英特尔Atom Z2460下的新移动互联生态

10多年前，很多人号称RISC必然取代x86。

2007年，NVIDIA说CUDA可以灭掉英特尔。

2008年，AMD称领先英特尔5年。

现在，ARM表示超越x86两代。

芯片巨人似乎一直都处在别人的挑战中，而ARM的说法险成事实—5年来，英特尔在与ARM芯片的竞争中屡战屡败，ARM覆盖了移动互联领域的几乎全部版图。因此，不难理解，当一向沉稳的英特尔CEO欧德宁先生在CES 2012上宣布Medfield芯片在功耗和性能上跻身Cortex-A9同一水平行列时，为何会显得如此兴奋与激动。

七年前，英特尔在移动手持处理器领域也曾叱咤风云过，那是Xscale的时代！当2012年1月12日英特尔发布Atom Z2460时，它喊出的不是I'm back！而是I'll fight！

5年磨一剑

2006年6月，当欧德宁宣布英特尔将进行重组并出售旗下的Xscale处理器业务时，台下一片沉寂。尽管当时Xscale市占率已跃居前三，但持续高投入造成的多年亏损以及ARM架构对研发资源的分散都让英特尔下定决心专注于核心的x86架构业务。Xscale终以6亿美元的价格出售给了Marvell公司。英特尔没有想到，2年后，一款名为iPhone的手机会引爆市场对ARM处理器的渴求，并眼睁睁地看着原本已经被自己甩出N条街的苹果和高通一跃成为全球市值高的企业和核心智能手机处理器供应商。

重拾ARM对英特尔而言并非易事，出售Xscale后英特尔已经失去了ARM授权。很显然，英特尔也不愿意依靠ARM授权做些加工处理的活儿。于是，从2008年起，一项改造x86架构使之适应移动手持应用的计划浮出水面，并由此诞生了一个新的处理器品牌Atom（凌动）。

时至今日，千元Android TD-SCDMA手机依然采用的是当初Xscale架构的PXA940处理器。

2008年3月发布的首款Atom处理器代号Menlow，采用45nm工艺制造，高主频2.0GHz，需要配合英特尔Poulsbo芯片组，主要使用在当时的MID产品中。MID虽然在当年获得OEM厂商的热烈响应，但糟糕的功耗和应用体验，加上当时移动网络的不成熟造成其几乎没有市场。

在Menlow发布没多久，英特尔就宣布了Moorestown计划，并在CES 2010上率先亮相了这枚新的芯片，同时还展示了采用Moorestown芯片的智能手机产品LG GW990和配套的Moblin操作系统。这是英特尔明确向智能手机进军的第一枚芯片。不过，由于设备厂商架构转换的成本过高，终也只有LG GW990唯一一款机型，并且从未上市。

2011年平板开始盛行，同年3月，英特尔发布了面向平板的Z670处理器，功耗降低至5W以内，并表示可以提供Windows、MeeGo和Android多系统支持，同时携众多OEM厂商样品进行了展示。但这枚芯片的价格太过昂贵，推高的产品成本造成OEM厂商推进缓慢。不过在诸如汽车、工控等嵌入式领域，Z670则备受青睐。

在经过仔细权衡后，英特尔于2011年底宣布重组旗下移动部门，并由曾经参与过苹果iPhone开发的迈克·贝尔(Mike Bell)和赫尔曼·尤尔(Hermann Eul)负责。英特尔同时还在IDF2011上宣布与谷歌达成战略合作，将Android系统移植至x86平台。在经过近5年的摸索后，英特尔终确立了以Android为生态核心进军移动手持终端的路线，而代号Medfield的Atom芯片正是在这种理念下的产物，也是英特尔 5年来首款真正面向智能手机的SoC芯片。

x86的移动互联博弈

时间回到2012年1月12日，CES2012的主题演讲台上，一向内敛冷静的欧德宁表现得异常兴奋，甚至有些迫不及待，他在简单介绍完32nm Atom芯片后，就宣布推出首款基于x86架构的智能手机，这一芯片为移动设备量身打造。它就是代号Penwell的Atom Z2460。

性能上的同一起跑线

现场提供的测试数据显示，单核超线程的Atom Z2460在性能上已可媲美ARM Cortex-A9的双核芯片，而功耗也与同性能ARM芯片相当甚至更低。这意味着英特尔首次在移动手持终端领域将x86芯片放在了与其他芯片同一起跑线上。

