Процессоры intel атом. Процессор Intel Atom: Всё, что вы хотели знать, но не могли найти. Описание и характеристики

В Сеть просочилась информация о новом процессоре Intel Atom C3955, который содержит 16 вычислительных ядер.

Новый процессор Intel Atom C3955 с кодовым именем Denverton содержит 16 ядер, его тактовая частота равна 2,1 ГГц. Процессор имеет 16 МБ кэша второго уровня, т. е. по мегабайту на ядро. При сравнительно низком тепловыделении новый чип предназначается для NAS и прочих серверов. По всей видимости, это будет один из самых быстрых процессоров линейки Denverton.

В диагностической и информационной утилите SiSoft Sandra 2015 найдены сведения и 16-ядерном чипе Atom C3955. Сайт Serve the Home сравнил результаты его производительностями с другими чипами того же применения. Также источник отмечает, что 16-ядерный процессор, скорее всего, будет отложен на пару месяцев в связи с частотными проблемами, выявленными в серии процессоров Intel Atom C2000 .

Intel обновляет линейку Atom

28 февраля 2015 года

Для облегчения понимания людьми уровня производительности процессоров и повышения информированности заказчиков в соответствии с их нуждами, компания Intel решила провести ребрендинг своих процессоров низкой производительности.

Теперь процессоры Intel Atom будут предлагаться в трёх разных линейках с уровнями производительности «хороший», «лучший» и «самый лучший». Эти чипы будут называться Atom x3, x5 и x7 соответственно. Данное изменение вступит в силу с новым поколением процессоров.

Процессоры Atom x3 обеспечат базовую, но достаточную производительность в планшетных ПК и смартфонах. Intel Atom x5 получат больше возможностей и функций и будут нацелены на людей, которым нужна большая производительность. Флагманские модели Atom — x7, обеспечат наивысший уровень производительности этого семейства.

Процессоры Atom разработаны Intel для обеспечения наибольшей продолжительности автономной работы мобильных устройств с увеличенной производительностью в смартфонах, планшетах и прочих гаджетах. Компания представила новый слайд, который разъясняет положение всех модельных рядов процессоров. Слайд включает базовые Intel Atom, CPU среднего класса, который состоит из Core M для хай-энд ноутбуков и более экономичных Pentium и Celeron, а также высокопроизводительную линейку Core i.

14 нм Intel Braswell выйдут в третьем квартале

27 февраля 2015 года

Новые процессоры Atom от Intel с микроархитектурой Braswell должны появиться в продаже в составе ноутбуков и нетбуков в третьем квартале этого года. Эти чипы будут выпущены под брендами Pentium и Celeron, и будут содержать 4 или 2 ядра.

Встроенная графическая подсистема будет основана на Low Power Gen 8. При своих 16 исполнительных блоках и поддержке DirectX 12 и Open GL 4.2., новый GPU будет способен выводить картинку разрешением до 4Kx2K.

Платформа будет поддерживать DDR3L частотой 1600 МГц в форм факторе SODIMM и сможет адресовать до 8 ГБ памяти, чего вполне достаточно для данного сегмента устройств. Платформа также получит 4x1 PCIe 2.0, 2 порта SATA 3.0, а также поддержку eMMC 4.51 и SD Card 3.01. Всего на платформе предусматривается 5 портов USB , 4 из которых — USB 3.0 и один USB 2.0. И, конечно же, имеется аудиопроцессор высокой чёткости.

К системе на процессоре Braswell можно подключить до 3 дисплеев с максимальным разрешением 4Kx2K. В первую очередь будет поддерживаться стандарт eDP 1.4 с разрешением до 2560x1440 пикс., дополнительно же можно будет подключить ещё два монитора посредством HDMI или DisplayPort .

Intel не сможет поставить 40 миллионов CPU для планшетов

9 августа 2014 года

Изначально на 2014 год компания Intel планировала поставить 40 миллионов процессоров для планшетных компьютеров. Однако, скорее всего, эти планы никогда не осуществятся, поскольку процессоры на базе ядра Cherry Trail были перенесены с ноября этого года, на первый квартал 2015 года.

Релиз 14 нм процессоров Cherry Trail изначально был намечен на третий квартал. Таким шагом в Intel хотели ускорить продажи собственных CPU для планшетов. Однако фирма была вынуждена дважды переносить их выпуск, сначала на ноябрь, а затем на первый квартал 2015 года, сообщает DigiTimes.

