Intel Atom : le processeur économe

Atom Z500 et SCH (Poulsbo)

La première génération d’Atom est la version Z5x0, connue auparavant sous le nom de code Silverthorne. Les Atom Z500 sont dédiés aux MID (les fameux Mobile Internet Devices) et sont couplés à un nouveau chipset, le SCH (System Controller Hub) Poulsbo.

Atom Z500 : pour concurrencer les CPU ARM ?

Avec une orientation vers les MID, on voit clairement la cible d’Intel : les processeurs ARM. Cette architecture très populaire (elle est utilisée dans la grande majorité des téléphones, PDA et autres GPS) est proposée par beaucoup de constructeurs (ARM licencie son jeu d’instruction) et offre des performances correctes tout en consommant très peu. Dans le domaine de la mobilité, en dehors de quelques rares appareils en architecture MIPS (la PSP, par exemple), les processeurs ARM sont majoritaires. Intel, pour la petite histoire, a produit des CPU ARM pour les applications grand public (les Xscale, revendus depuis à Marvell) et garde une gamme de produits utilisée par exemple dans les cartes RAID (IOP333, par exemple). En pratique, passer d’une architecture ARM au x86 ne pose pas réellement de problèmes : Linux est évidemment compatible, tout comme Windows CE (utilisé dans beaucoup de GPS) et sa surcoûche Windows Mobile (du moins dans les anciennes versions). De plus, le x86 permet aussi de profiter des dernières versions de Windows et de disposer d’un support logiciel (et technique) bien plus large qu’avec les CPU ARM.

Les processeurs Z500

Avant d’analyser l’architecture des Atom dans la suite, intéressons-nous aux modèles de la série Z500 : ces processeurs sont très petits, et livrés dans un package de seulement 13 x 14 mm. Les processeurs sont composés d’environ 47 millions de transistors (plus qu’un Pentium 4 original) et proposent 56 Ko de cache de niveau (24 Ko pour les données et 32 Ko pour les instructions) et 512 Ko de cache de niveau 2. Ils fonctionnent sur un bus classique chez Intel, le même qui est utilisé depuis le Pentium 4. La fréquence du bus est de 400 MHz (QDR) ou 533 MHz (QDR). On retrouve aussi le support des instructions SIMD, du MMX au SSSE3, de l’EIST et de l’HyperThreading (qui fait ici son grand retour). Notons que cette technologie n’est disponible que sur certains modèles (ceux en bus 533 MHz QDR).

Poulsbo, un chipset pour les Atom

Le SCH (System Controller Hub) est un chipset qui intègre le Nortbridge et le Southbridge dans la même puce. Dédié aux processeurs Atom, il est le seul compatible avec certaines fonctions comme l’utilisation du bus en mode CMOS (nous allons y revenir). Le SCH est complet : il intègre une puce graphique GMA (basée sur une architecture PowerVR), un composant HD Audio (simplifié, capable de fonctionner seulement sur deux canaux), un contrôleur P-ATA (Ultra DMA 5, 100 Mo/s) et supporte deux lignes PCI-Express (pour une carte Wi-Fi, par exemple). On retrouve aussi trois contrôleurs SDIO/MMC et la gestion de 8 ports USB (avec la possibilité d’en utiliser un en mode client). Le choix du P-ATA est logique : les contrôleurs utilisés dans la mémoire flash sont souvent à ce format (utilisé par les Compact Flash). De même, trois contrôleurs SD peuvent sembler bizarres, mais certains types de mémoire utilisent cette connectique (les OneNAND, par exemple). Par ailleurs, le contrôleur DDR2 du SCH supporte la mémoire avec une tension de 1,5 V (contre 1,8 V pour les spécifications JEDEC). Cette petite astuce permet de réduire encore un peu la consommation.

La partie graphique de Poulsbo

La partie graphique utilise un nouveau GMA, le GMA 500. Il utilise une architecture unifiée et support les Shaders 3.0+. Point intéressant, il supporte le décodage des formats H.264, MPEG2, MPEG4, VC1 et WMV9 de façon matérielle. La fréquence du GMA 500 est de 200 MHz ou de 100 MHz, selon la version du chipset, et il est compatible DirectX 10 (inutile, mais à souligner) même si les pilotes ne supportent que DirectX 9. Notons que la partie graphique n’est pas d’origine Intel mais utilise une technologie PowerVR, contrairement aux autres modèles de GMA.

Un TDP intéressant

Les Atom Z500 ont un TDP qui varie de 0,85 W (pour la version 800 MHz sans HyperThreading) à 2,64 W (pour le modèle à 1,86 GHz avec l’HyperThreading activé). Le SCH, quant à lui, consomme environ 2,3 W dans sa version la plus évoluée, ce qui porte l’ensemble SCH + CPU à moins de 5 W. En comparaison des solutions actuelles, c’est évidemment un grand pas en avant : le Via Nano, par exemple, est annoncé à 25 W pour la version 1,8 GHz et un Celeron-M ULV à 5 W à 900 MHz.