Архитектура и элементы Intel NUC 10

Автор

Евгений Рудометов

Компания Intel продолжает развивать семейство компактных настольных компьютеров  собственной разработки. Материнские платы этих устройств снабжены энергоэффективными мобильными процессорами.

Устройства получили наименование NUC (Next Unit of Computing), но, хотя являются, компактными системными блоками, требующими подключения монитора или ТВ-приемника, а также клавиатуры, мыши и т. п., производители и пользователи традиционно называют их мини-ПК (Mini PC). Это наименование стало уже отраслевым стандартом, его часто используют многие создатели подобных решений под своим брендом.

Десятое поколение мини-ПК Intel NUC представлено двумя группами: наборами (kit), требующими доукомплектования силами пользователей, и моделями, полностью готовыми к работе. Первые получили наименование Intel NUC 10 Performance kit, вторые — Intel NUC 10 Performance Mini PC.

Один из представителей полностью готовых к работе – Intel NUC10i5FNKPA2 (символ «2», как и раньше, означает наличие в комплекте блока питания, снабженного силовым кабелем с вилкой европейского стандарта, эта вилка совместима с розетками российского стандарта). Устройство поставляется в жесткой картонной коробке, окрашенной в традиционные для производителя оттенки синего цвета. 

Мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA2 (далее — мини-ПК или NUC10, рис. 1).

Блок питания мини-ПК от сети переменного тока (модель HKA09019047-6U с входным напряжением 100–240 В, выходным напряжением 19 В, выходным током до 4,74 А), снабженный кабелем с вилкой европейского стандарта.

Запасной столбик для крепления M.2 SSD.

Документация с кратким описанием подключения и безопасного использования модели, а также описание стандартов и материалов. На соответствующих сайтах Intel представлено вспомогательное ПО, файлы с описанием архитектуры моделей NUC10 и рекомендациями по их настройке.

Рис. 1. Комплект мини-ПК NUC10

Рис. 2. Внешний вид NUC10

Использование энергоэкономичного мобильного процессора Intel Core i5-10210U позволило создать компактный компьютер с высокой производительностью и широкой функциональностью. Основные параметры этого процессора приведены в таблице 1.

Таблица 1. Основные параметры Intel Core i5-10210U

Кодовое имя		Comet Lake
Сегмент		Mobile
Поколение Intel Core		10
Литография, нм		14
Количество ядер/потоков, штук		4/8
Кэш-память, Мбайт		6
Тактовая частота процессора, ГГц	Базовая	1,60
	Turbo Boost	4,20
Память ОЗУ	Объем, Гбайт	До 64
	Каналов, шт.	До 2
	Тип	DDR4 – 2666, LPDDR4 – 2933, LPDDR3 – 2133
Встроенная в процессор графика		Intel UHD Graphics
Редакция / к-во каналов PCI Express		3.0 / 16
Мощность (TDP), Вт	Расчетная	15
Дата выпуска		Q3’19

В данном компьютере используются видеосредства Intel UHD Graphics, непосредственно встроенные в процессор Intel Core i5-10210U. Эти интегрированные графические средства поддерживают:

Видео HD для Blu-ray.

Direct3D 2015/11.2/11.1/9/10, Direct2D, OpenCL 1.2/2.0/2.1/4.5.

Аппаратное ускорение декодирования Full AVC / VC1 / MPEG2 / HEVC / VP8 / VP9 / JPEG.

Аппаратное ускорение кодирования Full AVC / MPEG2 / HEVC / VP8 / JPEG.

Видеопоток передается как через канал HDMI (через LSPCON — MegaChips MCDP2800-BCT DisplayPort 1.2a to HDMI 2.0b Level Shifter/Protocol Converter) с максимальным разрешением 4096×2160 @ 60 Hz, 24bpp, так и через порт USB Type C (совместим с DisplayPort 1.2) с максимальным разрешением 4096×2304 @ 60 Hz, 24bpp. Из приведенных значений следует, что графические средства обеспечивают обработку высококачественного видеоконтента, включая видео стандартов 4К. Кроме того, данными средствами поддерживается одновременная работа до трех дисплеев, подключаемых к портам мини-ПК.