Для популяризации выпуска планшетов на базе х86 процессоров, компания Intel приняла решение о субсидировании их производства для крупных брендовых производителей. Самым крупным клиентом Intel на рынке планшетов в настоящее время является Asustek Computer. При этом Intel не отказалась от поддержки и китайских white-box производителей, и наглядным тому подтверждением является бюджетный планшет Kingsing W8 на базе Bay Trail-T стоимостью в 100 долларов.

Процессоры Cherry Trail используют 14 нм архитектуру Airmont и поддерживают 32 и 64 разрядную адресацию для ОС Windows и Android. Таким образом, отмечает источник, устройства с новыми чипами не попадут на рынок раньше февраля.

В результате, по мнению некоторых обозревателей, Intel в этом году сможет поставить не более 30 миллионов CPU для планшетов.

Intel готовит Cherry Trail Atom к концу 2014 года

10 декабря 2013 года

Следующее поколение настольных и мобильных процессоров семейства Atom будет изготавливаться по 14 нм техпроцессу, имеет название Cherry Trail и запланировано к выходу в конце 2014 года. Компания Intel активно трудится над ускорением разработок чипов Atom, таким образом, чипы для ноутбуков Broadwell и Cherry Trail будут выпущены в один год, оба по 14 нм процессу.

Для ноутбуков будет подготовлен ряд SoC Cherry View, которая основана на новом ядре Airmont. В свою очередь Cherry Trail станет процессорами ориентированными для планшетных ПК. В конце следующего года, вероятнее, в сентябре, будет также выпущена и система-на-чипе архитектуры Moorefield, предназначенная для смартфонов.

По сравнению с Bay Trail TDP новой платформы должен упасть, благодаря меньшим электрическим потерям 14 нм техпроцесса, а значит, разработчики смогут предложить больше решений на базе Atom с пассивны охлаждением. Кроме того 14 нм техпроцесс будет означать для Intel ещё один козырь в борьбе с ARM , поскольку в следующем году лидеры этого рынка, включая Qualcomm, Samsung и MediaTek, только начнут применять в своих чипах 20 нм узлы. Однако Intel ещё только предстоит интегрировать свои SoC с LTE модемами, что традиционно является сложной задачей. По сути, сейчас лишь Qualcomm имеет процессор со встроенным LTE модемом. Так что даже переход на 14 нм производство не сильно облегчит для Intel конкурентную борьбу на рынке смартфонов, и лишь в будущем мы сможем узнать, заинтересуются ли производители устройств новыми микросхемами Intel. Ждать же осталось ещё целый год.

Intel может уничтожить бренд Atom для настольных ПК

19 июля 2013 года

Компания Intel возлагает большие надежды на свою четырёхъядерную платформу Bay Trail D в плане продаж для рынка настольных ПК. Но похоже, что, новая SoC может потерять брендовое имя Atom, поскольку по имеющимся в Сети слухам, для всех впаиваемых BGA процессоров Intel будет использовать бренд Celeron.

Перечень процессоров включает Celeron J1750, который придёт на замену Atom D2550 Е, а также Celeron J1850, который заменит собой процессоры 847 и 807 на основе Sandy Bridge. Чип J2850 под брендом Pentium будет быстрее Celeron 1007U архитектуры Ivy Bridge, и оба этих процессора Bay Trail D в сокете BGA появятся в четвёртом квартале этого года. В это же время должны появиться и мобильные версии этих процессоров.

Такое решение крупнейшего производителя чипов выглядит вполне оправданным, поскольку процессоры Atom давно ассоциируются с ужасно медленными мобильными гаджетами, вроде ушедших в прошлое нетбуков, а также со встраиваемыми решениями. Сейчас же Intel рассчитывает на успех своего нового поколения Atom, и хотя мы больше не увидим такого названия, по крайней мере в настольных ПК, разработчики значительно усовершенствовали чип, сделав его четырёхъядерным и введя графическое ядро с поддержкой DirectX 11.

AMD Opteron X нацелен на Atom

3 июня 2013 года

Непохоже, чтобы AMD успешно противостояла Intel в плане энергопотребления центральных процессоров, поэтому фирма решила вывести на рынок новые CPU Opteron серии X, чтобы конкурировать в производительности.

Совсем недавно компания AMD анонсировала два новых 64 битных процессора Opteron моделей X1150 и X2150 предназначенных для микросерверов. Обе модели входят в семейство с кодовым именем архитектуры Jaguar, широко известным благодаря её присутствию в игровых консолях нового поколения от Microsoft и Sony.

