嵌入式微处理器Intel Atom 处理器
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Clover Trail是双核+超线程技术, 因此共有4个逻辑核；而Bay Trail是真正的四核
单核处理器
多核与超线程技术比较
多核处理器中的每个物理核有其 独立的AS ，APIC与PER
超线程技术中一个物理核上的2 个逻辑核各自有其独立的AS与 APIC，共享PER
Medfield vs. Clover Trail+
Windows: 有下列模式
Custom Balanced Max Battery Max Performance
D状态案例：内存功耗管理
通过调整内存的D状态，来调节内存电压与性能，达到节能的目的
低功耗应用案例：打印机控制
打印机关闭: 系统通过调节S状态来节能
打印机开启，等待打印任务：通过调节C状态来节能
比传统的S0-S3状态转换更加高效节能。
联网待机：S0ix状态与传统的S3/S4状态 比较
进入“空闲”状态的几个步骤
Dynamic L2 Cache Resizing
在Cache利用率较低时，为了省电， 可以动态关闭L2 Cache的部分 ways, 即从6-way 到 4-way, 再到2way, 再到 0-way (即directmapped cache)。
嵌入式系统
Intel Atom 处理器
部分内容来自Intel产品资料
提纲
提纲
移动计算的两大应用
Atom处理器的大小
基于Atom的智能手机（2012年发布）
基于Atom的平板电脑
Atom处理器的几个版本
Clover Trail: 面向Windows平板电脑 Clover Trail+: 面向Android智能手机与平板电脑 Bay Trail: 2013年底面世 Medfield是单核+超线程技术（hyper-threading)，因此共有2个逻辑核；
C6是Atom处理器独特的一个低功耗状态，用于降低漏电功耗（leakage power) L1与L2 cache全部清空并关闭；处理器核的时钟关闭
P状态
不同处理器支持不同的P状态个数（最多16个），以及每个P状态 所对应的电压与频率。
用例：
ATM机与用户交互中，当系统在等待用户输入时，可以通过调节P状 态来节能
Clover Trail+ Floorplan
Clover Trail+(Z2760)的重要参数
提纲
ACPI Power States
G-states：Global states -global power states
S-states：Sleep states -system power states
由操作系统中的idle process控制 处理器每秒钟可以进入C状态上千次
P1-Pn 状态用于在处理器运行时(C0状态）通过 调节电压与频率来降低功耗
IntR寄存器来控制: 低负载时降
低电压与频率；高负载时提高电压与频率
C6 State: Intel Enhanced Deeper Powerdown Technology
Enhanced Macro-op Execution
基于顺序执行（in-order execution）的宏指令（macro-operation) 执行
一个宏指令通过高效解码器（decoder)分解为多个微指令（micro-ops， 即处理器支持的原子指令）并顺序执行
解码器效率比早期的版本高三倍
应用案例：手持刷卡器Point-of-Sale
开发工具支持
S, C与P状态之间的关系
C状态是S0状态的子状态 P状态是C0状态的子状态
C状态与P状态
C1-C6状态用于在处理器闲置时降低功耗
传统处理器最节能的C状态是C3/C4； Atom引 入了C6, 达到更好的节能效果
不同C状态之间的转换延迟（ms级别）比不同S 状态之间的转换延迟（秒级别）低得多
C-states: CPU power states -allows idle deep power saving
P-states: Performance States -- freq/voltage throttle
D-states：Device states -peripheral device power states
Linux与Windows对P状态的支持
Linux: 用户可以通过CPU governor来调节下列模式
On Demand –can be user-customized Performance –Aggressive Performance Powersave–Aggressive Power Userspace-User can set upper and lower limits
T-states: Thermal states -changes clock duty cycle
Subset of processor power states (Cx) defined within G0
G，S状态的组合
S状态之间的转换需要数秒时间；可以由timer或外部中断触发。
G，S与C状态的组合
并且可以将多个宏指令动态合并为一个微指令，在一个周期内执行。
Atom处理器的性能-功耗比 （SPECInt2000 Benchmark）
提纲
应用案例：车载信息娱乐系统
应用案例：病人监控系统
应用案例：工业控制器PAC (Programmable Automation Controller)
打印机开启，正在打印任务：通过调节P状态来节能
打印机开启，同时执行打印，扫描，传真等任务：系统进 入超频模式（turbo mode)来提高性能
提纲
Bay Trail新功能：联网待机功能
