Боннель (микроархитектура) - Bonnell (microarchitecture)

Bonnell - это микроархитектура ЦП, используемая процессорами Intel Atom , которая может выполнять до двух инструкций за цикл. Как и многие другие микропроцессоры x86, он перед выполнением переводит инструкции x86 (инструкции CISC ) в более простые внутренние операции (иногда называемые микрооперациями , по сути, инструкциями в стиле RISC ). Большинство инструкций при переводе создают одну микрооперацию, при этом около 4% инструкций, используемых в типичных программах, создают несколько микроопераций. Количество инструкций, которые производят более одной микрооперации, значительно меньше, чем у микроархитектур P6 и NetBurst . В микроархитектуре Bonnell внутренние микрооперации могут содержать как загрузку памяти, так и хранилище памяти в связи с операцией ALU , таким образом, будучи более похожими на уровень x86 и более мощными, чем микрооперации, используемые в предыдущих проектах. Это обеспечивает относительно хорошую производительность только с двумя целочисленными ALU и без переупорядочивания инструкций , спекулятивного выполнения или переименования регистров . Побочный эффект отсутствия спекулятивного исполнения - неуязвимость против Meltdown и Spectre .

Таким образом, микроархитектура Bonnell представляет собой частичное возрождение принципов, использовавшихся в более ранних разработках Intel, таких как P5 и i486 , с единственной целью повышения производительности на ватт . Однако Hyper-Threading реализован простым (т. Е. С низким энергопотреблением) способом, позволяющим эффективно использовать весь конвейер , избегая типичных зависимостей одного потока.

Ядра первого поколения

Микропроцессор Silverthorne

2 марта 2008 года Intel анонсировала новый одноядерный процессор серии Atom Z5xx (под кодовым названием Silverthorne), который будет использоваться в ультрамобильных ПК и мобильных интернет-устройствах (MID), который заменит Stealey (A100 и A110). Процессор имеет 47 миллионов транзисторов на кристалле размером 25 мм ² , что обеспечивает чрезвычайно экономичное производство в то время (~ 2500 микросхем на одной пластине диаметром 300 мм).

Двухпотоковая производительность процессора Atom Z500 эквивалентна его предшественнику Stealey, но он должен превосходить его в приложениях, которые могут использовать одновременную многопоточность и SSE3 . Они работают в диапазоне от 0,8 до 2,0 ГГц и имеют рейтинг TDP от 0,65 до 2,4 Вт, который может снижаться до 0,01 Вт в режиме ожидания. Они оснащены кэшами L1 инструкций 32 КБ и L1 данных 24 КБ, кэш-памятью L2 512 КБ и внешней шиной 533 МТ / с. Процессоры производятся по 45 нм техпроцессу. Poulsbo использовался как System Controller Hub, а платформа называлась Menlow.

Микропроцессор Diamondville

Intel Atom N270

2 марта 2008 года Intel анонсировала варианты процессора Diamondville с низким энергопотреблением под названием Atom N2xx. Он был предназначен для использования в неттопах и Classmate PC . Как и их предшественники, это одноядерные процессоры с Hyper-Threading.

N270 имеет рейтинг TDP 2,5 Вт, работает на частоте 1,6 ГГц и имеет частоту системной шины 533 МГц. N280 имеет тактовую частоту 1,66 ГГц и частоту системной шины 667 МГц.

22 сентября 2008 года Intel объявила о выпуске нового 64-разрядного двухъядерного процессора (неофициально под кодовым названием Dual Diamondville) под маркой Atom 330, который будет использоваться в настольных компьютерах. Он работает на частоте 1,6 ГГц, имеет частоту FSB 533 МГц и рейтинг TDP 8 Вт. Его двухъядерный процессор состоит из двух кристаллов Diamondville на одной подложке.

В 2009 году Nvidia использовала Atom 300 и их чипсет GeForce 9400M на материнской плате форм-фактора mini-ITX для своей платформы Ion .

