"凌珑"大战"凌动" 超低耗CPU荣誉之战

英特尔凌动Atom新技术解析：

1、采用“顺序执行”设计

    英特尔Atom采用了较为简单的“顺序执行”（in-order execution）设计，对于现代X86处理器来说， 乱序执行（Out of Order）是一种行之有效的性能提升方法。但是乱序执行有着更高的执行效率，不过这是需要有更多的晶体管和更高的功耗做为代价，这显然与Atom的超低功耗是背道而驰的，由于移动设备并不会采用复杂的多任务多线程设计，所以Intel在Atom上首先抛弃了乱序执行设计。Atom处理器内部采用了简洁低效的顺序执行结构（In-Order）。这样的结构在极端情况下效率只有乱序结构的五分之一。有意思的是，曾经在处理器结构设计领域被判死刑的顺序执行架构，除了出现在ATOM CPU上以外，还被IBM用在了Power6处理器上。

  只要对比当今“ 尚存” 的顺序执行处理器，我们不难得出一个结论，所有顺序执行处理器都采用了简洁的CPU内部架构、较高的工作频率和同步多线程技术来弥补效率上的缺陷，Atom处理器也不例外。相比Nano的乱序执行设计来看，性能低是绝对毋庸置疑的，但重要的是你千万别忘了，ATOM的功耗只有2W！

2、沿用老处理器的超线程技术：HT

    超线程是一种随Pentium 4处理器出现的技术。它可以处理两个线程同时使用未使用的部分管线。虽然没有两个真正的核心的效率，该技术可以被认为CPU可以同时进行两个线程，从而增加电脑的整体表现。Atom具有较长的管线，加上顺序架构的技术，超线程技术将是非常有执行效果的，该技术可显着提高性能而不影响TDP的变化。

3、ATOM处理器先进的核心功能

    Atom处理器每个时钟周期，可以执行2条指令，或者从2个线程中设置一条线程预处理列队，可以进行分支预测，发现相关的指令泡沫。

    顺着指令流的方向看去，处理流水线后端有2个主要的集群。很多人会将它们叫做处理块，不过依照Intel的意思，这被炒作的新概念应该叫做集群。一个是浮点/向量集群，另一个是整数/地址集群。浮点集群包含2组浮点/SIMD管线，即FP ADD和FP+SIMD MUL/DIV/PERM。另一个整数集群包含整数、地址、分支管线，即AGU/ALU/shift和AGU/ALU/jump。

    此外Atom配备了两个ALU（执行整数计算单位能力） ，以及两个FPU（浮点数计算的单位能力，这对游戏非常重要）。

4、英特尔优化了基本指令

   英特尔Atom处理器使用45纳米工艺生产，保留了Core 2 Duo指令集功能，象支持多线程等。Atom处理器是英特尔目前耗电最低的处理器，耗电范围在0.6至4瓦之间，时钟速度最高为1.8GHz。

5、24K+32KB的一级缓存设计：结构不对称

    Atom的一级缓存总计是56K：数据24KB和指令32KB。这种缓存结构不对称，令我们还是比较惊讶。也许是考虑到顺序执行对性能造成的负面影响，Intel没有克扣太多的缓存——凭借32KB+24KB的L1 Cache和512KB L2 Cache，Silverthorne的缓存设计足以称霸整个手持移动处理器市场。必须指出的是，Silverthorne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，前者要耗费更多的芯片面积，但却有着更低的功耗。 这种技术保证应用到缓存中的电压，以保持信息有所减少。看起来在游戏中发展到8晶体管已经晚了，当处理器的设计相当先进时，这意味着缓存的大小不得不减少以适应它24KB的数据缓存。

6、512KB的二级缓存设计

    ATOM二级缓存为512 KB ，显然与处理器运行在相同的频率。这8路缓存设计相当经典，其性能与Core 2 Duo处理器中使用相近（其潜伏期是16周期，相比而言Core 2为14周）。其中一项新功能就是可以自动关闭部分缓存：如果程序不需要太多缓存的话，它的一部分可以关闭。在实践中，缓存可以从8路至2路（从512 KB到128KB ），很显然这是一种宝贵的降低功耗的技术办法。

7、ATOM的C6电源模式

    相比上代产品而言，Atom同时引进一个新的待机模式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。在实践中，英特尔声称理论上C6模式可以使设备多使用90 ％的时间。

8、Intel移动电压定位(IMVP VI)技术

采用IMVP电压调节器时，CPU核心电压的变化

　　Intel的移动电压定位(IMVP)是一项灵活的电压调节技术，能够自动降低Intel移动处理器的总功耗。使用IMVP电压调节器时，核心电压会随着处理器负载的上升，而逐步下降。这种方式能够使高负载状态下的CPU耗电量降低。所以和采用静态电压调节器的系统相比，配备IMVP电压调节器的笔记本电脑会有比较低的TDP、平均与主动耗电量。