叫板arm阵营 英特尔全新z系atom处理器解析 -九游会网页

提起atom处理器，相信大家并不陌生。这款原本只是针对小型移动平台和上网本领域的处理器，当年可是上网本的御用核心。不过随着上网本淡出市场，atom不但没有随之沉沦，反而越走越开放。凭借低功耗的特点，一次又一次地朝着智能手机、平板电脑市场发起冲锋。上一代oak trail平台折戟沉沙之后，2013年，英特尔推出了全新研发代号为clover trail 的atom处理器，再次向arm阵营发起了挑战。
 
1.clover trail 同门三兄弟
 
和medfield一样，clover trail 会有z2580, z2560和z2520三个型号，三者均采用双核心四线程及双gpu设计，区别在于最大cpu/gpu频率。
 
作为为国内用户所熟知的联想，一直都力挺英特尔的atom处理器。当初atom z2480刚发布，联想就率先发布了首款基于atom z2480的k800手机，拥有1.6ghz主频，单核性能表现彪悍直逼主流双核处理器水平。无奈的是，当时atom对游戏的兼容性尚且不够完善,因此k800的市场表现并不理想。这不clover trail 平台刚露面，联想k900也随即而至。如果说k800只是简单地试水，联想k900看起来更加来势汹汹。
 
作为首款搭载了代号为“clover trail ” atom z2580双核处理器的智能手机，联想k900主频达到了2ghz，同时辅以2gb ddr2运行内存，gpu图形处理器则为powervr sgx 544mp2。从联想公布的测试成绩来看，k900的性能跟四核cortex a15平台是不相上下。
 
2.双“saltwell”核心：改进功耗控制
 
相对于去年推出的代号为clover trail处理器，全新的clover trail 处理器仍然采用了类似于arm高集成化的soc设计模式，只不过cpu升级到双“saltwell”核架构，因此支持非乱序执行并支持超线程技术也成了意料之中的事情。一直以来atom处理器拥有16级整数运算流水线，支持非乱序执行架构支持非乱序执行架构，就可以利用这种长流水线、较大时钟延迟的设计可以在提高运算频率的同时保持较低的能耗。在atom微架构中没有整数乘/除法单元，这部分的运算交给浮点处理单元来完成。不过，在saltwell内核中，英特尔进行了一些微调以提高atom微架构的执行效率，并使之更适合soc设计。
 
此外，为了改进能耗控制上的不足，英特尔主要是通过提升saltwell核心的执行效率来实现这一点。例如saltwell核心采用“512kb 256kb ”双l2缓存设计，只不过其中的256kb被隐藏起来了。被隐藏起来的256kb缓存采用低压低功耗版sram——ulp sram，拥有自己的电压调整策略。ulp sram的用途是当cpu进入深度休眠状态时存储cpu状态和l2缓存中的数据。采用ulp sram的目的也很简单，可确保atom的核心功耗降到最低状态。不过这种策略也有缺点——会增大核心面积，但由于saltwell是基于英特尔的32nm lp制程工艺，采用pop封装，尺寸仅为12mm×12mm，比14mm×14mm的高通msm8260还要小，更加适合手机设备。同时saltwell核心还引入了笔记本处理器上的节能技术，可支持多种不同的执行频率和电源管理模式。
 
3.双gpu核心架构：性能大幅提升
 
相对于改动不大的cpu内核，clover trail 最大的改进是在gpu上。我们都知道clover trail仅采用power vr sgx 545单核心gpu，相对于arm阵营目前流行的四核gpu显得寒酸不少。英特尔之所以作出这样的选择似乎也有它的苦衷，单核saltwell的能耗尽管得到了大幅度改善，但与arm架构相比依然较高，通过优化内核心、引入多线程来提升并行处理性能更是当务之急，因此也就只能搭配一个gpu。虽然clover trail处理器在视频编/解码方面提供对1080p视频的解/编码的支持，可支持1080p视频以30mb/s回放。但即便如此，clover trail单核gpu也仅符合win 8平台的最低要求，显然无法市场的追核需求。可想而知，为什么atom核心的win8平板不会火了。
 