屏幕关闭时，处理器处于低功耗S0ix状态。电脑看似关闭，但实际上 处于“联网待机”状态，可迅速响应被唤醒。
单核处理器
多核与超线程技术比较
多核处理器中的每个物理核有其 独立的AS ，APIC与PER
超线程技术中一个物理核上的2 个逻辑核各自有其独立的AS与 APIC，共享PER
Medfield vs. Clover Trail+
Windows: 有下列模式
Custom Balanced Max Battery Max Performance
D状态案例：内存功耗管理
通过调整内存的D状态，来调节内存电压与性能，达到节能的目的
低功耗应用案例：打印机控制
打印机关闭: 系统通过调节S状态来节能
打印机开启，等待打印任务：通过调节C状态来节能
比传统的S0-S3状态转换更加高效节能。
联网待机：S0ix状态与传统的S3/S4状态 比较
进入“空闲”状态的几个步骤
Dynamic L2 Cache Resizing
在Cache利用率较低时，为了省电， 可以动态关闭L2 Cache的部分 ways, 即从6-way 到 4-way, 再到2way, 再到 0-way (即directmapped cache)。
嵌入式系统
Intel Atom 处理器
部分内容来自Intel产品资料
提纲
提纲
移动计算的两大应用
Atom处理器的大小
基于Atom的智能手机（2012年发布）
基于Atom的平板电脑
Atom处理器的几个版本
Clover Trail: 面向Windows平板电脑 Clover Trail+: 面向Android智能手机与平板电脑 Bay Trail: 2013年底面世 Medfield是单核+超线程技术（hyper-threading)，因此共有2个逻辑核；
C6是Atom处理器独特的一个低功耗状态，用于降低漏电功耗（leakage power) L1与L2 cache全部清空并关闭；处理器核的时钟关闭
P状态
不同处理器支持不同的P状态个数（最多16个），以及每个P状态 所对应的电压与频率。
用例：
ATM机与用户交互中，当系统在等待用户输入时，可以通过调节P状 态来节能
Clover Trail+ Floorplan
Clover Trail+(Z2760)的重要参数
提纲
ACPI Power States
G-states：Global states -global power states
S-states：Sleep states -system power states
由操作系统中的idle process控制 处理器每秒钟可以进入C状态上千次
P1-Pn 状态用于在处理器运行时(C0状态）通过 调节电压与频率来降低功耗
IntR寄存器来控制: 低负载时降
低电压与频率；高负载时提高电压与频率
C6 State: Intel Enhanced Deeper Powerdown Technology
Enhanced Macro-op Execution
基于顺序执行（in-order execution）的宏指令（macro-operation) 执行
一个宏指令通过高效解码器（decoder)分解为多个微指令（micro-ops， 即处理器支持的原子指令）并顺序执行
解码器效率比早期的版本高三倍
应用案例：手持刷卡器Point-of-Sale
开发工具支持
S, C与P状态之间的关系
C状态是S0状态的子状态 P状态是C0状态的子状态
C状态与P状态
C1-C6状态用于在处理器闲置时降低功耗
传统处理器最节能的C状态是C3/C4； Atom引 入了C6, 达到更好的节能效果
不同C状态之间的转换延迟（ms级别）比不同S 状态之间的转换延迟（秒级别）低得多
C-states: CPU power states -allows idle deep power saving
P-states: Performance States -- freq/voltage throttle
D-states：Device states -peripheral device power states
Linux与Windows对P状态的支持
Linux: 用户可以通过CPU governor来调节下列模式
On Demand –can be user-customized Performance –Aggressive Performance Powersave–Aggressive Power Userspace-User can set upper and lower limits
T-states: Thermal states -changes clock duty cycle
Subset of processor power states (Cx) defined within G0
G，S状态的组合
S状态之间的转换需要数秒时间；可以由timer或外部中断触发。
G，S与C状态的组合
并且可以将多个宏指令动态合并为一个微指令，在一个周期内执行。
Atom处理器的性能-功耗比 （SPECInt2000 Benchmark）
提纲
应用案例：车载信息娱乐系统
应用案例：病人监控系统
应用案例：工业控制器PAC (Programmable Automation Controller)
打印机开启，正在打印任务：通过调节P状态来节能
打印机开启，同时执行打印，扫描，传真等任务：系统进 入超频模式（turbo mode)来提高性能
提纲
Bay Trail新功能：联网待机功能
屏幕关闭时，处理器处于低功耗S0ix状态。电脑看似关闭，但实际上 处于“联网待机”状态，可迅速响应被唤醒。