英特尔早在五年前就针对移动设备推出了凌动（Atom，阿童木）处理器，可目前在这个市场至今仍然是个小配角。也许英特尔之前根本就不在乎这些，坐拥其PC和服务器芯片业务创造的丰厚利润，自以为可以高枕无忧了。好吧，现在它开始在乎了！英特尔在刚结束的CES2013上，公布了最新的Bay Trail平台——其灵魂就是代号“Valleyview”的凌动处理器（以下简称，新Atom）！

四个Silvermont核心，回归乱序执行架构

    除了采用四核架构外，新Atom最大的亮点无疑是采用最新的Silvermont核心，正式支持乱序执行指令。乱序执行是相对于顺序执行而言的。顺序执行让一条线程中的各个指令根据其原有顺序逐一执行，这样芯片内部就完全无需加入用于指令分析和运算结果合成的逻辑。顺序执行架构最怕遇到的情况就是执行一条高延迟的指令时所需要的数据迟迟未被送到缓存中来，这时执行单元就必须一直处于空闲等待的状态中，这会大大降低性能。这好比请A、B、C三个名人为晚会题写横幅"春节联欢晚会"六个大字，每人各写两个字。如果这时在一张大纸上按顺序由A写好"春节"后再交给B写"联欢"，然后再由C写"晚会"，那么这样在A写的时候，B和C必须等待，而在B写的时候C仍然要等待而A已经没事了。由于顺序执行“头脑”简单，因此可极大地减少晶体管使用量，更易控制功耗！

Valleyview采用4个Silvermont内核，每两核共享1MB L2缓存，频率在1.2-2.4GHz之间，除了整合第七代图形核心、双通道DDR3内存控制器外，南桥芯片功能也集成在一起，是有史以来集成度最高的Atom产品！

　　而所谓乱序执行技术就是允许指令按照不同于程序中指定的顺序发送给执行部件的一套方法，通过把不能立刻执行的指令搁置在一边而把能立刻执行的后续指令提前处理，这样可以提高执行速度。以上为例，如果采用三个人分别用三张纸同时写的做法，那么B和C都不必须等待就可以同时各写各的了，甚至C和B还可以比A先写好也没关系（就象乱序执行），但当他们都写完后就必须重新在横幅上（自然可以由别人做，就象CPU中乱序执行后的重新排列单元）按"春节联欢晚会"的顺序排好才能挂出去。在乱序执行这种结构下，CPU可以更灵活地安排指令，不必因为等待读取内存信息或是特定的执行资源而浪费时间，而代价则是功耗的增加和核心尺寸的增加。因此，为了控制功耗及核心尺寸以满足成本需求，此前Atom处理器一直采用顺序执行指令方式。这也是为什么Atom一直支持超线程的原因——英特尔希望借助超线程技术来在一定程度上弥补顺序执行效率低下的缺点。

    Silvermont核心回归到乱序执行架构，最立竿见影的效果就是性能提升。目前英特尔并没有公布新Atom的具体资料，我们并不清楚Silvermont核心的解码器及指令的执行性能，但从英特尔公布的性能提升数据来看，与采用顺序执行设计的Atom相比，支持乱序执行的新Atom在指令效能方面得到了质般的提升——性能是上代凌动Z2760的两倍以上。正因为如此，新Atom不再支持超线程技术，毕竟从目前平板、手机应用情况来看，实打实的四线程所提供的性能已经是绰绰有余了，而额外地四个虚拟线程基本是在打酱油，砍掉了超线程还可以在一定程度上减少晶体管。

延伸阅读：英特尔为什么没有采用Tegra4那样的大小核心搭配设计？

    其实这都是受Atom所采用的X86架构限制的。Tegra4采用ARM内核心架构ARM基于RISC（ Reduced Instruction Set Computing ，精简指令集计算机处理器）。在 RISC 芯片中，指令的长度被限制为4字节：芯片明白4字节之后便是下一条指令，它不需要费劲区分混在一起的指令，“头脑”简单许多，因此更容易管理。而Atom是基于的 x86 架构上，指令长度可以是任意字节，指令处理起来要复杂许多，每个核里有庞大的指令池和寄存器堆，执行繁杂的指令预取，分支预测，条件跳转等操作都较RISC要复杂，因此如果从一个“小核”切换到“四核”需要一个相对“漫长的思考”过程，这无论是对英特尔厂商还是开发人员都是个挑战。

3D-22nm LP制程助力，省电又省钱

　　新款Atom效能增进是理所当然的，不过由于回归到乱序执行架构，这对于立足于低功耗的移动市场的新Atom而言，如何控制功耗是个不少的挑战。英特尔也在新Atom的省电设计部分下了不少功夫。新Atom拥有类似睿频加速的功能，能够自动调整处理器频率。当处理器运行任务时，核心频率将以100MHz为单位进行调整，最高可提升至2.7GHz。不过，最立杆见影的措施仍是引入更先进的3D-22nm LP制程。