Компания Intel превосходно чувствует себя на рынке микросерверов благодаря продажам 6-и ваттного процессора Atom S1200, и хотя новые решения AMD и потребляют 9 и 11 Вт соответственно, они имеют ряд преимуществ. Компания позиционирует свои APU как лучшие решения в целом, благодаря наличию четырёх вычислительных ядер (по сравнению с двумя у Atom), интегрированной графике AMD Radeon HD 8000 в модели X2150, поддержке до 32 ГБ оперативной памяти и встроенным портам SATA . Процессоры AMD оказались дороже, 64 доллара США за модель X1150 и 99 долларов за X2150, по сравнению с Intel, которая продаёт Atom S1200 за 54 доллара. И хотя пока предложение AMD выглядит весьма интересным, её единственный конкурент уже готовится выпустить 64-битные SoC Atom с ещё меньшим энергопотреблением, вероятно, в очередной раз оставив AMD за бортом событий.

Intel портирует Jelly Bean для Atom смартфонов

26 сентября 2012 года

Компания Intel давно обещала портировать Jelly Bean на смартфоны с процессорами Atom.

Мы совершенно ничего не знали о том, когда это может произойти, но недавно генеральный менеджер группы мобильных устройств Майк Белл (Mike Bell) сообщил сайту PCWorld новость о том, что Android 4.1 для Medfield готова и уже работает на устройствах работников Intel. И хотя эта интерпретация ОС уже почти готова, дата её выхода по-прежнему неизвестна.

Белл отметил, что производителям и поставщикам телефонов по-прежнему придётся проходить длинный процесс адаптации и обновления. Существующие пользователи, несомненно, будут расстроены оказаться одновременно так близко и так далеко от новой ОС, однако отмечается, что при выпуске телефонов на базе ARM производители проходят тот же длинный путь.

За последний год во вселенной процессоров Intel Atom произошел ряд буквально галактических катаклизмов, как разрушительного, так и созидательного порядка. В их результате она была, можно сказать, полностью перестроена. В этом посте мы вспомним историю Intel Atom, поговорим о последних событиях, с ними связанными, а в заключении познакомимся с новыми моделями из этого семейства, похожими скорее на Intel Xeon.

Intel Atom были задуманы компанией Intel как бюджетное решение с минимальным энергопотреблением для различного рода мобильных устройств. Первый Atom появился в 2008 году, он был выполнен по технологии 45 нм, со временем техпроцесс сократился до 14 нм. Успех процессоров Atom сильно отличался в зависимости от области их применения. Так, некоторая их часть определенно появилась в нужное время и получила широкое распространение в новомодных тогда «нетбуках» («ноутбуках для работы в сети»). Работали такие нетбуки по сравнению с ноутбуками на процессорах Core небыстро, зато были дешевы, компактны, не имели кулера (и сопутствующих ему проблем), и хорошо продавались. Вспомним хотя бы суперпопулярный ASUS Eee PC 901 , и отметим, что нетбуки выпускали такие солидные производители как HP, Lenovo, Dell и Sony.

ASUS Eee PC 901

Гораздо менее успешно сложилась судьба Intel Atom как x86-конкурента ARM-процессоров для смартфонов и планшетов. Хотя и тут есть очень заметный результат - выход в 2015 году Microsoft Surface 3 с процессором Intel Atom x7-Z8700.

Надо отметить, что сделано Intel в этом ключевом направлении было очень много - мобильные Атомы последнего поколения, появившегося в 2013-2014 году, по производительности далеко ушли от своих первых прародителей, а по возможностям приблизились к Intel Core: в них было полностью обновлено графическое ядро - Intel HD Graphics, микроархитектура изменена на неупорядоченное (out of order) исполнение, добавлены векторные инструкции SSE4. Тем не менее, интерес к Атомам со стороны производителей был умеренным: несмотря на приличные показатели энергоэффективности (что констатировали весьма уважаемые ресурсы), эксплуатационные преимущества не были столь весомыми, чтобы затевать масштабную движуху по смене платформы. Не последнюю роль тут сыграл и финансовый вопрос: Intel Atom были все-таки дороже своих ARM-соперников.

К 2013 году было анонсировано около десятка моделей смартфонов на Atom , часть из которых так и не вышла в серию. В нашей стране продавался брендированный Мегафоном смартфон Orange San Diego под маркой Mint .

