Intel Atom Z2760 vs. Nvidia Tegra 3 review: hoe presteert Windows 8 op x86 en ARM?

12 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Windows 8 en Windows RT
  3. 3. Intel Atom Z2760 en Nvidia Tegra 3
  4. 4. Benchmarks
  5. 5. Browser benchmarks
  6. 6. Speed Test Pro
  7. 7. Real life tests
  8. 8. Batterijwerktijd
  9. 9. Praktijk en conclusie
  10. 10. Besproken producten
  11. 11. Reacties

Inleiding

Windows 8 is de eerste op consumenten gerichte versie van Windows die niet alleen op processors met de X86-architectuur (van Intel en AMD) werkt, maar ook op processors met de ARM-achitectuur. Dat maakt dat we eigenlijk een vraag kunnen beantwoorden: hoe presteert beide architecturen ten opzichte van elkaar? Aan de hand van twee ASUS tablets vergelijken we de prestaties tussen de Intel Atom Z2760 en de Nvidia Tegra 3.

In maart 2011 besteedden we in een uitgebreid achtergrondartikel voor het eerst uitvoerig aandacht aan ARM. Voor wie het artikel destijds niet gelezen heeft is het interessante materie om eens terug lezen. ARM is een andere processorarchitectuur dan X86, de architectuur van traditionele PC-processors, zoals gemaakt door Intel en AMD. ARM processors “spreken een andere taal” dan X86-chips. X86 software werkt daardoor niet op ARM-processors en vice versa. Steeds meer software wordt echter voor meerdere architecturen ontwikkeld: Linux draait al sinds jaar en dag op uiteenlopende processorarchitecturen, maar het belangrijkste nieuws van vorig jaar was toch wel de komst van een ARM-versie van Windows 8, getiteld Windows RT.


De twee ASUS tablets die we voor dit artikel gebruikten:
links de VivoTab Smart (X86, Intel Atom Z2760), rechts de VivoTab RT (ARM, Nvidia Tegra 3)

ARM: fundmenteel anders

ARM-processors zitten fundamenteel anders in elkaar dan X86-CPU’s. Bij ARM staat een zo laag mogelijk energieverbruik bovenaan de prioriteitenlijst: geen wonder dat de architectuur zo populair is bij smartphones en tablets. Dat komt voort uit de filosofie waarop de ARM-processors zijn gebouwd, het zijn zogenaamde RISC (Reduced Instruction Set Computer) chips, ofwel processors die slechts een zeer beperkt aantal taken kunnen uitvoeren, maar dat wel snel en zuinig doen. Complexe taken moeten voor een RISC-chips eerst worden onderverdeeld naar een serie simpelere instructies voordat de CPU er mee kan beginnen. X86 daarentegen is een architectuur volgens de CISC (Complex Instruction Set Computer) filosofie: de processors kunnen een zeer groot aantal verschillende vaak complexe instructies uitvoeren en kunnen een bepaalde taak daardoor middels een kleiner aantal opdrachten uitvoeren. Het maakt het processorontwerp, de chipgrootte en daarmee het energieverbruik echter groter.

Een ander belangrijk verschil tussen X86 en ARM: voor X86-chips kun je winkelen bij welgeteld drie fabrikanten (Intel, AMD en VIA), waarvan laatste genoemd een te verwaarlozen marktaandeel heeft. De eigenaar van de X86-architectuur, Intel, geeft al jaren geen licenties meer aan andere leveranciers en zelfs als ze dat wél zouden doen zou het ontwikkelen van een nieuwe X86-implementatie zo kostbaar zijn dat vermoedelijk geen enkel bedrijf z’n vingers er aan wil branden. ARM is daarentegen zeer open: iedereen die wil kan bij ARM voor relatief lage bedragen een licentie kopen: ofwel puur op de architectuur ofwel op een kant en klare implementatie daarvan, die daarna in een eigen chip ge-Lego’d kan worden. Geen wonder dat er vele verschillende leveranciers van ARM chips zijn, waarvan Qualcomm, Apple, Samsung, Nvidia en Texas Instruments de bekendste zijn.

