эта возможность, вероятно, не будет востребована.
Звук можно выводить через HDMI или аналоговый стереовыход. Платформа оборудована встроенным звуковым контроллером, совместно с которым используется I2S-кодек Realtek. С поддержкой вывода цифрового многоканального звука ситуация запутанная. Операционная система Windows при подключении устройства через ресивер показывает в свойствах HDMI-выхода возможность работы с DD, DD+ и DTS и даже позволяет проверить работоспособность многоканальной акустики в режиме LPCM. Однако попытки настроить вывод оригинальных дорожек в Kodi (последователь XBMC) не увенчались успехом.
В компьютере есть три порта USB версии 2.0. Правда, в диспетчере устройств можно заметить и контроллер xHCI, хотя у данной модели SoC его быть не должно. В любом случае реальные подключения осуществляются именно по стандарту 2.0.
Напомним, что данная версия платформы отличается от своих «настольных» собратьев существенно ограниченным набором внешних интерфейсов. В частности, здесь не используется ни SATA, ни PCIe. Поэтому для подключения системного накопителя Samsung MCGAFB объемом 64 ГБ используется шина eMMC.
Беспроводной контроллер Broadcom поддерживает стандарты 802.11b/g/n в диапазоне 2,4 ГГц. В тестировании нам удалось получить максимальную скорость соединения в 65 Мбит/с, характерную для массовых планшетов. При этом он подключен через интерфейс SDIO, что также накладывает свои ограничения на производительность. В частности, технология беспроводного дисплея может быть использована для трансляции фотографий и презентаций, но не для видео или других требующих большого потока и быстрого отклика задач.
В конфигурацию компьютера входит также адаптер Bluetooth, подключенный к последовательной шине. Он поддерживает стандарт 4.0, а также BLE (Bluetooth Low Energy). Последнее дает возможность использовать модель для управления различными датчиками и исполнительными устройствами. Правда, для этого потребуется наличие специализированного программного обеспечения.
Никаких возможностей по изменению аппаратной конфигурации в устройстве нет. Если заглянуть под крышку, можно будет увидеть основную печатную плату, имеющую размеры около 116×101 мм, дополнительную плату с передним разъемом USB и кнопкой включения питания, антенну модуля беспроводной связи и небольшую аккумуляторную батарею. Последняя может обеспечить работу устройства в течение нескольких минут и скорее предназначена для сохранения данных при переносе устройства между разными местами размещения, чем для автономной работы. Отметим, что операционной системе она не видна.
Наличие большого количества пустых разъемов на печатной плате и наличие батареи наводит на мысль, что данная модель получилась скорее «случайно» из оставшихся после производства какого-то планшета компонентов, чем была разработана специально «с нуля». Впрочем, на пользовательские впечатления история появления устройства, конечно, никак не влияет.
Компьютер тестировался с предустановленной 32-битной операционной системой Microsoft Windows with Bing. Никаких дополнительных программ производителя или его партнеров установлено не было. Заметим, что использованная платформа повлияла и на то, как операционная система воспринимает устройство. В частности, при нажатии кнопки Windows в правом верхнем углу отсутствовал пункт отключения питания, около часов можно было увидеть кнопку для открытия экранной клавиатуры, а служебные утилиты для обслуживания системы требовали специального «планшетного» UEFI-загрузчика.
Заметим, что кроме Windows, производитель заявляет о совместимости устройства с Ubuntu и Google Android.
Производительность С выбором конкурентов для оценки производительности ситуация непростая. Традиционно настольные системы и баребоны у нас тестируются по специальной оригинальной методике, запускать большинство приложений которой на устройстве рассматриваемого класса не имеет практического смысла. Для сравнения мы используем результаты трансформера Acer Aspire Switch 10 на Intel Atom Z3745 и гибридного устройства Intel Palace Hill на Intel Atom Z3740D. С точки зрения вычислительных ядер, эти модели имеют близкие к исследуемому компьютеру характеристики.
