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英特爾新一代Atom芯片架構 性能提三倍

2013-05-14

英特爾現已對外公布其新一代Atom(凌動)微處理器產品線的關鍵細節。全新Atom(凌動)微架構處理器代號為Silvermont,是英特爾公司首次采用22納米制造工藝和3D三柵極晶體管技術開發的系統級芯片平臺,這款處理器可用于包括智能手機、平板電腦和微型服務器在內的各種設備。
  目前英特爾Atom產品線是基于2008年推出的Bonnell微架構技術,迄今為止已有五年時間。雖然英特爾在2012年采用32納米制造工藝取代了45納米,從而建立了現在的Saltwell平臺,但Saltwell架構與Bonnell并無本質區別。
  與基于英國ARM公司的移動CPU相比,英特爾的Atom處理器并不具競爭力。如今大多數智能手機(以及眾多非Windows平板電腦)所使用的蘋果A系列、Nvidia Tegra、高通Snapdragon以及三星Exynos等移動CPU芯片都源自于某個ARM平臺。
  英特爾公司宣稱,所有的變化都將在Silvermont架構中體現,(與其現一代的Atom內核相比)基于這一新型微架構的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基礎上的一次簡單改良,”Intel Atom處理器首席架構師Belli Kuttanna在上周召開的新聞發布會上如是表示,“這是一次全新的設計。”Kuttanna解釋說,英特爾在Silvermont架構中會保留其超強桌面處理器芯片中的很多功能,而且Silvermont 系統級芯片將提供多達八個CPU內核。
  同樣是在這次新聞發布會上,英特爾公司架構開發部副總經理Rani Borkar將該全新系統級芯片描述為“今年計劃推出的全方位產品的基礎”.Borkar表示,英特爾計劃每年都將對Silvermont微架構進行更新。她針對下一代CPU給出了如下較為寬泛的目標計劃:
  Bay Trail:一個專為平板電腦而設計的低功耗、四核系統級芯片。英特爾希望制造商能夠將Bay Trail應用于“具有創新形式因素的入門級筆記本電腦和桌面電腦”。
  Avoton:專為微型服務器而設計。將于2013年下半年問世。
  Rangeley:專為基礎設施設備而設計,例如路由器、交換機以及安全設備等。同樣將于2013年下半年問世。
  Merrifield:這是一款用于智能手機的下一代芯片,英特爾公司計劃于2013年底將該產品推出市場以確保在2014年第一季度滿足市場需求。
  無序執行通道的新功能是Silvermont架構優于Bonnell和Saltwell的主要功能之一。 原來的架構設計要求它們必須等待輸入數據才能執行程序指令。但是,Silvermont可以跳至可以立即執行的下一條指令處,這樣CPU就根本不會有坐等輸入數據的無工作負載情況了。
  Silvermont還提供了大量旨在實現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新隨機數發生器、供安全軟件使用的新虛擬機功能、用于多媒體加速和內存訪問的47條新指令,以及用于處理大型數據集的7條新指令。
  對Silvermont突發模式的改進也將幫助實現更好的性能。在現有的Atom核中,只有當存在熱冗余時,CPU才可以臨時性地按更高時鐘頻率運行(即我們所知的突發模式)。而在Silvermont中,突發頻率是由硬件在綜合熱量、電氣和電源等因素之后來管理的。此外,還可以在核與其它系統組件(如集成圖形處理器)之間共享能源。
  舉例來說,如果一個核可以處理目前的工作量,那么第二個核就可以進入一個較低功耗的狀態,其大部分能源就可以被分流至第一個核從而使其在較高頻率下運行。同樣,如果實際應用需要同時使用這兩個核,但不需要使用到圖形處理器,那么GPU就可以進入低功耗狀態以便于CPU核可以以更高頻率運行。此外,Silvermont還支持動態突發模式,即只要沒有超過預設的熱(溫度)限制,兩個核和GPU都可以以更高的頻率并行運行。
  在將Silvermont與其他四家競爭對手的平板電腦系統級芯片做對比之后,英特爾宣稱其Silvermont芯片性能高出對方2倍,能耗低4.3倍。此外,英特爾還表示,其雙核Silvermont 系統級芯片要優于他們競爭對手的四核產品,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如同在PC市場上一樣,主宰智能手機和平板電腦市場。英特爾擁有自有生產設施和生產3D晶體管的知識產權,這將令其占據一定的優勢。但是,英特爾必須首先提供成熟的產品,然后才能說服制造商來使用它們。同時,它的競爭對手也不會毫無動作坐等英特爾趕上他們的腳步。

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