Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 136

После такого системного провала в Intel решили подойти к решению проблемы иначе. В июле 2010 года, через три месяца после выпуска первого iPad, Пол Отеллини пригласил на работу Майка Белла — выходца из Apple, любителя коммуникаторов и гавайских рубашек. Белл проработал 17 лет в «яблочной» компании, где занимался программным обеспечением для компьютеров и iPhone, а затем участвовал в разработке смартфонов Pre и Pixi в фирме Palm, выкупленной в 2010 году HP.

По опыту работы в Apple Белл прекрасно понимал, что интеграция «железа» и программного обеспечения — это целое искусство. В особенности если речь идёт о мобильных устройствах: они должны обеспечивать всю ту функциональность, какую ожидает потребитель, обходясь разумно достаточными аппаратными средствами. При этом целью разработчика должны быть не только высокие продажи, но и максимальное удовлетворение пользователя. И, разумеется, как следствие — расширение числа операторов, готовых продавать столь желанный аппарат.

Просто ещё один процессор Intel вряд ли смог бы убедить производителей телефонов или операторов связи: для них это был бы всё тот же прожорливый Atom. Другое дело, если бы можно было показать потенциальным заказчикам не чип, а действующий образец смартфона, на котором любой желающий мог бы запустить любые тесты. Поэтому Белл поставил перед собой задачу разработать не просто процессор, способный на равных конкурировать с ARM, но целый аппарат, работающий на таком чипе. Оттелини, в свою очередь, предоставил ему право нанимать любых специалистов и практически неограниченные ресурсы.

Подразделение Белла действовало как типичный стартап, нашедшийщедрого инвестора. Было снято отдельное здание, нанята команда специалистов из числа знакомых Беллу по работе в Apple и Palm, а также из фирмы Qualcomm, которая занимается лицензированием и разработкой ARM-процессоров. Наконец, в августе 2010 года Intel приобрела подразделение беспроводных коммуникаций немецкой фирмы Infineon Technologies, которое специализируется на чипах связи, сконструированных на основе ARM. Предстояла серьёзная работа: нужно было спроектировать аппаратную основу, написать программное обеспечение, добиться их максимальной совместимости, провести тестирование и пройти сертификацию.

Работая практически круглосуточно и без выходных, подразделение Белла добилось выдающихся результатов. Уже через год была готова эталонная конструкция смартфона на основе одноядерного чипа Atom Medfield, которую с незначительными изменениями можно было продавать потребителям. В январе 2012 года Отеллини продемонстрировал её на CES и объявил, что первым партнёром Intel по выпуску этого аппарата будет Lenovo: смартфон будет продаваться в Китае под названием K800. Аппарат без проблем справлялся с подавляющим большинством приложений для операционной системой Android и был оснащён фотокамерой, способной делать до 15 снимков в секунду.

Новая «телефонная» платформа Atom, получившая кодовое название Medfield, представляет собой однокристальную «систему-на-чипе», выполненную по 32-нм технологии. Напомним, что предыдущее поколение ультрамобильных Atom Moorestown состояло из двух микросхем: собственно процессора Lincroft и системного концентратора Langfell. Площадь чипа — 386 мм 2.

В состав Medfield входят вычислительное ядро Saltwell с тактовой частотой до 2,0 ГГц и технологией параллельных вычислений Hyper-Threading, видеокодек с поддержкой кодирования и декодирования видео до 1080p/30, графическое ядро 2D/3D PowerVR SGX540, программируемый сигнальный процессор обработки видео, двухканальный контроллер оперативной памяти LPDDR2, гигабайт встроенной памяти LPDDR2, а также различные контроллеры ввода/вывода. В наличии встроенный 3G-модем HDPS+ IFX 6260 и выход HDMI, поддерживается работа с основной камерой с разрешением до 24 мегапикселей (15 кадров в секунду, 1080p) и дополнительной камерой до 2 мегапикселей.

Вычислительное ядро Saltwell, положенное в основу Medfield, разработано на базе стандартной микроархитектуры Atom с шестнадцатиступенчатым конвейером и последовательным исполнением инструкций — до двух за такт. Главные изменения, сделанные конструкторами, касаются повышения энергоэффективностию Устранены также некоторые узкие места для увеличения производительности (например, удвоена пропускная способность шины памяти).

В Medfield реализована фирменная технология Intel Burst Perfomance, динамически изменяющая тактовую частоту чипа в зависимости от нагрузки в заданных рамках энергопотребления. В режиме простоя C6 используется технология Intel Smart Idle: ядро и кэш-память второго уровня полностью обесточиваются, а данные о состоянии ядра и сведения из кэша выгружаются в статическую память с автономным питанием. В результате потребление энергии в этом режиме приближается к нулю.

Intel Burst Perfomance предусматривает ещё три режима работы: с низкой тактовой частотой (low frequency mode, LFM), с высокой (high frequency mode, HFM) частотой и с максимальной частотой. Чип способен автоматически изменять рабочую частоту в диапазоне от 100 до 2000 МГц с шагом в 100 МГц, при этом пиковая частота, как и в процессорах с технологией Turbo Boost, может поддерживаться лишь некоторое время. Базовая частота при работе под нагрузкой — 1300 МГц. Очевидно, именно она обеспечивает оптимальный баланс между производительностью и энергопотреблением.

Графическое ядро PowerVR SGX 540 работает на частоте 400 МГц, поддерживаются программные интерфейсы OpenGL ES 2.0 и OpenVG 1.1, технология беспроводной передачи видео Intel Wireless Display (Wi-Di), а также вывод изображения на два встроенных и один внешний дисплей через шину HDMI 1.3a с HDCP 1.2. Разрешение встроенных экранов — до 1280х1024 точек, внешнего — до 1920х1080 пикселей.

Для кодирования и декодирования видео используются блоки Imagination Technologies VDE285 и VDX385, обеспечивающие работу с потоками до 1080p, причём возможно одновременное декодирование двух потоков с максимальным разрешением.

Первым серийным Atom Medfield стала модель среднего класса c индексом Z2460 — именно на её основе построены все продающиеся в настоящее время «интелофоны». Это одноядерный процессор с технологией Hyper-Threading и базовой частотой 1,3 ГГц (до 1,6-2,0 ГГц в турборежиме). В будущем году планируется выпустить ещё две модели: бюджетную Z2000 и высокопроизводительную Z2580. Z2000 будет отличаться от Z2460 базовой частотой 1,0 ГГц, отсутствием турборежима и Hyper-Threading, а также пониженной до 320 ГГц частотой графического ядра. Топ-версия Z2580 получит два ядра с поддержкой Hyper-Threading, базовой частотой 1,3 и турбочастотой 1,8 ГГц, а также двуядерный графический ускоритель PowerVR SGX 544MP2 с рабочей частотой 533 ГГц. По прогнозам, этот процессор будет примерно вдвое производительнее нынешнего Z2460.