Windows 8: verschuiving

Tot nu toe was de wereld vrij overzichtelijk: bij desktops PC's en laptops had X86 vrijwel 100% marktaandeel en bij smartphones en tablets had ARM vrijwel 100% marktaandeel. Met de komst van Windows 8 is er juist bij tablets een verschuiving gaande. Doordat Microsoft nu een OS heeft wat echt is bedacht voor aanraakbediening, komen er eindelijk goede, op Intel gebaseerde tablets op de markt. Maar tegelijkertijd verschijnen ook de eerste Windows-producten op de markt met ARM-chips, zoals bijvoorbeeld de Nvidia Tegra 3 die we al van veel Android tablets kennen.

ARM chips moeten het hebben van hun zuinige, efficiënte werken. Niet voor niets is het de de facto standaard in de smartphone en tablet wereld. Intel heeft voor diezelfde markt de Atom-processors, die in hun nieuwste uitvoering ook zogenaamde SoC's ofwel System-on-a-Chip processors zijn: alle belangrijke systeemfunctionaliteit gecombineerd in één chip. Volgens Intel moet de nieuwste generatie Atom zich qua efficiëntie kunnen meten met ARM, maar tegelijkertijd betere prestaties bieden én compatibiliteit garanderen met bestaande X86 software.

Aan de hand van de ASUS VivoTab RT (ARM, Windows RT, Nvidia Tegra 3) en de ASUS VivoTab Smart (X86, Windows 8, Intel Atom Z2760) maken wij een vergelijking: hoe presteren beide architecturen ten opzichte van elkaar. In deze review zetten we puur beide processorarchitecturen tegenover elkaar. Een uitgebreide review van beide ASUS tablets mag je spoedig verwachten.


De Nvidia Tegra 3 ARM-chip zoals herkend in Windows RT

Windows 8 en Windows RT

Windows 8 tablets met Intel-processor maken gebruikt van de normale, volledige versie van Windows 8, zoals je die ook kunt draaien op de laptops en desktops. ARM-gebaseerd tablets maken gebruik van de speciale Windows RT versie.

Windows RT is op het eerste gezicht niet te onderscheiden van het normale Windows 8. Het ziet er hetzelfde uit en werkt exact hetzelfde. Net als de normale Windows 8 versie biedt RT zowel de nieuwe full-screen Modern UI (voorgeen Metro) omgevingals een traditionele desktop. Daar zit echter het grote verschil: Windows RT is niet geschikt voor (bestaande) Windows desktop-applicaties en die kun je dus ook niet installeren op een Windows RT tablet. In de desktop-omgeving van een Windows RT tablet kun je welgeteld drie dingen gebruiken: Windows Explorer en aanverwanten, de desktop versie van Internet Explorer 10 en een speciale versie van Microsoft Office 2013. Die laatste wordt overigens gratis gebundeld bij alle Windows RT tablets. Het moge duidelijk zijn: Windows RT is bedacht om, op Office na, enkel met de nieuwe Windows 8 full-screen applicaties aan de slag te gaan.

Compatibiliteit met bestaande Windows software is er dus niet, compatibiliteit met bestaande randapparatuur maar gedeeltelijk. Het aansluiten van een toetsenbord, muis, geheugenstick of externe harddisk via USB gaat altijd goed. Randapparatuur die drivers vereisen, zoals printers, werken vaker niet dan wel. Microsoft heeft voor veel randapparatuur drivers in Windows RT ingebakken, maar als jouw printer onder Windows RT niet ondersteund wordt, dan is daar vermoedelijk ook geen oplossing voor. Gelukkig is dit probleem in de tijd van netwerkprinters overigens steeds minder actueel.

