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向22nm迈进全新的Atom处理器揭秘

发布时间:2020-06-30 23:49:13 阅读: 来源:机械表厂家

Atom诞生之初,即是面向上网本和小体积、低功耗的便携式娱乐设备。但随着ARM处理器的快速发展、智能手机和平板的全面普及,上网本等设备的市场空间被大幅度挤占甚至即将退出市场。在这种情况下,英特尔逐步将Atom处理器进化到22nm的产品线上,并以全新的平台和SOC芯片方式亮相。究竟英特尔有什么目的,新的Atom处理器的优势在哪里?本文将为你揭秘。

本文引用地址:自从苹果发布iPad的那一刻起,上网本这类小尺寸的上网设备就似乎注定了衰落。不过即使这种设备衰落了,但其蕴含的技术却不一定会消失。Atom,这个当初专为低功耗、小体积设备设计的超低功耗处理器,在英特尔的手中却并没有像上网本那样慢慢失去关注,它反而焕发了新的光彩。现在,英特尔将Atom进一步升级到22nm,并给予更多全新的特性,让其在超低功耗市场上赚取更多的利润。

Bay Trail,Valleyview,Silvermont

说起这三个单词,想必多数人都有些摸不到头脑。实际上,这是英特尔新一代22nm Atom平台的相关研发代号。首先来看Bay Trail(对应本代产品为Cedar Trail),这是整个22nm超低功耗平台的代号。和本代产品相比,22nm平台已经彻底SOC化,也就是说南北桥等辅助芯片将不复存在,英特尔用一颗芯片解决问题,这颗芯片(平台)的研发代号就是Bay Trail;其次是Valleyview(对应本代产品是Cedarview),SOC芯片中的处理器代号就是Valleyview;接下来是Silvermont(对应本代产品是Saltwell),是CPU内核架构代号。Atom的内核架构从诞生的那一天起到现在基本上没有太大变化,所谓的架构升级多是在缓存、处理器制程方面进行调整,内部架构调整则是少之又少。(图1)

图1

搞清楚了新一代Atom处理器的代号后,再来看英特尔全新的Atom处理器的发展路线图,我们或许就能从中看出一些门道了。

从图2中来看,下一代的Atom处理器以及相关产品主要分为两个产品线。其中一个是主流产品线,另一个是使用电池供电的产品线。简而言之,前者使用交流电,对性能更加敏感,后者则对功耗等更为敏感。在之前的产品线中,英特尔分为了多个系列,比如Cedar Trail面向桌面平台、Queensbay则是面向一些基于PCI-E的I/O设备等。不过英特尔可能认为这样的分类过于复杂,因此在新的Atom中,Bay Trail成为了全能多面手,几乎可以在任何场合完成任务,唯一的区别就是针对不同的客户封装有所不同。此外,英特尔还会单独设计面向通信市场的Atom处理器,不过这并非本文的关注重点。新的Atom系列约在2013年第四季度上市,并替换之前所有的产品。

图2

一体化,更轻巧——新Atom的技术特色

英特尔有能力将之前区分市场的Atom产品统统归为一类,是相当有底气的,毕竟用户和市场会对产品提出不同的需求,比如功耗和体积等。英特尔的底气在于全新的SOC芯片设计以及22nm的制造工艺,再加上可以提供不同的接口,这样就能基本上满足所有用户的需求了。

更小体积的22nm工艺

22nm的威力用户或许已经在第三代Core处理器上看到了,初代22nm工艺就能进一步降低CPU功耗并大幅度缩减CPU体积。用到Atom上,英特尔就可以使用新工艺将传统的南北桥、集成显示核心以及CPU全部压缩在一起,并很好的控制CPU的体积和发热量。此外,在新的Atom开始生产后,22nm工艺的表现应该会比现在还要更为出色。目前英特尔尚未有官方数据公布新的Atom的功耗指标情况,但从其给出的使用范围来看,新的Atom处理器SOC芯片功耗可能会低至3~5W,甚至更低。这样才可以在诸如车载娱乐、数字标牌和超小型媒体设备等对功耗要求比较严格的地方使用。

最多四个CPU核心

除了22nm工艺外,新的Atom的特色就在于SOC化。英特尔给出了SOC芯片的内部设计,一颗四核心Atom处理器的内部结构图,并向用户展示了一颗SOC芯片中所包含的复杂组件。(图3)

图3

英特尔没有提及新一代产品中CPU部分是否有改动,不过几代以来Atom的CPU精简x86的设计思路,简化了前端分支预测和部分后端单元,预计在Valleyview上也不会有太大变化,依旧是顺序执行、双发射的设计。其整体性能肯定无法和桌面主流产品相比,但好处在于超低功耗。新一代的Valleyview最多拥有四个22nm制程的Atom处理器核心,每个核心带512KB二级缓存(图片中双核心带1MB缓存仅仅是为了示意)。英特尔没有提及CPU核心之间的通讯情况,不过At om处理器核心性能本来就不强,对带宽要求并不高,采用传统的前端总线架构是完全可行的。频率方面,新一代的Atom处理器频率从1.2GHz到2.4GHz,核心数量配置可以是单核心、双核心及四核心。另外,新的Atom处理器核心已经开始支持64位技术了。除了为64位应用作好准备外,主要考虑的可能还是内存支持问题,毕竟32位处理器只能使用4GB内存,这在很多场合已经捉襟见肘、难以为继了。

在内存支持方面,新的Atom处理器支持双通道DDR3L(DDR3L 1066/1333)和DDR2L(DDR2L 800)内存,也开始提供对ECC内存数据校验的支持(只支持单通道ECC内存校验)。内存容量上最大只能支持8GB,一般来说8GB内存容量已经可以满足目前的应用了。

图形性能有大幅度改善

在用户比较关心的图形性能方面,新的Atom中整合了4个英特尔第七代图形引擎,每个引擎拥有2条渲染单元。所谓英特尔第七代图形引擎,实际上和Ivy Bridge英特尔高清显卡属于同代产品。不过新的Atom中最多只有8个统一渲染单元(英特尔没有说明是整个新Atom中一共集成了2个渲染单元,还是每个引擎中存在2个渲染单元,本文暂时认为每个引擎中有2条渲染单元),而Ivy Bridge中配置了16个(频率不一样)。根据英特尔说法,新的Atom的图形性能相比之前Atom E600系列提升至4~7倍,基本可以在低特效下运行目前一些主流的3D游戏。此外,英特尔没有说明新Atom中集成的图形核心是否能支持DirectX 11和OpenGL 3.0,也没有说明是否有硬件曲面细分单元等。但其存在的必要似乎不大,毕竟嵌入式应用中几乎不会用到这些高级特效。

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