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真的是下一代计算单元吗?

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下一代计算单元

英特尔,这个一直在IT业内有着主导地位的行业巨头,在2012年时宣布将在当年第三季度推出一个新的产品——Next Unit of Computing(简称NUC)。NUC主要面向的市场为交互设备、数字视频输出墙、数字目录、富媒体计算、多媒体回放等,当然它也能被用作为个人计算单元。

实际上,NUC的推出没有预想的那么快,稍稍有些延后,在2012年第四季度才有实际产品出来。因此,我们在2012年年末才拿到了这款NUC测试产品。 由于NUC的体积超级小巧,只有4×4×2(长×宽×高,英寸)。正因为这样小的体积,所以它采用了与移动平台非常像的结构和硬件。它使用的是最新的Ivy Bridge微架构,22nm制程,TDP仅有17W的酷睿i3-3217U超低功耗移动处理器,以及QS77移动平台芯片组,主板则是单独设计的。同时,这个主板又是一个开放性系统。虽然它足够mini,专门设计的主板CPU和芯片组都是贴在板上的,但可以让用户来升级和配置,包括内存、固态硬盘、无线网卡及蓝牙模块。

NUC的使命

我们正在走向一个数字地球、智慧地球的社会,英特尔制造这样一个特殊的规格与系统平台,显然不会是仅仅盯着个人用户那么简单。商业应用市场才是英特尔更加看重的,毕竟产品+服务的打包方案才是更加有利可图的。在数字大屏显示、带有交互功能的数字标牌等领域一直都是系统集成商们所擅长的领域,英特尔自然不会放过这个市场。但英特尔不会简简单单的以一款NUC产品来销售,因为这样不会撼动威盛等SOC产品提供商早已占领的市场。英特尔还研发了Intel AIM Suite套件管理方案,搭配NUC形成一套完整的服务提供给客户。

在数字化智能社会建设中,在公交通、医疗、娱乐等领域会大规模的使用数字标牌。Northern Sky Research的调查中,在未来几年会有26%的复合增长率。数字标牌技术也会向前发展,从单一的为人们传播到具有交互能力。数字标牌的下一代产品,是需要具有交互能力,拥有通过互联网连接和管理的产品。NUC就是这样一个肩负着打开交互性数字标牌市场,以及争夺现有数字标牌制造商市场的产品。因此,NUC必须具有迷你小巧、低功耗、具有较好的多媒体计算能力、网络传输能力、以及存储能力。

PCWorld中国实验室中的NUC

英特尔NUC是一个全新的系统平台,既然它是一个测试样品,那我在这次测试中尽量以一个对待测试样品的态度,以及对待一个新的产品形态的角度来评价它。

在测试前我们先来阐述一下测试环境、测试项目和方法。在整个测试过程中,我们选择了一个AMD的Mini-ITX平台来加入对比,以示小型化设备的比较。同时在一定程度上可以看出产品性能、产品形态设计(工业设计、散热设计)的异同。测试工具方面,首先我们会对其使用PCWorld的WorldBench 6综合标准套件来测试,同时还有CINEBENCH R11.5、R10的测试。其次还有Futuremark的PCmark 7和PCMark Vantage综合套件测试。此外,还加入了视频转码测试。而为了衡量系统的性能,我们还对其进行了功耗、系统重负载稳定性测试比较。测试环境统一为Windows 7 Ultimate+SP1 64bit英文版,评测室内温度为21℃

英特尔NUC DC3217BY配置

CPU:英特尔 酷睿i3-3217U(1.8GHz/22nm/TDP 17W)

芯片组:英特尔 Panther Point QS77

显卡:英特尔 HD Graphic 4000

内存:DDR3 1600 2GB×2(单独购买)

硬盘:英特尔 520 180GB(单独购买)

网卡:迅驰 高级-N 6235(单独购买)

内置接口:DDR3 So-DIMM×2/mSATA 3.0/mini PCI-E

外置接口:Thunderbolt/USB 3.0×3(其中1个前置)/HDMI 1.4a

外置电源:19V 65W

AMD Mini-ITX对比平台配置

CPU:AMD 速龙2 X3 440(3.0GHz/45nm/TDP 95W)

芯片组:AMD 880G

显卡:ATI Radeon HD 4250

内存:DDR3 1600 2GB×2

硬盘:三星840 250GB

体积:331×200×160mm

网卡:100M以太网卡/802.11n无线网卡

外置接口:SP/2/USB 3.0×2/ USB 2.0×4/E-SATA/HDMI/DVI/同轴/光纤

内置接口:DDR3 So-DIMM×2/SATA2.0×3

客观性能测试

我们通过使用PCWorld WorldBench 6综合标准套件,主流的PCMark测试工具来对系统的综合性能衡量;用CINEBENCH来对CPU和GPU(OpenGL)分别进行测试;另加视频转码的测试,测试软件为MediaConverter。

