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ARM军团的劲敌 Intel最新手机版凌动处理器解析
  • 2013-7-19 17:32:46
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:薛昱
  • 作者:
【电脑报在线】谈到手机处理器,大家首先想到的肯定是ARM。的确,基于ARM架构的手机处理器几乎占据了95%的智能手机市场。不过,采用Intel x86手机处理器的手机也逐渐多起来。

    谈到手机处理器,大家首先想到的肯定是ARM。的确,基于ARM架构的手机处理器几乎占据了95%的智能手机市场。不过,采用Intel x86手机处理器的手机也逐渐多起来。这不,日前中兴通讯、Intel联合中国联通在北京奥林匹克森林公园正式举办了“登峰造极,中兴GEEK智能手机发布会”,会上正式发布了中兴GEEK手机——这是作为继联想K900之后,第二款搭载Intel Z2580处理器的手机。到底Intel的手机处理器有些什么特别之处?将来是否能与ARM平分天下甚至是超过它?让我们来解读一下。

Intel进军移动手持设备之路

    谈到手持设备,Intel可谓是元老级或祖师爷级人物。从最初UMPC到UMD,再到后来的MID,都是Intel手上的“玩”物,但一向精明的Intel在这类产品上没找到感觉,最终都折戟而归。

    其实,在手机芯片方面,Intel也并不是后来者。早在1998年,Intel通过收购DEC公司的半导体业务进入移动处理器市场,随后推出了面向掌上电脑和手机的StrongARM和XScale处理器,但这些基于ARM架构的产品市场反响未达预期,Intel于2006年又将这块业务以6亿美元的价格卖给了Marvell公司。后来随着移动互联网的兴起,看着ARM越活越滋润,Intel07年挟Atom又杀回这个一直被它看不起的市场……无奈功耗奇高的Atom除了上网本外,在移动领域几乎毫无建树。2007年~2012年也被称为“Intel迷失的5年”。面对ARM处理器在移动领域的高歌猛进,Intel为首的X86阵营当然不会轻言放弃。在对Atom进行“整容”后,Intel于去年的CES(国际消费电子展)上推出了一款基于X86架构的32nm芯片----代号Medfield的Atom(中文名为凌动)处理器。


手机版凌动处理器解析

1、Medfield,针对智能手机的Atom处理器

     Atom凌动处理器,相信大家并不陌生。这款当初针对小型移动平台和上网本领域的处理器,可以说是Intel历史上体积最小和功耗最小的处理器。不过,随着上网本淡出市场,Atom似乎没有好的去处了,毕竟进军平板、手机市场,其“硕大”的体型及“火热”的工作温度不是谁都能接受的。怎么办?Intel意识到必须做出改变。

和桌面版Atom不同,Medfield采用了SoC设计方案

    作为首款针对智能手机设计的凌动处理器,Medfield放弃了“处理器+芯片组”的传统PC模式,采用了类似于ARM的高集成化Soc设计模式,只不过CPU内核采用代号为“Saltwell”的x86架构。但Medfield依然沿用此前的桌面Atom架构,也就是非乱序执行并支持超线程技术的架构。只不过在Saltwell内核中,Intel主要通过改进核心执行效率来改进在能耗控制方面的不足,如Saltwell架构就采用了“512KB +256KB ”双L2缓存设计,只不过其中的256KB被隐藏起来了。被隐藏起来的256KB缓存采用低压低功耗版SRAM(ULP SRAM),主要用途是为了当CPU进入深度休眠状态时存储CPU状态和L2缓存中的数据。同时核心还引入了笔记本处理器上的节能技术,可支持多种不同的执行频率和电源管理模式。这样的改进,使得了Medfield处理器在功耗控制已经可以与ARM同级别产品相媲美。

  不过相对能耗控制方面的改进,Medfield在性能规格方面就逊色不少---采用单CPU、单GPU设计。GPU方面采用的是PowerVR SGX540单核心。相对于ARM阵营流行的双四核设计(四核ARM内核心、四核GPU),Medfield的配置显得十分寒酸。Intel之所以作出这样的选择似乎也有他的苦衷,单核Saltwell的能耗尽管得到了大幅度改善,但与ARM架构相比依然较高,采用单核GPU更多也是无奈之举。

  从设计理念上来看,Medfield所采用的Atom微架构对ARM的Cortex-A9依然保持着一定的先进性,但并不足以与AMR Cortex-A15架构相对抗。当然,Intel也意识到这一样,Medfield的后续者----采用22nm工艺和三栅极晶体管技术的Silvermont将会在今年上市。Silvermont的主要改进将会是继续对原有架构进行优化,进一步节能以适应双核/多核并行处理。

 

2、代号Clover Trail +凌动处理器,手机、平板通吃

    Clover Trail +是Intel针对智能手机、平板设计的第二款凌动产品。Clover Trail+仍然采用了类似于ARM的高集成化Soc设计模式, 内核采用Intel针对手持移动设备设计的 “Saltwell”的x86核心架构,支持非乱序执行并支持超线程技术,不过默认最高频率提升到2.0GHz。

