Intel Atom es una línea de procesadores de voltaje ultrabajo con conjunto de instrucciones IA-32 y x86-64 de Intel Corporation diseñados para reducir el consumo eléctrico y la disipación de energía en comparación con los procesadores ordinarios de la serie Intel Core . Atom se utiliza principalmente en netbooks , nettops , aplicaciones integradas que van desde atención médica hasta robótica avanzada, dispositivos de Internet móvil (MID) y teléfonos. La línea fue diseñada originalmente en tecnología de semiconductor de óxido metálico complementario ( CMOS ) de 45 nm y los modelos posteriores, con nombre en código Cedar , utilizaron un proceso de 32 nm . [2]
La primera generación de procesadores Atom se basa en la microarquitectura Bonnell . [3] [4] El 21 de diciembre de 2009, Intel anunció la plataforma Pine Trail , que incluye el nuevo procesador Atom con nombre en código Pineview (Atom N450), con un consumo total de energía reducido en un 20%. [5] El 28 de diciembre de 2011, Intel actualizó la línea Atom con los procesadores Cedar . [2]
En diciembre de 2012, Intel lanzó la familia Centerton de CPU Atom de 64 bits , diseñada específicamente para su uso en servidores . [6] Centerton agrega características que anteriormente no estaban disponibles en los procesadores Atom, como la tecnología de virtualización Intel VT y soporte para memoria ECC . [7] El 4 de septiembre de 2013, Intel lanzó un sucesor de 22 nm de Centerton , con nombre en código Avoton . [8]
Intel Atom es un sucesor directo de los procesadores de bajo consumo Intel A100 y A110 (nombre en código Stealey ), que se construyeron sobre un proceso de 90 nm, tenían 512 kB de caché L2 y funcionaban a 600 MHz/800 MHz con 3 W TDP (potencia de diseño térmico) . Antes del anuncio de Silverthorne, fuentes externas habían especulado que Atom competiría con los procesadores de sistema en chip Geode de AMD , utilizados por el proyecto One Laptop per Child (OLPC), y otras aplicaciones sensibles al costo y al consumo de energía para procesadores x86 . Sin embargo, Intel reveló el 15 de octubre de 2007 que estaba desarrollando otro nuevo procesador móvil, con nombre en código Diamondville, para dispositivos tipo OLPC. [9]
"Atom" era el nombre con el que se vendería Silverthorne, mientras que el chipset de soporte, cuyo nombre en código era Menlow, se llamaba Centrino Atom. [10]
En el Intel Developer Forum (IDF) de primavera de 2008 en Shanghái , Intel anunció oficialmente que Silverthorne y Diamondville se basarían en la misma microarquitectura. Silverthorne se llamaría serie Atom Z5xx y Diamondville se llamaría serie Atom N2xx. Las piezas Silverthorne, más caras y de menor consumo, se utilizarían en dispositivos de Internet móviles (MID) de Intel, mientras que Diamondville se utilizaría en computadoras de escritorio y portátiles de bajo costo. Intel y Lenovo también anunciaron conjuntamente un MID alimentado por Atom llamado IdeaPad U8. [11]
En abril de 2008, Sophia Systems anunció un kit de desarrollo MID [12] y la primera placa llamada CoreExpress -ECO fue revelada por la empresa alemana LiPPERT Embedded Computers, GmbH. [13] Intel ofrece placas base basadas en Atom. [14] [15]
En diciembre de 2012, Intel lanzó Atom para servidores, la serie S1200. La principal diferencia entre estos procesadores y todas las versiones anteriores es que se les agregó compatibilidad con memoria ECC , lo que permite el uso de Atom en entornos de servidores de misión crítica que exigen redundancia y protección contra fallas de memoria.
