Intel Atom: x86 для карманных устройств
АрхивПлатформаНа проходившем 2-3 апреля в Шанхае Форуме Intel для разработчиков корпорация официально представила новые процессоры Atom , предназначенные, прежде всего, для миниатюрных устройств c доступом в интернет.
На проходившем 2-3 апреля в Шанхае Форуме Intel для разработчиков корпорация официально представила новые процессоры Atom (известные под кодовым названием “Silverthorne”), предназначенные, прежде всего, для карманных устройств c доступом в интернет (MID - Mobile Internet Devices). Новый чип - составная часть технологии Centrino Atom, куда также входит микросхема системной логики Intel System Controller Hub со встроенным графическим ядром.
Поговорим о том, что в самых общих чертах представляет собой Atom, а также о некоторых особенностях его архитектуры.
Прежде всего, нужно сказать о том, что Atom и его архитектура совершенно не претендуют на лидерство по производительности. Перед разработчиками стояли совершенно иные задачи: обеспечить максимально комфортную работу с базовыми приложениями на устройствах карманного формата. Причём, в отличие от UMPC, которые могут потягаться с бюджетными ноутбуками как по производительность, так и по цене, устройства, для которых разрабатывался Atom, должны быть чрезвычайно доступными. Сегодня в качестве примера такого девайса можно назвать лишь, пожалуй, Asus EeePC, да и то с известной долей условности. поскольку в MID не предполагается наличие полноразмерной QWERTY-клавиатуры.
MIC, в которых и будет трудиться Atom, должны обеспечивать возможность подключения к интернету, просмотра веб-сайтов, отправки и получения электронной почты и работы с офисными документами. Для решения этих задач вовсе не требуется производительности даже младших моделей современных мобильных процессоров. Снизив требования к производительности, мы получим и существенно более низкое энергопотребление. Если условно сравнить Atom по производительности с десктопными процессорами начала века, то благодаря более совершенной архитектуре и существенно более тонкому технологическому процессу, получится добиться несоизмеримо меньшего энергопотребления.
Собственно, к этому и сводится идеология “Атома” - разумно достаточная производительность при минимальном энергопотреблении. При этом такие процессоры должны быть миниатюрны и достаточно дешевы, чтобы встраивать их в самые доступные мобильные устройства. Как раз таких чипов, как ни странно, до сих пор не хватает коммуникаторам и смартфонам - именно специализированные и далеко не самые мощные по компьютерным меркам процессоры составляют сегодня значительную часть стоимости этих устройств. А встраивать чипы за несколько сотен долларов в массовую бытовую технику вроде видеопроигрывателей или телевизоров вообще не имеет никакого смысла. Здесь тоже требуется процессор с минимально достаточной для определённых задач производительностью за минимальную цену.
Ещё один важный момент: бытовая техника и карманная электроника всё теснее сближаются с компьютерами: в смартфонах мы видим те же браузеры, в телевизора - похожие те же графические, а карманные плееры умеют воспроизводить уйму форматов, которые были изначально компьютерными. Поэтому x86-совместимый процессор для бытовых устройств существенно упростил бы жизнь как программистам, так и разработчикам “железа”. Существует огромное количество отличных приложений, для ПК, которые лучше просто перенести на любые другие совместимые устройства, чем с чистого листа писать их заменители для специфических архитектур. И никаких портирований с последующими вычищениями ошибок и длительным тестированием!
Работа над Atom началась ещё в 2004 году, причём изначально перед инженерами была поставлена задача разработать низковольное x86-совместимое ядро для последующего использования в процессорах с несколькими ядрами. При этом ядро должно было отличаться минимально возможным энергопотреблением - чтобы потребление многоядерного чипа не выходило за рамки типичного для одноядерного процессора. Чуть позже задача изменилась - потребовался миниатюрный одноядерный чип для портативных компьютерных устройств. Впрочем, вполне возможно, что в будущем появятся и многоядерные варианты Silverthorne.
Вопреки бытующему мнению, Atom не был построен на основе архитектур Pentium M или Core - из-за специфичности предъявляемых к нему требований инженерам пришлось придумывать новую архитектуру.
