Intel Atom – przewodnik po mobilnych układach SoC (2014)

Intel to hegemon na rynku elektroniki i mimo usilnych prób konkurencji, raczej mało prawdopodobne, by w najbliższym czasie stracił fotel lidera wśród producentów układów scalonych. Bardzo ważne miejsce w portfolio giganta z Santa Clara zajmują procesory Atom, których najnowsze wcielenie Bay Trail-T napędza najpopularniejsze tablety na rynku. Ale czym tak naprawdę różnią się poszczególne układy? Dlaczego jeden Atom jest mocniejszy od drugiego? Odpowiedź znajdziecie w poniższym swoistym przewodniku.

Układy Intela są obecne z użytkownikami urządzeń elektronicznych praktycznie od początku ich istnienia. To one napędzały pierwsze desktopy, netbooki i laptopy, a w toku naturalnej ewolucji pojawiły się także w tabletach oraz smartfonach. Nie można też zapomnieć o ultrabookach, których to esencją istnienia jest właśnie intelowskie serce. Szczególne miejsce w układance Intela zajmuje rodzina Atom do urządzeń codziennego użytku, zawierająca chipy najbardziej podstawowe, choć przy dzisiejszym rozwoju technologii – wcale nie pozbawione odpowiedniej mocy.

SoC a CPU

Na samym początku warto wyjaśnić, jaka jest podstawowa różnica między CPU (czyli procesorem), a SoC. Mówiąc najprościej: SoC zawiera CPU, jest więc pojęciem znacznie szerszym. Skrót SoC pochodzi od System on Chip i oznacza kompletny układ elektroniczny umieszczony ja jednym podłożu półprzewodnikowym i zamknięty w jednej obudowie. Najważniejszymi elementami tworzącymi SoC są: CPU (procesor główny – mózg układu), GPU (procesor graficzny), kontroler pamięci, moduł WiFi, modem 3G/4G, moduł GPS, kontroler USB czy dekoder wideo. Taką integrację „wszystkiego w jednym” stosuje Qualcomm.

Ze względu na stopień złożoności, poszczególne komponenty SoC zazwyczaj pochodzą od różnych producentów. Ponieważ układy SoC są mniejsze, bardziej energooszczędne i tańsze w produkcji niż wykorzystywane w desktopach i laptopach płyty główne, w które wczepia się poszczególne komponenty (procesor, karta graficzna, kości pamięci RAM), znakomicie sprawdzają się w urządzeniach mobilnych, takich jak tablety czy smartfony.

Prawdopodobnie najbardziej rozpowszechnionym przedstawicielem układów SoC na rynku jest architektura ARM, której używa się w smartfonach, routerach, dyskach twardych, ale i routerach i zabawkach dziecięcych. W 2012 r. Intel poszerzył swoją rodzinę Atom opartą na układach SoC zaprojektowanych z myślą o smartfonach i tabletach. Krok ten był konsekwencją partnerstwa ogłoszonego przez firmy Intel i Google we wrześniu 2011 r., w celu zapewnienia wsparcia dla Androida na procesorach Intel x86.

SoC Atom rozpoczęły rywalizację z istniejącymi rozwiązaniami takich firm jak Qualcomm, Nvidia, Samsung czy Broadcom. Przeciwnie do producentów, którzy korzystają z energooszczędnych rdzeni ARM Cortex, Intel dostosował architekturę x86 do porównywalnego, a nawet niższego poboru energii. Obecnie na rynku jest dostępna już kolejna generacja układów Intela, wykonana w 22 nanometrowym procesie technologicznym i wykorzystująca rdzeń Silvermont. Platforma ta nosi nazwę Bay Trail-T.

Bay Trail-T – cechy charakterystyczne

Bay Trail to wspólna nazwa kodowa najnowszej rodziny procesorów Intela, opartej na 22-nanometrowej architekturze Silvermont. Mówi się o niej głównie w kontekście nowych układów Atom (Bay Trail-T), ale architekturę tą spotka się także w desktopowych i laptopowych Celeronach oraz Pentiumach (Bay Trail-D, Bay Trail-M). W pierwszej turze na rynek trafiło 6 procesorów Bay Trail-T, a wkrótce – w dalszej części 2014 r. – dołączyło do nich kolejnych 10 modeli. Rodzina liczy łącznie 16 różnych SoC.

Poszczególne modele wyprodukowano z zastosowaniem tranzystorów 3D Tri Gate i oferują 2 lub 4 rdzenie Silvermont o taktowaniu do 2,4 GHz, 1 lub 2 MB pamięci podręcznej poziomu drugiego (L2) i 1-kanałowy kontroler pamięci DDR3L-RS 1333 MHz lub 2-kanałowy kontroler pamięci LPDDR3 1067 MHz. W SoC jest zintegrowany układ graficzny HD Graphics, zawierający 4 jednostki wykonawcze o zegarze do 667 MHz, zgodny z DirectX 11/OpenGL ES 3.0. Dzięki temu możliwe jest wyświetlanie obrazu na dwóch niezależnych ekranach (maksymalna rozdzielczość to 2560 x 1600 pikseli). Zintegrowana grafika poradzi sobie ze sprzętowym dekodowaniem wideo H.264, VC1, MPEG2, MVC, VP8, MPEF-4/H.263 oraz MJPEG.

W porównaniu do Atomów opartych na architekturze Clover Trail+ (nadal sprzedawanych, czego przykładem jest premierowa rodzina tabletów Kiano Intelect), SoC Bay Trail-T wniosły pewne zmiany. Warto wspomnieć o kilku najważniejszych:

• Układ graficzny HD Graphics przypominający ten obecny w procesorach Ivy Bridge – do tej pory Atomy korzystały ze słabszego GPU PowerVR;
• Możliwość wykonywania operacji w innej kolejności niż ta, w której trafiają one do CPU – znaczny skok wydajności;
• „Prawdziwie” zintegrowany kontroler pamięci – w poprzednich generacjach, mimo iż był on na tym samym kawałku krzemu, to komunikacja odbywała się przez szynę FSB;
• Obsługa szyfrowania sprzętowego i instrukcji SSE;
• Lepsze zarządzanie energią – technologia Burst Technology 2.0;
• Technologia QuickSync, która pozwala na sprawną kompresję wideo;
• Brak technologii Hyper-Threading, która w poprzednich Atomach okazała się mało efektywna;
• Obsługa USB 3.0.