Windows RT kun je verder niet installeren zoals je gewend bent van normale Windows-versies. Er is dus niet zoiets als een Windows RT installatie-DVD. Tablets komen met de speciale versie van het besturingssysteem voorgeïnstalleerd en worden via Windows Update bijgewerkt naar nieuwe versie. Windows RT installeren op bestaande, andere ARM-apparaten, zoals bijvoorbeeld Android-tablets, zit er ook niet in.


Windows RT is in feite identiek aan Windows 8, maar mist compatibiliteit met bestaande desktop applicaties.

Geoptimaliseerd

Onze ervaring met de ASUS VivoTab RT is dat Windows RT vlot en soepel werkt. Microsoft heeft er duidelijk goed voor gezorgd dat de Windows 8 code goed is geoptimaliseerd voor ARM-processors. Zoals we verderop zullen zien is er zeker een prestatieverschil, maar het is absoluut niet zo dat je het gevoel hebt dat je in een compleet andere wereld stapt zodra je met een Windows RT tablet aan de slag gaat. 

Maar verschil is er zeker, want een Intel Atom is wel echt een compleet andere chip dan een Nvidia Tegra 3.

Intel Atom Z2760 en Nvidia Tegra 3

De Atom-processor die we tegenkomen in de ASUS VivoTab Smart, maar ook in talloze andere Windows 8 tablets is de Intel Atom Z2760, codenaam Cloverview. Samen met de Atom Z2460 (die bedoeld is voor gebruik in smartphones) is het de eerste Atom die een zogenaamde SoC ofwel System-on-a-Chip is. Dat betekent dat alle belangrijke systeemfunctionaliteit (CPU, GPU, geheugencontroller, storage controller, USB controller, etc.) is ondergebracht in één chip.

Qua processorarchitectuur borduurt de Z2760 verder op eerdere Atoms, die in de basis afstammen van de eerste Pentium processors, maar dan uitgevoerd op hogere kloksnelheden en geproduceerd middels moderne productieprocedés. De Z2760 is een dual-core processor en werkt op 1.8 GHz. De processor ondersteunt HyperThreading, zodat je in het besturingssysteem vier processorkernen ziet. De chip wordt gefabriceerd middels 32nm transistors. Beide processorcores bevatten 32 kB L1 instructiecache, 24 kB L1 datacache en 512 kB L2-cache. De chip heeft een dual-channel 32-bit geheugencontroller, geschikt voor low-power DDR2-800 geheugen. De geïntegreerde GPU komt niet van Intel zelf, maar is de PowerVR SGX 545, werkend op 533 MHz. Deze GPU zou geschikt moeten zijn voor DirectX 9 en bevat ook een volwaardige HD-videodecoder én -encoder. De Atom-processor is overigens niet geschikt voor 64-bit instructies (al gaan er geruchten dat die functionaliteit wel in de chip zit, maar door Intel is uitgeschakeld). 

De Z2760 biedt geen ondersteuning voor Serial ATA, enkele voor eMMC flashgeheugen. Dergelijke storage is gebruikelijk voor ARM-gebaseerde devices en is over het algemeen energiezuiniger, maar wel langzamer dan op Serial ATA gebaseerde, échte SSD's. Op de processor kunnen twee camera's van maximaal 8 en 2 megapixels worden aangesloten. USB 3.0 wordt niet ondersteund, USB 2.0 gelukkig wel. De processor ondersteunt connected standby en zou in diepste slaap maximaal 2 milliwatt moeten verbruiken. De prijs die Intel voor de Z2760 berekent is geheim, maar uit de wandelgangen begrijpen we dat die min of meer op hetzelfde niveau als high-end ARM-processors ligt, ongeveer tussen de 15 en 30 dollar. Daarmee is deze Z2760 de goedkoopste Intel processor ooit.


Blokdiagram van de functionaliteit van de Intel Atom Z2760

Tegra 3

De Tegra 3 is een oude bekende: deze ARM-chip zijn we al in vele Android tablets tegen gekomen zoals de ASUS Transformer Prime, Google Nexus 7, Acer Iconia A510, Sony Xperia Tablet S en vele anderen.

