Přichází atomový věk

0

[firstpagebreak title=Historie, technologie, parametry]Tyto novinky jsou v kontextu ostatních čipů Intelu výjimečné – nemají ambici trhat rekordy ve výkonu, zaměřují se téměř výhradně na agresivní snížení spotřeby. Proces neustálého vylepšování výkonu jednoduše dosáhl takového stavu, že Intel dnes umí vyrobit extrémně jednoduchý procesor za pomoci nejmodernějšího výrobního procesu, který je přesně tak výkonný, jak je třeba.


Rozměry Atomu jsou doslova neuvěřitelné

V znamení pokroku

Pro správné pochopení podstaty Intelu Atom je nejlepší se podívat do historie. První Pentium byl technologicky vyspělý procesor s 3,1 milióny tranzistorů, které byli „vtěsnány“ do plochy necelých 300 mm^2. Současné Core 2 Duo je na tom o dost lépe – 410 miliónů tranzistorů na ploše jádra 107 mm^2. Klíč k tomuto propastnému rozdílu leží ve výrobní technologii, která se za 15 let posunula z 800 nm u prvního Pentia po 45 nm high-k proces u současných Core 2 Duo (Penryn). Právě miniaturizace a energetická efektivita moderní výroby je jeden z nedůležitějších předpokladů pro vlastnosti Atomu.


Snímek jádra Intel Atom ukazuje, že L2 cache zabírá velkou část plochy

Návrh Atomu byl od samého počátku explicitně orientován na spotřebu. Cílem bylo vyrobit jádro, které bude mít spotřebu v jednotkách wattů, protože původní plán byl zaměřen na nasazení v mnohojádrových čipech. Rozhodnutí o výrobě samostatného procesoru přišlo až později, orientace na spotřebu ale zůstala. Inženýři nejprve zkoušeli adaptovat dostupné architektury z laboratoří Intelu, výsledky ale nebyli přesvědčivé, a proto se začalo pracovat takříkajíc na zelené louce. Pro někoho může být docela překvapivé, že skupina vyvíjející Atom původně pracovala na dalším pokračování neslavné ságy Pentií 4 s kódovým označením Tejas, které bylo v roce 2004 ukončeno.


Srovnání waferu s jádry Atomu a hlavičky od jehly

Někdy si postojí v řadě

Základ Atomu se od moderních procesorů docela významně odlišuje, přesto jsou však plně kompatibilní. Právě použití instrukční sady x86, která zaručila kompatibilitu se všemi myslitelnými operačními systémy a aplikacemi ze stolních počítačů, je klíčové. Úsporné procesory, které se používají v chytrých telefonech a PDA současnosti totiž tuto funkcionalitu nenabízejí a jejich operační systémy jsou zcela odlišné, což jen komplikuje a předražuje vývoj aplikací. Atom je instrukčně plně kompatibilní s procesory Core 2 Duo, neobsahuje pouze podporu SSE4, která byla vynechána kvůli spotřebě a velikosti jádra. Při vývoji Atomu bylo totiž aplikováno pravidlo, že přínos minimálně 1 % výkonu může být vykoupen maximálně 1 % spotřeby navrch – SSE4 toto zřejmě nesplňovalo. Z pohledu funkční výbavy zaujme i podpora virtualizace a 64-bitových instrukcí, což bylo doposud u takto levných a úsporných procesorů nevídané.

Uváděná cena zahrnuje i SCH a platí při objednávce 1 000 kusů

Při vývoji byla spotřeba mnohokrát upřednostněna před výkonem a i proto bylo použito tzv. in-order zpracování instrukcí, které bylo posledně použito právě u prvních Pentií a vzápětí nahrazeno out-of-order zpracováním u Pentia Pro. Tento přístup umožnil velmi vytvoření velmi úsporného procesoru s miniaturním jádrem, i když má velmi velký dopad na výkon. Zpracování instrukcí „v řadě“ totiž znemožňuje procesoru efektivně rozhodnout, které části vykonávaných úkolů budou přednostně zpracovávat. Tato chybějící logika naráží na své limity například v případě, že některá instrukce čeká na data z paměti – právě v těchto případech běžné „out-of-order“ procesory začnou dělat něco jiného při čekání na data.

[pagebreak title=Výkon, spotřeba a hodnocení]

Tento neduh sice řeší hned několik přidaných funkcí, které do jisté míry nahrazují možnosti „out-of-order“ procesorů, výsledek ale nemůže být dokonalý. I kvůli tomu podporují hned tři ze současných 5ti Atomů technologii Intel Hyper-Threading Technology, která na jediném jádře poskytuje pro operační systém dva logické procesory. Atom je pro tuto technologii téměř dokonale připraven, protože umožňuje vykonávání dvou instrukcí současně. Snaha vytěžit z dostupných možností maximum je rozhodně znát a přinese zřejmě dostatek výkonu pro běžné uživatele.

Zaměřen na chytré krabičky

Intel zaměřuje Atom primárně do zařízení, které označuje jako Mobile Internet Device, neboli MID. Tyto maximálně mobilní přístroje by měli být ideální bránou do světa internetu, které nebudou omezené v poskytovaných funkcích. Právě kvůli tomu má Atom x86 architekturu, aby mohl pracovat s běžným software a poskytnout tak skutečně plnohodnotný internet s dostatkem výkonu pro jeho využití.

Připravovaná MID zařízení mají různorodé tvary

Intel tvrdí, že výkon 1,6 GHz Atomu při vykreslování stránek je přibližně 4 až 6 krát vyšší ve srovnání se 400 MHz ARM procesorem, který najdete v mnoha chytrých telefonech a PDA. Neoficiální informace mluví i o srovnání s iPhone, který by měl mít v této oblasti poloviční výkon. Předběžné informace o výkonu ve srovnání s běžnými procesory přirovnávají 1,6 GHz Atom k 800 MHz Pentiu M první generace (jádro Banias s 1 MB L2 vyrovnávací paměti). Ačkoliv se to zdá být zoufale málo, tak právě pro běžné surfování, kancelářskou práci a podobně to bohatě stačí.

      

Úspora energie především

Klíčovým parametrem Atomu je samozřejmě spotřeba. Ta se u všech modelů vtěsnala do 3 W rámce, který je pro běžné procesory nedosažitelný. Díky pokročilým funkcím pro úsporu energie je spotřeba ve skutečném provozu navíc ještě nižší. Intel tvrdí, že průměrná typická spotřeba nepřesahuje 0,22 W a v klidovém režimu pak 0,1 W. V tomto kontextu pak získává výkon Atomu docela jiný rozměr.

Je to sice paradox, ale nejčastěji se v blízké budoucnosti budete s Atomem setkávat v zařízeních, do kterých nebyl primárně určen. Své místo si najde v mnoha připravovaných mini noteboocích, ve kterých nahradí ULV verze Celeronu M. Výkon zůstane přibližně stejný, spotřeba však významně klesne, což umožní dosáhnout zajímavých časů výdrže. Většina implementací přitom používá čipovou sadu Intel 945, která má TDP až 5,5 W.


Čipová sada Poulsbo vyrobená 130 nm procesem je oproti Atomu obrovská

Slibný nováček

Nejlepším partnerem Atomu by přitom měl být takzvaný Systém Controller Hub (SCH) s kódovým označením Poulsbo. Toto jednočipové řešení kombinuje funkce, které běžně zastupuje čipová sada (jižní a severní můstek) a obsahuje i grafické jádro. Právě grafika, kterou pro Poulsbo dodala Imagination Technologies, je hodně zajímavá. PowerVR SGX plně akceleruje h.264, VC-1 i MPEG-2 video až do plného HD rozlišení. K tomu všemu je navíc hodně úsporná – spotřeba celé platformy (procesor i SCH) by při přehrávání Blu-Ray filmu neměla přesáhnout 0,12 W. Nevýhodou je snad pouze omezené výstupní rozlišení, které končí na 1 366 × 768 bodech. Značné omezení představuje i limit pro paměť – vice než 1 GB Poulsbo nezvládne.

Specifikace a vlastnosti Atomů jsou více než slibné a první zkušenosti se vzorky mini notebooků, jenž jej obsahují, to potvrzují. Světlá budoucnost malých, levných a úsporných notebooků může začít, jen aby tyto čipy Intel stíhal vyrábět – poptávka bude nesporně značná.

Ohodnoťte tento článek!