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x86手机芯驾临 Intel Moorestown平台详解
2010-05-06 16:43:22  出处:快科技 作者:Skyangeles 编辑:Skyangeles   点击可以复制本篇文章的标题和链接
昨日,Intel发布了“下一代Atom处理器平台”,即Atom Z6xx系列。如果说大家以为这不过是Intel上网本平台的又一次升级那就大错特错了。实际上,该产品正是大名鼎鼎的Moorestown平台,也就是Intel预告多年的x86架构智能手机、便携机平台

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Atom Z6xx与PCH MP20新特性一览

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左为“langwell”PCH MP20芯片组 右为“Lincroft”Atom Z6xx处理器

Intel Moorestown平台包括两大组件,代号“Lincroft”的Atom Z6xx系列SoC片上系统处理器,以及代号“Langwell”的Intel PCH MP20芯片组。另外,Intel还会提供一款代号“Briertown”的混合信号芯片(Mixed Signal IC,MSIC)。整个平台主要面向顶级智能手机、平板机及其他移动手持设备,支持Android、Moblin 2.1、MeeGo等操作系统。下面,我们就来一一详细说明。

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Moorestown平台

Lincroft,即Atom Z6xx系列处理器,使用High-K 45nm低功耗SoC工艺制造,内部包含1.4亿个晶体管,比上代Atom Z5xx系列的4700万个晶体管有了数倍的提升。其内部共包含了超低功耗版Atom处理器核心(24KB数据缓存,32KB指令缓存,512KB二级缓存),GMA 600图形核心(支持3D加速,支持高清视频硬件编码/解码加速),LPDDR1/DDR2内存控制器以及显示控制器。所有以上功能被集成在一颗13.8x13.8x1.1mm的FCMBA3封装芯片中,并使用了无铅无卤素环保封装。

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Lincroft核心照

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Lincroft主要特性

与Lincroft搭配的PCH MP20芯片组(Langwell),由台积电使用65nm低功耗制程制造,包含了多种多媒体、I/O功能,包括NAND闪存控制器(最高传输速度80MB/s)、低功耗音频引擎、500万像素+VGA双摄像头控制器、USB OTG、HDMI 1080p输出、加密引擎等。整个芯片由一个32bit低功耗RISC核心进行管理,芯片封装尺寸14x14x1.3mm。

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Langwell主要特性

这两颗芯片已经足以搭建一整套计算系统,但既然这次Intel要进军智能手机市场,就需要来自无线设备厂商的3G、WiFi、WiMAX等无线功能芯片。另外,Intel还提供了一颗为Lincroft和Langwell服务的电源管理、充电管理等功能功能芯片,即代号Briertown的MSIC芯片。

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Briertown结构

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Briertown主要功能

下面我们主要来关注Lincroft即Atom Z6xx处理器。该处理器有两种版本,针对智能手机的型号频率在1.2GHz到1.5GHz之间,面向平板机的型号则最高可达1.8GHz。Atom Z6xx系列支持超线程技术,即单核心双线程。在闲置状态下,Atom Z6xx可自动降频至600MHz以下。此外它还支持一项名为BPT(Burst Performanc Technology)的技术,可在功耗、发热量允许的情况下,短时间内提升处理器频率实现高性能。和Core i系列处理器的Turbo Boost技术不同,BPT技术可由操作系统进行精确控制,即在温度允许范围内设定具体提升频率。

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Atom Z6xx系列规格

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BPT技术

Atom Z6xx的智能手机型号内建32bit LPDDR1内存控制器,频率200MHz(400MT/s,即LPDDR400),最大容量1GB。而面对平板机的型号则内建DDR2 400MHz(800MT/s,即DDR2-800)内存控制器,最大容量2GB

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内存子系统

内建显示核心方面,Lincroft集成的仍是来自Imagination Technologies公司授权的PowerVR SGX 535,和上代系统“Menlow”中的GM A500图形核心架构相同,但位置从“Poulsbo”US15芯片组移至了处理器内部。同时由于使用了45nm工艺,图形核心频率提升到了400MHz,性能更强,因此名称改为了GMA 600

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图形核心

另外,Atom Z6xx还集成了视频编解码硬件加速功能,同样来自Imagination。其中PowerVR VXD解码引擎支持最高1080p 30FPS的H.264视频解码,最大码流20Mbps,高清解码时全平台功耗仅1.1W。PowerVR VXE编码引擎则最高支持720p 30fps视频编码。Lincroft支持1024x600分辨率的MIPI接口视频输出,或是1366x768分辨率的LVDS输出。通过Langwell芯片组还可支持1080p HDMI输出

