處理器簡介
英特爾發布的迅馳凌動(Atom)處理器與迅馳凌動處理器技術是英特爾的第一個移動網際網路設備平台。凌動(Atom)處理器採用45納米High-K CMOS製造工藝,內有4700萬個電晶體,它是世界上最小的電晶體製造的英特爾處理器。凌動處理器的功耗規格在0.6瓦至2.5瓦之間,速度可以達到1.8GHz,相比之下,當今主流的移動酷睿2雙核處理器的功耗在35瓦左右;其尺寸不到25平方毫米,11個處理器晶片也只有人民幣一角錢硬幣的大小,這使它成為英特爾歷史上有史以來最小的、功耗最低的處理器。
凌動處理器家族是專門為移動網際網路設備(MID)以及將在今年晚些時候推出的簡便、經濟的新一代以網際網路套用為主的簡易電腦而設計的。英特爾同時還宣布推出針對MID平台的英特爾迅馳凌動處理器技術,該處理器技術的開發代碼為“Menlow”,它包括英特爾凌動處理器、一個包含集成顯示卡的低功耗同伴晶片、無線通訊部件,以及更輕更薄的產品設計。
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2008年6月3日,英特爾在北京向媒體介紹了他們與台北電腦展上同步推出的凌動處理器Atom。英特爾凌動處理採用45納米製造工藝,2.5瓦超低功耗,價格低廉且性能滿足基本需求,主要為上網本(Netbook)和上網機(nettop)使用。
Atom與以往低功耗晶片相比,其基於一個完全不同的體系結構,它的設計初衷旨在減少電力的消耗。也正是由於這一點,該處理器使用了一個完全新的設計。Atom是Intel第一款“順序執行”(in-order) X86架構處理器。之所以設計順序執行,主要是因為英特爾由於受到動力來源和製造成本這兩個因素的牽制,不惜降低了產品的性能,從而求得處理器更加優異的功耗。
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Atom擁有一級的56 KB高速快取(包括24 KB的數據和32 KB的指令)和二級的512 KB快取。運行在一個標準的英特爾匯流排下,其採用了與Pentium 4完全一樣的系統。Bus的頻率是400MHz或533MHz。Atom支持SIMD指令,如MMX 、SSSE3、EIST、和HyperThreading。不過,Atom擁有兩個系列: Z5x0系列及N2X0系列,其中N2X0系列不支持EIST技術,並且HyperThreading也只適用於某些533 MHz QDR BUS型號。
Atom全新設計釋疑
1.雙指令並發+順序執行+SIR指令
Atom採用了超標量雙指令並發+順序執行的核心設計,並且Intel為其配備了兩個解碼器。這些解碼器從一級快取中拾取運算指令,通過解讀指令包含的1跟0排序來翻譯指令給CPU的命令。雖然每個解碼器的能力都是一樣的,但是每條指令均有一快一慢兩條編譯路徑可選。
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2.指令最佳化及超執行緒設計
在Atom處理器上,對於load-op-store 和 load-op-execution這類格式的指令,Atom的解碼器都將其視為一個單一的微操作。這樣被送往流水線處理的微操作就會合而為一,大大的節省了頻寬。
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3.低功耗的超長流水線設計
奔四時代,處理器都擁有著超長的流水線,這使得當時必須獲得更高的頻率才能取得更好的性能。而到了酷睿時代,Intel精簡了流水線,使得酷睿處理器僅僅只有14條流水線。從而執行效率大大提高,頻率及功耗也大為降低。而這次,Atom具備16級流水線,其分支預測失誤的懲罰為13級。事實上,這與Atom在設計上追求低功耗的原因是分不開的,好在Atom順序執行的設計使其擁有簡單的內部結構,並且更高的頻率及超執行緒的設計保證了其性能沒有損失。
4.全新的電源模式
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5.非對稱一級快取