Также мы использовали полученные недавно результаты тестов Futuremark материнской платы ASRock Q2900-ITX на базе Intel Pentium J2900, который является топовым для «настольного» сегмента Bay Trail. Он имеет TDP 10 Вт, частоты ядер 2,41/2,66 ГГц, более быструю графику и внешние интерфейсы, а также существенно дороже. Его показатели позволяют оценить диапазон производительности платформ для планшетов и настольных систем. Заметим, что в тестировании этой платы использовались два модуля оперативной памяти DDR3L-1333 объемом по 4 ГБ и SSD с интерфейсом SATA, что также повляло на результаты.
Начнем исследование устройства с синтетических тестов для отдельных компонентов. Мы уже встречались с различными вариантами платформы Bay Trail, так что примерно понимаем, чего от нее ожидать. Однако использованные производителем профили работы процессора в разных режимах, параметры оперативной памяти, характеристики системного накопителя и беспроводного контроллера существенно влияют на отзывчивость и комфортность работы с устройством.
При отсутствии нагрузки процессорные ядра снижают частоту работы до 500 МГц. Их температура в этом режиме составляет около 50 °C. При штатной работе системы ядра могут разгоняться с использованием технологии Burst до максимальной для этой модели частоты 1,83 ГГц.
При запуске стресс-теста блоков целочисленных или вещественных вычислений частота всех процессорных ядер поднимается до 1,58 ГГц, что выше «штатных» 1,33 ГГц, но меньше максимального значения. Температура ядер после относительно длительной работы в этом режиме составляет 80–85 °C.
Нагрузка на блок графического контроллера не вызывает повышения частоты работы основных вычислительных ядер: в течение первых десяти минут теста температура не выходила за пределы 80 °C. Однако в какой-то момент операционная система решила позаниматься своими внутренними делами и задействовала x86-ядра. Это вызвало заметный рост температуры и привело к тротлингу.
Использование простого трюка в виде переворачивания корпуса дном вверх позволяет немного улучшить ситуацию с охлаждением, поскольку именно с этой стороны платы находится процессор и отверстия вентиляции, но полностью избавиться от тротлинга не удается.
Последний нагрузочный тест мы запустили сразу для всех доступных в программе компонентов и перегрев не заставил себя ждать: буквально пара десятков секунд потребовалась системе для выхода из нормального режима эксплуатации. При этом частота процессорных ядер скакала между 1,53 ГГц и 500 МГц, а их температура вплотную подбиралась к 90 °C.
При рассмотрении данных графиков нужно не забывать, что создаваемая синтетическим тестами нагрузка практически не встречается в реальной жизни. Так что можно, конечно, пожурить разработчика за непродуманную конструкцию системы охлаждения, но в большинстве сценариев использования данного устройства эта особенность не будет иметь значения.
Компьютер оборудован одноканальным контроллером памяти, что может оказывать существенное влияние на скоростные показатели графического контроллера. Однако если говорить про абсолютные показатели, то они мало отличаются от других устройств. Причем использованный в продукте Acer чип с двухканальным контроллером памяти также показывает сходные результаты.
В тесте GPGPU мы тоже не встретили ничего неожиданного, кроме того, что процессор не увеличивал частоту вычислительных ядер до максимально возможной, как это было у других устройств.
Установленный системный накопитель использует шину eMMC версии 4.5. В стандарте заложена возможность реализации скоростей передачи данных до 200 МБ/с, однако реальные показатели используемого накопителя ожидаемо существенно скромнее, что подтверждает тест в программе CrystalDiskMark.
Скорость последовательного чтения едва превышает 80 МБ/с, а последовательная запись осуществляется примерно на 36 МБ/с. Даже для планшета это более чем скромные показатели, а на настольных системах нескольких последних поколений скорость работы основного накопителя существенно выше. Пожалуй, это один из основных параметров, на который стоило обратить внимание при адаптации планшетной платформы для микрокомпьютера. Вполне вероятно, что в интегральных тестах эта особенность сыграет роль.
Сравним производительность встроенного накопителя с работой карты памяти и USB-флэшкой. В качестве первой выступала модель SanDisk Extreme на 32 ГБ, а внешний накопитель был представлен AData S007 объемом 8 ГБ.
