向22nm邁進 全新的Atom處理器揭秘
Atom誕生之初,即是面向上網(wǎng)本和小體積、低功耗的便攜式娛樂設(shè)備。但隨著ARM處理器的快速發(fā)展、智能手機和平板的全面普及,上網(wǎng)本等設(shè)備的市場空間被大幅度擠占甚至即將退出市場。在這種情況下,英特爾逐步將Atom處理器進化到22nm的產(chǎn)品線上,并以全新的平臺和SOC芯片方式亮相。究竟英特爾有什么目的,新的Atom處理器的優(yōu)勢在哪里?本文將為你揭秘。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/138766.htm自從蘋果發(fā)布iPad的那一刻起,上網(wǎng)本這類小尺寸的上網(wǎng)設(shè)備就似乎注定了衰落。不過即使這種設(shè)備衰落了,但其蘊含的技術(shù)卻不一定會消失。Atom,這個當(dāng)初專為低功耗、小體積設(shè)備設(shè)計的超低功耗處理器,在英特爾的手中卻并沒有像上網(wǎng)本那樣慢慢失去關(guān)注,它反而煥發(fā)了新的光彩?,F(xiàn)在,英特爾將Atom進一步升級到22nm,并給予更多全新的特性,讓其在超低功耗市場上賺取更多的利潤。
Bay Trail,Valleyview,Silvermont
說起這三個單詞,想必多數(shù)人都有些摸不到頭腦。實際上,這是英特爾新一代22nm Atom平臺的相關(guān)研發(fā)代號。首先來看Bay Trail(對應(yīng)本代產(chǎn)品為Cedar Trail),這是整個22nm超低功耗平臺的代號。和本代產(chǎn)品相比,22nm平臺已經(jīng)徹底SOC化,也就是說南北橋等輔助芯片將不復(fù)存在,英特爾用一顆芯片解決問題,這顆芯片(平臺)的研發(fā)代號就是Bay Trail;其次是Valleyview(對應(yīng)本代產(chǎn)品是Cedarview),SOC芯片中的處理器代號就是Valleyview;接下來是Silvermont(對應(yīng)本代產(chǎn)品是Saltwell),是CPU內(nèi)核架構(gòu)代號。Atom的內(nèi)核架構(gòu)從誕生的那一天起到現(xiàn)在基本上沒有太大變化,所謂的架構(gòu)升級多是在緩存、處理器制程方面進行調(diào)整,內(nèi)部架構(gòu)調(diào)整則是少之又少。(圖1)
圖1
搞清楚了新一代Atom處理器的代號后,再來看英特爾全新的Atom處理器的發(fā)展路線圖,我們或許就能從中看出一些門道了。
從圖2中來看,下一代的Atom處理器以及相關(guān)產(chǎn)品主要分為兩個產(chǎn)品線。其中一個是主流產(chǎn)品線,另一個是使用電池供電的產(chǎn)品線。簡而言之,前者使用交流電,對性能更加敏感,后者則對功耗等更為敏感。在之前的產(chǎn)品線中,英特爾分為了多個系列,比如Cedar Trail面向桌面平臺、Queensbay則是面向一些基于PCI-E的I/O設(shè)備等。不過英特爾可能認為這樣的分類過于復(fù)雜,因此在新的Atom中,Bay Trail成為了全能多面手,幾乎可以在任何場合完成任務(wù),唯一的區(qū)別就是針對不同的客戶封裝有所不同。此外,英特爾還會單獨設(shè)計面向通信市場的Atom處理器,不過這并非本文的關(guān)注重點。新的Atom系列約在2013年第四季度上市,并替換之前所有的產(chǎn)品。
圖2
一體化,更輕巧——新Atom的技術(shù)特色
英特爾有能力將之前區(qū)分市場的Atom產(chǎn)品統(tǒng)統(tǒng)歸為一類,是相當(dāng)有底氣的,畢竟用戶和市場會對產(chǎn)品提出不同的需求,比如功耗和體積等。英特爾的底氣在于全新的SOC芯片設(shè)計以及22nm的制造工藝,再加上可以提供不同的接口,這樣就能基本上滿足所有用戶的需求了。
