迎来低功耗时代 英特尔Bay Trail-D解析

Bay Trail-D开启桌面低功耗新时代

    这两年移动智能设备的纷纷崛起可以说给芯片产业带来的一个巨大的革命，从前作为用户的我们只需要高性能的处理器就能满足日常所需，而如今以低功耗为最大特点的平板、手机不断蚕食着原有PC平台庞大的市场份额，传统消费级处理器的市场细分也变得更加复杂。

    作为芯片行业的巨头Intel（英特尔）自然不能将未来的市场份额白白相让，早在45nm制造工艺的时代，Intel就推出了命名为Atom的低功耗处理器，后来我们也看到了Oak Trail、Cedar Trail、Clover Trail一系列的进化，性能的提升与功耗的控制这两条似乎相悖的目标，就随着制造工艺的提升逐渐得到解决。而目前Intel桌面平台已经进入了22nm时代，并且向14nm制程迈进，在去年Bay Trial首次亮相后，面对低功耗桌面平台的拥有22nm工艺技术的Bay Trail-D也走进了我们的视野。

    我们今天提的Bay Trail-D并不是传统意义上对应平板的产品，所以在进入重点话题前，我们还是需要简要说明一下Bay Trail的三个版本，分别为：Bay Trail-T/M/D：其中Bay Trail-T（Tablet）主要针对的是平板电脑领域，Bay Trail-M（Mobile）针对于低价位的笔记本或者超极本，而最新公布的Bay Trail-D（Desktop）则象征了传统桌面平台，包括在一体电脑以及更小迷你PC上。

    在Bay Trail-D这个低功耗桌面处理器推出之际，我们也对Intel公关经理汪洪华先生进行了专访。其中广大网友对于Bay Trail-D处理器还比较陌生，而汪总就针对其定位、性能、核显表现等诸多问题进行了解答，我们不妨先来看看：

Bay Trail-D是Intel应用于桌面平台最精悍的处理器

    所以如果大家还以为低功耗仅仅是平板、手机上面的专利，那么您可真就Out了！在如今桌面消费级CPU的性能稍显过剩的当下，其实Intel方面更多的是将重点也同时放在了低功耗处理器上，但制造工艺的提升不仅仅是追逐摩尔定律这样一个刻板的发展进化过程，低功耗处理器的逐渐成熟也能扩展出更多的应用领域，而Bay Trail-D就是Intel当今应用在桌面平台上最小的处理器，其中22nm制程、Silvermont架构的乱序指令、SoC的高集成度都是Bay Trail的杀手锏，下面就让我们慢慢道来。

新架构Silvermont优势：22nm与乱序指令

    既然是一款桌面低功耗处理器，Bay Trail显然不会浪费Intel桌面平台优势制造工艺的成果，所以我们看到了Bay Trail-D就采用了基于22nm晶体管工艺的全新Silvermont架构。说到22nm工艺，熟悉Intel桌面处理器发展的朋友应该都不会陌生：此前SNB架构到IVB架构的就是从32nm到22nm的一次半导体工艺的革命性进步，而在低功耗平台上的应用也自然是大势所趋。

Silvermont架构核心优势：22nm工艺功不可没

    从上面Intel的官方材料上可以看出，新的Silvermont架构拥有了3倍的性能提升，以及功耗降低了5倍的成果。22nm 3D晶体管就是决定低功耗的法宝，我们不用太深入的去剖析，原理其实也很简单：因为功耗是和电压的平方成正比的，而22nm工艺则有效的降低了阀电压并且保证了电流输送效率和成功率，电压的降低变现出来的就是功耗的明显降低。

Bay Trail处理器概述

    而Silvermont架构还有一个重要的改变，那就是Intel终于从底层架构效率偏低的顺序执行的泥沼中走出，首度引入了乱序执行指令（Out-of-Order Architecture）。从上图的Bay Trail处理器概述中也能看到（红框部分），乱序执行在新架构中的决定性作用。

    22nm工艺我们可以很好理解为是功耗上的进步，而乱序指令就是直接提升处理器工作效率的一个本源。乱序执行其实可以分为三个步骤：“安排任务、执行任务、更新结果。”而底层架构相对简单的顺序执行，则需要按照安排任务的顺序，逐一的执行任务处理，指令集简单直接但却降低了处理器的效率。反观乱序指令，在执行任务时更加灵活，每一个执行单元都可以高效的处理任务。

