[Atom双核处理器]

Intel的2008年属于Atom处理器，从2008年的春季IDF正式发布了新的低功耗处理器Atom家族，到美国IDF秋季论坛上发布的首款双核心Atom 330处理器，Intel将Atom低功耗处理器从掌上设备、移动PC过渡到了桌面电脑。

首款双核Atom理器处理器Atom 330的诞生意味着Intel单核Atom处理器的历史终结，同时也标志着Atom处理器在桌面PC领域里普及应用的开始，低功耗不再是掌上设备和移动PC的专利。

不少“超烧族”认为“Atom普及”是不可能的，因为他们对Atom处理器的性能嗤之以鼻。诚然，单核Atom处理器的性能相比现今移动和桌面处理器相差很远，但客观的从Atom设计的出发点来看，它是非常成功的，是符合未来发展趋势的。而且，双核Atom 330的性能已经不亚于桌面处理器。

整合了两颗核心的Atom 330处理器

这款低功耗的双核处理器Atom 330产品就是面向“nettops”的台式机而推出的，它将逐步取代Intel曾面向这类小型桌面电脑推出的单核Atom处理器产品Atom 230。

[Atom 330处理器]

双核心Atom 330基于45nm最新工艺，由于延续了与Atom 230命名方式没有如N270前面的“N”，所以该处理器定位台式市场，不会出现在移动平台上。因为这款双核心Atom 330是在单个芯片上整合了两颗Atom 230核心，所以Atom 330的die面积相对较大，不适合移动平台使用。

上图显示出Atom 330为四颗核心，就是双核心四线程

Intel目前市售Atom处理器中，面向小型桌面电脑代号为Diamondville的单核心Atom 230和N270是现在最受关注的，两者均支持超线程技术，所以系统可以显示2颗核心，也就说双核Atom 330是四线程的，在系统中显示为4颗核心。

在主频上Atom 330与230为相同1.6GHz，其他参数上也基本是Atom 230x2。Atom 330为1MB二级缓存，每颗核心各512k，两个核心之间不共享缓存。FSB还是533MHz，可让Atom 330与现有主板相兼容。功耗方面相比Atom 230的4W也是提高一倍达到了8W。值得一提的是Atom 330还支持64位计算、Executive Disable Bit (XD)。

此外，Intel指定了双核心Atom 330御用主板D945GCLF2，该主板采用迷你ITX板设计，基于945GC芯片组，集成GMA 950显示核心，此外主板采用单槽2GB 533MHz/667MHz DDR 2内存。

[Atom带来复古风潮]

2008年韩国韩国女子组合The Red成员之一，复古女王裴涩琪的复古舞蹈掀起了韩国舞蹈界的复古热潮。复古舞是八十年代流行过的一种迪斯科舞蹈，虽然是过时的舞蹈，但因节奏感强烈，因为简单有趣，容易模仿，因此迅速走红影响甚大。

而Intel Atom处理器的核心也是“复古”的结构和技术，简单而有效的结合是其迅速成长，成为今天低功耗处理器领域里的领导者。Atom 330虽然是双核处理器，但由于是整合了两颗230处理器，所以在技术应用上与原Atom处理器保持一致，并没有加入新技术和新特性。

[顺序执行]

Intel在Atom之前的X86处理器如Core微架构、Yonah微架以及Nehalem微架构都是采用“乱序执行（out-of-order）”，是指CPU采用了允许将多条指令不按程序规定的顺序，分开发送给各相电路单元处理的技术。乱序执行可以进行多分支指令预测和数据分析, 从而大大加快了指令的执行速度，大大提升处理器处性能，处理器的寄存器越多执行效率也就越高。换言之，乱寻执行虽然提升处理器的性能，但这样是牺牲了功耗而来提升性能。 

传统的X86桌面处理器的“保证性能，降低功耗”，而Atom处理器正与之相反，要求“保持低功耗，发展高性能”，所以在设计上再次启用了可被成为“古董”的“顺序执行（In-Order)”设计方案，在运算单元中采用16级顺序执行流水线来代替X86桌面处理器的乱序执行流水线。

顺序执行最大的优势在于“保守”，所有的指令都是按照预先分配的顺序依次执行，没有轮到执行的任务的寄存器则始终处于等待状态。这种结构在设计当初由于效率过低而且没有合适技术与之搭配而被弃用，而如今Intel再次弃用并加入最新Atom的主要原因就是已有合适的技术与之搭配。

这种技术就是在Pentium 4时代之后就在桌面处理器中销声匿迹的超线程技术（Hyper-Threading）。

[超线程技术]