    考虑到频率的提升,Clover Trail+也加入了更丰富的工作模式:零功耗的C6待命模式,低频率模式(LFM),高频率模式(HFM)和最大频率模式(即Intel宣称的突发性能技术BPT)。 当以2GHz频率全速运行时,Clover Trail+全平台功耗将高于现有的所有高端产品。不过Intel宣称Clover Trail+采用"HUGI”(Hurry-Up and Get Idle)技术,将能更快速地进入挂起状态,让平台功耗低至0.5w以下,因此将更加省电。

和上一代的Medfield相比,Clover Trail+在GPU方面的提升幅度超过一倍

  相对于改动不大的CPU内核,Clover Trail+最大的改进是在GPU之上。它终于引入了双核GPU架构——PowerVR SGX 544MP2,最高频率可达到533MHz(只针对Z2580,Z2520中的544MP2最大运行频率为300MHz)。Intel宣称Z2580的GLBenchmark 2.5 Egypt HD offscreen的成绩在30FPS左右,已经接近Qualcomm Adreno 320的水平。

  由于功耗控制更为优秀,Clover Trail+的市场定位将不仅仅是平板,而且还包括智能手机市场。为此,Intel针对手机版的Clover Trail+准备了最新的XMM 6360基带。新的基带芯片采用40nm制程,将支持42Mbps的DC-HSPA+和HSUPA category 7(11.5 Mbps),但仍不支持LTE。但我们应该可以在今年年底看到Intel的首个LTE解决方案。

  从设计理念上来看,Clover Trail+性能已经相对ARM阵营业的四核 Cortex-A15配置保持着一定的先进性,但Intel还需要再加把劲,早日上马22nm制程,提升功耗/性能比,才能在之后的竞争中胜出。

 

延伸阅读

枝繁叶茂的凌动处理器家族

   经过近两年的升级换代,目前Intel凌动处理器家族算得上枝繁叶茂,从平板、手机,到服务器领域都可以看到它的。


1、Medfield版凌动:代表型号:Atom Z2460

  Medfield原计划有Atom Z2460、Atom Z2580和Atom Z2000三个型号。如联想K800手机就采用Atom Z2460处理器,初始核心频率为1.6GHz,而MOTO iMT788手机也是采用Atom Z2460,只不过核心频率从最初的1.6Ghz提升到了2.0GHz。不过由于市场情况并不太理想,因此Atom Z2580和Atom Z2000两个型号至今仍不见踪影。


2、Clover Trail凌动处理器 代表型号:Atom Z2760

  Clover Trail凌动处理器是Intel在Medfield的基础上针对平板电脑推出的处理器。Atom Z2760处理器使用的与Z2460是一样的Saltwell核心,但Z2760采用双核设计,运行频率1.8GHz,两个核心共享1MB L2缓存,支持双通道LPDDR2-800内存,最大容量2GB。图形核心方面,Z2760采用了性能更强、频率为533MHz的 PowerVR SGX545核心。


3、Clover Trail +版凌动处理器  代表型号:Z2580、Z2560和Z2520

   代号为Clover Trail+的凌动家族已经有Z2580、Z2560和Z2520,频率分别为2.0GHz,1.6GHz和1.2GHz,配备了最高达533MHz带boost模式的图形核心,分别面向高性能和主流智能手机市场。


4、Bay Trail版凌动处理器

  Bay Trail版凌动是Intel在CES2013公布出来的新型号,四个支持乱序执行的Silvermont核心、3D-22nm制程、HD 4000图形核心,将让它成为性能最强、更为节能的凌动处理器。目前Intel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Intel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。


5、Atom S1200系列 ,剑指低功耗微型服务器

     Atom S1200系列处理器,是Intel针对高密度微型服务器和数据中心、新型高能效存储和网络系统设计的低功耗、64位服务器级别的SoC芯片。Atom S1200集成两个Saltwell核心、四线程,主频最高1.6GHz,每个核心拥有32KB L1指令缓存和24KB L1数据缓存,并共享512KB的L2缓存,整合的单通道DDR3内存控制器及PCI-E2.0控制器,并支持超线程、64位计算、VT-x虚拟化等关键技术。目前Atom S1200系列有有六款型号,Atom S1220、Atom S1240、Atom S1260是用于微型服务器的,Atom S1269、Atom S1279、Atom S1289则是针对存储和网络系统的。


总结:

Intel技术实力强悍,但称霸移动领域尚需新策略

    虽然在智能移动终端市场,Intel是充当的挑战者的角色,但从纯技术的角度上看,Intel在处理器设计、制程工艺上依然无敌。不过这并不意味着Intel就可以很容易打败ARM。除功耗问题之外,Intel的商业模式对于Intel的移动之路来说也是一大阻碍。

    一直以来Intel的商业模式都是靠大投入、大批量来挣钱,也就是说如果一种芯片市场的规模较小时,Intel是很难做大盈利的,这也就是为什么,Intel当年会卖掉自己的移动芯片部门。现在Intel重新回归移动领域,当年的问题并没有消失。目前,高通、三星等已占去了大部分市场份额,Intel不可能像在PC领域那样一家独大,Intel无论是在高端市场还是低端市场都面临严峻挑战。激烈的市场竞争必然会拉低业务利润,再加上智能手机低价化的开始,如何获取较高利润将是Intel最需要考虑的问题。

 
本文出自2013-07-22出版的《电脑报》2013年第28期 D.智能手机
(网站编辑:pcw2013)


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