Architettura SoC Atom Z3000

Architettura SoC Atom Z3000

Diamo uno sguardo ai sei modelli annunciati, insieme alle loro specifiche:

Atom	Z3770	Z3770D	Z3740	Z3740D	Z3680	Z3680D
Processo pr.	22 nm	22 nm	22 nm	22 nm	22 nm	22 nm
Core	4	4	4	4	2	2
Cache L2	2 MB	2 MB	2 MB	2 MB	1 MB	1 MB
Frequenza	Fino a 2.4 GHz	Fino a 2.4 GHz	Fino a 1.8 GHz	Fino a 1.8 GHz	Fino a 2 GHz	Fino a 2 GHz
Memoria	2 canali LPDDR3  1066 MT/s	1 canale DDR3L 1333 MT/s	2 canali LPDDR3 1066 MT/s	1 canale DDR3L 1333MT/s	1 canale LPDDR3 1066 MT/s	1 canale DDR3L 1333 MT/s
Bandwidth di picco	17.1 GB/s	10.6 GB/s	17.1 GB/s	10.6 GB/s	8.5 GB/s	10.6 GB/s
Capacità memoria	Fino a 4 GB	2 GB	Fino a 4 GB	2 GB	1 GB	2 GB
Risoluzione max.	2560x1600	1920x1200	2560x1600	1920x1200	1280x800	1920x1200

Come già sappiamo dall'articolo su Silvermont, Intel usa un processo a 22 nm ottimizzato per i SoC. Quattro modelli hanno quattro core, ovvero due moduli dato che si tratta di un design che accoppia due dual-core con 1 MB di cache L2 condivisa. Due progetti sono basati su un singolo modulo, ovvero hanno due core e 1 MB di cache L2.

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Anziché parlare semplicemente di frequenza base e dichiarare un limite di frequenza, Intel ha deciso che era una buona idea stabilire la frequenza massima di ogni SoC. Inoltre, i quad-core Atom Z3000 sono divisi tra processori che raggiungono 1.8 GHz e quelli che arrivano a 2.4 GHz.

Ci sono inoltre un paio di differenti configurazioni di memoria. Una coppia di quad-core ha due canali - 4 GB totali - LPDDR3-1066, per un bandwidth fino a 17,1 GB/s. Questo serve per supportare al meglio i 2500x1600. L'altro quad-core e uno dei dual-core offrono un singolo canale DDR3L-1333. Si tratta di un supporto di 2 GB di memoria per un bandwidth di 10,6 GB/s, sufficiente per la risoluzione 1920x1200. L'Atom Z3680 supporta un solo canale LPDDR3-1066, per un massimo di 1 GB, e così il supporto si ferma alla risoluzione 1280x800.

Si tratta di informazioni nuove, che Intel non aveva comunicato disquisendo dell'architettura Silvermont. E l'aveva fatto per un buon motivo. Le specifiche sono "dipendenti dall'implementazione". Bay Trail offre fino a due canali a 64 bit di LPDDR3 (l'ultima generazione ne avevamo due a 32 bit di DDR2-800). Nella versione server, Avoton, basata sulle fondamenta di Silvermont, è supportata memoria DDR3 ECC più veloce.

Al contrario, sapevamo già che il SoC Bay Trail aveva una GPU HD Graphics con 4 EU (execution unit). Opera a 667 MHz, anche se la frequenza base è 311 MHz.

Intel afferma che l'architettura deriva dalle GPU di Ivy Bridge, anche se vale la pena notare che 4 EU sono inferiori persino alla GT1 di Sandy Bridge, che aveva sei EU. Secondo i rappresentanti di Intel però questa configurazione offre prestazioni tre volte maggiori della GPU PowerVR SGX545 integrata nell'Atom Z2760. L'HD Graphics aggiunge il supporto DirectX 11 e OpenGL ES 3.0, mentre la soluzione Imagination Technologies era limitata alle DirectX 10.1 e alle OpenGL ES 2.0.

Il calcolo eterogeneo tramite API come OpenCL non è supportato dai tablet Bay Trail – Intel afferma che il suo obiettivo era quello di far sì che la piattaforma usasse i core x86. Il system agent, però, è stato progettato per supportare un'architettura più eterogenea. Infatti, il Celeron che testiamo oggi include il runtime OpenCL nei driver, e siamo in grado di far funzionare OpenCL anche sull'HD Graphics.

Similmente all'architettura Core, l'Atom Z3000 condivide un "budget di consumo" con i sottosistemi on-die. Fino a quando il SoC opera all'interno dei limiti di consumo, corrente e temperatura, i core x86 e gli altri blocchi IP possono lavorare a frequenze più elevate se sono necessarie prestazioni maggiori. Anche se non raggiugerete i picchi di frequenza, certamente non vedrete entrare il chip in throttle come abbiamo visto con SoC concorrenti. C'è certamente qualcosa da dire sulla gestione energetica, resa possibile in larga parte dal system agent centrale.

Il controller di memoria, i core e la GPU sono tutti legati da questo componente critico che mantiene coerenza tra le cache condivise. Il processo dell'immagine, la decodifica video a funzione fissa e il controllo del display sono tutti collegati al system agent. Oltre ad aumentare semplicemente il potenziale grafico, Bay Trail offre benefici anche sotto il profilo prestazionale e dei consumi grazie al Quick Sync e alla pipeline multimediale programmabile. H.264, VC-1, MPEG-2 e MVC sono tutti decodificati in hardware, mentre la codifica H.264 e MPEG-2 può essere accelerata. 

Bay Trail supporta uscite HDMI 1.4, DisplayPort 1.2, eDP 1.3 e MIPI-DSI tramite un paio di pipeline video. Premessa l'adeguata quantità di bandwidth, Intel afferma che i connettori DisplayPort supporteranno la risoluzione 2560x1440 pixel a 60 Hz, mentre con l'HDMI si arriva al massimo a 1920x1080. Entrambe le interfacce digitali gestiscono anche l'audio.

La piattaforma offre anche un processore del segnale d'immagine migliorato, certificato fino a 275 MP/s con supporto per l'autoesposizione, l'autofocus e il bilanciamento del bianco automatico, insieme alla cattura di video 1080p60, alla stabilizzazione, alla modalità raffica e alla riduzione del rumore a basse luci. Per quanto riguarda i sensori, sono supportate soluzioni fino a 13 MPX posteriori, mentre frontalmente si arriva a 2 MPX.

In un'architettura desktop moderna tutto questo è dentro il die della CPU. Il processore comunica tramite DMI a un PCH (Platform Controller Hub) con I/O per l'archiviazione, USB, audio e rete – tutte tipicamente associate a un Southbridge. Bay Trail prende quelle funzionalità e le sposta nel die attraverso uno switch collegato al system agent. Questo gestisce il bandwidth e la priorità d'accesso per alcuni sottosistemi integrati. Ad esempio, come vedete nel diagramma a blocchi sopra, l'hub storage di Bay Trail supporta SDIO 3.0, SD 3.0 ed eMMC 4.51.