Intel Silvermont: ofenzíva do světa tabletů a mobilů

ISA (Instruction Set Architecture)

Původní Atom (Bonnell) podporoval instrukce x86 desktopových protějšků Meron/Conroe, ale na druhou stranu postrádal podporu SSE4 kvůli velikosti jádra a spotřebě. To vše platilo v době 45nm výrobního procesu. Nyní, když máme k dispozici 22nm proces, tak se situace poněkud změnila a Intel si může dovolit to, co doposud nemohl. Silvermont se, pokud se týká ISA, posune svou kompatibilitou na úroveň Westmere (tedy někde k roku 2010 na desktopu). Podpora tedy zahrnuje SSE4.1, SSE4.2, POPCNT a také AES-NI. Silvermont také podporuje potenciálně 64 bitů, ale prozatím se Intel rozhodl tuto podporu ponechat v záloze, což ovšem prozatím nijak nevadí. Mobilní zařízení ještě nejméně ve dvou generacích, respektive cyklech, nenarazí na limity, které by musela 64bitová podpora odstraňovat.

Frekvence

Všechna vylepšení, která Intel uvedl v život, podle všeho zaručují stejný výkon v oblasti jednovláknových operací, jako má poslední výkřik ARM architektury Cortex A15. Intel má ale v rukávu 22nm výrobní proces, který by měl zaručovat vyšší výkon až několik desítek procent, a to vše při stejné spotřebě. IPC (Instruction Per Cycle) v případě Silvermontu je silnou zbraní díky možnosti pracovat na vysokých frekvencích bez nutnosti zvyšovat spotřebu.

Intel sice oficiálně ještě nehovoří o pracovních frekvencích, ale můžeme snad očekávat frekvence mezi 2 až 2,4 GHz, což by stačilo, aby se Silvermont stal nejvýkonnější mobilní platformou. Uvážíme-li výkon předešlého Atomu a přidáme zlepšení 50% v IPC na jedno jádro a přidáme zhruba 30% zvýšení pracovní frekvence, tak zde máme zhruba 80% narůst IPC oproti současnému Atomu. V případě, že by se papírové hodnoty potvrdily, tak by v reálu byl zřejmě nový Atom, respektive Silvermont, nad ARM Cortex A15 o pěkně velký kousek.

Turbo Boost

Předchozí generace mobilního Atomu, respektive SoC postavené na tomto základu, měla podporu Turbo Boost. Implementace ale nebyla nejšťastnější, protože všechno bylo řízeno přes operační systém, který měl za úkol vyhodnocovat nevyužitelnou termální kapacitu SoC a podle toho dynamicky změnit frekvenci. Pokud vše není řízeno na hardwarové úrovni, je to mnohem lepší než takto softwarově řízené přes operační systém. Pokud byla zpracována single-thread aplikace, pak SoC nemohla vzít volnou termální kapacitu jádra, které bylo v klidu a zvýšit frekvenci jádra, které zpracovávalo kód (Medfield, Clover Trail).

Předchozí verze Atom se zastavila v managementu spotřeby a dynamické úpravy frekvence někde před érou Nehalemu. Podobně ovšem pracuje i většina ARM architektur, které rovněž staví na principu řízení frekvence skrze operační systém, kde je nastaven management a také maximální dosažitelná frekvence jádra v závislosti na situaci. Ani jedna ze současných architektur včetně AMD Jaguar nemá úroveň managementu frekvence v závislosti vytížení dotaženou na úroveň nejlepších desktopových řešení. Silvermont toto zásadně mění.
Silvermont se ale dotáhl na Nehalem, respektive všechny pozdější architektury, které na hardwarové úrovni řídí svou frekvenci závislosti na volné termální kapacitě, respektive TDP. Silvermont v tomto ohledu jde dále a dokáže svou frekvenci bez ohledu na operační systém nastavit tak, aby nepřesáhnul TDP a zároveň dosáhl co nejvyššího výkonu. Toto vylepšení značně pomůže v případě single-thread aplikací. Silvermont jde ještě dále a dokáže na krátký čas překročit TDP pokud je teplota jádra dostatečně nízká, aby si to hardware mohl dovolit. Zdokonalený Turbo mód dokáže pracovat napříč výpočetními bloky a dokáže například alokovat TDP vyhrazené pro GPU pro CPU a naopak pro případ nutnosti zvýšeného výkonu pro grafiku.

Silvermont ovšem není v managementu frekvence žádným zázrakem ve srovnání s Haswellem, ale ve světě mobilních platforem je velký krok dopředu.