Los procesadores Atom estuvieron disponibles para los fabricantes de sistemas en 2008. Debido a que están soldados a una placa base , como los puentes norte y sur , los procesadores Atom no están disponibles para usuarios domésticos o ensambladores de sistemas como procesadores separados, aunque pueden obtenerse preinstalados en algunas placas base ITX . El Atom de Diamondville y Pineview [17] se utiliza en la serie Mini de HP, Asus N10, Lenovo IdeaPad S10 , Acer Aspire One y el "dot" de Packard Bell (ZG5), sistemas recientes de ASUS Eee PC , Sony VAIO serie M, AMtek Elego, Dell Inspiron Mini Series , Gigabyte M912 , LG X Series, Samsung NC10 , Sylvania g Netbook Meso, serie Toshiba NB (100, 200, 205, 255, 300, 500, 505), netbooks MSI Wind PC , RedFox Wizbook 1020i, Sony Vaio serie X, Zenith Z-Book, una gama de computadoras de escritorio Aleutia, Magic W3, Archos y el ICP-DAS LP-8381-Atom. [18] La línea Pineview también se utiliza en múltiples dispositivos AAC para personas discapacitadas que no pueden hablar y el dispositivo AAC ayuda al usuario en la comunicación diaria con un software de voz dedicado.
Intel ha aplicado la marca Atom a líneas de productos dirigidas a varios segmentos de mercado diferentes, incluidos: MID / UMPC / Smartphone , Netbook / Nettop , Tablet , Embedded , Estaciones base inalámbricas (para infraestructura de red 5G ), Microservidor / Servidor y Electrónica de consumo .
Los SoC de electrónica de consumo (CE) de Intel se comercializan bajo la marca Atom. Antes de la aplicación de la marca Atom, existían varios SoC de CE de Intel, entre ellos: Olo River (CE 2110, que tenía una arquitectura ARM XScale ) y Canmore (CE 3100, que, al igual que Stealey y Tolapai, tenía una microarquitectura Pentium M de 90 nm ). Los SoC de marca Intel Atom CE incluyen: Sodaville , Groveland y Berryville .
Todos los procesadores Atom implementan el conjunto de instrucciones IA-32 ; la compatibilidad con el conjunto de instrucciones x86-64 no se agregó hasta los núcleos de escritorio Diamondville y móviles Pineview . Los modelos Atom de las series N2xx y Z5xx no pueden ejecutar código x86-64. [19] Los procesadores de servidor Centerton también admiten el conjunto de instrucciones x86-64. [7]
Intel afirma que Atom admite el funcionamiento de 64 bits solo "con un procesador, chipset y BIOS " que admitan Intel 64. Los sistemas Atom que no admitan todos estos no pueden habilitar Intel 64. [20] Como resultado, la capacidad de un sistema basado en Atom para ejecutar versiones de 64 bits de sistemas operativos puede variar de una placa base a otra. El minorista en línea mini-itx.com ha probado placas base basadas en Atom fabricadas por Intel y Jetway, y si bien pudieron instalar versiones de 64 bits de Linux en placas base de marca Intel con procesadores D2700 (Cedarview; admite un máximo de 4 GB de memoria DDR3-800/1066 [21] ), la compatibilidad con Intel 64 no se habilitó en una placa base de marca Jetway con un procesador D2550 (Cedarview). [22]
Incluso entre los sistemas basados en Atom que tienen habilitado Intel 64, no todos pueden ejecutar versiones de 64 bits de Microsoft Windows . Para aquellos procesadores Pineview que admiten el funcionamiento de 64 bits, el Centro de descargas de Intel actualmente proporciona controladores de Windows Vista y Windows 7 de 64 bits para gráficos Intel GMA 3150, que se encuentran en los procesadores Pineview . [23] Sin embargo, no hay controladores de Windows de 64 bits disponibles para los procesadores Intel Atom Cedarview , lanzados en el tercer trimestre de 2011. [24] Sin embargo, los procesadores Bay Trail-M de Intel, construidos sobre la microarquitectura Silvermont y lanzados en la segunda mitad de 2013, recuperan el soporte de 64 bits, aunque el soporte de controladores para Linux y Windows 7 es limitado en el lanzamiento. [25]
Se ha especulado que la falta de compatibilidad de Windows de 64 bits para los procesadores Cedarview se debe a un problema con los controladores. Un miembro del equipo de entusiastas de Intel ha declarado en una serie de publicaciones en el sitio de entusiastas Tom's Hardware que, si bien el Atom D2700 (Cedarview) se diseñó con compatibilidad con Intel de 64 bits, debido a una "limitación de la placa", Intel había retirado sus controladores de 64 bits disponibles anteriormente para Windows 7 y no proporcionaría más compatibilidad con 64 bits. [26] Algunos fabricantes de sistemas han declarado de manera similar que sus placas base con procesadores Atom Cedarview carecen de compatibilidad con 64 bits debido a una "falta de compatibilidad con el controlador VGA de 64 bits de Intel® ". [27] Debido a que todos los procesadores Cedarview utilizan los mismos gráficos Intel GMA 3600 o 3650 que el D2700, esto indica que los sistemas Atom Cedarview seguirán sin poder ejecutar versiones de 64 bits de Windows, incluso aquellos que tienen Intel 64 habilitado y pueden ejecutar versiones de 64 bits de Linux.
