Intel Atom

Intel Atom é a marca de uma linha de microprocessadores x86 da Intel, conhecida durante seu desenvolvimento como Silverthorne e/ou Diamondville. Seus processadores foram desenvolvidos no processo de fabricação de 45 nm e projetados para utilização em PCs ultra-portáteis, smartphones e outros dispositivos portáteis e de baixo consumo de energia.

Obs: Em informática, x86 ou 80×86 é o nome genérico dada à família (arquitetura) de processadores baseados no Intel 8086, da Intel Corporation. A arquitetura é chamada x86 porque os primeiros processadores desta família eram identificados somente por números terminados com a seqüência “86”: o 8086, o 80186, o 80286, o 80386 e o 80486. Como não se pode ter uma marca registrada sobre números, a Intel e a maior parte de seus competidores começaram a usar nomes que pudessem ser registrados como marca, como Pentium para as gerações de processadores posteriores, mas a antiga nomenclatura tinha forjado um termo para toda a família. Em outras palavras podemos dizer que o x86 termo refere-se a uma família de arquitetura do conjunto de instruções, baseado no Intel 8086. O 8086 foi lançado em 1978 como uma extensão de 16 bits pela Intel foi um dos oito primeiros microprocessadores baseados que introduziu a segmentação de superação dos 16 bits de endereçamento de barreira dos chips anteriores. O x86 termo derivado do fato de que os sucessores para o 8086 também tinham nomes terminados em “86”. Muitas adições e extensões foram adicionadas ao conjunto de instruções x86 ao longo dos anos, quase sempre com total compatibilidade com versões anteriores. A arquitetura foi implementada em processadores da Intel , Cyrix , AMD , VIA , e muitos outros. O termo x86 não é sinônimo de compatibilidade com IBM PC , pois isso sugere uma infinidade de outros hardwares e sistemas embarcados bem como computadores usando chips x86 antes do moderno mercado ser compatível com PC, alguns deles antes mesmo do IBM PC em si. Como o termo se tornou comum após a introdução do 80386 , que normalmente implica a compatibilidade binária com o 32-bit do conjunto de instruções do 80386. Isso às vezes pode ser enfatizada como x86-32 para distingui-la a partir da originalidade de 16 bits “x86-16” ou 64-bit x86-64. Embora a maioria dos processadores x86 usados em novos computadores pessoais e servidores têm recursos de 64 bits. Para evitar problemas de compatibilidade com computadores mais velhos ou sistemas, o termo x86-64 (ou 64) é freqüentemente utilizado para designar um software de 64 bits e com o termo 86 que implica apenas em 32 bits. Embora a 8086 fosse desenvolvido principalmente para sistemas embarcados e computadores de um usuário, em grande parte como resposta ao sucesso 8080-compatível Zilog Z80, a linha x86 logo cresceu em recursos e poder de processamento. Hoje, 86 é presente em ambos os computadores pessoais portáteis e desktop, substituindo computadores de médio porte e a maioria dos servidores de estações de trabalho com base em processadores RISC. Uma grande quantidade de software , incluindo sistemas operacionais (OSs), como o DOS , Windows , Linux , BSD , Solaris e Mac OS X suporta hardware baseado em x86. O moderno X86 é relativamente incomum em sistemas embarcados, por conter baixa potência em suas aplicações (usando pequenos microprocessadores), tais como eletrodomésticos e brinquedos. Contudo chips x86-16 são mais comum em computadores embarcados, embora VIA C7 , VIA Nano , a AMD está Geode , Athlon Neo , e processador Intel Atom são exemplos de 32 e projetos de 64 bits usados em partes desses segmentos. Houve várias tentativas, dentro da Intel em si, para quebrar o domínio do mercado da arquitetura x86, que descendia diretamente do simples microprocessadores de 8 bits. Exemplos disso são as iAPX 432 (alias Intel 8800 ), o Intel 960 , Intel 860 e Intel e a arquitetura do Hewlett Packard Itanium. No entanto, o aperfeiçoamento contínuo de 86 micro arquiteturas, circuitos, e fabricação de semicondutores provaria que é difícil substituir x86 em vários segmentos. O 64, da extensão bit da AMD x86 (que a Intel finalmente respondeu, com um design compatível) e a escala de processadores x86, como o eight-core Intel Xeon e 12-core AMD Opteron destaca-se o x86 como um exemplo de contínuo aperfeiçoamento e como as normas estabelecidas pela indústria pode resistir à concorrência das novas arquiteturas.


