凌动 atom 凌动 凌动-处理器简介,凌动-Atom全新设计释疑

在台北2008电脑展上,英特尔的迅驰凌动(Atom)处理器终于在千呼万唤中发布。而基于Intel凌动(Atom)处理器的轻薄型电脑更是在展会中大放异彩。靓丽的模特们手持一款功能强大的便携式超移动互联网终端,就能体验到超快的处理性能、流畅的视频播放和精彩的画面,这令喜爱口袋型设备的消费者们无不惊喜不已。这款Intel迄今为止功耗最低、体积最小的处理器产品的出现,令我们真正的感受到了将互联网放进口袋中的快感。

凌动_凌动 -处理器简介

英特尔发布的迅驰凌动(Atom)处理器与迅驰凌动处理器技术是英特尔的第一个移动互联网设备平台。凌动(Atom)处理器采用45纳米High-K CMOS制造工艺,内有4700万个晶体管,它是世界上最小的晶体管制造的英特尔处理器。凌动处理器的功耗规格在0.6瓦至2.5瓦之间,速度可以达到1.8GHz,相比之下,当今主流的移动酷睿2双核处理器的功耗在35瓦左右;其尺寸不到25平方毫米,11个处理器芯片也只有人民币一角钱硬币的大小,这使它成为英特尔历史上有史以来最小的、功耗最低的处理器。

凌动处理器家族是专门为移动互联网设备(MID)以及将在今年晚些时候推出的简便、经济的新一代以互联网应用为主的简易电脑而设计的。英特尔同时还宣布推出针对MID平台的英特尔迅驰凌动处理器技术,该处理器技术的开发代码为“Menlow”,它包括英特尔凌动处理器、一个包含集成显卡的低功耗同伴芯片、无线通讯部件,以及更轻更薄的产品设计。


凌动

2008年6月3日,英特尔在北京向媒体介绍了他们与台北电脑展上同步推出的凌动处理器Atom。英特尔凌动处理采用45纳米制造工艺,2.5瓦超低功耗,价格低廉且性能满足基本需求,主要为上网本(Netbook)和上网机(nettop)使用。

Atom与以往低功耗芯片相比,其基于一个完全不同的体系结构,它的设计初衷旨在减少电力的消耗。也正是由于这一点,该处理器使用了一个完全新的设计。Atom是Intel第一款“顺序执行”(in-order)X86架构处理器。之所以设计顺序执行,主要是因为英特尔由于受到动力来源和制造成本这两个因素的牵制,不惜降低了产品的性能,从而求得处理器更加优异的功耗。


凌动

Atom拥有一级的56 KB高速缓存(包括24 KB的数据和32 KB的指令)和二级的512 KB缓存。运行在一个标准的英特尔总线下,其采用了与Pentium4完全一样的系统。Bus的频率是400MHz或533MHz。Atom支持SIMD指令,如MMX 、SSSE3、EIST、和HyperThreading。不过,Atom拥有两个系列: Z5x0系列及N2X0系列,其中N2X0系列不支持EIST技术,并且HyperThreading也只适用于某些533 MHz QDR BUS型号。

凌动_凌动 -Atom全新设计释疑

1.双指令并发+顺序执行+SIR指令

Atom采用了超标量双指令并发+顺序执行的核心设计,并且Intel为其配备了两个解码器。这些解码器从一级缓存中拾取运算指令,通过解读指令包含的1跟0排序来翻译指令给CPU的命令。虽然每个解码器的能力都是一样的,但是每条指令均有一快一慢两条编译路径可选。


凌动其实,Intel在奔腾pro之后,就开始采用了性能更强的乱序执行,但能耗的损失却是相对较大。因此为了得到更低的功耗,在Atom上我们看见了全新的顺序执行架构,其虽然造成了一定的性能下降但却节省了大量的能耗跟复杂的电路设计,从而耗能大为降低。当然Atom在未来也可能集成乱序执行引擎,但那需要更小制造工艺才有可能实现。 不过,Atom的顺序执行架构也有几分乱序执行的能力。那就是当Atom需要执行一条高延迟的浮点运算,而后面有跟着一条短延迟整数操作时,为Atom设计的一个全新算法SIR(安全指令识别)就可以先查看两条指令所需的数据是否有关联,如果没有关联,SIR就允许将后面的整数操作提前执行,从而节省时间提高效率。

2.指令优化及超线程设计

在Atom处理器上,对于load-op-store 和 load-op-execution这类格式的指令,Atom的解码器都将其视为一个单一的微操作。这样被送往流水线处理的微操作就会合而为一,大大的节省了带宽。


优化指令不过,虽然Atom具备了双指令并发的能力并且优化了指令集,但由于同一线程内的两条指令所占用的数据相互独立,所以很难同时执行两条指令。因此,Intel为Atom核心引入了超线程技术,让核心同时具备双线程的执行度。这使得HT技术明显的提高了性能,弥补了顺序执行架构的不足。

3.低功耗的超长流水线设计

奔四时代,处理器都拥有着超长的流水线,这使得当时必须获得更高的频率才能取得更好的性能。而到了酷睿时代,Intel精简了流水线,使得酷睿处理器仅仅只有14条流水线。从而执行效率大大提高,频率及功耗也大为降低。而这次,Atom具备16级流水线,其分支预测失误的惩罚为13级。事实上,这与Atom在设计上追求低功耗的原因是分不开的,好在Atom顺序执行的设计使其拥有简单的内部结构,并且更高的频率及超线程的设计保证了其性能没有损失。

