Intel Atom能否逆天?将达成四核八线程
不知道网友是否还记得去年7月份的一篇报道《Atom路线图:2015年比六核Phenom II还快?》,当时小编看到Intel Atom SoC芯片开发部总经理Bill Leszinske的这种“狂妄”言论时并没有太过在意,因为硬件的发展是十分迅速的,三年之内一切皆有可能,但是最近频频传出的“Intel将借Atom处理器推出Medfield智能手机”以及“Intel要在将来推四核八线程Atom”的消息则让小编不得不重新审视下看似不起眼的Atom系列了,因此小编决定翻翻故纸堆,与大家一起分享Intel Atom自诞生以来的变化。起源
Intel Atom于2008年4月发布,不过实际上Atom处理器或者说类似处理器可以追溯到1995年,当时Intel计划利用P5 Pentium架构开发低功耗的处理器,但是后来被搁置了。等到2008年,Intel基于Bonnell架构再次发力低功耗处理器,发布了首代Atom,中文名称则是后来叫响的“凌动”。
定位
Atom发布之初的目标并不是现在的智能手机,而是2008年就已经火爆的MID(移动互联网设备),Intel要用Atom来对抗在这块市场的两大劲敌——威盛和ARM。另外Atom还担起了更新超便携笔记本的任务,以取代老旧的Pentium-M。
了解了以上背景,我们可以开始追忆下那些年的那些Atom处理器了。
第一代Atom:上网本的辉煌时代
第一代Atom
第一代Atom发布于2008年4月,一举成为Intel历史上体积最小(芯片面积不足25平方毫米)和功耗最低(最高功耗仅为2.4W)的处理器,产品基于新的微处理器架构Bonnell(同时期的桌面处理器架构为Westmere微架构),采用45nm工艺,集成4700万晶体管,L2缓存为512KB,能支持SSE3/SSSE3指令集,支持VT虚拟化技术(Intel Virtualization Technology)、EDB防病毒(Execute Disable Bit)和高级散热管理技术(Intel Advanced Thermal Manager)。
Bonnell微架构
ATOM处理器核心内部结构图
第一代Atom采用了Intel全新设计的Bonnell微架构,采用顺序执行(in-order execution)设计,尽管相比乱序执行,前者的计算效率较低,但是如此一来,Atom可以节省大量的晶体管,降低了芯片的功耗和成本,而且加入的超线程技术一定程度上弥补了芯片计算效率的不足。
i945GC/i945GSE芯片组
第一代Atom搭配的芯片组采用双芯片设计,北桥为较老的945GC修改版——i945GC和i945GSE,支持DDR2-400/533单通道内存,集成GMA 945集显,可以支持DX9 Shader Model 3.0和硬件视频解码引擎,在播放MPEG-2,MPEG-4AVC,WMV/VC-1视频格式时可以降低CPU占用,南桥则采用ICH7-M。
在2008年12月,NVIDIA发布了ION平台,可以搭配Intel的Atom处理器,该平台的显卡采用NVIDIA自家的Geforce 9400M显卡,芯片组则采用MCP7A/MCP79,功耗为14W比i945GSE的5.5W略高,不过后来由于种种原因,ION平台并未得到大范围推广。
首批产品
首批Atom分为代号“Silverthorne”和“Diamondville”的两个系列,前者主要面向MID等智能掌上设备,型号有Z500/510、520、530、540等,后者面向上网本市场(Netbooks),代表型号有Atom N270/280等。两大系列均采用单核心设计,不过其中Atom Z520及之后的型号开始支持超线程技术。
第二代Atom:三芯片转向双芯片
第二代Atom
第一代Atom尽管功耗控制出色,而且售价也相比以往桌面芯片大幅降低,但是这是建立在牺牲性能的基础上的,不只CPU性能偏弱,从芯片组到集成显卡都不能让人满意。2009年第四季度,Intel推出了第二代Atom——Pine Trail平台。
与第一代Atom最大的不同在于,第二代Atom也就是Pineview处理器平台改用双芯片设计,上代的北桥i945GSE被集成到了CPU内部,也就是说内存控制器也开始被集成到CPU内部,这样的改动大幅降低了内存的延迟,从而进一步提升了这一顺序执行架构的计算效率,采用双芯片设计后,新Atom平台的芯片面积减少了60%-70%。
