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微軟在&&做了相當大膽的嘗試，第一次支援 ARM 架構 CPU，雖然過去也曾有支援非x86架構的 IA-64，但這次是在消費性市場端支援，戰略意義格外不同，微軟此舉也挑動 Intel 和 ARM 陣營的敏感神經。Intel 雖推出過幾款手機與平板裝置產品，但在整體市場規模來說還只是滄海一粟。
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進軍行動市場，Atom 往 SoC 邁進
微軟欽點 Tegra 3
隨著Windows 8上市，微軟第一次推出自行設計的平板硬體，親自挑選為應用處理器，導致目前市面上第一批Windows RT平板皆採用Tegra 3為其處理中樞，之後才會陸續有採用德州儀器和高通的Windows RT平板出現。
微軟挑中Tegra 3應該沒有特別的品牌喜好以及策略聯盟，只是在當時Tegra 3是唯一的四核處理器且供貨穩定，做成平板電腦又沒有使用3G基頻處理器的額外成本壓力。
Intel 推 Atom 殺敵
x86始終無法打入手持式3C產品，最大包袱仍是功耗問題。但在前些年推出處理器之後，讓世人感覺到，其實x86處理器也能夠做到低耗電。加上近幾代不斷更新的電源管理機制，以及Intel強大的先進製程能力撐腰，讓Atom終於打入手機市場。同時也在2年前購入英飛凌的行動通訊部門，欲將自身的和技術，整合英飛凌的3G、。現今面對ARM陣營的挑戰，以及前途黑成一片的小筆電市場，Atom也將矛頭轉向ARM，阻止敵人繼續攻城掠地。
Intel和NVIDIA的未來計畫
，效能約為原始設計的1.5～2倍；GPU也將改回Intel自行設計的Graphics Media Accelerator，效能將是前代產品的3倍。
NVIDIA則是持續延續自家的4 PLUS 1可變對稱式核心架構，架構從Cortex-A9升級為Cortex-A15；記憶體匯流排也將增加1倍，內建雙通道記憶體，每通道32bit；GPU部分則從Tegra 2的12核心，一躍成為72核心，帳面上直接變為6倍效能，短期內它家產品應該很難超越。
Atom 往 SoC 邁進
Intel想要以Atom進攻行動裝置市場，必然採用一些原始桌上型電腦不會使用到的設計觀念、以及零組件選擇，一步步朝向SoC高度整合的方向前進。
儲存裝置採eMMC
Atom原始目標為小筆電市場，內部基本上還是以筆電的方式設計，進入到更小的手持式裝置之後，傳統的硬碟，甚至是SSD的體積都嫌太大，mSATA也是一樣。因此Atom在Z2460和Z2760中，將內建儲存裝置改為eMMC裝置，是個將讀寫控制器和快閃記憶體封裝在一起的晶片，尺寸約SSD中單顆NAND的大小。只需透過eMMC匯流排下達需要讀取或寫入那些資料，eMMC內建的控制器便會接手快閃記憶體顆粒的讀寫控制，像是wear leveling之類的快閃記憶體最佳化技術，也是直接由讀寫控制器負責。
與SSD 500MB/s的存取速度比較起來，eMMC實際存取速度還不到50MB/s，但由於體積小的緣故，大量使用在手持式裝置上；當然，Tegra 3也不例外。
▲體積小的eMMC晶片，相當於電腦的硬碟地位，由於Windows系統的關係，容量至少是32GB起跳。（圖片為Nexus 7的示意圖）
低功耗記憶體
JEDEC為了低功耗裝置特別制定了Mobile DDR，較為人所知的名稱是LPDDR系列。第一代LPDDR由DDR改良而來，除了運作電壓由2.5V下降至1.8V，還加入了溫度補償更新機制，使得在低溫運作時的更新次數減少，更為省電。
Z2760支援LPDDR2 800MT/s，並支援雙通道記憶體技術（每通道32bit），同時還提供PoP堆疊式封裝的能力，相同面積下可塞入CPU和RAM。Tegra 3額外支援了DDR3記憶體，效能較高較耗電，但卻只有單32bit記憶體通道，目前也不支援PoP形式封裝，使得CPU和RAM佔去較大的PCB面積，但不論是Atom Z2760或是Tegra 3的實體記憶體定址最大皆到達2GB。
註：此次參與測試的Asus VivoTab RT採用DDR3記憶體。
▲在正面晶片封裝四周的金屬引腳，用以連接PoP封裝的記憶體，可減少電路板所需面積。
為何記憶體需要更新？
一般記憶體分為揮發式和非揮發式，前者斷電後記憶資料即會流失，而一般我們所使用的DDR記憶體屬於前者，快閃記憶體屬於後者。