Antes de seu anúncio oficial, fontes externas à empresa especulavam que o processador Silverthorne competiria com o processador integrado Geode da AMD, em uso, por exemplo, no projeto One Laptop Per Child/XO e outras aplicações para processadores x86 de baixo custo e consumo elétrico. A Intel revelou em 15 de outubro de 2007 que estava de fato desenvolvendo um processador para dispositivos portáteis, de codinome Diamondville, para essa categoria de produtos [1].

Os processadores Silverthorne serão vendidos sob a marca “Atom”, enquanto a plataforma “Menlow” da qual fazia parte será vendida sob a marca Centrino Atom. Em seus press releases, a Intel menciona o nome Diamondville apenas uma vez[2] e indica que este também receberá o nome “Atom”, alimentando especulações de que Diamondville nada mais é que uma versão de menor custo e maior consumo de energia dos processadores Silverthorne [3].

Na IDF 2008 em Shanghai, a Intel anunciou oficialmente que Silverthorne e Diamondville são baseados na mesma microarquitetura. Silverthorne será vendido como a série “Atom Z” enquanto Diamondville será nomeado “Atom N”. Os processadores Atom Z, mais caros, serão utilizados em dipositivos portáteis enquanto os Atom N serão utilizados em computadores e notebooks de baixo custo. Desenvolvido para obter baixo consumo de energia e um maior desempenho, especificamente a uma nova onda de Dispositivos Móveis, o Atom surgiu como alternativa real, com alto custo/beneficio no mercado. Sendo um dos menores processadores disponíveis , e com um aproveitamento surpriendende de desempenho por watt. São quarenta e sete milhões de transistores em uma área de 22 mm², 70% menor que um processador comum. Ideal para uso em netbooks, PCs básicos, tablets, dispositivos de mão, smartphones, iPad.

Obs: Centrino é uma plataforma para computadores portáteis da Intel que cobre uma combinação particular de CPU, chipset e uma interface de rede sem fio na concepção de computadores pessoais. A Intel declara que os sistemas equipados com estas tecnologias apresentam um melhor desempenho, economia de energia e a interoperabilidade global em redes sem fio (Wireless). A Intel tem realizado uma forte campanha de publicidade para promover a marca Centrino. Devido à presença desta campanha, muitos consumidores se referem erroneamente ao processador Pentium M como o processador Centrino, quando Centrino é uma tecnologia que engloba tanto o processador, como o Chipset e a placa de rede sem fio Wi-Fi integrado. A plataforma original foi atualizada em 2005 com a nova geração Centrino (de nome Sonoma), com CPU Pentium M que tem 2 megabytes de memoria caché L2, um bus de dados a 533 MHz, suporta memoria RAM DDR2 a 533 MHz, assim como som envolvente (7.1, 24 bits e 192 kHz) e um maior rendimento em gráficos devido a tecnologia PCI Express. Também a placa de rede sem fio tem melhorado a Intel PRO/Wireless 2200 ou PRO/Wireless 2915 (IEEE 802.11a/b/g). Novo chipset 915. Alguns portáteis Centrino inclui o núcleo melhorado Dothan no Pentium M. Versão de Centrino lançada em 2006. Consta de: CPU Core Solo, Core Duo (Yonah) ou posteriormente Core 2 Duo (Merom). As versões da plataforma Centrino baseadas em CPU Core Duo e Core 2 Duo recebem o nome de Centrino Duo chipset serie 945, que pode incluir gráficos integrados GMA950. Intel PRO/Wireless 3945 IEEE 802.11 a/b/g. Plataforma Santa Rosa: O nome que se refere a quarta geração da plataforma Centrino. Apresentado em 9 de maio de 2007, com: CPU Core 2 Duo (Merom 2ª generación) e posteriormente Penryn no começo de 2008 chipset serie 965 (com gráficos integrados X3100). Intel PRO/Wireless 4965AGN IEEE 802.11 a/b/g/n. Se comercializam com os nomes de Centrino Duo (como os anteriores) e Centrino Pro. Plataforma Montevina: O nome código Montevina se refere a quinta geração da plataforma Centrino. Se lançou em junho de 2008. Recebe o nome de Centrino 2. Montevina suporta o processador Core 2 Duo de 45nm Penryn. Montevina usa o chipset Cantiga com gráficos integrados GMA X4500, o modulo wireless Shiloh que se espera use WiMAX ou HSDPA, além do controlador LAN Boaz.