Мегафон Mint

Intel активно продвигала платформу Android x86 среди разработчиков: создавала средства разработки, публиковала обучающие материалы, проводила мероприятия. Более того, был создан уникальный бинарный транслятор, работавший на всех мобильных устройствах c Android на базе Atom, и на лету переводивший ARM код в x86 инструкции почти без потери производительности.

Однако, как уже было сказано выше, устройств на основе Atom было выпущено немного (по сравнению с количеством ARM-устройств на рынке), что приводило к порочному кругу - независимые разработчики не спешили выпускать новые эксклюзивные x86 приложения для данных малочисленных устройств, а производители устройств, в свою очередь, не спешили выпускать новые модели из за отсутствия уникальных приложений. Кроме того, не сработало теоретическое конкуретное преимущество Atom - возможность запуска десктопных приложений на мобильных устройствах одной архитектуры. Во-первых, портировать приложения все равно приходилось просто из за несовпадения настольных и мобильных ОС (Windows или MacOS -> Android) и форм-факторов, причем, обычно это оказывалось даже труднее, чем возможный переход от x86 к ARM; а во-вторых, за время безраздельного господства ARM на мобильном рынке, все компании, желавшие создать мобильные версии своих настольных продуктов, уже сделали это для ARM-устройств, так что появление x86 только добавило им хлопот - необходимость создавать и поддерживать версии приложения для разных CPU.
Как бы то ни было, при глобальной реорганизации 2016 года направление Atom для мобильных устройств было срублено под корень.

Однако труд создателей процессоров даром не пропал. В Intel появилось новое направление, которое постепенно стало одним из ключевых: «интернет вещей». Именно совокупность компонентов «интернета вещей» является оптимальным потребителем процессоров семейства Atom с их низким энергопотреблением и широким диапазоном характеристик. Так мы незаметно приблизились к нашему времени.

К настоящему моменту Intel выпустил огромное количество моделей Intel Atom, однако актуальных из них не так и много. Это прежде всего свежеанонсированная серия Е3900 (ее сравнительную таблицу вы видите выше). Серия призвана закрыть потребность в высокопроизводительных хабах «интернета вещей» (запросы поскромнее призваны удовлетворять платформы Intel Galileo, Edison и Curie).

Однако это еще не предел «прокачки» Атома. Тут мы подходим к новому анонсу. На смену «серверной» линейки Atom C2000 образца далекого 2013 года приходит серия С3000 , которая призвана поднять производительность Intel Atom на новую высоту. Флагманом серии станет 16-ядерная модель - столько ядер в Atom еще не было никогда. При этом все «фирменные» особенности - энергоэффективность и доступная для серверных моделей цена - остаются неизменными. Пока что доступна информация об одном из младших моделей серии - процессоре C3338 . Анонсы остальных ждем во втором полугодии 2017 года.

Новый процессор Intel Atom X5 Z8350 имеет четыре ядра как для устройств, работающих с операционной системой Андроид, так и для устройств, работающих с операционной системой Windows.

Обзор Intel Atom X5 Z8350

Продукт был выпущен не так давно — в начале 2016 года, приблизительно в феврале месяце. Тактовая частота изделия составляет 1.44 и может достигать 1.92 гигагерц. Процесс представляет собой часть платформы Cherry Trail. В составе устройства также находится графический ускоритель GPU который поддерживается Direct X11.2, а также контроллер памяти LPDDR 3.

Основой чипа является Airmont. Это известная архитектура, обеспечивающая всем процессорам увеличенную общую производительность, по сравнению с предыдущей версией Silvermont. К тому же у этой архитектуры была улучшена энергоэффективность.

Если же говорить об отличиях версий Intel Atom X5 Z8350 и Atom X5-Z8500, то первая версия работает приблизительно на 10-12% медленнее. Причиной этому является пониженная тактовая частота. Скорее, эта SoC может равняться на такие процессоры, как Qualcomm Snapdragon 801, или на свою предшественницу Х5-Z8300.

Характеристики Intel Atom X5 Z8350

• Название модели — Intel Atom x5;
• Кодовое название — Cherry Trail;
• Тактовая частота — 1440 х 1920 мегагерц;
• Кэш 2-го уровня — 2048 килобайт;
• Число ядер и потоков — 4/4;
• Техпроцесс — 14 нм;
• Максимальная рабочая температура — 90 градусов по Цельсию;
• Дополнительно — Intel HD Graphics (Cherry Trail, 200 — 500 MHz), Wireless Display, AES-NI, max. 2 GB Single-Channel DDR3L-RS-1600 (12,8 GB/s), USB 3.0, 1x PCIe 2.0;
• GPU — Intel HD Graphics (Cherry Trail) (200 — 500 MГц);
• 64 Bit — присутствует;
• Дата выхода — 08.02.2016.

