Корпорация Intel обнародовала подробности о переработанной линейке микропроцессоров Atom. Чипы будут выполнены на основе совершенно новой микроархитектуры под кодовым именем Silvermont, и в них впервые будут использоваться созданные в Intel пространственные трехзатворные транзисторы. Кроме того, корпорация в первый раз воспользуется производственным процессом 22 нм. Новые чипы станут основной систем на кристалле для целого ряда платформ, от смартфонов и планшетов до микросерверов.

Новый Intel Atom: вдвое быстрее и вчетверо экономичнее конкурентов

Начиная с Silvermont в Intel собираются представлять процессоры новой архитектуры ежегодно. Источник: Intel

Нынешняя линейка чипов Intel Atom основана на микроархитектуре Bonnell, появившейся еще в 2008 году. В 2012-м корпорация перешла с 45-нанометровой технологии изготовления на 32-нанометровую, представив нынешнюю платформу Saltwell, однако фундаментальных отличий от Bonnell она не имеет.

Из-за почтенного возраста своей внутренней архитектуры процессоры Atom оказались неконкурентоспособными с мобильными чипами на основе конструкций компании ARM Holdings. Мобильные процессоры серий Apple A, Nvidia Tegra, Qualcomm Snapdragon и Samsung Exynos, которые применяются в подавляющем большинстве современных смартфонов, а также во многих планшетах не на основе Windows, представляют собой варианты той или иной платформы ARM.

В Intel заявляют, что с выходом Silvermont расстановка сил изменится, поскольку чипы Atom на основе новой микроархитектуры будут обладать втрое большим быстродействием и потреблять впятеро меньше электроэнергии по сравнению с ядрами Atom нынешнего поколения. «Речь идет не о доработке Saltwell, — подчеркнул ведущий архитектор процессоров Intel Белли Кутанна. — Это принципиально новая конструкция». По его словам, в Silvermont перенесены многие особенности процессоров Intel Core для настольных компьютеров, а сами системы на кристалле Silvermont будут иметь до восьми ядер.

Рани Боркар, вице-президент и генеральный менеджер подразделения Intel по развитию архитектуры, заявила, что новые системы на кристалле станут «основой полного спектра продуктов, которые будут представлены в этом году». По ее словам, начиная с Silvermont в корпорации собираются представлять процессоры новой архитектуры ежегодно. Боркар огласила график выхода процессоров, основанных на новой микроархитектуре, назвав их кодовые имена.

  • Bay Trail, малопотребляющая четырехъядерная система на кристалле для планшетов, появится к сезону рождественских распродаж. В Intel также рассчитывают, что Bay Trail будет использоваться в «ноутбуках и настольных ПК начального уровня, выполненных в инновационных форм-факторах».
  • Avoton, чип для микросерверов, выйдет во второй половине этого года.
  • Rangeley, процессор для инфраструктурных устройств — маршрутизаторов, коммутаторов и программно-аппаратных комплексов безопасности, выходит тоже во второй половине 2013 года.
  • Merrifield, чип нового поколения для смартфонов, который в Intel собираются выпустить к концу этого года для использования в продуктах, выходящих в первом квартале 2014-го.

Конвейер инструкций с внеочередным исполнением — одна из ключевых особенностей Silvermont, ставящих его выше Bonnell и Saltwell. Процессоры этих архитектур должны ждать поступления операндов инструкций, чтобы выполнять их по очереди, а Silvermont может обрабатывать команды вне очереди, по мере их готовности к выполнению, поэтому процессор реже простаивает.

В Silvermont также появится целый ряд новых команд, в том числе функции шифрования по AES с 256-разрядным ключом; новый генератор псевдослучайных чисел, обещающий повысить устойчивость программ к атакам; новые функции виртуализации; 47 команд для ускорения обработки мультимедиа и доступа к памяти; а также семь новых инструкций для обработки больших наборов данных.

В Silvermont усовершенствован режим «форсажа» (Burst Mode), в котором тактовая частота процессора кратковременно повышается. В нынешних ядрах Atom возможность ускорения определяется только температурой нагревания чипа. В SIlvermont тактовая частота помимо температуры контролируется в зависимости от ряда электрических характеристик. Кроме того, энергию можно «делить» между основным ядром и другими элементами, например, графическим процессором.

Если, к примеру, для текущей нагрузки достаточно одного ядра, второе можно перевести в состояние очень малого энергопотребления, а напряжение питания первого увеличить, чтобы повысить его рабочую частоту. Если же нужны оба ядра, а графический процессор не требуется, его напряжение питания можно уменьшить, чтобы центральные процессорные ядра могли работать быстрее. В Silvermont также поддерживается режим динамического форсажа, когда на короткое время повышается частота обоих ядер и графического процессора (при условии, что нет превышения температурных порогов).

Сравнивая Silvermont с планшетными системами на кристаллах от четырех неназванных конкурентов, в Intel заявляют, что ее новые чипы обеспечивают вдвое большее быстродействие, а потребляют при этом в 4,3 раза меньше энергии. Более того, как утверждают в корпорации, четырехъядерные системы на кристалле неназванных конкурентов уступают по быстродействию и энергоэффективности двухъядерным Silvermont.

Если Intel выполнит свои обещания, со временем корпорация смогла бы занять доминирующее положение на рынке процессоров для смартфонов и планшетов так же, как сейчас она господствует на рынке ПК. У корпорации есть все шансы на успех благодаря наличию собственных производственных мощностей и технологии изготовления пространственных транзисторов. Но сперва Intel придется убедить производителей устройств начать пользоваться ее новыми процессорами. Конкуренты, тем временем, стоять на месте не будут.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями