22納米制造工藝 揭秘新一代Atom處理器

2013-05-16 00:16?出處：PConline原創(chuàng)?作者：Echo?

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122納米Silvermont微架構(gòu)

　　【PConline 資訊】方便日常辦公的新一代移動網(wǎng)絡設備平臺已經(jīng)越來越火，隨著體積的減小，產(chǎn)品的散熱也是需要重點考慮的問題。作為發(fā)熱大戶處理器當然是需要技術(shù)創(chuàng)新來做保障的。英特爾早在2008年3月初就發(fā)布了低功耗處理器家族，命名為Atom。

　　時隔幾年后的今天，隨著Atom的一代代發(fā)展，英特爾最新發(fā)布了采用22納米單晶片制程的Silvermont微架構(gòu)。

新一代Atom處理器核心架構(gòu)Silvermont

　　眾所周知，Atom微處理架構(gòu)的特點是多線程處理集成在了面積不足25平方毫米的芯片上，內(nèi)含4700萬個晶體管。而11個這樣大小的芯片面積才等于一美分硬幣面積。而與現(xiàn)有Atom處理器比較，Silvermont微架構(gòu)的高峰效能可達Atom的3倍，而省電能力則是Atom的5倍。

　　Silvermont微架構(gòu)針對采用了革命性的3-D三柵極晶體管的英特爾22納米系統(tǒng)芯片制程進行了設計與共同優(yōu)化。　　

Silvermont微架構(gòu)的其它技術(shù)亮點包括：

　　·全新的亂序執(zhí)行引擎，實現(xiàn)了同類最佳的單線程性能。

　　·全新的多核和系統(tǒng)構(gòu)造架構(gòu)，可擴展至多達8個內(nèi)核并帶來更高的性能，為一個更加平衡、更具響應性的系統(tǒng)提供更高的帶寬、更低的延遲以及更高效的亂序支持。

　　·全新的IA指令和技術(shù)提高了性能、虛擬化和安全管理能力，能夠為更加廣泛的產(chǎn)品提供支持。這些指令基于英特爾現(xiàn)有對于64位技術(shù)的支持，以及龐大的IA軟件裝機量。

　　·增強的電源管理能力，包括一個新的智能睿頻技術(shù)（intelligentbursttechnology）、低功耗C狀態(tài)以及利用英特爾3-D晶體管進行更加廣泛的動態(tài)操作。英特爾?睿頻技術(shù)2.0支持單核和多核，提供針對能效擴展的快速響應能力。>>

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2Silvermont架構(gòu)解析

Silvermont架構(gòu)解析

　　新一代Atom處理器的核心架構(gòu)代號為Silvermont，采用22nm 3D晶體管工藝制造。將主要定位平板電腦、智能手機、微服務器、網(wǎng)絡架構(gòu)以及其他入門級系統(tǒng)應用，按照Intel的說法，新的Atom處理器致力于提升單位功耗下的性能。

Slivermont發(fā)展路線圖

　　相比上一代Atom來說，其每瓦性能最大能夠提升3到5倍；采用了全新的節(jié)能工藝，核心數(shù)量最大能夠達到8個。

　　Silvermont有全新的執(zhí)行引擎，采用全新的多核與系統(tǒng)分布結(jié)構(gòu)，以及新的英特爾架構(gòu)指令級技術(shù)，改善了效能、虛擬化與安全管理能力，同時強化了電源管理能力。

22nm三柵極晶體管

Slivermont飛躍式發(fā)展

　　Intel執(zhí)行副總兼首席產(chǎn)品官浦大衛(wèi)表示：“Slivermont（核心的Atom）是一個飛躍式的發(fā)展，也為未來大批產(chǎn)品及市場策略奠定了全新的技術(shù)基礎。包括Avoton、Bay Trail在內(nèi)的早期22nm工藝樣品在客戶那里獲得了積極的反饋。未來我們會每年推出新一代低功耗的架構(gòu)?！?/p>

Atom架構(gòu)不斷升級

　　此外Intel還表示未來每年都會對Atom處理器的架構(gòu)進行升級，工藝方面的升級也會做到和x86處理器同步，2014年將會推出14nm的Airmont架構(gòu)，2015年的Atom代號還沒有確定，不過制造工藝依然是14nm。>>

3英特爾相關(guān)新品路線圖

英特爾相關(guān)新品路線圖

　　最新的Atom S系列的服務器芯片，功耗最低只有6W。適用于微型服務器和存儲、網(wǎng)絡中，最高可支持8GB內(nèi)存，并且集合Intel虛擬化技術(shù)、ECC Memory容錯校正技術(shù)。Atom S系列處理器中，S1220/S1240/1260主要針對高密度的微型服務器。

Atom產(chǎn)品路線圖

　　目前英特爾Atom產(chǎn)品線是基于2008年推出的Bonnell微架構(gòu)技術(shù)，迄今為止已有五年時間。雖然英特爾在2012年采用32納米制造工藝取代了45納米，從而建立了現(xiàn)在的Saltwell平臺，但Saltwell架構(gòu)與Bonnell并無本質(zhì)區(qū)別。

　　英特爾公司表示，所有的變化都將在Silvermont架構(gòu)中體現(xiàn)?！斑@并不只是在原有Saltwell基礎上的一次簡單改良，”Intel Atom處理器首席架構(gòu)師Belli Kuttanna表示，“這是一次全新的設計?！盞uttanna解釋說，英特爾在Silvermont架構(gòu)中會保留其超強桌面處理器芯片中的很多功能，而且Silvermont系統(tǒng)級芯片將提供多達八個CPU內(nèi)核。

22nm三柵極晶體管的優(yōu)勢

　　Silvermont還提供了大量旨在實現(xiàn)更高安全性和更高性能的新指令，其中包括了支持256位AES加密和解密功能的指令、可用于提高軟件抗攻擊性的一個新隨機數(shù)發(fā)生器、供安全軟件使用的新虛擬機功能、用于多媒體加速和內(nèi)存訪問的47條新指令，以及用于處理大型數(shù)據(jù)集的7條新指令。

　　對Silvermont突發(fā)模式的改進也將幫助實現(xiàn)更好的性能。在Silvermont中，突發(fā)頻率是由硬件在綜合熱量、電氣和電源等因素之后來管理的。此外，還可以在核與其它系統(tǒng)組件（如集成圖形處理器）之間共享能源。

　　如果一個核可以處理目前的工作量，那么第二個核就可以進入一個較低功耗的狀態(tài)，其大部分能源就可以被分流至第一個核從而使其在較高頻率下運行。同樣，如果實際應用需要同時使用這兩個核，但不需要使用到圖形處理器，那么GPU就可以進入低功耗狀態(tài)以便于CPU核可以以更高頻率運行。此外，Silvermont還支持動態(tài)突發(fā)模式，即只要沒有超過預設的熱（溫度）限制，兩個核和GPU都可以以更高的頻率并行運行。

　　在服務器市場，微服務器是一個令人興奮的領(lǐng)域，雖然在整個服務器市場，只是一個小部分，但是更為重要的是未來的發(fā)展?jié)摿?。英特爾正是看中了這樣巨大的發(fā)展?jié)摿Γ艜谶@樣一個市場背景下，加大Atom的發(fā)展進程。