通过最终成绩我们能够看出,WorldBench 6的测试中,AMD平台的分数相比NUC要高4分。这其中的原因是AMD平台的速龙2 X3 440的3.0GHz高主频占了很大优势。即便英特尔酷睿i3-3217U拥有双核心和超线程技术,但是1.8GHz的主频还是稍稍拖了一些后腿。此外,由于WorldBench 6是通过脚本来调用测试子项程序的,所以与NUC似乎有些不对付,多次测试任务中断。虽然中断后WorldBench会自动暂停计算,但这不仅耗费了比较多的时间,同时也耗费了测试工程师的很大精力。

在两项PCMark的测试中,PCMark Vantage两平台测试成绩差距为15%,而在PCMark 7中扩大到30%,这是由于在3D显示性能方面NUC支持DirectX 11,性能还是会更胜一筹。而在各子项的对比中,可以明显看出NUC的Ivy Bridge平台的内存读写性能和磁盘读写性能明显由于AMD平台。

CINEBENCH的测试中,同样是CPU主频的缘故,CPU的分数会造成一定的差距,但是在OpenGL显示能力方面,英特尔要明显强于对手。

视频转码测试是英特尔非常擅长的项目,尤其是进入到了Ivy Bridge时代,第二代Qukck Sync Video快速同步视频技术的加入,使得在使用H.264编码的时候转码速度奇快。这次我们测试转码的视频文件为一个1080p的mpge2编码.mpg文件,转换成720p的H.264编码.avi。在打开Quick Sync Video时,时间缩短了51%,即便在1.8GHz的低主频下,一样要比3.0GHz的X440处理器要强35%。

移动平台对比

可能引入这样一款三年前就的AMD平台与全新Ivy Bridge平台的NUC来进行对比稍显有些不恰当,那么我们就再来引入更相近的产品来进行比较。由于NUC采用了移动平台处理器和芯片组,我们就将一些笔记本电脑的WorldBench 6测试数据来比较。

因此引入一款超极本产品进行对比,采用Ivy Bridge平台的索尼T13。 T13的处理器是i5-3317U(HM77芯片组),核心显卡是也HD Graphics 4000,内存是双通道4GB。存储方面则与NUC稍有不同,它使用的是运用了英特尔快速响应技术的32GB SSD+500GB混合硬盘的方案。

英特尔NUC、索尼T13的WorldBench 6总得分分别是106、110。由于WorldBench 6的表格过于庞大,所以在这我不将其细项一一列出。从得分来看,成绩只有4分的差距。在存储性能方面是有一定的差别,但更多的差别还是在CPU计算方面。英特尔i5处理器支持睿频加速(Turbo Boost)功能,因此不论是在视频编码还是CPU渲染测试子项都有更好的表现。但整体可以认为,英特尔NUC和索尼T13两套系统的性能基本没有什么差别。

网络流言

网上有谣传,NUC在大量网络传输的过程中,会因为Wi-Fi模块过热而造成系统瘫痪。我们通过实验来验证这个流言,但事实证明这不是谣传,是确实存在的。

实验中利用无线局域网,将另外一个设备中的43.8GB的蓝光文件拷贝到NUC中。拷贝开始后,NUC系统在大约2分钟后死亡。此时打开NUC的外壳,使用热敏探头实测Wi-Fi模块温度,此时温度高达56℃(开放状态下)。可见,NUC的散热设计确实有些让人堪忧。

测试网络环境是802.11n局域网,测试传输时平均传输速度约为80Mbps,而随着系统死亡之后传输速率在0~130Mbps之间波动,但实际上已经没有数据流了。从而可以推断,很可能是因为过热问题造成的。

功耗及温度测试

由于我们知道了NUC可能存在一定程度上的散热设计问题,所以我们对NUC和对比测试平台进行了功耗及温度测试。测试方法是,分别记录待机状态,运行Heavyload和Furmark时的功耗及温度状况。

通过测试结果我们可以很明显地看到NUC在功耗方面的优势,结合之前我们所做的理论测试成绩,NUC可以称得上又节能,效能又高。从WorldBench 6的测试结果来看,两套平台的性能差别不大,但是性能功耗比来看简直就相差太大了。不过这两套平台也存在一些不公平,因为AMD的测试平台并不是低功耗移动平台,但从一定程度上可以反映出NUC的性能功耗比。另外,通过Heavyload和Furmark重负载软件测试,也能看看出NUC在运行Furmark时的功耗较高,可见酷睿i3-3217U的核心显卡模块才是耗电大户。

再来说说散热测试。通过CPU与系统出风能够看出,系统是否将芯片所发出的热量都带走了。此时CPU温度与系统出风温度差值越小,则证明散热效果更好,当然还有一定的散热器的因素在其中。在重负载情况下,AMD的平台散热效果较好。而NUC在运行Furmark时,CPU温度87℃出风则为56℃。这时NUC的风扇并没有全速运转,才会造成如此高的温度。造成这个原因的,可能与其配备的PWM风扇有关(BIOS设置中风扇转速为Auto)。

测试完毕,我们不得不再来审视一下NUC的散热设计。NUC只提供了一个与笔记本电脑系统类似的铝制散热器的涡轮风扇散热器,散热器只与CPU和南桥接触。而同时由于系统内风道不流畅,导致在主板另一面的SSD和Wi-Fi/Bluetooth卡等设备并没有得到良好的散热,这可以说是NUC的一个设计败笔。如此的散热设计在高温环境下的系统稳定性实在让人堪忧。

NUC前途光明吗?