Intel Atom X5 Z8350 является относительно свежим процессором , который был выпущен в начале прошлого (2016) года. актовая частота изделия составляет 1.44 и может достигать 1.92 гигагерц. Процесс представляет собой часть платформы Cherry Trail. В составе устройства также находится графический ускоритель GPU который поддерживается Direct X11.2, а также контроллер памяти LPDDR 3. Airmont является основой чипа.

Тест процессора на планшетовских играх Skyrim, Fallout и Oblivion

Играя в «Обливион», настройки следует выставить ниже средних. Причем самым высоким параметром нужно оставить лишь дальность обзора, потому что в противном случае игра, конечно же, меньше тормозит, но при этом предметы, которые находятся даже на небольшом расстоянии, пропадают. Играть становится сложнее.

• Разрешение — 1280 х 720;
• Яркость — средняя;
• Прорисовка персонажей — ниже средней;
• Плавность появления деревьев — ниже средней;
• Плавность появления героев — почти низкая;
• Плавность появления предметов — почти низкая;
• Плавность появления объектов (интерактивных) — почти низкая;
• Уровень растительности — самый низкий.

С такими настройками встреча с врагами обещает нам небольшие и незначительные подвисания. Тем не менее, сражаться с ними можно. Картинка практически не тормозит. Если включить максимальное разрешение, то можно увидеть настоящий дым во время взрывов или сражений. Одним словом, во время игры на низких настройках ресурсы процессора не испытывают сильной нагрузки.

Тест процессора на игре Fallout III

Настройки игры выставлены почти такие же, как и в предыдущей игре. Причем даже с такими настройками скорость кадров в секунду не превышает 35-37. Конечно, если включить настройки хотя бы выше средних, то прорисовка деталей окружающего мира была бы намного красивее и плавнее.

Когда происходит активное событие (встреча с врагами), герой отстреливает их из своего пистолета. Виден огонь, вырывающийся из его дула, враги падают достаточно плавно и в некоторых моментах можно даже увидеть разлетающиеся кусочки тела и крови.

Если попробовать уменьшить разрешение с 720 точек до 640, то по сути почти ничего не меняется, разве что движения главного героя становятся более плавными. Окружающий мир перестает дергаться и также плавно проносится перед глазами. Капли крови, которые попадают на экран, становятся более расплывчатыми и занимают больше пространства. Скорость кадров в секунду возрастает до 40+.

Intel Atom — это процессоры для недорогих и небольших ноутбуков, нетбуков, неттопов и планшетов/смартфонов. Их архитектура позволила сделать их энергоэффективными и совсем не дорогими.

Изначально серия Atom включает в себя два семейства: серию Z (кодовое имя Silverthorne) для планшетов и некоторых неттопов и серию N (кодовое имя Diamondville) для более традиционных нетбуков и неттопов. Оба семейства производятся по 45-нм техпроцессу и включают в себя поддержку MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, Intel 64, XD-Bit и IVT. Производительные модели также поддерживают Hyper-Threading.

Производительность самых быстрых процессоров Intel Atom лучше, чем у Celeron. Например, Atom 1,6 ГГц вполне сравнима с Pentium M 1,2 ГГц.

Ближе к концу 2009 года Intel представила второе поколение процессоров Atom — Pineview. Они комплектовались графикой GMA 3150 и контроллером памяти DDR2. Atom N450 и N470, произведенные по 45-нм техпроцессу, в свое время были весьма популярными, так же, как и N280 до этого. Самые последние модели линейки включают поддержку памяти DDR3 (например, N455) и варианты с двумя ядрами.

Платформа Oak Trail (32-нм техпроцесс) была представлена в 2011 году, и она напрямую произошла от Silverthorne. Она предназначена для планшетов и нетбуков, ее индекс — Z600. Ядро очень похоже на серию Pineview, однако система-на-чипе теперь включает в себя графику GMA 600 от PowerVR.

Современные процессоры Intel Atom

Saltwell (32 нм), 2012-2013 год

Penwell (32 нм), 2013-2014 год

Cloverview (32 нм), 2013 год

Cloverview (32 нм), 2013 год

Cedarview (32 нм), 2011-1012 год

Являются частью платформы Cedar Trail. Встроенная графика обеспечивает воспроизведение видео 1080р, разрешение экрана — до 2560х1600 пикселей.