性能上,Intel表示Moorestown平台的Specint_2000测试成绩是目前市场上智能手机平台的1.5到3倍,Javascript性能领先4倍以上,网页下载性能领先2到3倍。

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Specint性能

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实际应用性能

图形性能上,Intel表示Moostown平台在3DMark Mobile ES测试中领先现有顶级智能手机2到4倍,可以100fps的速度流畅运行《Quake 3》

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图形性能

下面,我们要来谈一谈Atom Z6xx系列的另一项关键技术:节能。Intel将该技术称为SIT(Smart Idel Technology),将整颗SoC片上系统处理器分为了19个独立部分(Power Island),每部分都可控制运行频率,并可通过电源门控(Power Gating)技术分别开启和关闭。

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处理器C-State C0-C6

在处理器常见的C0到C6六种电源状态的基础上,Lincroft又加入了两种新状态:S0i1和S0i3,专为智能手机等移动设备打造。

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新增S0i1和S0i3

在S0i1状态下,CPU处在C6状态,开启SRAM和唤醒电路,其他所有CPU、GPU和互联部分都处在电源门控状态下。该状态正代表了当智能手机闲置数秒后,自动进入的待机省电状况。而在S0i3状态下,几乎所有电路均被关闭,仅留部分SRAM存储当前状态信息。这一状态代表了手机开启锁定后,放在用户口袋中的情况。在这两种状态下,系统都可被快速唤醒(S0i1 1.2ms,S0i3 3.1ms),而在S0i3状态下的全平台功耗仅有21到23mW,只有上代Menlow平台的1/50。

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S0i1状态

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S0i3状态

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S0ix状态功能

另外,Intel还对处理器的电源管理方式进行了变革,引入了操作系统电源管理(OS Power Management,OSPM)的模式,由操作系统来告诉处理器和芯片组,应该做什么。该模式可让操作系统通知硬件,下面要进行怎样的应用,从而关闭那些不需要的部分节电。Intel的Moblin系统可以支持OPSM,而由Intel旗下Wind River出品的定制版Android系统也将提供支持。

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OSPM模式

综合以上这些努力,Moorestown平台将提供相当出色的节能表现。待机功耗21到23mW,是上代系统的1/50,使用1500mAh电池待机时间可超过10天;音频播放功耗120mW,是上代系统的1/20,可连续播放48小时;高清视频播放功耗1.1W,可连续播放4到5小时,是上代的3倍;网页浏览功耗1.1W,可支撑5小时以上,是上代的2倍。而对于新增的手机通话功能,2G通话功耗550mW,3G功耗1.2W,通话时间超过6小时。

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功耗表现

有了如此繁多新特性,Intel对它的寄望自然非常远大。从Mooresotwn开始,Intel将正式把x86架构处理器引入ARM独霸的智能手机市场。另外,它还对由iPad开启的平板机市场有所期待。软件支持上,Moorestown力推的是自家的Moblin和MeeGo系统,而在智能手机应用中最先出炉的应当是Android版本。虽然是x86架构,但由于没有PCI总线,Moorestown无法支持桌面版Windows系统,Windows Phone 7和Symbian系统也不在支持之列。

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Intel Moorestown平台已经开始向厂商出货,首发样机共有两款。其中之一是来自代工厂商Aava的智能手机样机,拥有3.7寸800x480分辨率OLED屏幕,电容式触摸屏。内置16GB闪存,支持MicroSD卡扩展。500或800万像素(第三方控制芯片)主摄像头,200万像素副摄像头。支持AGPS、电子罗盘、动作感应、WiFi、蓝牙2.1。整机尺寸118x56x11mm,重125g。搭载1500mAh电池,可待机285小时,2G通话8.5小时,3G通话5.4小时,网页浏览5.2小时。另一款样机则是来自Open Peakd的OpenTablet平板机,具体细节目前还不清楚。

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Aava Moorestown平台智能手机样机

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Moorestown样机与iPhone比较

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OpenTablet样机

预计我们从今年下半年开始,将陆续看到搭载Moorestown平台的实际产品陆续发布上市。而到了2011年,下一代产品Medfield也将推出,将制程提升到32nm,把现在的Lincroft和Langwell两颗芯片集成到一颗SoC当中,图形性能翻倍,摄像头像素数x3,支持全高清视频编解码。总之,Intel x86架构向智能手机、便携设备领域的入侵已经开始,我们只需静待量产产品出炉,看Intel能否在PC之外开创另一片天地,打破ARM在移动领域的霸主地位。

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Atom平台路线图

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