由於不供電就會導致資料遺失，因此必須每隔一段時間就對每個記憶單元重新充電，這個動作就叫做更新（refresh），更新的時間間隔必須小於記憶單元資料流失的速度。
內建周邊IO埠
CPU處理速度這麼快的東西，內建低速的GPIO（grneral purpose input/output）有點詭異，但由於SoC常常是沒有螢幕的產品，改採LED燈號以及按鈕和使用者互動，因此需要這層輸出入控制。特別是當行動裝置需要有電源鍵或是訊息燈號此類簡易的IO時，可以由程式指定功能的GPIO就相當重要，不需再由其它晶片轉換提供。
傳感器經常使用的介面，如MIPI-CSI、MIPI-DSI、I2C、SPI也一並整合進入Atom Z2760，USB 2.0、SDIO、HDMI也在其中，讓Z2760成為十足的SoC產品。
▲Atom Z2760的晶片方塊圖，在兩側聚集了許多周邊IO的連接埠。
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（後面還有：顯示架構大不同／同款不同師傅的作業系統）
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ARM与x86处理器功耗深度对比：Atom功耗待优化
第四部分：英特尔可以在平板电脑领域获得长期成功的原因
确定Exynos 5 Dual的散热设计功耗
纵观前面的Cortex A15测试，不管是CPU还是GPU，都不停地撞到4W这个功耗天花板上&& 但我们很少看见CPU和GPU同时达到这么大的功耗。英特尔的工程师给我出了一个鬼点子，让我迫使Cortex A15的CPU和GPU都以最高性能运行，看看会发生什么状况。所以我做了下面这个测试。下图分为五个不同的区域，由彩色横条表示；绿色曲线表示GPU的功耗，蓝色曲线表示CPU的功耗，红色曲线表示整台设备的功耗（其中也包括显示器，这个值是在电池上测得的）。
在第一个部分（黄色横条），我们开始玩《现代战争3：堕落国度》，这是一个图形密集型第一人称射击游戏。 GPU的功耗略低于4W，而CPU功耗仍然低于1W。约玩了一分钟之后，我们停掉这个游戏，这时你可以看到CPU和GPU的功耗都大幅下挫了。在接下来的部分（橙色横条），我们启动了CoreMark（一个小型的CPU基准测试）的多线程负载，让它反复循环。 结果CPU的功耗冲上了4W峰值，而GPU的功耗则非常低。
接下来，在继续运行CoreMark的同时，我们开始玩《现代战争3》（粉红色横条）。GPU曲线立刻上扬，达到4W左右，请注意这时CPU的功耗：曲线下滑到了低得多的后台任务频率（800MHz到1.7GHz）。当整个SoC 的总功耗窜到4W以上时，控制器就快速做出反应，通过降低CPU的电压和频率，把功耗维持在4W左右。 为了确认CoreMark仍在运行，我们又切换回到这个测试上（蓝色横条），这时CPU曲线上去了，GPU曲线又下来了。最后，我们切换回到《现代战争3》，CPU + GPU的功耗在非常短的时间内冲到8W左右，然后CPU曲线就又下来了。
当然，很少有人会在现实生活中这样使用设备，但用它来了解Exynos 5250的做法是很有必要的。 Exynos 5250的功耗可以达到8W，从传统定义上说，它的TDP就应该是8W，但Exynos 5250似乎努力把典型负载功耗保持在4W左右。
为什么我要强调8W和4W这两个数字呢？
英特尔已经展示了推出8W TDP型号Haswell 的兴趣和能力。实际上，要让芯片适用于Nexus10 这样的设备，英特尔要把 TDP做到4W。看到Exynos 5250的做法，把TDP从8W降到4W 的可行性似乎大大提高了。当CPU和GPU模块都在满载状态时，三星通过限制CPU来保持4W的功耗水平，那么8W的Haswell遇到这种情况又会怎么做呢？对此我深感好奇。
做了这么多的测试，结论已经一目了然，但这里我还要多谈一些内容。我们已经知道，Atom的速度比Krait快，但是从功耗的角度来看，这两个SoC 相差不大。英特尔的设备级（至少在宏碁W510上）功耗更具优势，但这种优势可能是来自于W510自身，比如它的显示屏更节能等等，并不一定就说明英特尔Atom 优于高通Krait。
如果只看CPU核心，高通就领先于英特尔了。这一点还不能最终确定，因为我们没有计入高通的二级缓存功耗，但英特尔的二级缓存功耗是计算在内的。我个人觉得，就算计入了二级缓存功耗，高通还是可以领先于英特尔。