Cedarview-M (32 нм), 2011 год

Поддерживается до 2 Гб оперативной памяти DDR3-800.

Merrifield (22 нм), 2014 год

Энергопотребление в 4,7 раза меньше, чем у Saltwell. Два ядра Silvermont, графическое ядро — PowerVR G6400. Контроллер памяти LPDDR3 -533 до 4 Гб.

Bay Trail-T (22 нм), 2014 год

Прирост производительности по сравнению с Clover Trail — 50-60%. Имеют низкое энергопотребление. Графика (Gen 7) в чипах без индекса D поддерживает разрешение 2560х1600 пикселей, с индексом D — 1920х1200. Контроллер памяти — LPDDR3-1066 до 4 Гб. Все процессоры — четырехъядерные. Нет поддержки Hyper-Threading.

Модель	Кэш	Тактовая частота — Turbo, ГГц	Ядра/потоки
Intel Atom Z3795	2 Мб	1,59-2,39	4/4
Intel Atom Z3785	2 Мб	1,49-2,41	4/4
Intel Atom Z3775	2 Мб	1,46-2,39	4/4
Intel Atom Z3775D	2 Мб	1,49-2,41	4/4
Intel Atom Z3770	2 Мб	1,46-2,4	4/4
Intel Atom Z3770D	2 Мб	1,5-2,41	4/4
Intel Atom Z3736F	2 Мб	1,33-2,16	4/4
Intel Atom Z3736G	2 Мб	1,33-2,16	4/4
Intel Atom Z3745	2 Мб	1,33-1,86	4/4
Intel Atom Z3745D	2 Мб	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3740	2 Мб	1,33-1,86	4/4
Intel Atom Z3740D	2 Мб	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3735D	2 Мб	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3735E	2 Мб	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3735F	2 Мб	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3735G	2 Мб	1,33-1,83	4/4
Intel Atom Z3680	1 Мб	1,33-2,0	2/2
Intel Atom Z3680D	1 Мб	1,33-2,0	2/2

Часть 1: Предыстория, Теория, Ядро, Сила

До Атома

Компания Intel давно стала обращать пристальное внимание на мобильный потребительский сектор и выпускать ориентированные на него продукты. Поначалу это были процессоры, подобранные по малому энергопотреблению при прочих равных параметрах (разве что частоты пониже, да корпус поменьше). Затем стали выпускать ЦП, специально доработанные для подобных применений. Историю можно начать с чипа i80386SL, у которого впервые появился SMM (System Management Mode - режим управления системой), динамическое ядро было заменено на статическое (т. е. для сохранения энергии частота может падать до нуля), и добавлены контроллеры кэша, памяти и шин ISA и PI (Peripheral Interface). Все эти изменения увеличили число транзисторов аж втрое (с 275 000 у обычного 386SX/DX до 855 000), но инженеры посчитали, что такой бюджет оправдан. Помимо этого также были версии i386CX и i386EX без встроенной периферии с тремя режимами энергосбережения.

Много воды утекло, каждый следующий ЦП (кроме серверных) выпускался как в обычном, так и в мобильном (иногда ещё и во встроенном) варианте, но все манипуляции в основном заключались в добавлении к ядру энергосберегающих режимов и отборе чипов, способных работать на пониженном напряжении при пониженных частотах. Между тем, конкуренция со стороны архитектур, разработанных специально для мобильных устройств, усилилась: 1990-е принесли появление PDA (начиная с Apple Newton MessagePad), а 2000-е дали коммуникаторы, интернет-планшеты (полузабытая аббревиатура MID) и ультрамобильные ПК (UMPC). В довесок ко всему оказалось, что основные задачи для пользователя таких устройств имеют небольшие вычислительные потребности, так что почти любой ЦП, выпущенный после 2000 г., уже обладал нужной мощностью для мобильного применения, кроме, разве что, современных игр (для которых как раз тогда появились мобильные консоли с 3D-графикой).