　　3D-22nm的威力用户或许已经在第三代Core处理器IVB上看到了，初代22nm工艺就能进一步降低CPU功耗并大幅度缩减CPU体积。不过，新Atom所采用的3D-22nm制程又与IVB处理器的3D-22nm制程略有不同----采用的是低功耗型工艺。一直以来，处理器的制程技术有两个大工艺方向：High Performance（高性能型）和Low Power（低功耗型），HP工艺拥有最好的每瓦性能比，而LP工艺的漏电流最低，功耗也更低。一直以来，英特尔的低功率（LP）处理器的制程一直落后于高性能（HP）处理器，大致按照45nmHP→32nmHP→45nmLP→22nmHP→32nmLP的顺序发展。目前IVB所采用的就是22nmHP工艺，虽然功耗已经比32纳米芯片至少低30%，但显然无法满足移动设计的需要——这也是为什么此前“Penwell ”Atom处理器不得不采用32nmLP的原因。之所以这样安排，并不是受技术上的制约，而是英特尔追求利润最大化。

　　 引入22nm制程还有一个积极意义，降低成本，增加新Atom的竞争能力。我们都知道，芯片制造工艺越先进，芯片的生产成本越低，目前单CPU单GPU设计的Penwell核心面积在70平方毫米。如果新Atom继续32nm，这对英特尔来说成本是无法承受的，但22nm制程的应用，情况就不一样了。考虑到英特尔在从45nm向32nm更替时CPU核心面积可以缩减一半，如果32nm→22nm也能达到同样的程度（缩减一半）的话，100平方毫米甚至更小的芯片上集成4核CPU，甚至4核GPU就无压力了----现在来看新Atom无疑已经是实现了英特尔的既定目标。

HD 4000图形核心让PowerVR成浮云

    此前Penwell Atom处理器GPU采用的是Imagation公司PowerVR SGX540内核，但表现只能用中规中矩来形容，其中一个明显的弱点就是只能处理PVRTC和ETC1格式的材质，而对在Windows和DirectX中应用的DXTC格式则无能为力。因此，此次新Atom中直接整合了英特尔第七代图形引擎。所谓英特尔第七代图形引擎，实际上和Ivy Bridge英特尔高清显卡属于同代产品。当然，新Atom所整合的图形引擎肯定不能与IVB上的相比拟----新的Atom中四个“Gen 7”处理单元，仅是IVB的1/4。即便如此，新Atom的图形性能仍是相当吸引人的。根据英特尔说法，新的Atom的图形性能相比之前Atom E600系列提升至4～7倍，基本可以在低特效下运行目前一些主流的3D游戏。

新Atom的在高清支持方面的确很给力，支持两个30FPS的1080p影像

　　在高清支持方面，新的图形核心支持H.264、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、VC-1/WMV9的解码和H.264、MPEG2的编码，此外一个额外的Imagination PowerVR VXD392解码引擎可以支持H.264、JPEG及VP8解码。整个核心可以同时解码四个480p，或者三个60FPS的720p影像，或者两个30FPS的1080p影像。输出接口方面，新处理器支持VGA、HDMI 1.4a、DP、eDP、MIPI DSI等诸多接口，分辨率可高达2560 x 1600,基本可以满足绝大部分场合的使用。

    当然新Atom带来惊喜还不止这些。在内存控制方面，新Atom的内存控制器将增强为双通道，而对于内存的支持的规格则支持频率为DDR3-1600、DDR3L-1600内存。另外新Atom还会把PCI-E 2.0控制器、SATA控制器、USB控制器等完全整合进来，并且提供USB 2.0X4、SATA 6GbpsX2、SATA 3GbpsX4接口。

写在最后：新Atom VS ARM，未来谁胜出？

    从技术的角度上看，新Atom微架构已经有着脱胎换骨般的革新，在处理器性能上、制程技术对ARM阵营的产品依然保持着一定的先进性，不过与PC相比，移动终端更为封闭和个人化，处理器的性能并不是决定成败的关键，苹果的历代处理器就是最好的注解。

    就目前所知，新Atom需要到年底才上市，这无疑给ARM阵营一个缓冲的时间。其实ARM处理器的高性能化也正在紧锣密鼓地进行中，正在弥补自己的缺陷，希望能够给对手重重一击。如Cortex A15及支持64位ARMv8架构的推出就是最好的证明。发展快速的ARM已经变得相当成熟，并还有众多对其支持的厂商——ARM有近300个合作伙伴，其中不泛有高通、德州仪器、三星、英伟达等这样的高级打手。

    此外新Atom的另一个暗亏吃在应用程序方面。尽管大部分Android平台上的应用在虚拟机上运行，不涉及CPU的架构问题，但仍有一些需要调用ARM原生代码的应用，如很多3D游戏一直与Atom存在兼容性问题。无独有偶，在英特尔公布的产品支持操作系统中，Windows、Linux、VxWorks等赫然在目，只是没有Android的位置。

    可以想象，在不远的将来，新Atom与ARM必有一场惨烈的厮杀，但究竟最后会由英特尔抑或是ARM拿下移动装置处理器的王者宝座,这还需要时间来证明！