对英特尔来说，Atom Z2460的表现无疑是里程碑式的，因为它终结了x86架构功耗不敌ARM的传说，并且没有牺牲很大的性能。迈克·贝尔在接受采访时称，32nm Medfield移动SoC处理器不会走上失败的道路。“基于我们内部研究，英特尔确信对比市面上销售的产品，Medfield在这个时期（2012年上半年）具有很强的竞争力。”贝尔表示，“我们已经设计好了下三代产品的发展路线图，且进展一切顺利。”一些分析师也认为，联想K800的快速上市将为英特尔Medfield芯片带来正向推广效果，并且背后还有来自谷歌和摩托罗拉的支持。

一些消息还显示，英特尔也在为Atom手机制定指导价，并且价格超乎想象的低—在199~299美元范围之内，和目前主流上网本的价格相当；至于基于Medfield的平板，英特尔制定的指导价在399~499美元左右，和主流产品基本相当，不过Atom产品的尺寸大可达12.1英寸。

Medfield的“劣势”

所有这些显示，英特尔已经将Medfield作为进入移动互联领域关键性的一役。不过，很多分析人士担心，现实可能并没有想象中那么顺利。尽管相比2009年，联想K800与当年的LG GW990更为贴近市场主流，但零售产品的终表现如何，目前还是个未知数。英特尔已经完成了Android向x86架构的移植，但只是基于Dalvik虚拟机层面，对于采用ARM原生代码的应用（约占全部应用的25%），目前还没有一个完美的解决方案。来自英特尔的消息称可能会采用二进制编译，实时拦截ARM原生代码转换到x86平台，这将造成效率降低，在相同的硬件性能下，x86的这种处理方式可能会比较吃亏。这种担心要看英特尔终方案的转换效率，对Android而言，当前的硬件性能其实已经过剩，倘若Medfield能利用过剩的性能来完成这件事，体验上似乎并不会带来多大影响。

高通称，其Snapdragon S4性能已可替代家用游戏主机。

另一项对Medf ield来说不是很妙的东西来自ARM阵营。虽然从性能上看，Z2460已经略微胜出主流双核ARM处理器，但这是在目前Cortex-A9的情况下，按照ARM近的规划，Cor tex-A15会在今年下半年上市。A15拥有更现代化的设计，乱序执行指令宽度也要远大于A9，双核心的Cor tex-A15胜过Medf ield并不稀奇。更近一些的高通Snapdragon S4核心Krait也比A9更接近于A15，Medf ield可能会比想像中更快失去对ARM的性能优势。此外，由NVIDIA发起的四核芯片之战已经从MWC 2012（移动世界大会）引发，英特尔应该加快前述价格策略的进程，让x86产品只在中端市场与ARM竞争，方可在上半年突入市场，并在年底22nm工艺实现后站稳脚跟。届时可能还会出现Medfield的双核版，凭借先进的工艺，要战胜ARM似乎也不是一件很难的事。

对英特尔来说，真正为不利的应该是产业链上的支持。英特尔此前几次进军移动互联终端不成功的经历在用户和OEM厂商中留下了阴影。我们针对智能手机、平板玩家的一个调查显示，56%的人对Atom Z2460能否一扫英特尔之前在移动互联网的阴霾持观望态度；而对于联想的这款K800手机，由于截稿时至还未上市，表示将购买的玩家也只有17%，大部分选择了“视情况而定”。玩家们对x86芯片的普遍期待是可以运行Windows操作系统和众多x86软件，但英特尔架构集团副总裁戴夫·惠伦(Dave Whalen)则透露“要专注于Android平台”，并表示“当时机合适时，我们会考虑其它系统。”这可能是玩家选择观望的主要原因。

英特尔的天时与地利尽管从整个市场看，Medfield占据绝对优势的时机并不长，但如果上述价格策略能被执行，则所有的问题都将不是问题。虽然ARM深耕移动互联领域已经很久，但大众市场并未形成对芯片或方案品牌的深刻认知度。我们的调查显示，在大众市场，很少有人了解和希望知道所使用的智能手机的硬件方案，他们更关注终端品牌和价格，以及终端的应用体验。

Atom Z2460选择了一个很适宜的时机和伙伴—智能手机和平板已经广泛被大众用户所接受，而英特尔几十年来的深入宣传，已让这个品牌在大众中深入人心。联想很可能在K800的宣传中使用“Intel inside”的标识，这将很容易俘获大众的心。

