向22nm邁進 全新的Atom處理器揭秘
Atom誕生之初,即是面向上網本和小體積、低功耗的便攜式娛樂設備。但隨著ARM處理器的快速發展、智能手機和平板的全面普及,上網本等設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處理器的優勢在哪里?本文將為你揭秘。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/138766.htm自從蘋果發布iPad的那一刻起,上網本這類小尺寸的上網設備就似乎注定了衰落。不過即使這種設備衰落了,但其蘊含的技術卻不一定會消失。Atom,這個當初專為低功耗、小體積設備設計的超低功耗處理器,在英特爾的手中卻并沒有像上網本那樣慢慢失去關注,它反而煥發了新的光彩。現在,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平臺的相關研發代號。首先來看Bay Trail(對應本代產品為Cedar Trail),這是整個22nm超低功耗平臺的代號。和本代產品相比,22nm平臺已經徹底SOC化,也就是說南北橋等輔助芯片將不復存在,英特爾用一顆芯片解決問題,這顆芯片(平臺)的研發代號就是Bay Trail;其次是Valleyview(對應本代產品是Cedarview),SOC芯片中的處理器代號就是Valleyview;接下來是Silvermont(對應本代產品是Saltwell),是CPU內核架構代號。Atom的內核架構從誕生的那一天起到現在基本上沒有太大變化,所謂的架構升級多是在緩存、處理器制程方面進行調整,內部架構調整則是少之又少。(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處理器以及相關產品主要分為兩個產品線。其中一個是主流產品線,另一個是使用電池供電的產品線。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設備等。不過英特爾可能認為這樣的分類過于復雜,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,唯一的區別就是針對不同的客戶封裝有所不同。此外,英特爾還會單獨設計面向通信市場的Atom處理器,不過這并非本文的關注重點。新的Atom系列約在2013年第四季度上市,并替換之前所有的產品。

圖2
一體化,更輕巧——新Atom的技術特色
英特爾有能力將之前區分市場的Atom產品統統歸為一類,是相當有底氣的,畢竟用戶和市場會對產品提出不同的需求,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的體積和發熱量。此外,在新的Atom開始生產后,22nm工藝的表現應該會比現在還要更為出色。目前英特爾尚未有官方數據公布新的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、數字標牌和超小型媒體設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芯片的內部設計,一顆四核心Atom處理器的內部結構圖,并向用戶展示了一顆SOC芯片中所包含的復雜組件。(圖3)

圖3
英特爾沒有提及新一代產品中CPU部分是否有改動,不過幾代以來Atom的CPU精簡x86的設計思路,簡化了前端分支預測和部分后端單元,預計在Valleyview上也不會有太大變化,依舊是順序執行、雙發射的設計。其整體性能肯定無法和桌面主流產品相比,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,采用傳統的前端總線架構是完全可行的。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處理器核心已經開始支持64位技術了。除了為64位應用作好準備外,主要考慮的可能還是內存支持問題,畢竟32位處理器只能使用4GB內存,這在很多場合已經捉襟見肘、難以為繼了。
在內存支持方面,新的Atom處理器支持雙通道DDR3L(DDR3L 1066/1333)和DDR2L(DDR2L 800)內存,也開始提供對ECC內存數據校驗的支持(只支持單通道ECC內存校驗)。內存容量上最大只能支持8GB,一般來說8GB內存容量已經可以滿足目前的應用了。
圖形性能有大幅度改善
在用戶比較關心的圖形性能方面,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品。不過新的Atom中最多只有8個統一渲染單元(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,畢竟嵌入式應用中幾乎不會用到這些高級特效。
評論