基于OMAP3平臺的MID解決方案
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Intel目前的MID解決方案包括兩種芯片：一是Atom CPU，二是被稱作System Controller Hub的獨立芯片組，可提供存儲器控制器、視頻解碼器、圖形引擎以及I/O等功能。如果采用外部存儲器與電源管理器件來支持這兩顆芯片，那么封裝總面積將達到666平方毫米。從Atom所需的全部板級空間來看，Atom更適用于2磅重的筆記本電腦，而不是0.5磅重的平板型MID或0.25磅重的小型MID。
圖2：具有MID系統(tǒng)連接的TIOMAP3x處理器
與之相反，TI的OMAP3平臺在單個器件上集成了所有處理器、加速器、存儲器控制器以及系統(tǒng)外設，封裝面積僅為144平方毫米，與Centrino Atom相比，OMAP3的芯片空間節(jié)省了75%以上。此外[1]，基于OMAP3平臺的器件支持“層疊封裝”(PoP)垂直堆棧的存儲器，從而無需使用附加的板級空間，而Atom的產(chǎn)品則做不到這一點。當添加電源管理與垂直堆棧的存儲器以形成完整的電路板時，基于OMAP3平臺的設計與功能相當?shù)腁tom系統(tǒng)相比，所需組件板級空間可節(jié)省80%以上[2]。使用OMAP3所節(jié)省的總體PCB面積甚至更達驚人的90%[3]。
工藝節(jié)點制造技術的重要意義
處理器設計對整體系統(tǒng)的成功至關重要。相對于以前的x86處理器，Intel Atom CPU確實實現(xiàn)了幾項改進。值得注意的是，Atom采用45納米的CMOS工藝制造可實現(xiàn)更小的裸片面積，且與前代產(chǎn)品相比，功耗更低。不過，單從工藝節(jié)點來評判產(chǎn)品可能并不準確，因為Atom功耗的降低并不是通過工藝進步，而是通過犧牲性能才實現(xiàn)的。若計算每次循環(huán)的工作效率，Atom的性能遠低于之前的處理器，在相同頻率下大約只提供前代處理器50%的性能。例如，一款1.6GHz的Atom處理器的性能約相當于較早的800MHz Pentium M處理器[4]。因此，即便同樣是英特爾器件，也不能教條地通過時鐘速度來判斷性能高低。
此外，由于Intel以前一直為PC而不是移動設備開發(fā)處理器，因此，相對于TI專為移動領域優(yōu)化的65納米工藝技術，Intel的45納米工藝在性能功耗比方面并不占優(yōu)。就裸片大小而言，Atom盡管采用了45納米工藝，但面積仍然是OMAP3器件中Cortex-A8處理器的兩倍。
功耗優(yōu)勢
對MID的重要要求之一是單次充電即可整天平穩(wěn)工作而不會影響性能。相對于PC，移動手持終端更應該滿足這個要求。由于MID不需要臺式計算機那么高的性能，因此Atom CPU在確保提供較高電源效率的情況下，性能有所下降或許是可以接受的。根據(jù)Intel提供的數(shù)據(jù)，Atom CPU本身在頻率為800MHz時的最高熱設計功耗(TDP)為0.65W，在頻率為1.86GHz時為2.4W[5]。但是，由于MID系統(tǒng)特有的圖形與多媒體處理仍然是在采用130納米工藝制造的系統(tǒng)芯片組中進行的，因此Atom雙芯片解決方案的功耗極高：800MHz時為2.95W，1.8GHz時高達4.7W。相比之下，集成OMAP3解決方案即便在頻率為800MHz時的最高功耗也僅為750mW，相當于雙芯片Atom解決方案的1/4。由于TI解決方案的系統(tǒng)其它部分的功耗基本與此相同，因此其針對Web瀏覽與視頻播放的電池使用壽命可延長2至3倍[6]。
不過，工作狀態(tài)僅是其中的一部分因素。Atom CPU本身在深度睡眠模式下就會消耗移動設備的大量電源，約為80～100mW，相比之下，整個OMAP3平臺僅為0.1mW[7]。在多數(shù)使用情形下，Atom CPU睡眠模式下的功耗便達到了足以使OMAP3產(chǎn)品處于正常工作模式所需的功耗。總體說來，OMAP3處理器待機情況下的電源效率是雙芯片Atom解決方案的50倍，這主要歸功于架構內(nèi)置的TI移動工藝創(chuàng)新以及SmartReflex電源與性能技術。
如果綜合考慮工作模式和待機模式下電流的消耗情況，結果就顯而易見了。Intel指出，假設處理器80%的時間處于深度睡眠模式，1%的時間以最高速度運行，則頻率為800MHz時平均功耗為160mW[8]。在相同條件下，OMAP3 Cortex-A的功耗僅為25mW，即約為Atom解決方案的15%[9]。就工作時間而言，基于OMAP3平臺的系統(tǒng)毋需充電就能持續(xù)工作一整天。在不使用系統(tǒng)的情況下，基于OMAP3平臺的系統(tǒng)一次充電即可持續(xù)待機一周乃至更長時間，大大優(yōu)于其他同類競爭解決方案。
不同類型電池的表現(xiàn)情況證明了上述兩種解決方案的功耗水平差異。Atom面向MID的參照設計和規(guī)范均建立在3,000mAh電池的基礎之上，而基于ARM的MID設計一般使用1,400mAh的電池[10]。采用Atom設計的Nettop產(chǎn)品對電池的要求甚至更高，需為50Wh[11]。由于電池的尺寸和重量與電量成正比，因此采用OMAP3處理器的MID就顯得非常小巧輕便。
當前就緒的MID解決方案
TI在不斷改進OMAP平臺，Intel的發(fā)展戰(zhàn)略同樣也強調在后續(xù)幾代Atom解決方案中進一步提高芯片組的集成度。目前，MID制造商可用的唯一x86技術就是雙芯片Atom解決方案，但這種解決方案占用面積大、價格昂貴，而且功耗非常高。與其它Intel處理器相比，這種解決方案的CPU在某些方面可能性能不錯，但我們認為，這種CPU和雙芯片解決方案均不能完全滿足MID市場對減少空間占用、降低功耗和成本的需求。
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