    乱序指令相比顺序指令需要消耗更多的处理器资源，所以这也是Intel低功耗处理器一直没有应用这个指令的原因，而在22nm工艺应用之后，乱序执行的也就得以被开放使用。不过Intel为了达到低功耗的目的，在Bay Trail-D上面还应用了更多手段。

SoC带来高集成度优势 四核性能实力强劲

    我们都知道传统的桌面平台CPU和芯片组是分开在两部分单独存在的，其中南桥芯片还会负责I/O接口以及与硬盘的数据传输，也是整个平台非常重要的一个环节。而在Bay Trail上我们发现其采用了集成度更高的SoC模式，处理器除了CPU还整合的芯片组的功能。

Bay Trail转为SoC芯片模式

    采用SoC芯片模式的好处有两个:第一，就是将原有的两个Chip（芯片）合成了单独的一个，集成度更高芯片所占面积更小，这必然会降低功耗。第二，由于芯片组并不能单独处理数据信息，其中所得到的数据还需要反馈到CPU上进行二次传递进行处理，而多一次传递必然会有一定的数据损失。而SoC融合成一个芯片则有效的避免了这个问题，所有数据信息都直接汇总在单一的一个处理器芯片中，从而让平台的性能也有了一定提升。

更强的图形性能，给用户带来更好的使用体验

    性能方面相比Atom D2XXX/N2XXX系列处理器的运算效率提升了2倍，3D图形性能的表现更是翻了3倍。值得一提的是，采用SoC系统的Bayt Trail-D支持Intel第七代图形处理技术，并且支持DirectX 11，而对于Win 8、HW媒体的支持也是本次处理器升级的重要进步。

选用SoC的好处还是很多的

    选择SoC芯片模式其实带来的好处是多元的：第一，二合一的芯片带来更小的面积，进而可以装配在更小的定制主板上。其中Bay Trail-D也采用了BGA封装方式，可以根据使用平台的不同，灵活设计CPU的核心模块数量，这一点下面我们还会提到。第二，更小的芯片带来的发热量也会更低，平台的散热也就不是难题了，在Bay Trail低功耗桌面平台上，甚至有能力做到无风扇系统。第三，芯片的高集成度，这在供货方面还能降低一些成本，从而拉低了Bay Trail处理器的终端售价。第四，就是可以支持多元化的设备，除了对应最新的Win 8系统以外，同时还支持安卓系统，给采用Bay Trail-D的终端产品提供了更多可能性。

Intel低功耗平台也采用了奔腾、赛扬命名

    起初看到上面这张图的时候，笔者也十分吃惊，因为Intel正式将传统的奔腾、赛扬命名放在了采用BGA封装的低功耗平台上，而上图都是Bay Trail-D的处理器型号。当然，相比Haswell架构的奔腾、赛扬处理器，Bay Trail-D在性能上还有一些差距，但我们不能拿TPD（热设计功耗）仅有10W的低功耗处理器和传统处理器相比，在特定超低功耗的前提下，Bay Trail-D所达到的成绩还是值得称赞的。

采用BGA封装10W低功耗处理器具体参数

    上面是采用BGA封装的10W超低功耗级别的处理器具体参数，其中可以看到无论是奔腾还是赛扬处理器，都有支持四核四线程的型号，保证低功耗还能拥有强大的多任务处理能力，这也是桌面平台相对移动端不同的应用需求，看来Intel在这方面也做好的万全的准备。另外上述其中的三款型号（赛扬J1800、赛扬J1900、奔腾J2900）却拥有类似于睿频的Burst突发技术，可以将拥有主频基频小幅提升，可以根据所处的状态进行不同频率的调用，更平衡的达到性能发挥与功耗控制的目的。

    经过上述的分析，相信大家都对Intel Bay Trail有了更加深入的了解，那么基于Bay Trail-D低功耗平台的真正勇武之地在哪呢？不是高性能传统桌面，也不是平板、超极本为首的移动端，而是两者之间的一个中间层：低功耗为优势的一体机和迷你主机。笔者举一个例子您就明白了：例如在学校、大型办公区域，由于使用需求的特殊性，选用Intel传统Haswell平台方案，其过高性能往往是浪费的；相比之下，Bay Trail-D的性能已经足够，而且低功耗处理器还能节省一笔不小的用电费用。

在频率和性能代表一切的今天，Bay Trail-D的到来可以说是给我们带来一种全新的理念。它是一套轻量级的桌面系统，不错的性能和够低的功耗让Bay Trail-D的用途很广泛。