Los primeros procesadores Atom se basaron en la microarquitectura Bonnell . [3] [4]
Estos procesadores Atom pueden ejecutar hasta dos instrucciones por ciclo. Al igual que muchos otros procesadores x86, traducen las instrucciones x86 ( instrucciones CISC ) en operaciones internas más simples (a veces denominadas microoperaciones , es decir, instrucciones de estilo RISC ) antes de la ejecución. La mayoría de las instrucciones producen una microoperación cuando se traducen, y alrededor del 4 % de las instrucciones utilizadas en programas típicos producen múltiples microoperaciones. La cantidad de instrucciones que producen más de una microoperación es significativamente menor que en las microarquitecturas P6 y NetBurst . En la microarquitectura Bonnell, las microoperaciones internas pueden contener tanto una carga de memoria como un almacenamiento de memoria en conexión con una operación ALU , por lo que son más similares al nivel x86 y más potentes que las microoperaciones utilizadas en diseños anteriores. [28] Esto permite un rendimiento relativamente bueno con solo dos ALU enteras y sin ninguna reordenación de instrucciones , ejecución especulativa o cambio de nombre de registro . Por lo tanto, la microarquitectura Bonnell representa un resurgimiento parcial de los principios utilizados en diseños anteriores de Intel, como el P5 y el i486 , con el único propósito de mejorar la relación rendimiento/vatio . Sin embargo, Hyper-Threading se implementa de una manera fácil (es decir, de bajo consumo) para emplear todo el flujo de trabajo de manera eficiente evitando las típicas dependencias de un solo subproceso. [28]
Los procesadores de la marca Atom han presentado históricamente las siguientes microarquitecturas:
El rendimiento de un procesador Atom de un solo núcleo es aproximadamente la mitad del de un Pentium M de la misma frecuencia de reloj . Por ejemplo, el Atom N270 (1,60 GHz) que se encuentra en muchos netbooks como el Eee PC puede ofrecer alrededor de 3300 MIPS y 2,1 GFLOPS en pruebas de referencia estándar, [29] en comparación con los 7400 MIPS y 3,9 GFLOPS del Pentium M 740 de frecuencia de reloj similar (1,72 GHz). [30]
La plataforma Pineview ha demostrado ser apenas un poco más rápida que la plataforma Diamondville anterior. Esto se debe a que la plataforma Pineview utiliza el mismo núcleo de ejecución Bonnell que Diamondville y está conectada al controlador de memoria a través del FSB, por lo que la latencia de la memoria y el rendimiento en aplicaciones con uso intensivo de la CPU se mejoran mínimamente. [31]
En marzo de 2009, Intel anunció que colaboraría con TSMC para la producción de los procesadores Atom. [32] El acuerdo quedó en suspenso debido a la falta de demanda en 2010.
