Zvykli jsme si na neustálý přísun výkonu a nových funkcí, které nám výrobci procesorů servírovali. Intel nyní trochu změnil rétoriku, když začátkem dubna představil světu procesor Intel Atom a platformu Intel Centrino Atom.

Tyto novinky jsou v kontextu ostatních čipů Intelu výjimečné - nemají ambici trhat rekordy ve výkonu, zaměřují se téměř výhradně na agresivní snížení spotřeby. Proces neustálého vylepšování výkonu jednoduše dosáhl takového stavu, že Intel dnes umí vyrobit extrémně jednoduchý procesor za pomoci nejmodernějšího výrobního procesu, který je přesně tak výkonný, jak je třeba.

Rozměry Atomu jsou doslova neuvěřitelné

V znamení pokroku

Pro správné pochopení podstaty Intelu Atom je nejlepší se podívat do historie. První Pentium byl technologicky vyspělý procesor s 3,1 milióny tranzistorů, které byli „vtěsnány" do plochy necelých 300 mm^2. Současné Core 2 Duo je na tom o dost lépe - 410 miliónů tranzistorů na ploše jádra 107 mm^2. Klíč k tomuto propastnému rozdílu leží ve výrobní technologii, která se za 15 let posunula z 800 nm u prvního Pentia po 45 nm high-k proces u současných Core 2 Duo (Penryn). Právě miniaturizace a energetická efektivita moderní výroby je jeden z nedůležitějších předpokladů pro vlastnosti Atomu.

Snímek jádra Intel Atom ukazuje, že L2 cache zabírá velkou část plochy

Návrh Atomu byl od samého počátku explicitně orientován na spotřebu. Cílem bylo vyrobit jádro, které bude mít spotřebu v jednotkách wattů, protože původní plán byl zaměřen na nasazení v mnohojádrových čipech. Rozhodnutí o výrobě samostatného procesoru přišlo až později, orientace na spotřebu ale zůstala. Inženýři nejprve zkoušeli adaptovat dostupné architektury z laboratoří Intelu, výsledky ale nebyli přesvědčivé, a proto se začalo pracovat takříkajíc na zelené louce. Pro někoho může být docela překvapivé, že skupina vyvíjející Atom původně pracovala na dalším pokračování neslavné ságy Pentií 4 s kódovým označením Tejas, které bylo v roce 2004 ukončeno.

Srovnání waferu s jádry Atomu a hlavičky od jehly

Někdy si postojí v řadě

Základ Atomu se od moderních procesorů docela významně odlišuje, přesto jsou však plně kompatibilní. Právě použití instrukční sady x86, která zaručila kompatibilitu se všemi myslitelnými operačními systémy a aplikacemi ze stolních počítačů, je klíčové. Úsporné procesory, které se používají v chytrých telefonech a PDA současnosti totiž tuto funkcionalitu nenabízejí a jejich operační systémy jsou zcela odlišné, což jen komplikuje a předražuje vývoj aplikací. Atom je instrukčně plně kompatibilní s procesory Core 2 Duo, neobsahuje pouze podporu SSE4, která byla vynechána kvůli spotřebě a velikosti jádra. Při vývoji Atomu bylo totiž aplikováno pravidlo, že přínos minimálně 1 % výkonu může být vykoupen maximálně 1 % spotřeby navrch - SSE4 toto zřejmě nesplňovalo. Z pohledu funkční výbavy zaujme i podpora virtualizace a 64-bitových instrukcí, což bylo doposud u takto levných a úsporných procesorů nevídané.

Uváděná cena zahrnuje i SCH a platí při objednávce 1 000 kusů

Při vývoji byla spotřeba mnohokrát upřednostněna před výkonem a i proto bylo použito tzv. in-order zpracování instrukcí, které bylo posledně použito právě u prvních Pentií a vzápětí nahrazeno out-of-order zpracováním u Pentia Pro. Tento přístup umožnil velmi vytvoření velmi úsporného procesoru s miniaturním jádrem, i když má velmi velký dopad na výkon. Zpracování instrukcí „v řadě" totiž znemožňuje procesoru efektivně rozhodnout, které části vykonávaných úkolů budou přednostně zpracovávat. Tato chybějící logika naráží na své limity například v případě, že některá instrukce čeká na data z paměti - právě v těchto případech běžné „out-of-order" procesory začnou dělat něco jiného při čekání na data.