超线程技术曾经是服务器上最突出的技术，后来被应用于桌面级的Pentium 4处理器之上，造就了Intel的黄金一代。这种技术最大的特点就是可以使内部的两个逻辑内核可以被模拟称两颗物理芯片处理器共享一组处理器执行单元，第一个逻辑处理器在跟踪并执行一个软件线程时，第二个逻辑处理器也开始对另外一个软件线程进行跟踪和处理。

另外，为了避免CPU处理资源冲突，负责处理第二个线程的那个逻辑处理器，其使用的是仅是运行第一个线程时被暂时闲置的处理单元。所以超线程是一种可以将CPU内部暂时闲置处理资源充分“调动”起来的技术，与Atom处理器所采用的顺序执行结构完美搭配。

[核心功能]

“复古”的结构与技术搭配只是一个Atom处理器的一个基础，在真正的核心功能上Atom还配了两个ALU单元和FPU单元，其中ALU是执行整数计算的单元，第一个ALU单元管理移位操作 (shift operation)，第二个ALU则负责处理跳转(jump)。所有的乘法与加法运算之后结果便会自动传送给FPU。

FPU是一个专门处理浮点计算的单元，在64位的计算中这两个FPU也是各有分工，第一个FPU只做负责加法运算和结果，而第二个FPU的负担相对中邪，需要负责管理SIMD和乘/除两种运算。如果是128位计算则两个FPU则会共同工作，各负责64位的运算。

正是由于这四个ALU单元和FPU单元的加入，才让Atom处理器能够在极小的体积上具有优秀的数据处理能力和游戏性能。

[指令优化]

对处理器来说指令集是用来计算和控制系统系统一套指令的集合，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高处理器效率的有效工具之一。

Atom处理器虽然性能偏低，但仍保持了与Core 2 Duo处理器的保留了Core 2 Duo指令集功能，不同的是，Atom处理器在指令集上做了“执行快速基本指令优化”。即使说，目前Atom处理器只是针对低端桌面平台和便携移动设备而研发的，并没有取代传统处理器的目标，只为让基本应用更加快速迅捷，所以并没有对复杂指令集进行优化。

[非对称性缓存设计]

Atom单核处理器在缓存方面设计比较让人意外，以往产品的L1缓存的数据缓存和指令集缓存都是1:1对称性的，而Atom却56KB的L1缓存却是数据缓存分配24KB，指令集缓存分配32KB。Atom 330双核分别为24x2KB和32x2KB

通常标准SRAM一个的存储单元（bit）由6个晶体管构成，而Atom是每8个晶体管构成一个，在整体晶体管数量已经确定的情况下，单位晶体管数量越多，最终需要的数据缓存也就越小，所以缓存缩减到了24KB。另外，8个晶体管构成一个存储单元的设计还有效的降低了缓存电压，进而减少了功耗。

在L2缓存上Atom单核处理器采用了8路512KB的容量设计，超越了Celeron处理器，而且还采用了“自动关闭缓存”技术，既是当程序不需要大量缓存的时候，它会自动关闭一部分缓存。实际工作中缓存可以从8路变为2路（从512 KB到128KB ），有效的降低功耗。

[深入睡眠模式]

Atom处理器可以说是移动处理器与桌面处理器的融合产品，所以大幅度的移植了移动平台上的节能技术。Atom 330虽然是定位于桌面级产品但也具有Penryn处理器中曾经应用的Enhanced Deeper Sleep C6模式。其中C模式的0到6代表着低电压状态，数字越高CPU的功耗也就越低。

当处理器进入C6模式之后几乎处于完全关闭状态，此时应用电压仅为0.3V，只为用以保证用于唤醒的小部分处理器工作。同时也只有几KB的用于保持注册信息缓存是处于开启状态，而且L2缓存是被清空与关闭的状态。这项技术的应用极大的节省了能源。

不过这样项技术对性能方面也有些许的影响，虽然官方给出的数据是进入C6模式只需要100微秒，但是在唤醒是则需要较长的时间，不过从节省的功耗方面来看这些许的牺牲还是值得的。

[精英P45GC赏析]

Atom的多项技术以都源自于Pentium 4处理器，在相应的主板搭配上也选择了那个时代的945系列芯片组。与双核Atom 330处理器相搭配的就是Intel 945GC+ICH7芯片组。