In de VivoTab vinden we de T30 variant van de chip. Deze middels 40nm transistors geproduceerde ARM-chip bevat een viertal ARM Cortex-A9 kernen op 1.3 GHz. Bijzonder is de aanwezigheid van een vijfde, zogenaamde companion core. Deze is extra zuinig en schakelt in wanneer er slechts een zeer beperkte hoeveelheid rekenkracht nodig is. De processor bevat 64 kB L1-cache en 1MB L2-cache per core. De GPU is een GeForce ULP uit eigen keuken, werkend op 520 MHz. De achillieshiel van de Tegra 3 is zoals we al meermaals hebben gezien de geheugenbandbreedte: de chip heeft slechts een single-channel 32-bit geheugencontroller, geschikt voor low power DDR2-1066 of DDR3-1500. De relatief grote hoeveeheid cache geheugen maakt gelukkig veel goed. De Tegra 3 ondersteunt de ARM NEON multimedia instructies en heeft een geïntegreerde HD video-decoder.  De chip is trouwens al sinds november 2011 op de markt en wordt dit jaar opgevolgd door de Tegra 4.


Blockdiagram van de functionaliteit van de Nvidia Tegra 3.

Benchmarks

Het benchmarken van een Windows RT machine is minder eenvoudig dan het klinkt. We schreven al: traditionele desktopapplicaties werken niet op Windows RT, dus standaard benchmarks als 3DMark of PCMark kunnen we simpelweg niet draaien.

We hebben ons bij de tests daarom op drie zaken toegelegd. Allereerst hebben we een aantal platform onafhankelijke browserbenchmarks gedraaid. Microsoft geeft aan IE10 zowel voor X86 als voor ARM volledig te hebben geoptimaliseerd, dus op deze manier zouden we een goede vergelijking van processorprestaties moeten kunnen zien.

Verder gingen we aan de slag met de enige low-level benchmark-applicatie die op het moment in de Windows Store te vinden is, namelijk Speed Test Pro. Deze benchmark test CPU, GPU en geheugen.

Ten slotte hebben we nog een aantal real world tests: taken die je met Office 2013 of Windows 8 apps kunt uitvoeren, waarbij we hebben gemeten hoe lang het duurt om deze te voltooien.

In de grafieken heeft de Atom-gebaseerde VivoTab Smart telkens Intel-blauwe balkjes en de Tegra 3-gebaseerde VivoTab RT telkens Nvidia-groene balkjes.

Browser benchmarks

We beginnen met een aantal browser benchmarks. Futuremark Peacekeeper v2 test de prestaties van een groot aantal moderne HTML5, CSS3 en Javascript effecten. In deze test ontlopen beide platformen elkaar weinig: de op Nvidia Tegra 3 gebaseerde VivoTab RT scoort 378 punten, de Intel Atom Z2760 gebaseerde VivoTab Smart komt op 402 punten.

SunSpider is een Javascript benchmarks die een flink aantal complexe berekeningen uitvoert in Javascript code. In deze test wordt puur rekenkracht getest, er is geen grafisch gedeelte. Ook hier blijkt de Atom sneller: de Atom voltooit de SunSpider test in 734,1 ms, de Tegra in 971,2 ms. Opvallend: onder Windows RT is de SunSpider score van de Tegra 3 veel beter dan onder Android. In de Google Nexus 7 voltooit de chip bijvoorbeeld de test in 1715 ms en in veel andere Android tablets is er nog meer tijd nodig.

WebXPRT 2013 is een vrij nieuwe browser benchmark, die een aantal real-world taken uitvoert in JavaScript: het uitvoeren van effecten op foto's, het herkennen van gezichten in foto's, het simuleren van een aandelen applicatie en het simuleren van een notities applicatie. Ook hier een duidelijk winst voor de Atom, al is het opnieuw geen verschil van dag en nacht.

