《電子技術(shù)應(yīng)用》
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英特爾新一代Atom芯片架構(gòu) 性能提三倍

2013-05-14

英特爾現(xiàn)已對(duì)外公布其新一代Atom(凌動(dòng))微處理器產(chǎn)品線的關(guān)鍵細(xì)節(jié)。全新Atom(凌動(dòng))微架構(gòu)處理器代號(hào)為Silvermont,是英特爾公司首次采用22納米制造工藝和3D三柵極晶體管技術(shù)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)級(jí)芯片平臺(tái),,這款處理器可用于包括智能手機(jī),、平板電腦和微型服務(wù)器在內(nèi)的各種設(shè)備。
  目前英特爾Atom產(chǎn)品線是基于2008年推出的Bonnell微架構(gòu)技術(shù),,迄今為止已有五年時(shí)間,。雖然英特爾在2012年采用32納米制造工藝取代了45納米,從而建立了現(xiàn)在的Saltwell平臺(tái),,但Saltwell架構(gòu)與Bonnell并無(wú)本質(zhì)區(qū)別,。
  與基于英國(guó)ARM公司的移動(dòng)CPU相比,英特爾的Atom處理器并不具競(jìng)爭(zhēng)力,。如今大多數(shù)智能手機(jī)(以及眾多非Windows平板電腦)所使用的蘋(píng)果A系列,、Nvidia Tegra、高通Snapdragon以及三星Exynos等移動(dòng)CPU芯片都源自于某個(gè)ARM平臺(tái),。
  英特爾公司宣稱,,所有的變化都將在Silvermont架構(gòu)中體現(xiàn),(與其現(xiàn)一代的Atom內(nèi)核相比)基于這一新型微架構(gòu)的Atom處理器可提升三倍性能,,并減少五倍能耗,。“這并不只是在原有Saltwell基礎(chǔ)上的一次簡(jiǎn)單改良,”Intel Atom處理器首席架構(gòu)師Belli Kuttanna在上周召開(kāi)的新聞發(fā)布會(huì)上如是表示,,“這是一次全新的設(shè)計(jì),。”Kuttanna解釋說(shuō),英特爾在Silvermont架構(gòu)中會(huì)保留其超強(qiáng)桌面處理器芯片中的很多功能,,而且Silvermont 系統(tǒng)級(jí)芯片將提供多達(dá)八個(gè)CPU內(nèi)核,。
  同樣是在這次新聞發(fā)布會(huì)上,英特爾公司架構(gòu)開(kāi)發(fā)部副總經(jīng)理Rani Borkar將該全新系統(tǒng)級(jí)芯片描述為“今年計(jì)劃推出的全方位產(chǎn)品的基礎(chǔ)”.Borkar表示,,英特爾計(jì)劃每年都將對(duì)Silvermont微架構(gòu)進(jìn)行更新,。她針對(duì)下一代CPU給出了如下較為寬泛的目標(biāo)計(jì)劃:
  Bay Trail:一個(gè)專為平板電腦而設(shè)計(jì)的低功耗、四核系統(tǒng)級(jí)芯片,。英特爾希望制造商能夠?qū)ay Trail應(yīng)用于“具有創(chuàng)新形式因素的入門(mén)級(jí)筆記本電腦和桌面電腦”,。
  Avoton:專為微型服務(wù)器而設(shè)計(jì)。將于2013年下半年問(wèn)世,。
  Rangeley:專為基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備而設(shè)計(jì),,例如路由器、交換機(jī)以及安全設(shè)備等,。同樣將于2013年下半年問(wèn)世,。
  Merrifield:這是一款用于智能手機(jī)的下一代芯片,英特爾公司計(jì)劃于2013年底將該產(chǎn)品推出市場(chǎng)以確保在2014年第一季度滿足市場(chǎng)需求,。
  無(wú)序執(zhí)行通道的新功能是Silvermont架構(gòu)優(yōu)于Bonnell和Saltwell的主要功能之一,。 原來(lái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)要求它們必須等待輸入數(shù)據(jù)才能執(zhí)行程序指令。但是,,Silvermont可以跳至可以立即執(zhí)行的下一條指令處,,這樣CPU就根本不會(huì)有坐等輸入數(shù)據(jù)的無(wú)工作負(fù)載情況了。
  Silvermont還提供了大量旨在實(shí)現(xiàn)更高安全性和更高性能的新指令,,其中包括了支持256位AES加密和解密功能的指令,、可用于提高軟件抗攻擊性的一個(gè)新隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、供安全軟件使用的新虛擬機(jī)功能,、用于多媒體加速和內(nèi)存訪問(wèn)的47條新指令,,以及用于處理大型數(shù)據(jù)集的7條新指令,。
  對(duì)Silvermont突發(fā)模式的改進(jìn)也將幫助實(shí)現(xiàn)更好的性能。在現(xiàn)有的Atom核中,,只有當(dāng)存在熱冗余時(shí),,CPU才可以臨時(shí)性地按更高時(shí)鐘頻率運(yùn)行(即我們所知的突發(fā)模式)。而在Silvermont中,,突發(fā)頻率是由硬件在綜合熱量,、電氣和電源等因素之后來(lái)管理的。此外,,還可以在核與其它系統(tǒng)組件(如集成圖形處理器)之間共享能源,。
  舉例來(lái)說(shuō),如果一個(gè)核可以處理目前的工作量,,那么第二個(gè)核就可以進(jìn)入一個(gè)較低功耗的狀態(tài),,其大部分能源就可以被分流至第一個(gè)核從而使其在較高頻率下運(yùn)行。同樣,,如果實(shí)際應(yīng)用需要同時(shí)使用這兩個(gè)核,,但不需要使用到圖形處理器,那么GPU就可以進(jìn)入低功耗狀態(tài)以便于CPU核可以以更高頻率運(yùn)行,。此外,,Silvermont還支持動(dòng)態(tài)突發(fā)模式,即只要沒(méi)有超過(guò)預(yù)設(shè)的熱(溫度)限制,,兩個(gè)核和GPU都可以以更高的頻率并行運(yùn)行,。
  在將Silvermont與其他四家競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的平板電腦系統(tǒng)級(jí)芯片做對(duì)比之后,英特爾宣稱其Silvermont芯片性能高出對(duì)方2倍,,能耗低4.3倍,。此外,英特爾還表示,,其雙核Silvermont 系統(tǒng)級(jí)芯片要優(yōu)于他們競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的四核產(chǎn)品,,它能夠提供更高的性能和更高的能效。
  如果Silvermont真能如英特爾所稱,,那么英特爾最終將會(huì)如同在PC市場(chǎng)上一樣,,主宰智能手機(jī)和平板電腦市場(chǎng)。英特爾擁有自有生產(chǎn)設(shè)施和生產(chǎn)3D晶體管的知識(shí)產(chǎn)權(quán),,這將令其占據(jù)一定的優(yōu)勢(shì),。但是,英特爾必須首先提供成熟的產(chǎn)品,,然后才能說(shuō)服制造商來(lái)使用它們,。同時(shí),它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也不會(huì)毫無(wú)動(dòng)作坐等英特爾趕上他們的腳步,。

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