Intel Atom能否逆天？將達(dá)成四核八線程

去年7月份曾有報(bào)道稱(chēng)“Atom路線圖：2015年比六核Phenom II還快”，當(dāng)時(shí)小編看到Intel Atom SoC芯片開(kāi)發(fā)部總經(jīng)理Bill Leszinske的這種“狂妄”言論時(shí)并沒(méi)有太過(guò)在意，因?yàn)橛布陌l(fā)展是十分迅速的，三年之內(nèi)一切皆有可能，但是最近頻頻傳出的“Intel將借Atom處理器推出Medfield智能手機(jī)”以及“Intel要在將來(lái)推四核八線程Atom”的消息則讓小編不得不重新審視下看似不起眼的Atom系列了，因此小編決定翻翻故紙堆，與大家一起分享Intel Atom自誕生以來(lái)的變化。

起源

Intel Atom于2008年4月發(fā)布，不過(guò)實(shí)際上Atom處理器或者說(shuō)類(lèi)似處理器可以追溯到1995年，當(dāng)時(shí)Intel計(jì)劃利用P5 Pentium架構(gòu)開(kāi)發(fā)低功耗的處理器，但是后來(lái)被擱置了。等到2008年，Intel基于Bonnell架構(gòu)再次發(fā)力低功耗處理器，發(fā)布了首代Atom，中文名稱(chēng)則是后來(lái)叫響的“凌動(dòng)”。

定位

Atom發(fā)布之初的目標(biāo)并不是現(xiàn)在的智能手機(jī)，而是2008年就已經(jīng)火爆的MID（移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備），Intel要用Atom來(lái)對(duì)抗在這塊市場(chǎng)的兩大勁敵——威盛和ARM。另外Atom還擔(dān)起了更新超便攜筆記本的任務(wù)，以取代老舊的Pentium-M。

了解了以上背景，我們可以開(kāi)始追憶下那些年的那些Atom處理器了。

第一代Atom：上網(wǎng)本的輝煌時(shí)代

第一代Atom發(fā)布于2008年4月，一舉成為Intel歷史上體積最?。ㄐ酒娣e不足25平方毫米）和功耗最低（最高功耗僅為2.4W）的處理器，產(chǎn)品基于新的微處理器架構(gòu)Bonnell（同時(shí)期的桌面處理器架構(gòu)為Westmere微架構(gòu)），采用45nm工藝，集成4700萬(wàn)晶體管，L2緩存為512KB，能支持SSE3/SSSE3指令集，支持VT虛擬化技術(shù)（Intel Virtualization Technology）、EDB防病毒（Execute Disable Bit）和高級(jí)散熱管理技術(shù)（Intel Advanced Thermal Manager）。

Bonnell微架構(gòu)

ATOM處理器核心內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

第一代Atom采用了Intel全新設(shè)計(jì)的Bonnell微架構(gòu)，采用順序執(zhí)行（in-order execution）設(shè)計(jì)，盡管相比亂序執(zhí)行，前者的計(jì)算效率較低，但是如此一來(lái)，Atom可以節(jié)省大量的晶體管，降低了芯片的功耗和成本，而且加入的超線程技術(shù)一定程度上彌補(bǔ)了芯片計(jì)算效率的不足。

i945GC/i945GSE芯片組

第一代Atom搭配的芯片組采用雙芯片設(shè)計(jì)，北橋?yàn)檩^老的945GC修改版——i945GC和i945GSE，支持DDR2-400/533單通道內(nèi)存，集成GMA 945集顯，可以支持DX9 Shader Model 3.0和硬件視頻解碼引擎，在播放MPEG-2，MPEG-4AVC，WMV/VC-1視頻格式時(shí)可以降低CPU占用，南橋則采用ICH7-M。

在2008年12月，NVIDIA發(fā)布了ION平臺(tái)，可以搭配Intel的Atom處理器，該平臺(tái)的顯卡采用NVIDIA自家的Geforce 9400M顯卡，芯片組則采用MCP7A/MCP79，功耗為14W比i945GSE的5.5W略高，不過(guò)后來(lái)由于種種原因，ION平臺(tái)并未得到大范圍推廣。

首批產(chǎn)品

首批Atom分為代號(hào)“Silverthorne”和“Diamondville”的兩個(gè)系列，前者主要面向MID等智能掌上設(shè)備，型號(hào)有Z500/510、520、530、540等，后者面向上網(wǎng)本市場(chǎng)（Netbooks），代表型號(hào)有Atom N270/280等。兩大系列均采用單核心設(shè)計(jì)，不過(guò)其中Atom Z520及之后的型號(hào)開(kāi)始支持超線程技術(shù)。
 

第二代Atom：三芯片轉(zhuǎn)向雙芯片

第二代Atom

第一代Atom盡管功耗控制出色，而且售價(jià)也相比以往桌面芯片大幅降低，但是這是建立在犧牲性能的基礎(chǔ)上的，不只CPU性能偏弱，從芯片組到集成顯卡都不能讓人滿意。2009年第四季度，Intel推出了第二代Atom——Pine Trail平臺(tái)。

與第一代Atom最大的不同在于，第二代Atom也就是Pineview處理器平臺(tái)改用雙芯片設(shè)計(jì)，上代的北橋i945GSE被集成到了CPU內(nèi)部，也就是說(shuō)內(nèi)存控制器也開(kāi)始被集成到CPU內(nèi)部，這樣的改動(dòng)大幅降低了內(nèi)存的延遲，從而進(jìn)一步提升了這一順序執(zhí)行架構(gòu)的計(jì)算效率，采用雙芯片設(shè)計(jì)后，新Atom平臺(tái)的芯片面積減少了60%-70%。[!--empirenews.page--]