更小體積的22nm工藝
22nm的威力用戶或許已經(jīng)在第三代Core處理器上看到了,初代22nm工藝就能進一步降低CPU功耗并大幅度縮減CPU體積。用到Atom上,英特爾就可以使用新工藝將傳統(tǒng)的南北橋、集成顯示核心以及CPU全部壓縮在一起,并很好的控制CPU的體積和發(fā)熱量。此外,在新的Atom開始生產(chǎn)后,22nm工藝的表現(xiàn)應(yīng)該會比現(xiàn)在還要更為出色。目前英特爾尚未有官方數(shù)據(jù)公布新的Atom的功耗指標情況,但從其給出的使用范圍來看,新的Atom處理器SOC芯片功耗可能會低至3~5W,甚至更低。這樣才可以在諸如車載娛樂、數(shù)字標牌和超小型媒體設(shè)備等對功耗要求比較嚴格的地方使用。
最多四個CPU核心
除了22nm工藝外,新的Atom的特色就在于SOC化。英特爾給出了SOC芯片的內(nèi)部設(shè)計,一顆四核心Atom處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖,并向用戶展示了一顆SOC芯片中所包含的復(fù)雜組件。(圖3)
圖3
英特爾沒有提及新一代產(chǎn)品中CPU部分是否有改動,不過幾代以來Atom的CPU精簡x86的設(shè)計思路,簡化了前端分支預(yù)測和部分后端單元,預(yù)計在Valleyview上也不會有太大變化,依舊是順序執(zhí)行、雙發(fā)射的設(shè)計。其整體性能肯定無法和桌面主流產(chǎn)品相比,但好處在于超低功耗。新一代的Valleyview最多擁有四個22nm制程的Atom處理器核心,每個核心帶512KB二級緩存(圖片中雙核心帶1MB緩存僅僅是為了示意)。英特爾沒有提及CPU核心之間的通訊情況,不過At om處理器核心性能本來就不強,對帶寬要求并不高,采用傳統(tǒng)的前端總線架構(gòu)是完全可行的。頻率方面,新一代的Atom處理器頻率從1.2GHz到2.4GHz,核心數(shù)量配置可以是單核心、雙核心及四核心。另外,新的Atom處理器核心已經(jīng)開始支持64位技術(shù)了。除了為64位應(yīng)用作好準備外,主要考慮的可能還是內(nèi)存支持問題,畢竟32位處理器只能使用4GB內(nèi)存,這在很多場合已經(jīng)捉襟見肘、難以為繼了。
在內(nèi)存支持方面,新的Atom處理器支持雙通道DDR3L(DDR3L 1066/1333)和DDR2L(DDR2L 800)內(nèi)存,也開始提供對ECC內(nèi)存數(shù)據(jù)校驗的支持(只支持單通道ECC內(nèi)存校驗)。內(nèi)存容量上最大只能支持8GB,一般來說8GB內(nèi)存容量已經(jīng)可以滿足目前的應(yīng)用了。
圖形性能有大幅度改善
在用戶比較關(guān)心的圖形性能方面,新的Atom中整合了4個英特爾第七代圖形引擎,每個引擎擁有2條渲染單元。所謂英特爾第七代圖形引擎,實際上和Ivy Bridge英特爾高清顯卡屬于同代產(chǎn)品。不過新的Atom中最多只有8個統(tǒng)一渲染單元(英特爾沒有說明是整個新Atom中一共集成了2個渲染單元,還是每個引擎中存在2個渲染單元,本文暫時認為每個引擎中有2條渲染單元),而Ivy Bridge中配置了16個(頻率不一樣)。根據(jù)英特爾說法,新的Atom的圖形性能相比之前Atom E600系列提升至4~7倍,基本可以在低特效下運行目前一些主流的3D游戲。此外,英特爾沒有說明新Atom中集成的圖形核心是否能支持DirectX 11和OpenGL 3.0,也沒有說明是否有硬件曲面細分單元等。但其存在的必要似乎不大,畢竟嵌入式應(yīng)用中幾乎不會用到這些高級特效。
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