El 13 de septiembre de 2011, Intel y Google anunciaron conjuntamente una alianza para ofrecer compatibilidad con el sistema operativo Android de Google para procesadores Intel (empezando por el Atom). Esto permitiría a Intel suministrar chips para el creciente mercado de teléfonos inteligentes y tabletas . [33]
Basándose en esta colaboración, en 2012 Intel anunció una nueva plataforma de sistema en chip (SoC) diseñada para teléfonos inteligentes y tabletas que utilizaría la línea de CPU Atom. [34] Fue una continuación de la asociación anunciada por Intel y Google el 13 de septiembre de 2011 para proporcionar soporte para el sistema operativo Android en procesadores Intel x86. [35] Esta gama competía con los SoC existentes desarrollados para el mercado de teléfonos inteligentes y tabletas de empresas como Texas Instruments , Nvidia , Qualcomm y Samsung . [36] El 29 de abril de 2016, Intel anunció la decisión de cancelar el SoC Broxton para teléfonos inteligentes y tabletas. Broxton iba a utilizar la microarquitectura Atom más nueva (Goldmont en un nodo de 14 nm) en combinación con un módem Intel. [37]
Los procesadores integrados basados en la arquitectura del conjunto de instrucciones ARM versión 7 (como la serie Tegra 3 de Nvidia , la serie 4 de TI y el i.MX51 de Freescale basado en el núcleo Cortex-A8 , o el Qualcomm Snapdragon y Marvell Armada 500/600 basados en implementaciones ARMv7 personalizadas) ofrecen un rendimiento similar a los chipsets Atom de gama baja [ dudoso – discutir ] pero con aproximadamente una cuarta parte del consumo de energía y (como la mayoría de los sistemas ARM) como un solo sistema integrado en un chip, en lugar de una solución de dos chips como la línea Atom actual. Aunque el Atom de segunda generación con nombre en código "Pineview" debería aumentar en gran medida su competitividad en rendimiento/vatio, ARM planea contrarrestar la amenaza con el núcleo Cortex-A9 con capacidad multinúcleo como el que se usa en el Tegra 2/3 de Nvidia, la serie OMAP 4 de TI y la serie Snapdragon de próxima generación de Qualcomm , entre otros.
Las series Nano y Nano Dual-Core de VIA están ligeramente por encima de la envolvente térmica media del Atom, pero ofrecen soporte AES de hardware, generadores de números aleatorios y ejecución fuera de orden. Las comparaciones de rendimiento del Intel Atom frente al Via Nano indican que un Intel Atom de un solo núcleo es superado fácilmente por el Via Nano, que a su vez es superado por un Intel Atom 330 de doble núcleo en pruebas en las que se utiliza multihilo. El Core 2 Duo SU7300 supera al Nano de doble núcleo. [38] [39] [40] [41]
El Xcore86 (también conocido como PMX 1000) es un sistema en chip (SoC) basado en x586 que ofrece una envolvente térmica por debajo del promedio en comparación con el Atom.
En 2014, Kenton Williston de EE Times dijo que si bien Atom no desplazará a ARM de sus mercados actuales, la capacidad de aplicar la arquitectura de PC en formatos más pequeños, más baratos y de menor consumo energético abrirá nuevos mercados para Intel. [42]
En 2014, ARM afirmó que los procesadores Atom de Intel ofrecen menos compatibilidad y menor rendimiento que sus chips cuando se ejecuta Android, y un mayor consumo de energía y menor duración de la batería para las mismas tareas tanto en Android como en Windows. [43]
En febrero de 2017, Cisco informó de un problema con la señal del reloj [44] que podría inhabilitar varios de sus productos. Cisco declaró: "Esperamos que las fallas de los productos aumenten con el paso de los años, comenzando después de que la unidad haya estado en funcionamiento durante aproximadamente 18 meses". Poco después, The Register [45] publicó la noticia de que este problema estaba relacionado con el SoC Intel Atom, y comenzaron a aparecer en línea informes de otros proveedores [46] afectados.
Caché L1 de 32 KB/núcleo, caché L2 de 4,5 MB por clúster de 4 núcleos y caché LLC compartida de hasta 15 MB.