Speed Test Pro

In de Windows Store zit op dit moment één app die low-level prestaties kan testen, Speed Test Pro. De applicatie test CPU-prestaties aan de hand van een hashing-algoritme. De prestaties van de GPU worden getest aan de hand van een verder niet gedefinieerd GPGPU-algoritme. Verder worden ook de prestaties van het geheugen gemeten en de HDD/SSD-prestaties gemeten. Aangezien beide gebruikte tablets een zelfde soort eMMC flash voor storage gebruiken, zijn ook die scores interessant.

Opvallend is dat we bij de CPU-test zien dat de Tegra-chip wint, zeker in multi-threaded modus. Vergeet niet: de Tegra heeft vier cores, de Atom slechts twee.

Bij de GPU test blijkt de PowerVR SGX545 op de Atom Z2760 bijna twee keer zo snel als de GeForce ULP binnen de Tegra 3. We hebben dat bij onze Android-benchmarks al eerder gezien: in tegenstelling tot wat je bij Nvidia zou verwachten zijn juist de 3D-prestaties van de Tegra 3 relatief matig.

Bij de geheugentest is het verschil zeer groot. Vanwege de dual vs. single channel geheugencontroller hadden we al verwacht dat de Atom hier een factor twee beter zou scores. Maar vermoedelijk is Intels geheugencontroller qua opbouw ook nog een stuk beter.

Bij de storage tests wint de Atom-gebaseerde Tablet ook.

Real life tests

Ten slotte een aantal real life tests. Allereerst hebben we een tweetal tests uitgevoerd met Office 2013. In Word 2013 hebben we twee documenten van 500 pagina's met circa 1700 verschillen vergeleken. Deze operatie voltooit de Atom in 78 seconden en de Tegra 3 in 91 seconden: opnieuw winst voor Intel dus.

Een gigantisch verschil zagen we in Powerpoint 2013, waar we een 35 pagina's tellende presentatie met veel afbeeldingen exporteerden naar PDF. De Atom doet dat in 20 seconden, de Tegra 3 heeft er ruim anderhalve minuut voor nodig. De lol is er dan snel vanaf.

In de Windows explorer bepaalden we hoelang het duurt om circa 300 MB aan willekeurige bestanden in een .ZIP-bestand in te pakken en daarna weer uit te pakken. Opnieuw trekt Intel aan het langste eind, al is bij het unzippen het prestatieverschil beperkt.

In de Cinelab Windows 8 app encodeerden we een videobestand van 60 seconden naar een H.264 bestand met beperkte resolutie. De app maakt gebruikt van de video API's die Windows beschikbaar heeft die - als het goed is - inhaakt op de hardwarematige video-encoders van beide chips (al weten we dat niet 100% zeker). Hoe dan ook: de Atom en Tegra 3 eindigen gelijk: 187 seconden.

Ten slotte hebben we met de Image Resizer app een 120 tal hi-res foto's omgezet naar Full HD (1920x1080) resolutie. Hier is de Atom weer beduidend sneller: 34 om 48 seconden.

Batterijwerktijd

Wat prestaties betreft pakt de Intel Atom Z2760 dus de winst, zij het met het een beperkte voorsprong. Maar zou zit het met de werktijd op de accu? Beide tablets die we getest hebben, maken gebruik van een identieke accu van 25 Wh, zodat we een goede één-op-één vergelijking kunnen maken. Aangezien onze standaard accutests als Powermark niet werken onder Windows RT, hebben we de twee tests gebruikt die we normaal toepassen op Android en iOS tablets.

Als worstcase scenario hebben we de laptops in een loop de Sunspider JavaScript benchmark laten draaien, zodat de CPU continu in gebruik is. Tijdens deze test laten we op de achtergrond van het netwerk gestreamde muziek afspelen, zodat ook draadloze netwerkverbinding veel belast worden. We hadden verwacht dat de Nvidia ARM-CPU hier beter zou scoren, maar het tegenovergetelde blijkt waar: de Windows RT tablet houdt het 5 uur en 42 minuten vol, terwijl de Intel-gebaseerde Windows 8 tablet de winst pakt met 6 uur en 19 minuten.

