Atom Z6XX系列处理器可谓目前小巧、节能的X86处理器。它兼具高性能和低能耗特性,扩展了传统能耗管理状态,并且将类似桌面大型处理器的睿频技术也一并引入,着实让人惊叹。
Atom Z6XX系列处理器采用英特尔成熟的High-K 45nm工艺制造,集成了14亿个晶体管,是一款典型的SOC(System on Chip,片上系统)芯片。虽然它功能众多,但英特尔依旧将其命名为Atom Z6XX处理器,中文名称依然为凌动。
Atom Z6XX的封装尺寸为13.8mm×13.8mm×1.1mm(长宽高),面积不足209mm2。在这个狭小的空间内,英特尔置入了一个传统的Atom CPU内核、由PowerVR SGX图形处理器衍生出的GMA 600集成显卡、专用的视频编解码模块和显示控制器、内存控制器。英特尔在设计Atom Z6XX片上系统芯片时,充分做到现有资源的利用,而不是全新设计内置内存控制器的CPU。因此Atom Z6XX看起来更像直接将超低功耗的显卡、CPU、北桥等部件封装在一起,因此每个部分的设计相对独立,我们也将单独介绍。
Atom Z6XX内集成的Atom内核和目前的Atom CPU没有本质不同。这款CPU依旧属于单核心设计,采用了顺序执行方式,一级缓存分为24KB数据缓存和32KB指令缓存,二级缓存为512KB。由于是单核心处理器,英特尔还特别加入了超线程技术来增强多任务性能。虽然超线程技术实测并未带来多么强悍的多线程性能增幅,但对于这类超低功耗产品来说,超线程技术这种只需要占用相当少量晶体管,就能获得小幅性能增幅的功能,还是非常有意义的。
Atom Z6XX处理器技术规格
虽然Atom Z6XX专门面向超低功耗平台设计,但集成的CPU核心频率着实不低。Atom Z6XX针对智能手机的型号频率会达到1.2~1.5GHz,而用于平板电脑和超便携电脑等设备的型号频率会提高到1.8~1.9GHz。另外,这款处理器在待机状态下会自动降频至600MHz,并关闭大量功能大限度节能(本文后部分会有详细介绍)。在CPU满载的情况下,它又可通过BPT(Burst Performance Technology,性能爆发技术)技术来提高频率。BPT技术可以根据目前核心功耗、温度表现来短时间自动提升CPU频率,颇为类似桌面/移动处理器使用的睿频技术。不过睿频技术的频率升降只与当前系统负载有关,而BPT技术可以与操作系统共同控制功耗,让软件来确定CPU应该在何种频率范围内升降(比如某软件可以直接确定CPU只能运行在高频率1GHz),保证能源利用的高效化。
虽然PowerVR在桌面平台上难以和NVIDIA与AMD竞争,但在转向超便携、超低功耗平台后,PowerVR却有着不错的表现。PowerVR旗下产品在极低的功耗下提供了相对优秀的性能,功能支持方面也非常出色,诸如1080p硬解码、OpenGL 2.0、OpenGL VG 1.0以及DirectX 9.0L等诸多规格都做到了完美支持。这样的全功能和全系列API支持在超便携设备上是非常少见的,因此PowerVR芯片也被大名鼎鼎的Apple选中,作为旗下iPhone手机的图形芯片。
英特尔已经不是第一次和PowerVR打交道了。上代超便携平台“Menlow”使用的独立外置显卡芯片就是PowerVR SGX 535,被英特尔命名为GMA 500。PowerVR SGX 535采用65nm制造,核心频率仅仅设定在了200MHz。它采用先进的完全可编程设计,虽然结构方面更偏向传统的图形核心,但也借鉴了通用流处理器的设计优势—内部设计了16个Core,每个Core内含4个通用渲染管线,总计有64个图形渲染管线,硬件规格相当出色。实际性能方面,这颗PowerVR SGX 535可以达到7M/s的三角形生成率和250M/s的像素填充率,实际测试中的性能和GeForce 2 GTS基本相当。
本次Atom Z6XX系列处理器的显示芯片依旧是PowerVR SGX 535,但它的工艺制程、频率已经有了较大提升。在采用英特尔先进的45nm工艺制造后,这款图形处理芯片的功耗进一步降低。因此英特尔将PowerVR SGX 535的频率大幅度提升到了400MHz,使得图形性能有明显增长。在英特尔的实际现场演示中,在800×480分辨率下,使用Moorestown平台的机器可以流畅运行《DOOM 3》,图形性能之强可见一斑。由于性能相对上代产品大幅度提升,因此英特尔也干脆将核心命名更改为GMA 600,用于区别上代产品。