Modelos Intel Atom:

O Silverthorne é usado nos Atoms da série Z, que inclui os seguintes modelos:

Z500 (800MHz, sem HT, FSB 400MHz, TDP 0.65 watts

Z510 (1.1GHz, sem HT, FSB 400MHz, TDP 2 watts)

Z520 (1.33GHz, com HT, FSB 533MHz, TDP 2 watts)

Z530 (1.6MHz, com HT, FSB 533MHz, TDP 2 watts)

Z540 (1.86MHz, com HT, FSB 533MHz, TDP 2.4 watts)

Diamondville. É usada nos Atoms da série N, que inclui três modelos:

230: 1.6 GHz, TDP de 4 watts, suporte a instruções de 64 bits

N270: 1.6 GHz, TDP de 2.5 watts

N280: 1.66 GHz, TDP de 2.5 watts

Arquitetura e desempenho:

Não é possível comparar o desempenho de, por exemplo, um Intel Atom com um Intel Core 2 Duo, pois são desenvolvidos para funções diferentes. Mas em alguns aspectos, o Intel Atom, chega no mercado praticamente de igual para igual com um Intel Pentium IV, e é muito menor em tamanho físico. Atende muito bem as necessidades de um dispositivo móvel, alem de economizar muito em gasto de energia.

As principais características do processador Atom são as seguintes:

– Compatibilidade com o conjunto de instruções x86;

– Baixíssima dissipação térmica (TDP): 4 W para o modelo 230, 2,5 W para o modelo N270 e entre 2 W e 2,64 W para os modelos Z5xx;

– Tecnologia Hyper-Threading;

– Tecnologia de Virtualização;

– Clock externo de 400 MHz ou 533 MHz;

– Caminho de dados interno de 128 bits;

– 512 KB de cache L2;

– Cache dinâmico: capacidade de desligar porções do cache de memória quando o processador entra nos modos de economia de energia;

– Pipeline de 16 estágios;

– Fabricado com tecnologia de 45 nm;

– 437 pinos (modelos “Diamondville);

– ou, 441 pinos (modelos “Silverthorne).

Todos os Processadores INTEL Atom serão capazes de suportar “execute bit disable”, SS3, SSE3 e os modelos Hyper-thereaded devem suportar a tecnologia de virtualização. A Intel renomeou a tecnologia Hyperthreading para SMT ou Simultaneous Multithreading, que é exatamente a mesma tecnologia. Os Dual-core Atom Diamondville-based serão capazes de suportar um total de quatro thereads em simultâneo, devido ao SMT.

– Baseados na tecnologia líder e na capacidade de manufatura em silício da Intel, os chips consomem 50x menos energia em modo de espera, ao mesmo tempo em trazem mais desempenho e menor tamanho.

– A plataforma leva a experiência completa do PC, como acesso rápido à Internet, vídeos full HD 1080p, gráficos 3-D, videoconferência multiponto e capacidades de voz para os dispositivos de bolso.

Tecnologias embarcadas:


Cache L1 assimétrico

O Atom tem um cache L1 bastante incomum: são 56 KB de memória, 32 para instruções e 24 para dados. Cache é muito importante em uma arquitetura in-order pois ameniza a perda de performance ocasionada pela latência de memória.

Arquitetura superescalar

Uma arquitetura superescalar é capaz de executar mais de uma operação simultaneamente. O Atom pode executar até duas instruções por ciclo de clock. É um número relativamente baixo se comparado com outros processadores atuais. Reduzindo o número de unidades de processamento, reduzimos o número de transistores e também o consumo elétrico.

Multi-Threading

Em um processador superescalar com execução out-of-order como o Pentium 4 era muito mais fácil encher todas as unidades funcionais com dados de uma única thread, afinal era possível reordenar as instruções para aproveitar o maior número de unidades por ciclo. O Atom não consegue fazer isso. Hyper Threading é a tecnologia que permite que duas threads sejam executadas concorrentemente. O Hyper Threading ajuda muito na performance do Atom. Na sua arquitetura in-order, se uma fila de instruções sofrer uma perda de cache e trancar à espera do dado, a outra fila (com a outra thread) pode continuar normalmente, evitando desperdício de ciclos.

Prefetching

Dois prefetchers estão presentes no Atom: um busca os dados do L2 e os traz para o L1, enquanto o outro faz a mesma coisa, mas da memória para o L2. É importante que o prefetch ocorra de forma eficiente, mantendo o grande cache de 512 KB do Atom sempre alimentado.

Como o Atom tem a preocupação de oferecer sempre o menor consumo, este processador pode ser aplicado em vários projetos. Dispositivos móveis com alta capacidade de processamento, handbooks, netbooks, nettops (box 1) podem ser equipados com um processador Atom. Mas como qualquer processador baseado na arquitetura x86, o uso deste fica preso a um conjunto de chips, para coordenar o barramento de comunicação com outros periféricos e o acesso à memória principal.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Intel_Atom; http://www.intel.com/portugues/technology/atom/index.htm; http://www.intel.com/portugues/products/processor/atom/index.htm; http://www.intel.com/technology/atom/; http://www.guiadohardware.net/artigos/intel-atom/

2011 01 06