精英作为全球一线主板品牌也在第一时间推出了自己的基于Atom 330处理器的套装产品，型号为P45GC。

虽然型号是P45GC但实际芯片组仍是Intel 945GC北桥+ICH7南桥搭配，主板设计的小巧紧凑，采用了Mini-ITX规格，尺寸为20x17cm。主板上并没有我们常见的CPU插槽，而是将Atom 330处理器直接焊接在主板上，采用的Socket 437接口。由于Atom 330处理器采用了低功耗设计，所以主板上并没有特别突出的供电模块设计，而且一块没有风扇的散热片就轻松搞定了处理器的散热问题。

在内存方面也仅是提供一条DIMM插槽，可以支持最大2GB容量的DDR2 533/667规格内存，对Atom平台来说已经足够日常使用。

主板本身并没有提供用来接驳独立显卡的AGP或者PCI插槽，所以只能通过北桥中集成的GMA950显示核心来显示处理、显示图像。为了让运行更加稳定，特别在北桥散热器上加装了一个高转速的风扇来进行散热。

在声卡方面精英采用了VIA出品的VT1708B声卡，可以支持到6声道HD音效。这颗芯片虽然不是很高端，但对普通用户和Atom 330平台来说是非常实用的。

网卡方面则是采用了ATHEROS出品的AR8112 10/100M自适应网卡，日常使用绰绰有余。

在背面的接口上这款Atom 330平台提供了两个PS/2键鼠、串口、并口、VGA、四个USB 2.0、一个RJ-45和三个音频口，非常遗憾的是并没有提供数字DVI接口。

[测试平台及方法说明]

虽然Atom 330平台可以安装Windows Vista系统但是运行起来还是比较吃力，所以选择了Windows XP SP2系统进行测试。本次测试中主要针对处理器和整机性能进行，并没有对GMA 950显卡进行测试。

在对比测试中加入单核Atom 230和基于Core架构的桌面级处理器Celeron 420两颗处理器，为求数据准确均是搭配945GC芯片组进行测试。测试过程中没有开启任何软件和服务以避免干扰。

[PCMARK05测试结果]

PCMARK05是由鼎鼎大名的Futuremark推出的另一款硬件测试工具。整合的在线结果浏览器可以将你的测试结果与世界上最大的性能数据库进行对比。一点击基准统一基准为了桌面，个人计算机和工作站十字架平台支持履行比较横跨的 Windows 操作系统。显示系统布局信息的系统信息工具，测试情节和支持为最新的CPU 技术，包括Hyper-Threading and multicore CPUs数字式录影内码和解码, 文件压缩和解压、编成密码、解密、互联网浏览, 物理, 3D, 正文编辑, 音像转换和图象加工性能测试系统、CPU, 内存, 2D & 3D 图表和硬盘驱动器测试程序。

在整体的测试当中，拥有双核心的四线程的Atom 330的性能远高于单核心双线程的Atom 230，但与基于Core架构的Celeron 420相比领先幅度不大。可见双核Atom在超线程技术的支持下弥补了架构和复杂指令集执行的弱势。从PCMARK 05的成绩来看双核Atom 330处理器已经完全可以应用于家用台式机工作。

[SiSoftware测试结果]

SiSoftware Sandra (the System ANalyser, Diagnostic and Reporting Assistant)一套功能强大的系统分析、诊断、测试和报告工具，包括众多的分析与测试模组。始终是整机性能测试的必备软件，由于没有系统兼容的阻碍，目前并没有特别推出专门针对VISTA系统的版本。

该软件的主要功能有：连接到远程系统、数据库、PDA和SmartPhone等数据来源进行远程分析、诊断和测试；支持(IPX/SPX, TCP/IP)网络协议/支持(ADO, OLEDB, ODBC)数据库；支持(SCSI, SATA, ATA, ATAPI)存储器和可移动存储器；支持多种桌面/服务器平台(Win32 x86, Win64 x64, Win64 IA64)；两种专用internet带宽/速度基准测试(Internet/ISP Connection和Peerage Benchmarks）；支持WindowsXP SP2和2003 SP1安全中心；为Windows2000, XP和2003设计的本地UNICODE码应用；关键应用程序列表（地址簿、杀毒软件、邮件客户端、防火墙、即时通讯软件、java虚拟机、媒体播放器、新闻组阅读器、网络浏览器等）；支持多线程、多核心、多处理器系统；系统应用软件和程序库完全列表；环境监视向导功能（实时监视温度、风扇转速、电压、电源和热阻）。

 

在该项测试中，在各种指令集和联合运算中，双核Atom 330均以大幅度优势领先于单核Atom 230和基于Core架构的Celeron 420，这是由多核心设计和超线程技术的应用的优势体现。但是在内存方面的测试两款Atom处理器全面落败，双核Atom 330在成绩上与Atom 230接近，这主要还是顺序执行结构的缺陷。

