● 迅驰凌动(Atom)处理器:
英特尔发布的迅驰凌动(Atom)处理器与迅驰凌动处理器技术是英特尔的第一个移动互联网设备平台。凌动(Atom)处理器的尺寸小于25平方毫米,采用45纳米High-K CMOS制造工艺,内有4700万个晶体管,它是世界上最小的晶体管制造的英特尔处理器。

迅驰凌动(Atom)处理器
在性能上,英特尔凌动(Atom)处理器能耗低(热功耗为0.65-2.4瓦),具备533MHz与400MHz的前端总线,其能够达到800MHz-1.86GHz的处理速度,Atom处理器支持超线程技术,能够令数字媒体处理能力增强。
● Atom为什么出现一方面,超低功耗处理器之争日趋明朗,随着消费者对MID设备的要求越来越高,低功耗处理器市场的兴起使得威盛、NVIDIA等厂商都在积极地开发相应的芯片组产品以开拓这份市场。Intel作为处理器产业的龙头老大,自是得开发出相对应的产品与之抗衡。
另一方面,由于Intel基于UMPC的专用处理器A110及A100在市场中变现平平,使得Intel决心开发一种新的低功耗、低成本且高效能的产品。并且,Intel在抛弃了受制于ARM架构的Xscale 后,也急需一款能运行Linux及Windows系统的能够兼容X86指令集的处理器,以更进一步的靠X86架构统一自己的地位。因此,基于酷睿2双核微架构,采用45纳米工艺制造的凌动(Atom)处理器便应运而生了。
● Atom系统架构解析

Atom与以往低功耗芯片相比,其基于一个完全不同的体系结构,它的设计初衷旨在减少电力的消耗。也正是由于这一点,该处理器使用了一个完全新的设计。Atom是Intel第一款“顺序执行”(in-order) X86架构处理器。之所以设计顺序执行,主要是因为英特尔由于受到动力来源和制造成本这两个因素的牵制,不惜降低了产品的性能,从而求得处理器更加优异的功耗。

ATOM处理器核心内部结构图

ATOM处理器核心结构名称解读
Atom拥有一级的56 KB高速缓存(包括24 KB的数据和32 KB的指令)和二级的512 KB缓存。运行在一个标准的英特尔总线下,其采用了与Pentium 4完全一样的系统。Bus的频率是400MHz或533MHz。Atom支持SIMD指令,如MMX 、SSSE3、EIST、和HyperThreading。不过,Atom拥有两个系列: Z5x0系列及N2X0系列,其中N2X0系列不支持EIST技术,并且HyperThreading也只适用于某些533 MHz QDR BUS型号。
● Atom全新设计释疑
1.双指令并发+顺序执行+SIR指令

Atom 核心功能图
其实,Intel在奔腾pro之后,就开始采用了性能更强的乱序执行,但能耗的损失却是相对较大。因此为了得到更低的功耗,在Atom上我们看见了全新的顺序执行架构,其虽然造成了一定的性能下降但却节省了大量的能耗跟复杂的电路设计,从而耗能大为降低。当然Atom在未来也可能集成乱序执行引擎,但那需要更小制造工艺才有可能实现。

不过,Atom的顺序执行架构也有几分乱序执行的能力。那就是当Atom需要执行一条高延迟的浮点运算,而后面有跟着一条短延迟整数操作时,为Atom设计的一个全新算法SIR(安全指令识别)就可以先查看两条指令所需的数据是否有关联,如果没有关联,SIR就允许将后面的整数操作提前执行,从而节省时间提高效率。
2.指令优化及超线程设计

优化指令
不过,虽然Atom具备了
3.低功耗的超长流水线设计

Atom全新的待机模式
Atom引进了一个新的待机模式C6。C模式可以设置(0到6)低功耗状态,数字越高CPU消耗越少。在C6模式下,整个处理器几乎完全禁用。甚至只有几KB的缓存记忆体保持注册状态的存储。在此模式下, L2缓存是空的不用的,供电电压下降到只有0.3 V,并且只有一小部分的处理器为了唤醒功能仍然活动。该处理器可以在大约100微秒进入C6的模式,很显然这速度很快。不过针对不同型号的处理器,这种电源模式的支持又有所不同,针对Netbook低价笔记本的Atom N270电源管理模式支持C0到C4状态。针对Nettop低价台式机的Atom 230电源管理模式仅支持C0和C1。
5.非对称一级缓存
从前文的核心架构的图解便可看出,Atom拥有结构不对称的一级缓存。在总计56K的一级缓存中数据占了24KB而指令拥有32KB。Atom采用了8个晶体管一位(Bit)的SRAM缓存设计,相对Core2 CPU的6个晶体管一位,较大面积的SRAM Cell耗电量跟所需运行电压都较低。这样一来,前者虽然耗费更多的芯片面积,但却有着更低的功耗。
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