4.全新的电源模式


Atom全新的待机模式Atom引进了一个新的待机模式C6。C模式可以设置(0到6)低功耗状态,数字越高CPU消耗越少。在C6模式下,整个处理器几乎完全禁用。甚至只有几KB的缓存记忆体保持注册状态的存储。在此模式下, L2缓存是空的不用的,供电电压下降到只有0.3 V,并且只有一小部分的处理器为了唤醒功能仍然活动。该处理器可以在大约100微秒进入C6的模式,很显然这速度很快。不过针对不同型号的处理器,这种电源模式的支持又有所不同,针对Netbook低价笔记本的Atom N270电源管理模式支持C0到C4状态。针对Nettop低价台式机的Atom 230电源管理模式仅支持C0和C1。

5.非对称一级缓存

从前文的核心架构的图解便可看出,Atom拥有结构不对称的一级缓存。在总计56K的一级缓存中数据占了24KB而指令拥有32KB。Atom采用了8个晶体管一位(Bit)的SRAM缓存设计,相对Core2CPU的6个晶体管一位,较大面积的SRAMCell耗电量跟所需运行电压都较低。这样一来,前者虽然耗费更多的芯片面积,但却有着更低的功耗。

凌动_凌动 -Atom两个系列

Atom处理器看似简单,Intel却根据市场针对的不同而定义了两个市场,分别为掌上设备市场和低价笔记本/PC市场。两款产品同为45nm单核心,商品名也均为Atom,许多消费者可能会对此产生混淆,我们在此为大家理清其异同。

第一代Atom处理器是隶属于Z5x0系列,以前的名称为Silverthorne,在4月的IDF大会上发布,其针对移动互联网设备MID,主打高性能便携运算,搭配SCH芯片组(代号Poulsbo)。如果再加上Intel无线网卡,并满足Intel对电池和设计规格要求后,可标注为“Centrino Atom”(迅驰凌动)平台。


Atom Z5X0 Silverthorne系列处理器和芯片组1.Silverthorne处理器的核心架构及具体参数如前文所述,其Bus的总线频率是400MHz或533MHz 。Silverthorne处理器TDP分布于0.85W(没有超频800 MHz版本)和2.64W瓦之间。

2.与Atom Z5X0系列处理器搭配的是Paulsbo芯片组,Paulsbo SCH硅片面积22×22毫米,整合了南北桥功能,可提供两条PCI-E x1插槽、一个IDEPATA100接口、三个SDIO和MCC存储卡插槽,内部集成了USB 2.0控制器(八个Host一个Client)、内存控制器(最高1GB DDR2-533)、高清晰度音频控制器、图形核心等众多模块。

3.图形系统方面则使用了新的GMA500图形处理器 。它使用一个统一的架构整合而成,并支持3.0+Shaders。它对H.264,MPEG2 , MPEG4,VC1 ,WMV9等格式提供解码支持。根据芯片组的不同,GMA 500的核心频率又分为了200MHz或100MHz,图形核心部分支持DirectX9和OpenGL,每秒可输出400M像素,支持720p、1080i视频解码加速。

第二代Atom处理器则隶属于ATOM的N2X0系列,其名称为Diamondville。N2X0系列的Atom是为标准PC设计而成的,针对Netbook和Nettop,主打低功耗廉价笔记本和台式机,搭配945系列芯片组。Intel还为这一平台专门发布了Z-P230系列PATA廉价固态硬盘,方便下游厂商选择。


Atom N2X0 Dimondville系列处理器和芯片组1.Atom N2X0系列同Atom Z5X0系列的架构基本相同,唯一的差异是在EMT64(64 bit) 的管理。目前 N2X0系列仅有N270和N230两款,其频率相同但TDP功耗不同,并且缺乏对EIST的支持 。Atom N2X0系列在待机情况下无法自动降频。

2.由于Intel目前并没有更好的芯片组能与Atom N2X0系列相搭配,因此只能采用英特尔公司老版的i945芯片组。其基于英特尔945GC + ICH7芯片组,支持DIMMDDR2533/400内存并提供了一个SATA接口和一个IDE接口,芯片组同样整合图形芯片。

3.图形芯片方面,系统使用了GMA 950图形处理器,其兼容DirectX 9并能够运行Aero。图形处理器的性能表现较弱,不能解码高清格式。在台式机上,平台使用了核心频率为400MHz的i945G版本图形芯片,而便携式电脑中图形芯片的频率降至250MH,在一些超轻便型笔记本其频率更是仅有166MHz。

凌动_凌动 -总结

作为具有简单易用、经济实惠的新型上网设备――上网本和上网机,他们主要具有较好的互联网功能,还可以进行学习、娱乐、图片、视频等应用,是经济与便携相结合的新电脑产品。其最具代表性的产品为半年前华硕率先推出的Eee PC电脑,而现在戴尔、宏基、惠普等众多厂商也纷纷推出同类产品,行业对该市场前景乐观。这次推出的英特尔凌动处理器分为两款,为上网本设计的凌动N270与为上网机设计的凌动230,搭配945GM芯片组,可以满足基本的视频、图形、浏览需求,并且体积小巧,同时价格能控制在低于主流电脑的价位。

业内人士认为,英特尔的Atom处理器在功耗上优势明显,可以满足主流应用,但在例如720P视频回放方面还不是很理想。而由于英特尔45纳米、300毫米晶圆的先进工艺,其成本、产量更具优势,因此可以帮助电脑厂商推出大量的低价上网设备,迅速打开新领域的市场。

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