На сегодняшний день, Atom - самый маленький полностью x86-совместимый процессор корпорации Intel: размеры кристалла - 13 х 14 мм, а площадь чипа - менее 25 мм2. Процессор состоит из 47 миллионов транзисторов и выпускается по 45-нм технологии. Чип рассчитан на системную шину 400 или 533 МГц, поддерживает технологию виртуализации VT, технологию безопасности Execute Disable Bit, а также наборы инструкций SSE3 и SSSE3. Заявленное тепловыделение просто ничтожное по сравнению даже с современными мобильными чипами - от 0,65 до 2,4 Вт. Для сравнения, термопакет Core 2 Duo - примерно 35-45 Вт. Среднее энергопотребление Atom составляет 160-220 мВт, а в состоянии простоя новинка потребляет и вовсе лишь 80-100 мВт.
Процессор имеет 16-ступенчатый конвейер - на две ступени больше, чем Core 2 Duo. Кэш-память первого уровня состоит из 32 Кб, выделенных под инструкции и 24 Кб для данных. Объём кэш-памяти второго уровня - 512 Кб.
В связке с Atom будет работать одночиповый набор системной логики System Controller Hub, известный под кодовым названием Poulsbo. В отличие от Atom, рассчитанного на самый передовой на сегодня техпроцесс, Poulsbo выпускается по далеко не самой тонкой 130-нм технологии, и по размеру он чуть ли не вдвое больше самого процессора.
От других современных чипсетов System Controller Hub отличается, прежде всего, урезанной функциональность, которая была принесена в жертву экономичности. Так, в Poulsbo полностью отказались от интерфейса Serial ATA в пользу более экономичного Parallel ATA, используется упрощённый мост между оперативной памятью и системной шиной, частоты которых совпадают.
В System Controller Hub встроено графическое ядро с поддержкой DirectX 9 и 10 и аппаратного декодирования видео высокого разрешения, а также двухканальный аудиокодек. Чтобы получить многоканальный звук, производителю портативного устройства придётся использовать дискретный кодек.
Любопытно, что графическое ядро System Controller Hub разработано вовсе не в Intel, что подтверждают в этой корпорации, но не раскрывают имени этого разработчика. В Intel руководствовались тем, что проще купить лицензию у того, кто давно занимается графическими ядрами со сверхнизким энергопотреблением, чем разрабатывать такое ядро “с нуля”. По некоторым данным, партнёром Intel стала компания Imagination Technologies, а в System Controller Hub применяется графической ядро PowerVR SGX и видеодекодер VXD HD, разработанные этой фирмой.
Графическое ядро способно полноценно декодировать HD-видео форматов H.264, MPEG-2 и VC-1, а также фильмы формата Blu-ray с максимальным битрейтом, при этом энергопотребление в процессе декодирования H.264 не превышает 120 мВт. Есть только одно “но”: графический адаптер способен выводить видео с разрешением только до 1366 х 768 пикселей, так что реальной картинки высокой чёткости без дополнительной “обвязки” увидеть не удастся.
Первые пять процессоров Atom поступят в продажу уже в ближайшее время по цене от 45 до 160 долларов США, что не так уж и мало вполне сравнимо с бюджетными десктопными чипами. При этом, по некоторым неподтверждённым данным, себестоимость этих микросхем не превышает 6-8 долларов. Самой простой модели, Z230, которую предварительно оценивали в 29 долларов, среди представленных процессоров нет. Младшие Z500 и Z510 c тактовыми частотами 800 МГц и 1,1 ГГц оцениваются в 45 долларов, модель Z520 1,33 ГГц - в 65 долларов, Z530 1,60 ГГц - в 95 долларов, а Z540 1,86 ГГц - в 160 долларов США.
Две младшие модели работают с системной шиной 400 МГц, а три старшие - на шине 533 МГц и поддерживают технологию многопоточности Hyper-Threading. Экономические показатели младшей модели - 160 мВт энергопотребления в среднем и 80 мВт - в режиме простоя, термопакет - 0,65 Вт. Показатели всех остальных моделей - 220 мВт, 100 мВт и 2 Вт, соответственно.
О производительности и объективных возможностях Atom пока говорить рано - не существует одного устройства, в котором использовался бы этот процессор. В ходе IDF 2008 были продемонстрированы несколько прототипов MID с 5-дюймовыми экранами, но когда начнётся их серийное производство - пока неизвестно. Тем не менее, Intel сделала серьёзную заявку на постоянно растущем рынке, а “бумажные” характеристики весьма хороши. Осталось лишь дождаться воплощения платформы Сentrino Atom в реальных устройствах.
