Intel Atom - Intel Atom

Intel Atom
Logo Intel Atom 2020.png
Logo od roku 2020
Obecná informace
Spuštěno 2008–2009 (jako Centrino Atom)
2008 – současnost (jako Atom)
Běžní výrobci
Výkon
Max. Taktovací frekvence CPU 600 MHz až 2,6 GHz
Rychlost FSB 400 MHz až 667 MHz
Architektura a klasifikace
Min. velikost funkce 45 nm10 nm
Instrukční sada MMX , SSE , SSE2 , SSE3 , SSSE3 , SSE4 , SSE4.1 , SSE4.2
VT-x , AES-NI , RDRAND , SHA
IA-32 , x86-64 (ne pro řadu N2xx a Z5xx)
Fyzické specifikace
Jádra
Balíčky
Produkty, modely, varianty
Základní jména

Intel Atom je obchodní značka řady IA-32 a x86-64 instrukční sadou mikroprocesorů ultra-low-napětí od společnosti Intel Corporation určeny ke snížení spotřeby elektrické a ztrátový výkon ve srovnání s běžnými procesory Intel Core řady. Atom se používá hlavně v netboocích , nettopech , vestavěných aplikacích od zdravotnictví po pokročilou robotiku a mobilních internetových zařízeních (MID). Linka byla původně navržena v 45nm komplementární technologii kov -oxid -polovodič ( CMOS ) a následující modely s kódovým označením Cedar používaly 32nm proces.

První generace procesorů Atom vychází z mikroarchitektury Bonnell . 21. prosince 2009 společnost Intel oznámila platformu Pine Trail , včetně nového procesoru Atom s kódovým označením Pineview (Atom N450), s celkovým snížením spotřeby soupravy o 20%. 28. prosince 2011 společnost Intel aktualizovala řadu Atom pomocí procesorů Cedar .

V prosinci 2012 společnost Intel uvedla na trh 64bitovou rodinu procesorů Atom od společnosti Centerton , která byla navržena speciálně pro použití na serverech . Centerton přidává funkce, které dříve u procesorů Atom nebyly k dispozici, například virtualizační technologii Intel VT a podporu paměti ECC . 4. září 2013 Intel zahájil 22 nm nástupce Centerton s kódovým označením Avoton .

Dějiny

Intel Atom N2800

Intel Atom je přímým nástupcem nízkoenergetických mikroprocesorů Intel A100 a A110 (s kódovým označením Stealey ), které byly postaveny na 90nm procesu, měly mezipaměť 512 kB L2 a běžely na frekvenci 600 MHz/800 MHz s 3 W TDP ( Tepelný návrhový výkon) . Před Silverthorne oznámení, vnější zdroje spekulovali, že Atom by konkurovat AMD ‚s Geode system-on-a-chip procesorů používaných One Laptop Per Child projektu (OLPC), a další nákladové a výkonové citlivé aplikace pro x86 procesory . Intel však 15. října 2007 odhalil, že vyvíjí další nový mobilní procesor s kódovým označením Diamondville pro zařízení typu OLPC.

„Atom“ byl název, pod kterým se bude Silverthorne prodávat, zatímco podpůrná čipová sada dříve s kódovým názvem Menlow se jmenovala Centrino Atom.

Na Spring Intel Developer Forum (IDF) 2008 v Šanghaji Intel oficiálně oznámil, že Silverthorne a Diamondville jsou založeny na stejné mikroarchitektuře. Silverthorne se bude jmenovat řada Atom Z5xx a Diamondville zase řada Atom N2xx. Dražší díly Silverthorne s nižším výkonem měly být použity v zařízeních Intel pro mobilní internet (MID), zatímco Diamondville měl být použit v levných stolních počítačích a noteboocích. Bylo také odhaleno několik vzorků základní desky Mini-ITX . Intel a Lenovo také společně oznámily MID napájený z Atom s názvem IdeaPad U8.

V dubnu 2008 společnost Sophia Systems oznámila vývojovou sadu MID a první desku s názvem CoreExpress -ECO odhalila německá společnost LiPPERT Embedded Computers, GmbH. Intel nabízí základní desky založené na Atom.

V prosinci 2012 Intel vydal Atom pro servery, řadu S1200. Primárním rozdílem mezi těmito procesory a všemi předchozími verzemi je to, že byla přidána podpora paměti ECC , která umožňuje použití Atomu v kritických serverových prostředích, která vyžadují redundanci a ochranu před selháním paměti.

