Главная » Статьи » Наука, техника [ Добавить статью ]

Процессор Intel Atom

Компания Intel давно стала обращать пристальное внимание на мобильный потребительский сектор и выпускать ориентированные на него продукты питания. В начале это были процессоры, подобранные по малому энергопотреблению при прочих равных характеристиках (разве что частоты пониже, да корпус поменьше). После этого стали выпускать ЦП, специально доработанные для подобных применений. Историю можно начать с чипа i80386SL, у которого в первый раз 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. Кроме того тоже были версии i386CX и i386EX без встроенной периферии с тремя режимами энергосбережения.

Множество воды утекло, любой ближайший ЦП (помимо серверных) выпускался как в обычном, так и в мобильном (в некоторых случаях 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. Кроме этого, 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 главные задачи для пользователя подобных устройств имеют маленькие вычислительные потребности, таким образом почти каждый ЦП, выпущенный потом 2000 г., уже обладал нужной мощностью для мобильного применения, помимо, разве что, современных игр (для которых как раз тогда появились мобильные консоли с 3D-графикой).

Назрела восстребованность сделать специальную архитектуру для компактного мобильного устройства, где важное — не скорость, а энергоэффективность. В Intel такую задачу взяло на себя израильское отделение фирмы, создавшее ранее 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, таким образом 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 в первый раз случилось в практике процессоростроения — типично мобильный компьютер расплачивается за свою компактность всеми остальными характеристиками. Однако, и сами-то Pentium 4 были, к примеру так, не очень хороши в роли универсального ЦП…

Успех платформы показал, что такая высокая скорость нужна не всем, a 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-нм Pentium M с четвертью кэша L2 (всего 512 КБ), изрядно 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 в первый раз введённые ультранизковольтные (ULV) — 1000–1300 МГц и 3–5 Вт. Резонно полагая, что современный компьютер значительную 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 изрядно сокращённый кэш (большой L2 на подобных 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.

Просмотров: 238