Требования к мощности первого поколения

Относительно маломощный процессор Atom изначально использовался с более дешевым, но не таким энергоэффективным чипсетом, как Intel 945G.

Хотя сам процессор Atom относительно маломощен для микропроцессора x86, многие обычно используемые с ним наборы микросхем рассеивают значительно больше энергии. Например, в то время как Atom N270, обычно используемый в нетбуках до середины 2010 года, имеет рейтинг TDP 2,5 Вт, платформа Intel Atom, использующая набор микросхем 945GSE Express, имеет указанный максимальный TDP 11,8 Вт, а процессор отвечает за относительно небольшой часть общей рассеиваемой мощности. Отдельные цифры составляют 2,5 Вт для процессора N270, 6 Вт для набора микросхем 945GSE и 3,3 Вт для контроллера ввода-вывода 82801GBM. Intel также предоставляет набор микросхем на базе концентратора системного контроллера US15W с совокупным TDP менее 5 Вт вместе с процессорами серии Atom Z5xx (Silverthorne) для использования в ультрамобильных ПК и мобильных устройствах, хотя некоторые производители выпустили ультратонкие устройства. системы, на которых работают эти процессоры (например, Sony VAIO X).

Изначально все материнские платы Atom на потребительском рынке были оснащены чипсетом Intel 945GC, который сам по себе потребляет 22 Вт. По состоянию на начало 2009 года лишь несколько производителей предлагают материнские платы с меньшим энергопотреблением с набором микросхем 945GSE или US15W и процессорами серий Atom N270, N280 или Z5xx.

Ядра второго поколения

Микропроцессор Pineview

Новый Intel Atom N450 SLBMG 1,66 ГГц 512 КБ L2 BGA559

21 декабря 2009 года Intel анонсировала процессоры N450, D510 и D410 со встроенной графикой. Новый производственный процесс привел к снижению энергопотребления на 20% и уменьшению размера кристалла на 60%. Intel GMA 3150 , 45-нм уменьшенная версия GMA 3100 без возможностей HD, включена в качестве встроенного графического процессора. Нетбуки, использующие этот новый процессор, были выпущены 11 января 2010 года. Главной новой функцией является увеличенное время автономной работы (10 или более часов для 6-элементных систем).

Это поколение Atom было под кодовым названием Pineview, которое используется в платформе Pine Trail. Платформа Intel Pine Trail-M использует процессор Atom (кодовое название Pineview-M) и концентратор контроллера платформы (кодовое название Tiger Point). Контроллер графики и памяти переместился в процессор, который работает в паре с Tiger Point PCH. Это создает более энергоэффективную двухчиповую платформу, а не трехчиповую, используемую в наборах микросхем Atom предыдущего поколения.

1 марта 2010 года Intel представила процессор N470 с тактовой частотой 1,83 ГГц, системной шиной 667 МГц и показателем TDP 6,5 Вт.

Новые чипы Atom N4xx стали доступны 11 января 2010 года. Они используются в нетбуках и неттопах и включают в себя интегрированный одноканальный контроллер памяти DDR2 и интегрированное графическое ядро . Он также оснащен технологией Hyper-Threading и изготовлен по 45-нм техпроцессу. Новый дизайн использует половину мощности старой платформы Menlow. Это уменьшенное общее энергопотребление и размер делают платформу более желательной для использования в смартфонах и других мобильных интернет-устройствах.

Серии D4xx и D5xx поддерживают набор команд x86-64 бит и память DDR2-800. Они предназначены для встроенного использования. В этой серии есть встроенный графический процессор, встроенный непосредственно в ЦП для повышения производительности. Модели ориентированы на неттопы и десктопы начального уровня. Они не поддерживают SpeedStep.

Двухъядерный процессор Atom D510 работает на частоте 1,66 ГГц, с 1 МБ кэш-памяти второго уровня и рейтингом TDP 13 Вт. Одноядерный процессор Atom D410 работает на частоте 1,66 ГГц, с 512 КБ кеш-памяти второго уровня и рейтингом TDP 10 Вт. .