Rodina procesorů Intel Atom
MID / Ultra-mobilní PC / Lifestyle PC
Nálepka Kódové
jméno
Série Jádro On-die
GPU
GPU
clk
TDP HT Intel
64
Intel
VT-x
Datum
vydání
Logo Intel Atom 2008 Silverthorne Z5xx single (45 nm) Ano 200 MHz 00,65 ... 2 W Ne Ne Ne Duben 2008
02 ... 2,4 W Ano Nějaký
Logo Intel Atom 2009 Lincroft Z6xx single (45 nm) Ano 400 MHz 01,3 ... 3 W Ano Ne Ne Květen 2010
Spolužák PC / Netbook / Nettop / Lifestyle PC
Nálepka Kódové
jméno
Série Jádro On-die
GPU
GPU
clk
TDP HT Intel
64
Intel
VT-x
Datum
vydání
Logo Intel Atom 2008 Diamondville N2xx single (45 nm) Ne není k dispozici 02,5 W Ano Ne Ne Června 2008
2xx 04 W Ano
(pokud je
povoleno)
3xx duální (45 nm) 08 W Září 2008
Logo Intel Atom 2009 Pineview N4xx single (45 nm) Ano 200 MHz 06,5 W Ano Ano
(pokud je
povoleno)
Ledna 2010
D4xx 400 MHz 10 W
N5xx duální (45 nm) 200 MHz 08,5 W
D5xx 400 MHz 13 W.
Cedarview 2 500 D duální (32 nm) Ano 400 MHz 10 W Ne Ano
(pokud je
povoleno)
Listopadu 2011
D2550 640 MHz Ano Března 2012
D2700 640 MHz Listopadu 2011
N2600 400 MHz 03,5 W Prosince 2011
N 2800 640 MHz 06,5 W
Server / úložiště
Nálepka Kódové
jméno
Série Jádro Základní
CPU
Max.
CPU clk
TDP HT SATA
porty
LAN
porty
Datum
vydání
Logo Intel Atom 2009


(s
GPU On-die ,
Intel 64 a
Intel VT-x )

Centerton S1220 duální (32 nm) 1,60 GHz 08,1 W Ne Prosince 2012
S1240 1,60 GHz 06,1 W
S1260 2,00 GHz 08,6 W.
Briarwood S1269 1,60 GHz 11,7 W
S1279 1,60 GHz 13,1 W
S1289 2,00 GHz 14,1 W
Avoton C2350 duální (22 nm) 1,70 GHz 2,00 GHz 06 W Ne 2 4 Září 2013
C2530 quad (22 nm) 1,70 GHz 2,40 GHz 09 W. 2 2
C2550 2,40 GHz 2,60 GHz 14 W. 6 4
C2730 okta (22 nm) 1,70 GHz 2,40 GHz 12 W 2 2
C2750 2,40 GHz 2,60 GHz 20 W 6 4
Seznam mikroprocesorů Intel Atom

Dostupnost

Atomové procesory byly k dispozici výrobcům systémů v roce 2008. Protože jsou připájeny na základní desku , jako jsou northbridges a southbridges , nejsou procesory Atom k dispozici domácím uživatelům ani stavitelům systémů jako samostatné procesory, i když je lze získat předinstalované na některých základních deskách ITX . Atomy Diamondville a Pineview jsou použity v modelech HP Mini Series, Asus N10, Lenovo IdeaPad S10 , Acer Aspire One a Packard Bell „dot“ (ZG5), nejnovější počítačové systémy ASUS Eee , Sony VAIO řady M, AMtek Elego, Dell Inspiron Mini Series , Gigabyte M912 , LG X Series, Samsung NC10 , Sylvania g Netbook Meso, Toshiba NB series (100, 200, 205, 255, 300, 500, 505), netbooky MSI Wind PC , RedFox Wizbook 1020i, Sony Vaio X Series „Zenith Z-Book, řada stolních počítačů Aleutia, Magic W3, Archos a ICP-DAS LP-8381-Atom. Řada Pineview se také používá ve více zařízeních AAC pro zdravotně postižené jedince, kteří nemohou mluvit, a zařízení AAC pomáhá uživateli v každodenní komunikaci s vyhrazeným softwarem řeči.

Marketing

Intel použil značku Atom na produktové řady zaměřené na několik různých tržních segmentů, včetně: MID / UMPC / Smartphone , Netbook / Nettop , Tablet , Embedded , Wireless Base Stations (pro síťovou infrastrukturu 5G ), Microserver / Server a spotřební elektronika .

Intel SoC pro spotřební elektroniku (CE) jsou prodávány pod značkou Atom. Před aplikací značky Atom existovalo několik Intel CE SoC, včetně: Olo River (CE 2110, která měla architekturu XScale ARM ) a Canmore (CE 3100, která měla stejně jako Stealey a Tolapai 90 nm mikroarchitekturu Pentium M ). Mezi SoC značky Intel Atom CE patří: Sodaville , Groveland a Berryville .