芯片组部分则采用NM10 Express,它仍相当于原来的南桥ICH7-M,仍负责原来的I/O输出等功能,芯片封装面积为17mm X 17mm,热设计功耗为2W。
单核版Pineview处理器内部结构图
Pineview处理器集成了GMA3150显卡(相当于GMA X3100的升级版),核心频率也从原来的133MHz提升到了200MHz,此外,得益于内存控制器的改进——Pineview处理器内置的内存控制器为DDR2-533/667单通道控制器,集成显卡可以利用到更高频率的内存。这时候Intel将上网本平台的分辨率从原来的1024 X 600提升到了1366 X 768,不过显示器的尺寸最高仍然为10.2吋。
第二代Atom处理器仍然分为两个系列,N系列首批产品只有Atom N450,第二个系列为入门级桌面台式机(Nettops),产品有Atom D410/D510,具体规格参见上表。之后,Intel在2010年第三季度推出了支持DDR3内存的Atom N455和Atom N475。
第三代Atom:命运多舛屡遭推迟
关于第三代Atom处理器平台——Cedar Trail则在去年频遭推迟,一度传言被推迟到2011年四季度,不过好在产品还是赶在三季度9月28日发布。
Intel Atom处理器路线图
第三代Atom基于Saltwell微架构,继续采用双芯片设计,继续搭配NM10 Express芯片组,支持SSE2、SSE3、SSSE3指令集,内存控制器继续提升——变为DDR3-800/1066单通道控制器,图形芯片则由上代的GMA 3150变为GMA 3650(PowerVR SGX545),能支持DirectX 10.1,核心频率进一步提升到650MHz。
Intel Cedar Trail Atom处理器,产品采用了最新的32nm工艺,TDP被控制在10W,而且内置支持DX10.1的物理显示核心,其中桌面版最低端的Atom D2500采用单核设计,不支持超线程,默认主频为1.86GHz,内置GMA 3600,核心频率为400MHz,拥有1MB二级缓存。最高端的D2700则采用双核四条线程设计,默认主频提升到了2.13GHz,内置GMA 3650,核心频率为650MHz。
下一代Atom:进军智能手机
尽管Intel在桌面市场占据大多数份额,但是在手机等移动计算市场却屡入困境,面对ARM的咄咄攻势,Intel终于还击了——杀手锏就是基于新一代Atom的Medfield。
其实在Medfield平台之前,Intel推出了Mooretown平台,Moorestown平台包括一颗代号Lincroft的Atom Z600系列处理器,代号Langwell的MP20芯片组,可选代号Briertown的MISC混合信号芯片。其中,Atom Z600处理器有两种规格,对应智能手机的型号最高频率1.5GHz,对应平板机的系列最高1.8GHz,内置的图形核心为PowerVR SGX 535。
基于Android 3.x Honeycomb操作系统的Medfield测试成绩
不过Mooretown平台并未在智能手机和平板机市场引起重大改变,因此下一代的Medifield平台中,Intel吸取了教训,将处理器和芯片组整合为一颗代号Penwell的高集成度SoC片上系统芯片,Penwell SoC处理器的尺寸为144平方毫米,相比上代减少了一半,所采用的Atom处理器的频率为1.80GHz或1.86GHz,除了处理器核心,这颗单芯片平台还包括图形核心、视频解码核心、内存控制器、显示输出控制器、音频加速模块、摄像头控制器、存储控制器以及各种输入输出模块等众多组件,而内置的图形核心性能也比Mooretown提升4倍。
从上面透露出的测试成绩来看,在计算性能上,基于X86架构的新一代Atom无可匹敌,但美中不足的是Atom芯片的功耗一直都相对较高,2.6W的功耗相比几百毫瓦的ARM处理器还是相对较高,这严重影响了Medfield手机的续航,不过好在2.6W只是测试样机的功耗,据Intel透露正式版将会有所降低。
总结
Intel Atom处理器自发布以来就以独特的身份影响着IT产业格局的变化,如今它从上网本转移到了平板机和智能手机市场,究竟这颗小小的芯片能再引起什么样的变化,还很难说
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