在英特尔NUC产品面世的同时,市场中已经有一些产品存在,或者说有更新的产品在蠢蠢欲动。那么NUC这个新的产品形态,可以在今后的市场中有着如何的发展呢?

见到这样一个小盒子PC,我想大部分人的第一个想到的一定是苹果iMac mini。苹果iMac mini可以说是最早的迷你电脑产品,经过几年的发展已经拥有多个版本的产品。不过苹果一直保持着乔帮主的风格,过于封闭,使得其应用范围仅仅停留在个人用户端。

再回想2011年,在APU的时候,AMD曾做出过体积与NUC类似的APU平台产品。但是AMD并没有针对个人用户端做出更好、更多的产品,更没有针对商业用户端则没有来打造一个完整的生态系统。

按照英特尔对NUC产品的设计规划,英特尔为商业应用打造了Intel AIM Suite来做数字显示服务管理套件。从数字内容上传管理,到数字内容远程传播管理,再到数字内容展示有了一个完整的应用体系,以构成一个面向商业领域应用的框架。相信在商业用户市场方面英特尔应该早已经开始下手,并分析出未来的发展趋势,趁着数字标牌需求量的上涨,英特尔的前途甚好。个人用户端产品方面,日本著名机箱品牌Abee,现已推出了专门针对NUC系统的机箱。相信今后还会有更多的主板和机箱制造商加入行列,不论是面向个人用户的产品还是面向于系统集成的产品等等。英特尔是相当擅长新规格标准的推行的,只要市场有需求,英特尔一定不会放掉这在嘴边上的肥肉。

新兴的对手

超小型PC:正如本期技术趋势板块中的一文所提到的,以Cotton Candy、MK802 II和Raspberry Pi为代表的超小型PC已经在市面上销售有一段时间了。它们有些仅有一个闪存盘那么大的体积,采用超低功耗ARM处理器,内装Android操作系统,具有视频输出接口以及Wi-Fi无线模块,也可以轻松地实现视频播放等应用。

智能显示器:AOC、宏碁、飞利浦等厂商,已经推出了以Android操作系统,采用超低能耗ARM处理器的“显示器”产品,称其为智能显示器。智能显示器集成了Wi-Fi和蓝牙无线连接能力,且带有触控功能,这样的产品配合Android系统的定制化开发,外加定制化专用App的开发,可以成为拥有良好交互性的产品。外加网络传输功能的配备,其将会拥有良好通信功能。当然,它也有一些先天的劣势,例如多计算能力较弱、多媒体功能有限、开源系统安全问题等。

迷你电脑、准系统:来自台湾的华擎,推出了一系列的迷你电脑和准系统产品。虽然它们的体积没有NUC这么小,但也可以算是近似的程度。而其主板使用的是华擎独立研发的规格,方面自然又有很多种选择。独立显卡、HDD、SSD、光驱都可以让用户根据需要自由搭配。同时机箱内部不是那么拥挤,散热设计方面也不用人们过多的担心。

工程师寄语

通过本次测试,我们较为详细地对英特尔NUC迷你主机进行了测试,同时对于这个较新的产品形态进行了评价和分析。通过测试结果,以及使用感受来看,NUC迷你主机产品可以说喜忧参半。喜是不论是在商业应用,还是在个人应用,都为我们带来了新的气息;忧是英特尔这款产品的散热设计还存在一定的隐患。

而在价格方面,以DC3217BY为例,在不包含内存、SSD和无线网卡的情况下,它的售价就高达2500元。购买者单独购买内存、SSD和无线网卡的费用与其本身加在一起,已经超过了3000元。而相比仅有几百元的超小型PC(例如MK802 II)而言,它的采购成本似乎有些高。

当然,本次测试也有些许遗憾,由于设备有限,WiDi无线视频传输技术我们并没有进行实践,不过鉴于其所配备的迅驰高级-N6235无线网卡的优异性能,这点基本不用考察。同样因为设备的限制,Thunderbolt雷电技术我们并没有测试。另外比较遗憾的是,我们没有AIM套件可以用来测试,从而不能了解英特尔所构建的这个商业应用系统如何运作和维护的了。

但最终我们可以了解到,英特尔通过NUC迷你主机,为我们揭示了一个新的发展领域,一个新的产品形态也把我们的眼光带向了一个新的方向。小体积、高性能、节能环保的方向是始终不变的。那么就让我们一起期待更加智能的设备诞生吧。

—郭壮