[EVEREST测试结果]

对DIY用户来说，EVEREST（原名AIDA32）这款软件再熟悉不过了，它一个测试软硬件系统信息的工具，可以详细的反映出PC每一个方面的信息。并且可以支持上千种主板，数百种显卡，还支持对并口/串口/USB这些PNP设备的检测，以及对各式各样的处理器的侦测。同时EVEREST还可以查看远程系统信息和管理，结果导出为HTML、XML功能。其最为常用的功能就是对内存和缓存方面的测试。

Everest的测试结果与SiSoftware的结果相近，在CPU性能的测试中除了PhotoWorxx测试中落败其他方面均以优势取胜，但在内存的测试中两款Atom处理器仍是以失败而告终，Atom 330仅以略微优势领先于Atom 230。

[Super π测试结果]

Super PI是利用CPU的浮点运算能力来计算出π（圆周率），不过我们需要的不是圆周率，而是计算一定位数圆周率需要花费的时间长度，处理器的浮点运算能力越强其花费的时间也就相对越短。所以目前普遍被超频玩家用做测试系统稳定性和测试CPU计算完后特定位数圆周率所需的时间。

 
Atom 330 Super π截图

在Super π这样大数据量的计算中，Celeron 420以绝对优势领先于两款Atom处理器，1M的测试Celeron 420只需要49秒，而两款Atom产品都需要2分钟之多，而且在4M的计算中差距进一步拉大。

[HDBENCH测试结果]

HDBENCH是一款磁盘测试工具，绿色免安装，可以很方便的测试移动硬盘、U盘等。支持分区测试，数据总量选择要比ATTO大一些。不过并没有数据包大小的选项。另外，这款软件还可以对CPU、内存、图形性能进行测试，可能测试不如SiSoftware等软件严谨，但对整机性能要求不高，可以较好的反映出低端平台的性能。

HDBENCH的测试结果与之前几款软件的结果基本相同，在CPU性能上Atom 330都是处于领先地位，Celeron 420又优于Atom 230，而在内存的硬盘的测试中，Atom 330则输与Celeron 420，Atom 230继续垫底。

[Winrar测试结果]

WinRAR完全支援市面上最通用的RAR及ZIP压缩格式，并且还可以解开ARJ、CAB、LZH、TGZ等压缩格式，对於常玩日本游戏的玩家来说，能解开LZH格式是最好不过的功能了。除了支援这些压缩格式的解压缩功能外，还有分片压缩、资料恢复、资料加密等功能,并且可以可以将压缩档案储存为自动解压缩档案，方便他人使用的好用功能！

Winrar在压缩和解压缩时会产生很高的CPU占用率，工作效率由处理器的性能决定，所以通过该款软件自带的测试程序或者自己的打包文件压缩都可以对处理器的性能做出一个考评。

Winrarrar的测试也是一项以CPU为主的测试，从图表中可以看出，Atom 330毫无悬念的获得了胜利。单开Winrar的情况下Atom 330的速度可以达到462kb/s，Celeron落后90kb/s。而在4开Winrar同时工作时，Atom 330仍保持了平均每个进程121.25kb/s的速率。

[评测总结]

通过对比可以发现双核Atom 300处理器的性能相比单核的Atom 230有了极大的提升，虽然在架构上与Celeron 420相比有一定的不足，但是具有针对性的各项优化在弥补了一部分不足。

仅从处理器性能方面来看，双核Atom 330已经超越Celeron 420处理器，但无奈于芯片组与自身架构的限制，虽然相比Atom 230在内存和硬盘方面有少许的提升，但始终无法有太大的突破，令人遗憾。

如果从实际应用角度出发，Atom 330拥有Celeron 420无法相比的优势，整体性能上如果说是战成一比一平，那在功耗以及整机面积Atom 330则是以二比零的优势领先。至于单核的Atom 230处理器来说，虽然在功耗和整机面积上同样具有与Atom 330相同的优势，但在性能上与其他两款产品差距太大。

仅对本次双核ATOM 330处理器本身来说是成功，虽然是两颗Atom 230整合在一块芯片上，但借助老结构和老技术的重新组合的优化，以及具有针对性的优化，在功耗上得到极佳的控制的同时在性能方面也达到了超越了桌面处理器的目标。

其实，Atom处理器带给了我们很多的思考：目前IT领域里为了解决功耗过高的问题，都在不断的研究更先进的制程、更专业的技术和更复杂的结构，但却都没有很好的解决，而Atom处理器通过最直接的计算方法和简单的结构，在重新组合之后却用很低的成本就解决了这个问题，这不能不值得我们思考。