Функциональная схема мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA приведена на рис. 3, а технические характеристики представлены в таблице 2.

Рис. 3. Функциональная схема NUC10

Таблица 2. Технические характеристики мини-ПК

Модель		NUC10i5FNKPA
Кодовое наименование		Frost Canyon
Центральный процессор / разъем		Intel Core i5-10210U / FCBGA1528
Оперативная память	Объем	8 GB (до 64 GB)
	Тип	DDR4-2666 1.2V
	Модули	2 SO-DIMM
	К-во каналов	2
	Bandwidth	До 42,6 GB/s
Накопители	M.2 SSD	256 GB  NVMe SSD
	SD	Micro SDXC с UHS-II
Видео	Графика	Intel UHD
	Вывод	HDMI 2.0b, USB-C (DP1.2)
	Дисплеев	До 3 штук
Аудио		7.1 audio через HDMI mDP, 3,5мм (L+R+mic)
Сетевые средства		Ethernet (10/100/1000 Mb/s), Intel Wi-Fi 6 (AX201), Bluetooth 5, CIR
Порты ввода/вывода передней панели		1 USB 3.1 Type C, 1 USB 3.1 Type A, 1 Аудио (3,5 мм)
Порты ввода/вывода задней панели		1 USB 3.1 Type C, 2 USB 3.0 Type A, 1 HDMI 2.0b, 1 RJ-45
Порты и разъемы внутренние		2 USB 2.0, 2 SATA 6Gb/s
Напряжение питания на входе		19 B
Размеры корпуса, мм		117×112×38
Блок питания		Внешний блок 90 Вт
Операционная система		MS Windows 10 Home, 64-bit
Дата выпуска		Q4’19
Гарантия, лет		3

Большинство функциональных возможностей указанной платформы реализованы в мини-ПК Intel NUC10 с помощью специально разработанной для данного устройства материнской платы формфактора UCFF (4,0″×4,0″) с использованием соответствующих комплектующих. Топология материнской платы, а также основные элементы и разъемы, расположенные на нижней и верхней ее сторонах, представлены на рис. 4. Расшифровка обозначений — в таблице 3.

Рис. 4. Основные элементы материнской платы мини-ПК

Таблица 3. Элементы нижней стороны материнской платы

A	Разъем питания 19 B
B	Разъем HDMI
C	Разъем LAN
D	Два разъема USB 3.1
E	Разъемы цифровых микрофонов
F	Разъемы передней панели
G	Разъем батарейки CR2032
H	Разъем RGB LED
I	Модуль Intel Wi-Fi + Bluetooth 5 AX201
J	Индикатор LED + 5 B Standby Power
K	Разъем M.2 (ключ M) для модулей 2242 и 2280
L	Разъемы USB 2.0 (1,25 мм)
M	Сенсор инфракрасный (CIR)
N	LED активности накопителя
O	Разъем USB 3.1 Type-C  на передней панели (для передачи данных и зарядки гаджетов)
P	Разъем SATA HDD (0,5 мм)
Q	Разъем USB 3.1 на передней панели
R	Разъем и перемычка BIOS security
S	Разъем jack микрофона/наушников на передней панели
T	Кнопка питания/LED на передней панели
U	Разъем Consumer electronics control (CEC)
V	Два сокета SO-DIMM DDR4
W	Система охлаждения (кулер)
Y	Разъем вентилятора
X	Батарейка CR2032 и кардридер SDXC

Интерфейсные возможности представлены как проводными, так и беспроводными средствами.

Связь с периферийными устройствами может осуществляться через порты USB 3.1 Gen.2 Type A и USB 3.1 Gen.2 Type C. Кроме того, имеется возможность использования USB 2.0 с разъемами на плате, а также CIR (Consumer Infrared). Порты и разъемы показаны на рис. 5.

Рис. 5. Порты и разъемы передней и задней панелей мини-ПК

Cетевые средства Gigabit (10/100/1000 Mbps) LAN созданы на основе контроллера Intel I219V Gigabit Ethernet. Обеспечена поддержка сети Ethernet режимов Full-duplex 10/100/1000 Mbps и Half-duplex 10/100 Mbps.