Как мы видим, слот microSDHC и порт USB 2.0 показали себя достаточно неплохо для данной платформы. Но напомним еще раз, что обычные внешние винчестеры без дополнительного питания здесь использовать не получится.
Устройство, несмотря на преимущественно стационарное использование, оборудовано только беспроводным контроллером. Впрочем, к установленной SoC подключить микросхему проводного сетевого адаптера просто некуда. К сожалению, конфигурация устройства поддерживает работу только в диапазоне 2,4 ГГц, а подключиться к роутеру нам удалось максимум на 65 Мбит/с. На расстоянии в четыре метра без препятствий скорость работы контроллера составляла 30–40 Мбит/с в зависимости от направления и числа потоков, что вполне соответствует аппаратным характеристикам устройства. Однако в целом хотелось бы видеть в подобных моделях адаптеры с поддержкой скоростей 300 Мбит/с и диапазона 5 ГГц. Тем более, что места более чем достаточно для размещения двух антенн, а спецификация SDIO 3.0 позволяет реализовать подобные скорости.
По синтетическим тестам сложно найти какие-либо существенные отличия от платформ семейства Intel Bay Trail-Т. Посмотрим теперь, что покажут тесты Futuremark. Для оценки мы использовали интегральные бенчмарки PCMark 7 и PCMark 8 (в режиме «accelerated»), а также графический бенчмарк 3DMark. Для более корректного сравнения с другими системами последний запускался с разрешением экрана 1366×768 точек, хотя формально рендер в сценах Ice Storm и Cloud Gate по умолчанию работает с фиксированным разрешением 1280×720, а далее изображение масштабируется под экран.
Сценарии PCMark 7 Foxconn Ultra Nano PC Acer Aspire Switch 10 Intel Palace Hill ASRock Q2900-ITX PCMark score 1993 2470 2263 3194 Lightweight 1934 1327 1181 3507 Productivity 1585 981 900 2455 Entertainment 1189 1723 1600 2140 Creativity 3424 4527 4016 7000 Computation 4570 6289 5715 8913 System Storage 3059 3480 2966 5163 В утилите PCMark 7 мы видим заметное отставание рассматриваемой системы от конкурентов в одних сценариях, но существенный выигрыш в Lightweight и Productivity. Подобные расхождения объяснить достаточно сложно. Возможно, дело в настройках режимов работы процессорных ядер или же в обновленных версиях драйверов и операционных систем. К сожалению, очно сравнить устройства на одинаковых версиях программного обеспечения возможности у нас нет.
Сценарии PCMark 8 Foxconn Ultra Nano PC Acer Aspire Switch 10 Intel Palace Hill ASRock Q2900-ITX Home 3.0 971 1214 1202 1525 Creative 3.0 855 1059 1016 1439 Work 2.0 1143 1254 1234 1487 Storage (System) 3474 3918 3603 н/д Пакет PCMark 8 имеет меньше шаблонов, и в нем тестируемое устройство отстает на 10–20% от идущих очень близко других участников сравнения. Несмотря на формально меньшие цифры, в реальной эксплуатации решение Foxconn мало отличается от продуктов Acer и Intel по пользовательским впечатлениям. Правда, достаточно сложно, пользуясь стандартной мышкой, клавиатурой и большим монитором, воспринимать модель именно как микроПК на планшетной платформе, а не привычный настольный компьютер с быстрым многоядерным процессором линейки Intel Core и настоящим SSD.
Сценарии 3DMark Foxconn Ultra Nano PC Acer Aspire Switch 10 Intel Palace Hill ASRock Q2900-ITX Ice Storm Score 9996 17340 16021 20025 Graphics score 10008 17785 16091 19523 Physics score 9738 15947 15785 22009 Ice Storm Extreme Score 5621 10308 9787 12510 Graphics score 5094 9422 8865 11145 Physics score 8819 15365 15397 21907 Cloud gate Score 1102 1354 1241 1725 Graphics score 1138 1385 1233 1682 Physics score 993 1257 1272 1899 В графическом тесте 3DMark мы видим самое заметное отставание Ultra Nano PC от других участников. И объяснить разницу в 40% в тесте Ice Storm менее быстрым накопителем или драйверами уже сложнее. Мы попробовали поискать какие-нибудь связанные с производительностью опции в BIOS, тем более, что зайти в него с обычной клавиатуры проблем нет, но обнаружить влияющие на интегральные результаты тестов параметры не удалось. С другой стороны, продукт не предназначен для игровых сценариев использования, а с офисными задачами и просмотром видеороликов он вполне справляется.
