Сердце ПК: Кремниевый двигатель. "Эволюция INTEL" Часть Третья
Несмотря на малое потребление процессоров, в паре с ними использовались обычные чипсеты со встроенной графикой, что сводило на нет это преимущество — при процессоре с потреблением 2-3 Вт чипсет мог потреблять в 5-6 раз больше. В связи с этим было разработано второе поколение процессоров под названием Pineview, выпущенное в начале 2010 года. Его особенностью стали перенесенные внутрь чипа компоненты северного моста — встроенная графика и контроллер памяти. TDP новых чипов достиг 6.5 Вт, но он был куда ниже прошлой связки процессора и чипсета, потребляющей до 15-20 Вт.
Модели нового семейства N4x0 получили поддержку памяти DDR2-667. Двухъядерные модели серий D400 и D500 поддерживали память DDR2-800 и потребляли до 10 Вт. Они же стали первыми моделями в линейке с поддержкой 64-битных вычислений. Позже выпускаются усовершенствованные модели серии N4x5 и N500, обладающие одним и двумя ядрами соответственно. Их главным отличием от предшественников является поддержка памяти DDR3-667.
В 2011 году архитектура переносится на 32 нм техпроцесс и получает название Saltwell. Процессоры под кодовым названием Cedarview обзаводятся новым графическим ядром на базе PowerVR. Обновленный ассортимент содержит только двухъядерные модели. TDP снизился до 6.5 Вт. Улучшенный контроллер памяти получает поддержку более быстрого режима DDR3-1066.
Спустя два года Intel решает переработать Bonnell с целью повышения производительности и более высокого уровня интеграции чипов. Результатом становится архитектура Silvermont, главным улучшением которой стало возвращение поддержки внеочередного исполнения команд, позволившей добиться полуторакратного прироста производительности. Это потребовало усложнения вычислительного ядра, поэтому от технологии Hyper-Threading решено было отказаться.
Взамен процессоры обзавелись новыми инструкциями SSE 4.2, более производительной встроенной графикой поколения Ivy Bridge, а также двухканальным контроллером памяти DDR3L. Появилась и поддержка автоматического повышения частоты, по работе аналогичная технологии TurboBoost. Новые процессоры стали первыми системами на чипе компании — они не требовали внешних чипсетов для работы, все необходимое уже входило в состав кристалла ЦП. В соответствии с планами Intel, это расширяло сферу их применения: от мобильных телефонов до серверов, где не требуется высокая производительность на ядро.
Название Atom в этом поколении осталось только у смартфонных, планшетных, серверных и встраиваемых моделей. Процессоры для ноутбуков и десктопных компьютеров получили более привычные имена Celeron и Pentium, отличаясь между собой количеством ядер: два и четыре, соответственно. Процессоры вошли в семейство Bay Trail, поддерживают память частотой 1333 МГц и обладают пиковыми частотами до 2.66 ГГц. TDP составляет от 4 до 10 Вт.
В 2015 году второе поколение архитектуры Silvermont переносится на техпроцесс 14 нм и получает название Airmont. Ноутбучные и десктопные процессоры этого поколения входят в семейство Braswell. Основным улучшением является более производительная встроенная графика поколения Broadwell, а также снижение максимального энергопотребления до 6.5 Вт. Потолок тактовых частот процессоров остался неизменным, но стала поддерживаться более быстрая память DDR3L-1600.
2016 год принес новое, третье поколение экономичной архитектуры — Goldmont, позаимствовавшей некоторые элементы дизайна Skylake. Процессоры получили возможность исполнения трех инструкций за такт. Был улучшен предсказатель переходов, а также увеличены буферы работы с инструкциями. Благодаря произведенным улучшениям производительность на такт возросла до полутора раз. Помимо этого, новые процессоры получили обновленную встроенную графику поколения Skylake и поддержку двух поколений оперативной памяти: DDR3L/LPDDR3-1866 и DDR4/LPDDR4-2400. Максимальный TDP составил 10 Вт.
Год спустя Intel представляет Goldmont Plus — улучшенную версию прошлой архитектуры. Ее главными новшествами стали усовершенствованный предсказатель переходов, восемь исполнительных портов против шести у предшественника, в очередной раз увеличенные буферы инструкций. Поддержку памяти DDR третьего поколения убрали, а максимальные частоты достигли 2.8 ГГц. В 2019 году линейка обновляется новыми моделями, достигающими в пике 3.2 ГГц.
В 2020 году Intel запускает следующее поколение архитектуры под названием Tremont, производимой по технологии 10 нм. Важным изменением является новый шестиполосный декодер инструкций, состоящий из двух половин. Количество исполнительных портов увеличено до десяти. Улучшения позволяют исполнять процессорам до четырех инструкций за такт. Кроме того, увеличены размеры кешей L1 и L2, а также добавлен кеш L3. Используется более производительная встроенная графика поколения Ice Lake. Поддерживается память DDR4 и LPDDR4X с частотой до 2933 МГц. Архитектура становится гораздо сложнее и все более приближенной к Core, чем прошлые Atom.
При организации ядер отныне используется модульная схема с кластерами по четыре ядра. В 2020 году, задолго до появления гибридных Alder Lake, Intel проводит эксперимент и сочетает один такой кластер с производительным ядром архитектуры Sunny Cove. Результатом становятся две модели мобильных процессоров i3 и i5, впервые содержащие пять ядер: одно производительное и четыре энергоэффективных. Прочие модели все также относятся к семействам Celeron и Pentium и не содержат производительных ядер.
Последним поколением «атомной» архитектуры является Gracemont, представленная в конце 2021 года. Увеличены размеры кешей, количество исполнительных портов возросло до 17, появилась поддержка инструкций AVX и AVX2. Новые ядра могут исполнять до пяти инструкций за такт, и по производительности близки к ядрам архитектуры Skylake.
В этой точке пути Core и Atom сходятся — как упоминалось ранее, процессоры двух последних поколений Alder Lake и Raptor Lake обладают ядрами, построенными на обеих архитектурах. Помимо роли малых ядер в упомянутых ЦП, на базе Gracemont выпускаются экономичные мобильные и встраиваемые процессоры Intel N-серии с количеством ядер от двух до восьми.