Intel-Atom-Mikroarchitektur

Die Intel-Atom-Mikroarchitektur ist eine sehr einfache, von Intel entwickelte Mikroarchitektur für stromsparende Prozessoren, die hauptsächlich in mobilen Geräten eingesetzt werden.

Technisches

Bei der Atom-Mikroarchitektur handelt es sich um eine Mikroarchitektur mit In-Order-Ausführung und ähnelt damit der Mikroachitektur der Prozessoren IDT WinChip, VIA C3 und VIA C7 der Firma Centaur Technology; bei Intel selbst war der ursprüngliche Intel Pentium der letzte Prozessor dieser Art.

Moderne Out-of-Order-Architekturen wie die Intel-Core-Mikroarchitektur oder AMD64 erreichen ihre hohe Pro-Takt-Leistung (IPC) mit vielen zusätzlichen Funktionen wie Registerumbenennung oder Speculative execution. Für die Implementation dieser Funktionen sind allerdings viele zusätzliche Transistoren nötig, die neben der Vergrößerung der Die-Größe und damit der Produktionskosten auch für eine Erhöhung der Verlustleistung verantwortlich sind.

Eine In-Order-Architektur verzichtet auf derartige Funktionen und arbeitet alle Befehle strikt in Reihenfolge ab, die IPC ist deswegen um einiges geringer. Allerdings sind dadurch stromsparende Prozessoren mit einer sehr kleinen Die-Größe möglich, die somit auch kostengünstiger zu produzieren sind. Der Nachteil der geringeren Leistungsfähigkeit spielt in dem Einsatzgebiet dieser Prozessoren eine untergeordnete Rolle.

Hyper-Threading

Bei einigen Prozessor-Modellen wirkt Intel der geringen IPC mit dem bereits von der NetBurst-Architektur (z. B. Intel Pentium 4) bekannten Hyper-Threading entgegen. Hyper-Threading bzw. Simultaneous Multithreading ermöglicht eine möglichst gute Auslastung der Ausführungseinheiten eines Prozessors, wodurch die Ausführungsgeschwindigkeit je nach Anwendungsfall teilweise drastisch erhöht werden kann.

Befehlssatz

Grundsätzlich ist die Atom-Mikroarchitektur eine 64-Bit-Architektur und kann somit Intel 64 bzw. AMD64 unterstützen. Mit Ausnahme der Atom-Prozessoren 230, 330, sowie N450 bis N550 und D410 bis D525 sind aber alle Implementierungen auf 32 Bit beschränkt.^[1] Die Befehlssatzerweiterungen MMX, SSE, SSE2, SSE3 und SSSE3 sind implementiert.

Hintergründe

Mit dem Trend zu Notebooks und hier im Speziellen zu kleinen, kostengünstigen Geräten, den sogenannten Netbooks, wuchs der Druck auf Intel, entsprechende Prozessoren für diese Marktsegmente anzubieten. So verbaute etwa Asus in der ersten Generation seiner Eee PC Serie eine niedrig getaktete Celeron-CPU um die Vorgaben hinsichtlich Energiekonsum und Abwärme einzuhalten. Zusammen mit der Definition neuer Geräteklassen wie "Mobile Internet Devices (MID)" versucht Intel nun seine Lösungen in diesen Marktsegmenten zu positionieren. Um dies zu erreichen, ist man auf sehr stromsparende Prozessoren angewiesen, die mit einer In-Order-Architektur verwirklicht werden können.

Prozessoren mit dieser Architektur

• Intel Atom

Einzelnachweise

1. ↑ Intel Atom Prozessor - Spezifikationen. Intel. Abgerufen am 28. August 2010.

Siehe auch

• Liste von Mikroprozessoren
• Mikroprozessoren von Intel
• ARM-Architektur direkter Konkurrent im Embedded-Bereich mit einem anderen Ansatz

Quellen

• Dokumentation von Intel (PDF) (189 kB)
• Datenblatt zum Intel Atom N270 Single Core (PDF, englisch) (547 kB)
• Datenblatt zur Intel Atom 300 Serie (PDF, englisch) (400 kB)
• Datenblatt zur Intel Atom 200 Serie (PDF, englisch) (347 kB)
• Datenblatt zur Intel Atom Z5xx Serie (PDF, englisch) (784 kB)

Weblinks

• Webseite von Intel über die Atom-Mikroarchitektur

Liste der Mikroprozessoren von Intel | Intel-Prozessoren | Modellnummern

Non-x86-Prozessoren: 4004 | 4040 | 8008 | 8080 | 8085 | iAPX 432 | i860 | i960 | Itanium | Itanium 2

Bis 4. Generation: 8086 | 8088 | 80186 | 80188 | 80286 | i386 | i486DX | i486DX2 | DX4 | i486GX | i486SL/SL-NM | i486SX | i486SX2

Pentium-Serie:  Desktop: Pentium (MMX) | Pentium II | Pentium III | Pentium 4 | Pentium 4 XE | Pentium D | Pentium XE | Pentium Dual-Core  

Mobil: Mobile Pentium 4 | Pentium M | Pentium Dual-Core   Server: Pentium Pro

Atom-Serie:  Atom  

Celeron-Serie:  Desktop: Celeron (P6) | Celeron (NetBurst) | Celeron D | Celeron (Core) | Celeron Dual-Core   Mobil: Mobile Celeron | Celeron M

Core-Serie:  Core Solo | Core Duo | Core 2 | Intel-Core-i-Serie: Core i3, Core i5, Core i7 (Liste)

Xeon-Serie:  Server: Xeon (P6) | Xeon (NetBurst) | Xeon (Core) | Xeon (Nehalem)