Перед общей оценкой результатов надо заметить, что у производителя платформ в семействе Bay Trail для планшетов на момент написания статьи насчитывалось более полутора десятков моделей. Причем таблица сравнения на официальном сайте не предоставляла подробных данных об их отличиях, которые приходилось тщательно искать в технической документации. Кроме того, данные решения могут иметь определенные параметры конфигурации, задаваемые производителем устройств, способные повлиять на производительность. Конечно, в большинстве случаев одинаковые микросхемы будут показывать близкие результаты, но по сравнению с традиционными настольными платформами разброс может быть существенно выше. На скорость работы могут влиять настройки блока управления частотой и питанием, система охлаждения, конфигурация оперативной памяти, модель системного накопителя и другие параметры.
На примере рассматриваемой в этой статье модели, основанной на почти самой младшей SoC в текущем поколении Intel Atom, мы видим, что отличия в производительности от других устройств в зависимости от теста могут быть как незначительными, так и достаточно заметными. Однако для подобных готовых систем, поставляемых в собранном виде без возможности изменения конфигурации пользователем и рассчитанных на работу с базовым набором задач, подобные сравнения не играют большой роли. В большинстве случаев большее значение будут иметь стоимость, технические характеристики (например, набор портов или тип беспроводного контроллера) и даже дизайн. Про скорость можно сказать только одно: для массовых сценариев использования «интернет и офис» ее будет достаточно, а такие ресурсоемкие приложения, как видеомонтаж или современные трехмерные игры, в любом случае требуют «настоящего» компьютера.
Выводы Современный рынок ИТ-решений предлагает пользователям очень широкий спектр продуктов для задач любого уровня — от просмотра страниц в интернете до ресурсоемких вычислений. Последнее поколение платформы Intel Bay Trail получилось достаточно удачным и встречается сегодня в планшетах, компактных компьютерах и других устройствах. Однако внутри этого семейства присутствуют существенно отличающиеся по своим характеристикам чипы. При адаптации продукта для мобильных устройств, требующих существенного снижения уровня энергопотребления, производитель отказался от таких привычных для настольных систем интерфейсов, как SATA и PCIe. В результате удалось получить неплохую автономность, но взаимодействие с системным накопителем и сетью стало относительно небыстрым. Кроме того, некоторые сокращения коснулись и подсистемы памяти.
В этом материале мы познакомились с достаточно необычным продуктом — Foxconn Ultra Nano PC выполнен в форм-факторе микроПК, но использует платформу для планшетов. Трудно представить, что подобное решение было разработано компанией Foxconn специально: во время проведения тестирования нас не покидало ощущение, что эта модель «планшета без экрана» получилась случайно из-за избытка готовых плат или других причин. Использование одной из младших моделей Intel Atom привело к тому, что компьютер получил заметные ограничения аппаратной конфигурации и производительности. Также не очень понятен выбор глянцевой крышки корпуса, питания от порта Micro-USB и отсутствие крепления на монитор, но это уже мелкие придирки.
С другой стороны, Foxconn Ultra Nano PC получился компактным, достаточно красивым и удобным. Он работает абсолютно бесшумно, способен обеспечить достаточную для массовых задач производительность и вполне уместно может смотреться в детской в качестве компьютера для ребенка или в гостиной около большого телевизора.
На вопросы стоимости и комплектации операционной системой пока ответов нет. Аналогичные по конфигурации устройства на зарубежных торговых площадках предлагаются примерно от $100. Среди них можно найти и клона рассмотренной в этой статье модели.
Полный текст статьи читайте на iXBT