Назрела необходимость сделать специальную архитектуру для компактного мобильного устройства, где главное - не скорость, а энергоэффективность. В Intel такую задачу взяло на себя израильское отделение компании, создавшее до этого весьма удачное семейство мобильных процессоров Pentium M (ядра Banias и Dothan). В этих ЦП энергосберегающие принципы были поставлены во главу угла с самого начала разработки, так что динамическое отключение блоков в зависимости от их загрузки и плавное изменение напряжения и частоты стало залогом экономности серии. Особенно ярко Pentium M смотрелись на фоне выпускаемых тогда же Pentium 4, которые в сравнении с ними казались раскалёнными сковородками. Причём, работая на одной частоте, Pentium M выигрывали у «четвёрок» по производительности, что вообще впервые случилось в практике процессоростроения - обычно мобильный компьютер расплачивается за свою компактность всеми остальными характеристиками. Впрочем, и сами-то Pentium 4 были, скажем так, не очень хороши в роли универсального ЦП…

Успех платформы показал, что такая высокая скорость нужна не всем, а вот сэкономить ещё энергии было бы неплохо. На тот момент (середина 2007 г.) Intel выпустила «папу» наших сегодняшних героев - процессоры A100 и A110 (ядро Stealey). Это 1-ядерные 90-нанометровые Pentium M с четвертью кэша L2 (всего 512 КБ), сильно заниженными частотами (600 и 800 МГц) и потреблением 0,4–3 Вт. Для сравнения - стандартные Dothan при частотах 1400–2266 МГц имеют энергорасход 7,5–21 Вт, низковольтные (подсерия LV) - 1400–1600 МГц и 7,5–10 Вт, а впервые введённые ультранизковольтные (ULV) - 1000–1300 МГц и 3–5 Вт. Резонно полагая, что современный компьютер большую часть времени проводит в ожидании очередного нажатия клавиши или сдвига мыши ещё на один пиксель, главным отличием A100/A110 от подсерии ULV Intel сделала умение очень глубоко засыпать, когда считать не надо совсем, благодаря чему потребление при простое падает на порядок. А сильно сокращённый кэш (большой L2 на таких частотах не очень-то и нужен) помог уменьшить размер кристалла, что сделало его дешевле. Размер корпуса процессора уменьшился впятеро, а суммарная площадь ЦП и чипсета - втрое. Как мы увидим далее, такие приёмы были использованы и в серии Atom.

Несмотря на в принципе верное целеполагание, A100/A110 остались мало востребованы рынком. То ли 600–800 МГц оказалось всё же маловато даже для простенького интернет-планшета, то ли всего два чипа (что даже модельным рядом назвать трудно) с самого начала были экспериментальным продуктом для обкатки технологии, то ли процессор просто не раскрутили маркетологи, зная, что ему на смену идёт кое-что куда более продвинутое… Менее чем через полгода после выпуска A100/A110 26 октября 2007 г. Intel объявила о близком выпуске новых мобильных ЦП с кодовыми именами Silverthorne и Diamondville и ядром Bonnell - будущих Атомов. Кстати, название Bonnell произошло от имени холмика высотой 240 м в окрестностях г. Остин (штат Техас), где в местном центре разработки Intel располагалась малочисленная группа разработчиков Атома. «Как вы яхту назовёте, так она и поплывёт.» ©Капитан Врунгель

В 2004 г. эта группа, после отмены ведомого ею проекта Tejas (наследника Pentium 4), получила прямо противоположное задание - проект Snocone по разработке крайне малопотребляющего x86-ядра, десятки которых объединит в себе суперпроизводительный чип с потреблением 100–150 Вт (будущий Larrabee, недавно переведённый в статус «демонстрационного прототипа»). В группе оказалось несколько микроэлектронных архитекторов из других компаний, включая и «заклятого друга» AMD, а её глава Belli Kuttanna работал в Sun и Motorola. Инженеры быстро обнаружили, что различные варианты имеющихся архитектур не подходят их нуждам, а пока думали дальше, в конце года CEO Intel Пол Отеллини сообщил им, что этот же ЦП также будет и 1-2-ядерным для мобильных устройств. Тогда было тяжело предположить, как именно и с какими требованиями такой процессор будет применяться через отведённые на разработку 3 года - руководство с большой долей риска указало на наладонники и 0,5 Вт мощности. История показала, что почти всё было предсказано верно.

Устройство CE4100

Интересно, что уже вслед за Атомом летом 2008 г. был выпущен EP80579 (Tolapai) для встраиваемых применений с ядром Pentium М, 256 КБ L2, 64-битным каналом памяти, полным набором контроллеров периферии, частотами 600–1200 МГц и потреблением 11–21 Вт. А почти сразу после него - модель Media Processor CE3100 (Canmore) для цифрового дома и развлечений: архитектура Pentium М, частота 800 МГц, 256 КБ L2, три 32-битных канала контроллера памяти, 250 МГц RISC-видеосопроцессор и два 340 МГц ядра DSP (цифровой сигнальный процессор) для аудио. Как покупались эти штуки - не ясно, т. к. после анонса о них не было слышно ничего в т. ч. и от Intel. Видимо, не очень… Уже после расцвета Атома, в сентябре 2009-го, Intel повторила попытку и выпустила CE4100, CE4130 и CE4150 (Sodaville) уже на «атомном» ядре частотой 1200 МГц, двумя 32-битными каналами DDR3, обновлённой периферией и технормой 45 нм. И вновь с тех пор об этих высокоинтегрированных системах-на-чипе (SOC) мало слышно. Может быть, рынок не готов встретить героя?
Слева CE4100, справа - CE3100