從前文的核心架構的圖解便可看出,Atom擁有結構不對稱的一級快取。在總計56K的一級快取中數據占了24KB而指令擁有32KB。Atom採用了8個電晶體一位(Bit)的SRAM快取設計,相對Core2 CPU的6個電晶體一位,較大面積的SRAM Cell耗電量跟所需運行電壓都較低。這樣一來,前者雖然耗費更多的晶片面積,但卻有著更低的功耗。
Atom兩個系列
Atom處理器看似簡單,Intel卻根據市場針對的不同而定義了兩個市場,分別為掌上設備市場和低價筆記本/PC市場。兩款產品同為45nm單核心,商品名也均為Atom,許多消費者可能會對此產生混淆,我們在此為大家理清其異同。
第一代Atom處理器是隸屬於Z5x0系列,以前的名稱為Silverthorne,在4月的IDF大會上發布,其針對移動網際網路設備MID,主打高性能便攜運算,搭配SCH晶片組(代號Poulsbo)。如果再加上Intel無線網卡,並滿足Intel對電池和設計規格要求後,可標註為“Centrino Atom”(迅馳凌動)平台。
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2.與Atom Z5X0系列處理器搭配的是Paulsbo晶片組,Paulsbo SCH矽片面積22×22毫米,整合了南北橋功能,可提供兩條PCI-E x1插槽、一個IDE PATA 100接口、三個SDIO和MCC存儲卡插槽,內部集成了USB 2.0控制器(八個Host一個Client)、記憶體控制器(最高1GB DDR2-533)、高清晰度音頻控制器、圖形核心等眾多模組。
3.圖形系統方面則使用了新的GMA500圖形處理器 。它使用一個統一的架構整合而成,並支持3.0+Shaders。它對H.264,MPEG2 , MPEG4,VC1 ,WMV9等格式提供解碼支持。根據晶片組的不同,GMA 500的核心頻率又分為了200MHz或100MHz,圖形核心部分支持DirectX 9和OpenGL,每秒可輸出400M像素,支持720p、1080i視頻解碼加速。
第二代Atom處理器則隸屬於ATOM的N2X0系列,其名稱為Diamondville。N2X0系列的Atom是為標準PC設計而成的,針對Netbook和Nettop,主打低功耗廉價筆記本和台式機,搭配945系列晶片組。Intel還為這一平台專門發布了Z-P230系列PATA廉價固態硬碟,方便下游廠商選擇。
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2.由於Intel目前並沒有更好的晶片組能與Atom N2X0系列相搭配,因此只能採用英特爾公司老版的i945晶片組。其基於英特爾945GC + ICH7晶片組,支持DIMM DDR2 533/400記憶體並提供了一個SATA接口和一個IDE接口,晶片組同樣整合圖形晶片。
3.圖形晶片方面,系統使用了GMA 950圖形處理器,其兼容DirectX 9並能夠運行Aero。圖形處理器的性能表現較弱,不能解碼高清格式。在台式機上,平台使用了核心頻率為400MHz的i945G版本圖形晶片,而攜帶型電腦中圖形晶片的頻率降至250MH,在一些超輕便型筆記本其頻率更是僅有166MHz。
總結
作為具有簡單易用、經濟實惠的新型上網設備——上網本和上網機,他們主要具有較好的網際網路功能,還可以進行學習、娛樂、圖片、視頻等套用,是經濟與便攜相結合的新電腦產品。其最具代表性的產品為半年前華碩率先推出的Eee PC電腦,而現在戴爾、宏基、惠普等眾多廠商也紛紛推出同類產品,行業對該市場前景樂觀。這次推出的英特爾凌動處理器分為兩款,為上網本設計的凌動N270與為上網機設計的凌動230,搭配945GM晶片組,可以滿足基本的視頻、圖形、瀏覽需求,並且體積小巧,同時價格能控制在低於主流電腦的價位。
業內人士認為,英特爾的Atom處理器在功耗上優勢明顯,可以滿足主流套用,但在例如720P視頻回放方面還不是很理想。而由於英特爾45納米、300毫米晶圓的先進工藝,其成本、產量更具優勢,因此可以幫助電腦廠商推出大量的低價上網設備,迅速打開新領域的市場。