Architektura instrukční sady

Všechny procesory Atom implementují instrukční sadu x86 ( IA-32 ) ; podpora instrukční sady AMD 64 však byla přidána až v desktopových jádrech Diamondville a desktopových a mobilních Pineview . Modely Atom řady Atom N2xx a Z5xx nemohou spouštět kód x86-64. Tyto Centerton serverových procesorů budou podporovat instrukční sadu Intel 64.

Intel uvádí, že Atom podporuje 64bitový provoz pouze „s procesorem, čipovou sadou , BIOSem “, které všechny podporují Intel 64 . Tyto systémy Atom, které všechny tyto nepodporují, nemohou povolit Intel 64. V důsledku toho se schopnost systému založeného na Atomu spouštět 64bitové verze operačních systémů může u jednotlivých základních desek lišit. Online prodejce mini-itx.com testoval základní desky založené na Atom od Intel a Jetway, a přestože byly schopné nainstalovat 64bitové verze Linuxu na základní desky značky Intel s D2700 (Cedarview; podporuje maximálně 4 GB paměti DDR3- 800/1066), na základní desce značky Jetway s procesorem D2550 (Cedarview) nebyla povolena podpora Intel 64.

Dokonce i mezi systémy založenými na Atom, které mají povolenou Intel 64, ne všechny dokážou spustit 64bitové verze systému Microsoft Windows . Pro ty procesory Pineview, které podporují 64bitový provoz, Intel Download Center aktuálně nabízí 64bitové ovladače Windows Vista a Windows 7 pro grafiku Intel GMA 3150, které se nacházejí v procesorech Pineview . Pro procesory Intel Atom Cedarview , vydané ve 3. čtvrtletí 2011, však nejsou k dispozici žádné 64bitové ovladače Windows. Procesory Intel Bay Trail-M, postavené na mikroarchitektuře Silvermont a vydané ve druhé polovině roku 2013, však znovu získaly 64bitovou podporu, ačkoli podpora ovladačů pro Linux a Windows 7 je při spuštění omezená.

Zdá se, že nedostatek 64bitové podpory systému Windows pro procesory Cedarview je způsoben problémem s ovladačem. Člen týmu Intel Enthusiast v sérii příspěvků na webu nadšenců Tom's Hardware uvedl, že zatímco Atom D2700 (Cedarview) byl navržen s podporou Intel 64, kvůli „omezení desky“ Intel stáhl své dříve dostupné 64bitové ovladače pro Windows 7 a neposkytovaly by žádnou další 64bitovou podporu. Někteří výrobci systémů podobně uvedli, že jejich základní desky s procesory Atom Cedarview postrádají 64bitovou podporu kvůli „nedostatku podpory 64bitových VGA ovladačů Intel® “. Protože všechny procesory Cedarview používají stejnou grafiku Intel GMA 3600 nebo 3650 jako D2700, znamená to, že systémy Atom Cedarview zůstanou i nadále neschopné spouštět 64bitové verze Windows, dokonce i ty, které mají povolenou Intel 64 a jsou schopné běžet 64bitové verze Linuxu.

Mikroarchitektura

První procesory Atom byly založeny na mikroarchitektuře Bonnell .

Tyto procesory Atom jsou schopny provést až dvě instrukce za cyklus. Stejně jako mnoho jiných mikroprocesorů x86 překládají před spuštěním instrukce x86 (pokyny CISC ) na jednodušší interní operace (někdy označované jako mikrooperace , tj. Efektivně pokyny ve stylu RISC ). Většina instrukcí vytváří při překladu jednu mikrooperaci, přičemž přibližně 4% instrukcí se používá v typických programech produkujících více mikrooperací. Počet instrukcí, které produkují více než jednu mikrooperaci, je výrazně menší než u mikroarchitektur P6 a NetBurst . V mikroarchitektuře Bonnell mohou vnitřní mikrooperace obsahovat jak paměťovou zátěž, tak paměťové úložiště v souvislosti s operací ALU , takže jsou více podobné úrovni x86 a výkonnější než mikrooperace používané v předchozích provedeních. To umožňuje relativně dobrý výkon pouze se dvěma celočíselnými ALU a bez jakékoli změny pořadí instrukcí , spekulativního provádění nebo přejmenování registru . Mikroarchitektura Bonnell proto představuje částečné oživení principů používaných v dřívějších designech Intel, jako jsou P5 a i486 , s jediným cílem zvýšit poměr výkonu na watt . Nicméně, Hyper-Threading je implementován v jednoduché (tj malý výkon) tak, aby zaměstnávat celé potrubí účinně zabrání typické jednoho vlákna závislosti.