Модуль Intel Wi-Fi 6 AX201 (рис. 7) предоставляет беспроводные функции Wi-Fi (IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax, 802.11d, 802.11e, 802.11h, 802.11i, 802.11w, 802.11r, 802.11k) со скоростью до 2.4 GBps в 160 MHz каналах (2.4 GHz, 5 GHz) и Bluetooth (v.5).

В мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA общий объем оперативной памяти составляет 8 GB, но имеется возможность ее расширения до 64 GB. Эта память в данной модели представлена двумя модулями SO-DIMM DDR4 Kingston KVR26S19S6/4. Каждый имеет объем 4 GB. Основные его параметры: 512Mx64-bit (4 GB) DDR4-2666 CL19 260-pin SODIMM, VDD=1.2V Typical. Внешний вид модуля памяти представлен на рис. 6.

Энергонезависимое хранение информации осуществляет флеш-накопитель M.2 SSD 256 GB. Это модель Kingstone U-SNS8154P3/256GJ — “M.2 2280 ×2 256GB SSD” c “PCIe Gen. 3 NVMe 1.2″.

Внешний вид модуля оперативной памяти Kingston KVR26S19S6/4 и флеш-накопителя Kingstone U-SNS8154P3/256GJ представлен на рис. 6.

Рис. 6. Модули ОЗУ и SSD

Рис. 7. Модуль Intel Wi-Fi 6 AX201

Рис. 8. Внешний блок питания мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA

Управление аппаратно-программными средствами мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA осуществляется операционной системой Microsoft Windows 10 Home 64-bit (рис. 9).

Рис. 9. Основные сведения о компьютере, определяемые операционной системой.

На рис. 10 представлен мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA со снятой нижней крышкой.

Рис. 10. Мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA и его элементы

Возможности основных подсистем мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA были оценены в процессе тестирования. Его конфигурацию составляют следующие основные компоненты:

Процессор — Intel Core i7-10210U (литография 14 нм, микроархитектура Comet Lake, 4 физических ядра, работающих c 8 потоками, базовая частота — 1,6 ГГц, частота в режиме Turbo Boost — 4,2 ГГц, кэш 6 Мбайт, TDP 15 Вт).

Материнская плата — Intel NUC10i5FNB.

Графическая подсистема — Intel UHD Graphics.

Оперативная память — 8GB DDR4-2666 Kingston KVR26S19S6/4.

Дисковая подсистема — M.2 SSD 256GB Kingstone U-SNS8154P3/256GJ.

Блок питания — внешний компактный блок HKA09019047-6U (AC-DC: input — 100–240V/50–0Hz; output — 19V, 4,74А, 90W max).

Операционная система — Microsoft Windows 10 Home 64-bit.

Конфигурация мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA, определенная средствами ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit и средствами BIOS, представлена на рис. 11.

Рис. 11. Конфигурация мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA

Основные характеристики процессора и видеоадаптера приведены на рис. 12, 13.

Рис. 12. Характеристики процессора мини-ПК

Рис. 13. Характеристики видеоадаптера мини-ПК

Оценка емкостных параметров дисковой памяти, выполненная стандартными средствами ОС Microsoft Windows 10 Home 64-bit, представлена на рис. 14.

Рис. 14. Емкостные параметры дисковой подсистемы

На рис. 15 приведена оценка производительности процессора мини-ПК, выполненная программой CPU-Z.

Рис. 15. Оценка производительности процессора мини-ПК NUC10i5FNKPA

программой CPU-Z

На рис. 16 приведена оценка производительности подсистем оперативной и энергонезависимой памяти мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA, выполненная программами AIDA64 и AS SSD Benchmark.

Рис. 16. Оценка скоростных параметров подсистем оперативной и энергонезависимой памяти

В заключение необходимо отметить, что полученные результаты тестирования подтверждают сравнительно высокую производительность подсистем мини-ПК Intel NUC10i5FNKPA. С учетом проводных и беспроводных интерфейсов это обеспечивает возможность решения широкого круга задач. При этом возможности мини-ПК могут быть увеличены заменой штатных модулей оперативной и энергонезависимой памяти на модели, обладающие более высокими показателями информационного объема и лучшими скоростными параметрами.

Источник