芯片組部分則采用NM10 Express，它仍相當(dāng)于原來(lái)的南橋ICH7-M，仍負(fù)責(zé)原來(lái)的I/O輸出等功能，芯片封裝面積為17mm X 17mm，熱設(shè)計(jì)功耗為2W。

單核版Pineview處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

Pineview處理器集成了GMA3150顯卡（相當(dāng)于GMA X3100的升級(jí)版），核心頻率也從原來(lái)的133MHz提升到了200MHz，此外，得益于內(nèi)存控制器的改進(jìn)——Pineview處理器內(nèi)置的內(nèi)存控制器為DDR2-533/667單通道控制器，集成顯卡可以利用到更高頻率的內(nèi)存。這時(shí)候Intel將上網(wǎng)本平臺(tái)的分辨率從原來(lái)的1024 X 600提升到了1366 X 768，不過(guò)顯示器的尺寸最高仍然為10.2吋。

第二代Atom處理器仍然分為兩個(gè)系列，N系列首批產(chǎn)品只有Atom N450，第二個(gè)系列為入門(mén)級(jí)桌面臺(tái)式機(jī)（Nettops），產(chǎn)品有Atom D410/D510，具體規(guī)格參見(jiàn)上表。之后，Intel在2010年第三季度推出了支持DDR3內(nèi)存的Atom N455和Atom N475。

第三代Atom：命運(yùn)多舛屢遭推遲

關(guān)于第三代Atom處理器平臺(tái)——Cedar Trail則在去年頻遭推遲，一度傳言被推遲到2011年四季度，不過(guò)好在產(chǎn)品還是趕在三季度9月28日發(fā)布。

Intel Atom處理器路線圖

第三代Atom基于Saltwell微架構(gòu)，繼續(xù)采用雙芯片設(shè)計(jì)，繼續(xù)搭配N(xiāo)M10 Express芯片組，支持SSE2、SSE3、SSSE3指令集，內(nèi)存控制器繼續(xù)提升——變?yōu)镈DR3-800/1066單通道控制器，圖形芯片則由上代的GMA 3150變?yōu)镚MA 3650（PowerVR SGX545），能支持DirectX 10.1，核心頻率進(jìn)一步提升到650MHz。

Intel Cedar Trail Atom處理器，產(chǎn)品采用了最新的32nm工藝，TDP被控制在10W，而且內(nèi)置支持DX10.1的物理顯示核心，其中桌面版最低端的Atom D2500采用單核設(shè)計(jì)，不支持超線程，默認(rèn)主頻為1.86GHz，內(nèi)置GMA 3600，核心頻率為400MHz，擁有1MB二級(jí)緩存。最高端的D2700則采用雙核四條線程設(shè)計(jì)，默認(rèn)主頻提升到了2.13GHz，內(nèi)置GMA 3650，核心頻率為650MHz。

下一代Atom：進(jìn)軍智能手機(jī)

盡管Intel在桌面市場(chǎng)占據(jù)大多數(shù)份額，但是在手機(jī)等移動(dòng)計(jì)算市場(chǎng)卻屢入困境，面對(duì)ARM的咄咄攻勢(shì)，Intel終于還擊了——殺手锏就是基于新一代Atom的Medfield。

其實(shí)在Medfield平臺(tái)之前，Intel推出了Mooretown平臺(tái)，Moorestown平臺(tái)包括一顆代號(hào)Lincroft的Atom Z600系列處理器，代號(hào)Langwell的MP20芯片組，可選代號(hào)Briertown的MISC混合信號(hào)芯片。其中，Atom Z600處理器有兩種規(guī)格，對(duì)應(yīng)智能手機(jī)的型號(hào)最高頻率1.5GHz，對(duì)應(yīng)平板機(jī)的系列最高1.8GHz，內(nèi)置的圖形核心為PowerVR SGX 535。

基于Android 3.x Honeycomb操作系統(tǒng)的Medfield測(cè)試成績(jī)

不過(guò)Mooretown平臺(tái)并未在智能手機(jī)和平板機(jī)市場(chǎng)引起重大改變，因此下一代的Medifield平臺(tái)中，Intel吸取了教訓(xùn)，將處理器和芯片組整合為一顆代號(hào)Penwell的高集成度SoC片上系統(tǒng)芯片，Penwell SoC處理器的尺寸為144平方毫米，相比上代減少了一半，所采用的Atom處理器的頻率為1.80GHz或1.86GHz，除了處理器核心，這顆單芯片平臺(tái)還包括圖形核心、視頻解碼核心、內(nèi)存控制器、顯示輸出控制器、音頻加速模塊、攝像頭控制器、存儲(chǔ)控制器以及各種輸入輸出模塊等眾多組件，而內(nèi)置的圖形核心性能也比Mooretown提升4倍。[!--empirenews.page--]

從上面透露出的測(cè)試成績(jī)來(lái)看，在計(jì)算性能上，基于X86架構(gòu)的新一代Atom無(wú)可匹敵，但美中不足的是Atom芯片的功耗一直都相對(duì)較高，2.6W的功耗相比幾百毫瓦的ARM處理器還是相對(duì)較高，這嚴(yán)重影響了Medfield手機(jī)的續(xù)航，不過(guò)好在2.6W只是測(cè)試樣機(jī)的功耗，據(jù)Intel透露正式版將會(huì)有所降低。

總結(jié)

Intel Atom處理器自發(fā)布以來(lái)就以獨(dú)特的身份影響著IT產(chǎn)業(yè)格局的變化，如今它從上網(wǎng)本轉(zhuǎn)移到了平板機(jī)和智能手機(jī)市場(chǎng)，究竟這顆小小的芯片能再引起什么樣的變化，還很難說(shuō)。