在GPU方面，虽然Adreno 225拥有性能上的优势，但它的功耗却比PowerVR SGX 545高。对于 modern UI性能来说，PowerVR SGX 545已经足够用了，但Adreno 225确实有更快的3D 性能。英特尔在GPU功耗方面的优势来源于采用了低性能的GPU，但是在2D modern UI测试中，Adreno 225的性能优势无法体现，因此输给英特尔也不算太冤枉。
高通的闲置功耗更低，这表明英特尔的32nm SoC工艺尚需改进。台积电的28nm LP和三星的32nm LP工艺都能帮助芯片实现低得出奇的闲置功耗水平。话虽这么说，但Atom 架构已经有5年历史，它的制造工艺也有3年历史了，还能达到这样的功耗水平，也确实令我感到吃惊。9 到12个月后，我们会见到英特尔用22nm低功耗SoC工艺制造的Atom核心。它的性能和功耗将有何种改善，我们将拭目以待。
（智能手机设备级功耗曲线）
本文要强调的是，英特尔的低功耗SoC设计正在朝着正确的方向前进。从上图中看， Atom的功耗曲线跟高通的很相似，我觉得也跟苹果的也很相似。性能和功耗之间需要把握平衡，但三家公司的做出的权衡取舍大同小异，所以说这个方向是正确的。
Cortex A15的数据是最有趣的。我不知道A15 架构的智能手机SoC和Cortex A15在功耗上存在怎样的不同，但至少从这里的数据看，Cortex A15在功耗方面真的是相当高。在执行某些任务时，这可能不是一个问题，但你还是需要机箱有非常好的散热能力，达到当前高通和英特尔智能手机SoC TDP的1 到 4倍。对于平板电脑来说，Cortex A15的效果非常好，但我很好奇，这样的芯片装在智能手机上会怎样。在进行一些调整后，它也许可以提供合理的电池续航，但直接把Nexus10上的Exynos 5 Dual放到一个手机中可能行不通。我觉得，这就是为什么ARM提出big.LITTLE概念，以及苹果为什么设计Swift的一个明显原因。
我一直听到有人说Haswell是ARM问题的解决方案，特别是对于Cortex A15的问题。前面的测试数据让我明白了这究竟是什么意思。当一个CPU或GPU承担重负载时，Exynos 5 Dual 可以保持功耗在4W左右，但它的TDP峰值却接近8W。英特尔曾说过，8W是Haswell的一个潜在设计目标。实际上，我觉得Haswell的功耗甚至低于8W。虽然现在说Haswell可以把功耗保持在4W早了一点，但我觉得，英特尔显然认为在不久的未来4W是可以实现的。也许在22nm工艺下还不行，但到14nm时就肯定可以。我们已经知道， 22nm工艺的Core可以把功耗降到8W以下，如果它真的能保持在大约4W，就可以为传统的高端架构开辟一个全新的类型。
我的看法就是这样。英特尔的Core架构可能会主攻4W以上的空间，Atom则会服务4W以下的领域。试想一下，在14nm工艺到来时，最迟在10nm实现时（2017年），我们的智能手机就可以搭载Core核心的SoC了，这个想法很大胆，但不算太荒唐。我们经常说，智能手机是未来的主流计算设备，而这就是我们通向那个未来的路径。当英特尔开始推出10nm的超便携 SoC时，你的智能手机就能具备Sandy Bridge或Ivy Bridge架构那样的性能。
我认为，英特尔在平板电脑领域获得长期成功的可能性非常之大 &&至少是在架构方面是如此。英特尔仍然需要一款像Nexus、iPad这样重要的设备来开路，但到2014年，它应该已经做好了技术方面的准备。如何在商业方面进行保驾护航，那得由英特尔的CEO来决定。
至于智能手机，这个问题就复杂多了。英特尔需要制定良好的高端基带战略，就算是收购了英飞凌，这件事它也没能办到。而在这个领域，高通是无可争议的王者，英特尔还有很长的路要走。至于智能手机SoC的其他方面，英特尔已经步入正轨。其现有的架构，在性能和功耗方面都能跟高通的最佳产品一争高下。英特尔和高通都计划在不久的将来更新架构，所以我们可以看看这场大战究竟将如何发展。如果说ARM是新的AMD， 那么Krait就是新的Athlon 64，不同的是，这一次英特尔不会推出奔腾4了。
来源：anandtech
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稿源： 腾讯数码
编辑： 谈义
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