De tweede accutest die we hebben gedaan is het in een loop afspelen van een film in HD-resolutie. Hierbij zijn de schermen afgesteld op 100 cd/m² en het geluid op 50% ingesteld. Beide tablets houden het in dit scenario vrijwel exact even lang vol: ruim 9,5 uur! Dat betekent dat je dus zowel met de Tegra- als de Atom-tablet probleemloos drie of vier films kunt bekijken tijdens een transatlantische vlucht.

Praktijk en conclusie

Op een enkele uitzondering na is de Intel Atom Z2760 duidelijk sneller dan de Nvidia Tegra 3. Tegelijkertijd moeten we opmerken dat het prestatieverschil in de meeste gevallen niet bijster groot is. De Atom Z2760 wint overduidelijk, maar de Tegra 3 kan alsnog met opgeheven hoofd uit de strijd komen.

Laat gezegd zijn dat de Atom Z2760 geen snelle processor is. Als we de chip vergelijken met Core i3's of Core i5's verbleekt hij. Maar juist voor de Windows 8 fullscreen apps blijkt weinig CPU-kracht nodig. Zowel de Atom-gebaseerde VivoTab Smart als de Tegra 3-gebaseerde VivoTab RT voelen snappy en zeker niet traag. Maar wie beide tablets een tijdje naast elkaar gebruikt ziet wel dat het beeld dat de grafieken schetsen ook in de praktijk waarneembaar is: apps starten net wat sneller op bij de Atom, websites renderen net wat sneller en bovenal games werken soepeler. De door Microsoft zelfs uitgebracht Pinball FX2 game bijvoorbeeld is op de ARM-tablet erg schokkerig, terwijl de game op de Atom tablet lekker soepel gaat.

Kijken we naar de batterijwerktijd dan pakt Intel opnieuw de winst, al is ook hier het verschil erg klein. Beide processorplatformen blijken erg zuinig, getuige het feit dat we 9,5 uur HD-video konden bekijken en rond de 6 uur intensievere taken. In het geval van de ASUS tablets is het ook niet zo dat één van beide significant lichter is dan de ander. Het prijsverschil is omgekeerd van wat je zou verwachten: een VivoTab Smart (Intel Atom) met 64 GB storage is verkrijgbaar vanaf € 499, een VivoTab RT (Nvidia Tegra) met 64 GB storage vanaf € 599. De ARM-versie is dus 100 euro duurder.

De Intel versie is sneller, goedkoper en bovenal compatible met alle Windows-software, waar de ARM-variant beperkt blijft tot Modern UI applicaties en Office 2013. Het werpt de vraag op waarom je een Windows RT tablet zou willen kopen. Een gratis licentie van Office 2013 is het enige argument wat bij ons opkomt, maar als je bedenkt dat je Office 2013 Home & Student al vanaf zo'n € 115 kunt aanschaffen, gaat dat argument ook niet helemaal op. 

De X86 vs. ARM strijd bij Windows 8 wordt op dit moment overtuigend gewonnen door Intel. De toon is echter gezet: we zijn benieuwd hoe volgende generatie ARM-gebaseerde Windows RT tablets gaan presteren.


Besproken producten

Vergelijk alle producten

Vergelijk  

Product

Prijs

Asus VivoTab RT TF600T-B1-GR 32GB Grey

Asus VivoTab RT TF600T-B1-GR 32GB Grey

  • Tablet
  • Nvidia Tegra 3
  • 2 GB
  • 11.6 inch
  • 1366x768
  • Touchscreen
  • Nvidia GeForce ULP
  • 32 GB
  • 1085 gram
  • Windows
Niet verkrijgbaar
Asus VivoTab Smart ME400C-1A046W White

Asus VivoTab Smart ME400C-1A046W White

  • Tablet
  • Intel Atom Z2760
  • 2 GB
  • 10.1 inch
  • 1366x768
  • Touchscreen
  • 64 GB
  • 580 gram
  • Windows
Niet verkrijgbaar
0
*