在历经一年的的改进优化后，clover trail 终于引入了双核gpu架构---powervr sgx 544mp2。这款gpu和苹果a5/a5x中的sgx 543类似，但三角形生成性能提升两倍，并支持directx 10硬件材质功能，可最高支持1920 x 1200分辨率。英特尔在设定gpu频率时非常大胆，clover trail处理器的两个型号，z2520中的544mp2最大运行频率为300mhz，而z2580最高则可以飙到533mhz，如此高的频率与和苹果a6中的powervr sgx 554mp4也有得一拼。英特尔宣称glbenchmark 2.5 egypt hd offscreen的成绩在30fps左右，已经接近高通adreno 320的水平。
 
4.更为丰富的工作模式
 
考虑到核心的增加及频率的提升，clover trail 引入了更丰富的工作模式：零功耗的c6待命模式、低频率模式(lfm)、高频率模式(hfm)和最大频率模式(即英特尔宣称的突发性能技术bpt)。 不过2ghz频率全速运行时，clover trail 全平台功耗将高于现有的所有高端产品。因此clover trail 采用“hugi” (hurry-up and get idle) 技术，将能更快速地进入挂起状态，令平台功耗低至0.5w以下，以节省电量。
 
由于对功耗控制更为优秀，clover trail 的市场定位将不仅仅是平板，而且还包括智能手机市场。为此，英特尔针对手机版的clover trail 准备了最新的xmm 6360基带。新的基带芯片采用40nm制程，将支持42mbps的dc-hspa 和hsupa category 7 (11.5 mbps)，但仍不支持lte。而且英特尔围绕clover trail 定制了一套新的外形尺寸参考设计，方案包括atom z2580 、xmm 6360基带芯片、2gb lpddr2-1066，nand闪存最大支持256gb，而前/后置摄像头规格为200万和1600万像素，支持android 4.2操作系统。
 
总结：过渡产品难获优势
 
从技术指标上来看，clover trail 虽然没有采用性能更强、支持乱序执行指令的silvermont核心，但其性能仍与arm阵营的 cortex-a15四核处理器可以一拼。但显然英特尔还有其他的打算，那就是采用更为先进22nm制程的bay trail处理器也将在今年年底发布。可以肯定使用32纳米的clover trail 只是过渡性产品。而且在应用程序方面，atom一直面临着一个较大的难题：尽管大部分android平台上的应用在虚拟机上运行，不涉及cpu的架构问题，但仍有一些需要调用arm原生代码的应用，如很多3d游戏一直与atom处理器存在兼容性问题。
 
除此之外，竞争对手arm的高性能化也正在紧锣密鼓地进行中，正在弥补自己的缺陷，如cortex a15及支持64位armv8架构的推出就是最好的证明。发展快速的arm已经变得相当成熟，并还有众多对其支持的厂商——arm有近300个九游会网页的合作伙伴，其中不泛有高通、德州仪器、三星、英伟达等这样的“高级打手”。clover trail 想要在竞争中获得优势，有所作为，从现在的情形来看难度不小。
 
延伸阅读：最新atom家族成员介绍
 
从去年开始，英特尔对移动平台atom家族进行了频繁的更新，针对不同的平台有不同的产品，造成大家对atom处理器的认识比较混淆，因此在这里我们为大家简单介绍一下最近发布的atom平台中各个系列。medfield是在2012年，英特尔针对智能手机设计首款采用soc方案的atom，产品型号是z2460，代表机型是联想k800。clover trail是由medfield处理器衍生出来，频率更高，但是这只是专门针对win8平板的产品。而clover trail 则是同时针对手机和平板的产品，算得上一款二合一产品。
 
值得注意的是，在ces2013上，英特尔还发布了一款代号为bay trail的atom 处理器，它最大的亮点是采用四个支持乱序执行指令的silvermont核心、hd 4000图形核心及3d-22nm lp制程，性能有极大提升而功耗却低至3w～5w。这款atom极有可能运用在win8平板上。
 
除此之外，英特尔还在去年发布了针对微服务器市场的atom 1200系列，也是采用双saltwell核心、四线程设计，不过没有整合gpu，共有6个型号，而“avoton”atom也蓄势待发——改用silvermont核心架构及22nm制程。