Intel Bay Trail: l'evoluzione della famiglia Atom per i tablet

Silvermont è il nome con il quale Intel identifica la nuova micro architettura utilizzata nei sistemi a più basso consumo. Come abbiamo segnalato nella pagina precedente Silvermont è un'architettura destinata all'utilizzo in prodotti non solo della famiglia Atom ma anche in quelle Pentium e Celeron: è evidente quindi che Intel la ritenga adatta anche a sistemi che devono bilanciare un consumo contenuto con una potenza di calcolo di un certo rilievo.

Silvermont rappresenta un netto passaggio in avanti rispetto alle precedenti generazioni di architettura utilizzate nei sistemi Atom. Queste erano tutte basate su design di tipo In Order, capace di contenere i consumi al massimo ma non di spiccare per efficienza. Con Silvermont Intel passa ad un design Out of Order, principale responsabile del notevole incremento dell'IPC a livello di singolo core. Un cambiamento di questo tipo è stato atteso per lungo tempo: dal debutto delle prime CPU Atom Intel ha aggiornato questi processori aumentandone la frequenza di clock e il numero di core ma di fatto lasciando invariata l'architettura dei singoli core.

L'utilizzo di un'architettura Out of Order si accompagna ad un mantenimento della sua ampiezza, che rimane a 2 vie così come per le precedenti versioni di CPU Atom. Questa scelta è legata alla volontà di ottimizzare il funzionamento di queste CPU facendo in modo che non diventino eccessivamente complesse, e che questo abbia ricadute sui consumi di funzionamento: la scelta di Intel con Silvermont è quella di un bilanciamento tra e potenzialità prestazionali pure e la necessità di contenere al massimo i consumi. Del resto l'azienda americana ha nella propria gamma di prodotti le soluzioni della famiglia Core, capaci di bilanciare i consumi complessivi ma caratterizzate da un'architettura base molto potente.

Intel ha scelto di abbandonare in Silvermont la tecnologia HyperThreading, che ha avuto in passato sempre spazio nelle proposte Atom. Questa scelta è legata proprio all'utilizzo di un'architettura Out Of Order, la cui complessità in termini di transistor e di incremento dei consumi ha richiesto di rinunciare a HT. HyperThreading, lo ricordiamo, permette al sistema operativo di avere a disposizione un numero di threads paralleli che è pari al doppio del numero di core fisici presenti: ne beneficiano le prestazioni con applicazioni multithreaded e gli ambienti multitasking, ma non sino al punto di pareggiare quanto ottenibile a parità di architettura con un processore dotato di un numero di core fisici identico ai threads logici.

L'architettura Out of Order e l'abbandono della tecnologia HyperThreading non sono le uniche novità presenti in Silvermont. E' stato esteso il set di istruzioni supportato, che prevede ora compatibilità con SSE4.1, SSE4.2, POPCNT e AES-NI: siamo quindi a livello delle CPU della famiglia Core risalenti all'architettura Westmere, un netto passo in avanti rispetto a quanto fornito sino ad ora dalle precedenti soluzioni Atom. Non manca la compatibilità con codice a 64bit ma questa caratteristica verrà abilitata da Intel solo per le CPU basate su architettura Silvermont che possano realmente beneficiare, per il loro target di utilizzo di riferimento, di tale funzionalità.

Con Silvermont Intel introduce il concetto di modulo: in questo modo l'azienda americana pone le basi per gli sviluppi futuri, che presumibilmente vedranno utilizzo di più di due moduli a creare CPU con un numero di core superiore a 4. Ogni modulo integra due core x86 e una cache L2 unificata, in quantitativo che può raggiungere 1 Mbyte come massimo. Non cambiano le cache L1 abbinate a ciascun core, che rimangono pari a 32KB per i dati e a 24KB per le istruzioni come per l'attuale generazione di CPU Atom.

Seguendo una direzione già presa con i processori della famiglia Core Intel ha scelto di implementare la propria tecnologia Turbo anche in Silvermont, indicata con il nome di Intel Burst Technology 2.0, utilizzando un approccio molto simile a quanto visto con i processori Core di ultima generazione. Attraverso l'utilizzo di una unità di controllo e gestione integrata nella CPU è ora possibile allocare dinamicamente del budget termico e di alimentazione a differenti componenti del processore, facendo in modo che la frequenza di clock possa raggiugere i valori stabiliti dalla tecnologia Turbo Boost nel momento in cui vi siano i margini adeguati tanto in termini di dissipazione termica come di alimentazione.

La tecnologia Turbo Boost può inoltre operare, per periodi di tempo brevi, anche andando oltre il picco massimo predefinito nel momento in cui il margine termico a disposizione sia adeguato. L'implementazione in Silvermont permette inoltre di gestire anche il funzionamento della GPU integrata, bilanciandone le frequenze di clock Turbo con quelle della CPU in funzione del tipo di lavoro richiesto.

La componente GPU integrata all'interno delle CPU appartenenti alla famiglia Silvermont ha ricevuto notevoli migliorie rispetto a quanto adottato da Intel in precedenza. Abbiamo ora compatibilità con le APU DirectX 11, oltre che Open GL ES 3.0, capace di prestazioni velocistiche medie che vengono indicate da Intel essere superiori sino a 3 volte a quanto precedentemente a disposizione. Sono 4 le Execution Units integrate in questa GPU, capace di una frequenza di clock di picco che raggiunge i 667 MHz; tra le peculiarità di questa GPU segnaliamo l'integrazione di un encoder H.264 a basso consumo.

Bay Trail implementa una gestione simmetrica di due display, ciascuno collegato alla propria interfaccia DDI. La risoluzione massima, come vedremo nella pagina seguente, varia a seconda della configurazione del controller memoria e di conseguenza della bandwidth massima teorica a disposizione: passiamo da un valore minimo di 1280x800 pixel sino a 2560x1600 pixel nelle CPU più potenti abbinate a controller memoria dual channel.