Микропроцессор Tunnel Creek

Tunnel Creek - это встроенный процессор Atom, используемый на платформе Queens Bay с Topcliff PCH.

Микропроцессор Lincroft

Lincroft (Z6xx) с Whitney Point PCH включен в платформу планшетов Oak Trail . Oak Trail - это платформа Intel Atom, основанная на Moorestown . Обе платформы включают в себя микропроцессор Lincroft, но используют два отдельных концентратора контроллера платформы ввода / вывода (I / O-PCH) под кодовыми названиями Langwell и Whitney Point соответственно. Oak Trail был представлен 11 апреля 2011 года и должен был быть выпущен в мае 2011 года. Процессор Z670, являющийся частью платформы Oak Trail, обеспечивает улучшенное воспроизведение видео, более быстрый просмотр Интернет-страниц и более длительное время автономной работы, «без ущерба для производительности», согласно Intel. Oak Trail включает поддержку декодирования видео 1080p, а также HDMI. Платформа также имеет повышенную энергоэффективность и позволяет запускать приложения в различных операционных системах, включая Android, MeeGo и Windows.

Микропроцессор Stellarton

Stellarton - это ЦП Tunnel Creek с программируемой вентильной матрицей Altera Field Programmable Gate Array (FPGA).

Sodaville SoC

Sodaville - это SoC Atom для бытовой электроники.

Groveland SoC

Groveland - это SoC Atom для бытовой электроники.

Ядра третьего поколения

Усадка Bonnell 32 нм называется Saltwell .

Микропроцессор Cedarview

Intel выпустила свою платформу Cedar Trail третьего поколения (состоящую из ряда процессоров Cedarview и чипа южного моста NM10) на основе техпроцесса 32 нм в четвертом квартале 2011 года. Intel заявила, что улучшения графических возможностей, включая поддержку видео 1080p, дополнительные параметры дисплея, включая HDMI и DisplayPort, а также повышение энергопотребления позволяют создавать безвентиляторные конструкции с более длительным сроком службы батареи.

Платформа Cedar Trail включает в себя два новых процессора, 32-нм N2800 (1,86 ГГц) и N2600 (1,6 ГГц), которые заменяют процессоры Pineview N4xx и N5xx предыдущего поколения. ЦП также имеют встроенный графический процессор, поддерживающий DirectX 9.

В дополнение к платформе нетбуков 25 сентября 2011 года были выпущены два новых процессора Cedarview для неттопов, D2500 и D2700.

В начале марта 2012 года стала доступна материнская плата Intel DN2800MT на базе N2800. Благодаря использованию процессора нетбука, эта материнская плата Mini-ITX может достигать энергопотребления в режиме ожидания всего 7,1 Вт.

Penwell SoC

Penwell - это SoC Atom, который является частью платформы Medfield MID / Smartphone.

Berryville SoC

Berryville - это бытовая электроника Atom SoC.

Cloverview SoC

Cloverview - это SoC Atom, являющаяся частью платформы планшетов Clover Trail .

Centerton SoC

В декабре 2012 года Intel выпустила 64-битную Сентертон семейство процессоров Atom, разработанный специально для использования в платформенных Bordenville серверах . Основанная на 32-нм архитектуре Saltwell, Centerton добавляет функции, ранее недоступные в большинстве процессоров Atom, такие как технология виртуализации Intel VT и поддержка памяти ECC .

Briarwood SoC

Briarwood - это SoC Atom, предназначенная для серверной платформы.

Дорожная карта

Смотрите также

• Список микроархитектур ЦП Intel
• Список микропроцессоров Intel Atom
• Атом (система на кристалле)
• Модель Tick-Tock

использованная литература

Примечания

внешние ссылки

• Intel - Обзор процессора Intel Atom
• Процессор Intel Atom
• Intel - Семейство процессоров Intel Atom