Procesory značky Atom historicky představovaly následující mikroarchitektury:

Výkon

Výkon jednojádrového Atomu je zhruba poloviční než u Pentia M se stejnou taktovací frekvencí . Například Atom N270 (1,60 GHz), který se nachází v mnoha netboocích , jako je Eee PC, může ve standardních benchmarcích poskytovat přibližně 3 300 MIPS a 2,1 GFLOPS, ve srovnání s 7400 MIPS a 3,9 GFLOPS pro podobně taktovaný (1,73 GHz) Pentium M 740.

Platforma Pineview se ukázala být jen o málo rychlejší než předchozí platforma Diamondville. Důvodem je to, že platforma Pineview využívá stejné jádro provedení Bonnell jako Diamondville a je připojena k řadiči paměti prostřednictvím FSB, takže latence paměti a výkon v aplikacích náročných na CPU jsou minimálně vylepšeny.

Spolupráce

V březnu 2009 společnost Intel oznámila, že bude spolupracovat s TSMC na výrobě procesorů Atom. Dohoda byla pozastavena kvůli nedostatku poptávky v roce 2010.

13. září 2011 uspořádaly společnosti Intel a Google společné oznámení o partnerství s cílem poskytnout podporu v operačním systému Google Android pro procesory Intel (počínaje Atomem). To by společnosti Intel umožnilo dodávat čipy pro rostoucí trh se smartphony a tablety .

Na základě této spolupráce v roce 2012 společnost Intel oznámila nový platformu SoC ( System on Chip ) navrženou pro smartphony a tablety, která bude využívat řadu procesorů Atom. Jednalo se o pokračování partnerství oznámeného společnostmi Intel a Google 13. září 2011 s cílem poskytnout podporu pro operační systém Android na procesorech Intel x86. Tato řada konkurovala stávajícím SoC vyvinutým pro trh smartphonů a tabletů od společností jako Texas Instruments , Nvidia , Qualcomm a Samsung . 29. dubna 2016 společnost Intel oznámila rozhodnutí zrušit Broxton SoC pro smartphony a tablety. Broxton měl použít nejnovější mikroarchitekturu Atom (Goldmont na 14 nm uzlu) v kombinaci s modemem Intel.

Soutěž

Vložené procesory založené na ARM verze 7 instrukční sady architektury (jako Nvidia s Tegra 3 série, TI 4 a Freescale i.MX51 založené na Cortex-A8 jádro, nebo Qualcomm Snapdragon a Marvell Armada 500/600 na základě zvyklostí Implementace ARMv7) nabízejí podobný výkon jako low -endové čipové sady Atom, ale zhruba na jedné čtvrtině spotřeby energie a (jako většina systémů ARM) jako jeden integrovaný systém na čipu, nikoli jako dvoučipové řešení, jako je současná řada Atom. Ačkoli Atom druhé generace s kódovým označením „Pineview“ by měl výrazně zvýšit svou konkurenceschopnost ve výkonu/watt, ARM plánuje čelit hrozbě pomocí vícejádrového jádra Cortex-A9, jak je používáno v Tegra 2/3, TI OMAP 4 řady Nvidia , a mimo jiné Qualcomm další generace Snapdragon.

Řada Nano a Nano Dual-Core od společnosti VIA je mírně nad průměrnou tepelnou obálkou Atomu, ale nabízí hardwarovou podporu AES, generátory náhodných čísel a provedení mimo pořadí. Srovnání výkonu Intel Atom proti Via Nano naznačuje, že Via Nano snadno překonává jednojádrový Intel Atom, který je v testech, kde je použito vícevláknové zpracování, zase lepší než dvoujádrový Intel Atom 330. Core 2 Duo SU7300 překonává dvoujádrové Nano.

Xcore86 (také známý jako PMX 1000 ) je založen x586 System on Chip (SoC), které nabízí podprůměrnou tepelného pláště ve srovnání s Atom.

V roce 2014 Kenton Williston z EE Times uvedl, že zatímco Atom nevytěsní ARM ze svých současných trhů, schopnost aplikovat architekturu PC na menší, levnější a nižší výkonové faktory otevře společnosti Intel nové trhy.

V roce 2014 společnost ARM tvrdila, že procesory Intel Atom nabízejí menší kompatibilitu a nižší výkon než jejich čipy při spuštění systému Android a vyšší spotřebu energie a menší výdrž baterie pro stejné úkoly v systému Android i Windows.

Problémy

V únoru 2017 společnost Cisco Systems nahlásila problém s hodinovým signálem, který by deaktivoval několik jejích produktů. Společnost Cisco uvedla: „Očekáváme, že se v průběhu let budou zvyšovat selhání produktů, počínaje poté, co byla jednotka v provozu přibližně 18 měsíců“. Brzy poté The Register přinesl zprávu, že tento problém je spojen s Intel Atom SoC, a zprávy dalších zasažených prodejců se začaly objevovat online.

Viz také

Poznámky

Reference

externí odkazy