Теория Атома

Для начала рассмотрим основные характеристики процессора с точки зрения потребителя. Их три: скорость, энергоэффективность, цена. (Правда, энергоэффективность - не очень-то «потребительская» характеристика, но, тем не менее, именно по ней проще всего судить о некоторых важных параметрах конечного устройства.) Далее вспомним, что у идеальной КМОП-микросхемы (по этой технологии изготавливаются все современные цифровые чипы) потребление энергии пропорционально частоте и квадрату напряжения питания, а пиковая частота линейно зависит от напряжения. В результате, уполовинив частоту, мы можем уполовинить напряжение, что в теории уменьшит потребление энергии в 8 раз (на практике - в 4–5 раз). Таким образом, мобильный процессор должен быть низкочастотным и низковольтным. Как же тогда он окажется быстрым? Для этого надо, чтобы за каждый такт он выполнял как можно больше команд, что чаще всего означает увеличение числа конвейеров (степени суперскалярности) и/или числа ядер. Но это ведёт к резкому росту транзисторного бюджета, что увеличивает площадь чипа, а значит и его стоимость.

Таким образом, выиграть по всем трём пунктам не получится даже теоретически (чем и объясняется присутствие на рынке такого разнообразия процессорных архитектур). Поэтому где-то придётся сдать позиции. Исторический экскурс говорит, что сдать надо в скорости, что даст возможность сделать ядро ЦП максимально простым. Именно по этому пути и пошли инженеры из Остина. Обдумав варианты, они решили вернуться к архитектуре 15-летней давности, первый и последний раз (среди процессоров Intel) использовавшейся в первых Pentium. А именно: процессор остаётся суперскалярным (т. е. 2 команды за такт у нас будет - но не 3–4, как в современниках Атома), лишается механизма перетасовки команд перед исполнением (OoO), но приобретает то, чего у Pentium не было - технологию гиперпоточности (HyperThreading, HT), позволяющую на базе одного физического ядра эмулировать для ОС и ПО наличие двух логических. Чтобы объяснить, почему был сделан именно такой выбор, читателю рекомендуется сначала вспомнить все возможные способы увеличения производительности ЦП . А теперь оценим их с позиции потребления энергии и транзисторных затрат.

Использование многопроцессорной конфигурации в карманном или наколенном устройстве недопустимо, а вот многоядерность - вполне, если не хватает скорости одного ядра. Поначалу Intel сделала это тем же способом, что и в первых 2-ядерных Pentium 4 - поставив пару одинаковых 1-ядерных чипов на общую подложку и общую шину до чипсета. Из других разделяемых ресурсов есть лишь питающее напряжение, которое выбирается из максимума двух запросов. Т. е. ядра могут отдельно изменять свои частоты, но засыпают и пробуждаются синхронно. В декабре 2009 г. Intel выпустила первые интегрированные версии Атомов, где на одном кристалле есть 1–2 ядра и северный мост. На плате остался южный мост, соединённый с ЦП шиной DMI, что чуть быстрее и экономней предыдущей комбинации. Больше двух ядер нам скоро не предложат, так что основной скоростной упор сделан на их внутренности.

Вопрос повышения частотного потолка инженеров Intel на этом этапе тоже не очень волновал, хотя отказываться от принципа конвейерности и декодирования команд х86 во внутренние микрооперации (мопы) никто не собирался - это был бы слишком радикальный шаг назад. А вот предсказатели переходов, предзагрузчики данных и прочие вспомогательные системы заполнения конвейера стали очень важны, т. к. простаивающий конвейер, не умеющий исполнять другие команды в обход застрявшей, означает выкинутые насмарку драгоценные ватты - и у Атома все необходимые «подпорки» сделаны ненамного хуже, чем у Pentium M и более современных ему Core 2, разве что размеры буферов поменьше (опять же ради экономии). В итоге, основная битва разыгрывается вокруг производительности за такт.