英特尔当前拥有的另一个优势就是硬件的性能过剩。由三星掀起的硬件比拼成就了NVIDIA这样的芯片制造商，但对于终端用户而言，即便是Android 4.0也尚未完全发挥Tegra 2的性能。NVIDIA的聪明之处是从游戏入手，推出针对自家的TegraZone游戏，以体现自身芯片的差异。事实上，在体验上，双核与单核的差别并不那么明显。这让英特尔在下半年可能遭遇的竞争有了缓冲时间，因为从Android 4.0对硬件的需求看，Atom Z2460已足够满足，硬件性能提升并不会有体验上的巨大差别，它依然可以在用户心目中站稳脚跟。

英特尔的x86生态圈猜想

英特尔对Medfield的欲言又止令其充满了悬念。我们曾尝试联系联想和摩托罗拉，希望就与英特尔的合作进行采访，但均被以产品尚未发布为由婉言拒绝。英特尔称已经与多家终端制造商展开合作，但公开宣布的只有摩托罗拉和联想。摩托罗拉是Android智能手机阵营的主力军，也是著名老牌手机制造商，联想则是排名前三的OEM制造商。英特尔选择的这两个伙伴可以看成是移动手持终端和PC OEM厂商的两名领袖级代表。我们相信英特尔此举很可能正在进行一次对移动互联生态圈的重新划分。

更专注地切入移动互联网

与之前芯片发布，英特尔会拉上一大批OEM制造商热场不同，英特尔Medfield显得更为成熟和谨慎，将硬件支援集中在有限的两家合作伙伴身上有助于更快、更好地推出产品，并完善产品的使用体验。中国3G用户已经突破1亿，目前有90%的用户使用着价格低于2000元的手机，未来智能手机正在进入高速增长期。联想在中国有着成熟完善的销售和售后服务体系，英特尔可以通过巨大的中国市场迅速提升销量，有了数据，去和其他厂商合作就是轻而易举的事了。

摩托罗拉在业界一直以工程师文化著称，其产品往往在技术和创新度上影响着整个移动互联市场，被谷歌收购后，在整个Android产业链上的位置更为微妙。英特尔与摩托罗拉的合作并不急于推出产品，更多的应该是技术和方案层面的。而一旦这些技术和方案被摩托罗拉应用并推出市场，其将可以影响英特尔在高端智能手机和平板市场的地位。有了联想在中低端移动互联市场的造势，加上摩托罗拉和谷歌的提携，英特尔凭借Medfield完成对移动互联网的布局并非难事。

CES 2012上，欧德宁宣布与摩托罗拉达成合作，共同在Android领域推进Medfield。

对英特尔而言，借助Android进入移动互联市场只是一个开端。当前的移动互联生态圈主要由封闭的苹果iOS、开放的谷歌Android以及半开放的微软Windows Phone组成，以谷歌Android的硬件阵营为强大，笼络了包括高通、德州仪器、三星、NVIDIA在内的多个ARM芯片制造商，Windows Phone阵营目前来看只有高通。英特尔虽然看似已经加入谷歌阵营，但其实它比较特殊，x86架构并不能直接使用谷歌发布的Android系统，而必须经过英特尔的第三方移植。英特尔在芯片领域的强大能量正通过Android悄悄传递给其他生态环境。

微软WP高级公关经理Casey McGee就表示，英特尔进军智能手机是个开端，未来的合作“很有可能”，而微软中国董事长张亚勤也称“对联想K800印象深刻”。可以肯定的是，英特尔正在通过与谷歌的合作来吸纳其他伙伴，如果英特尔在Android产品上表现出色，与其他软、硬件厂商的合作只是个时间问题。英特尔其实是把自己划入了一个独立的生态圈——x86生态圈，并且试图拥有从手持到桌面的垂直产品线。

垂直狙击ARM

有消息称，高通与NVIDIA看准ARM版Windows 8的发布，正在尝试研发可切入超轻薄笔记本电脑的ARM处理器，其形态与英特尔去年发布的超极本类似。截止发稿时至，市场上已经有十多款超极本上市。随着Ivy Bridge的发布，2012年将迎来超极本的爆发。一份匿名资料显示，基于Ivy Bridge的新一代超极本，11英寸~12英寸型号2012年将降至599~699美元的水平，与当前主流平板价格相近。如果超极本能在价格上达成当前主流平板的价格区间，那ARM就无法撼动英特尔在笔记本电脑领域的地位。

英特尔也未放弃平板市场，只是用超极本包含了“平板”这个名词。CES 2012上，英特尔已经展出了新形态的混合式笔记本电脑——平板+扩展坞的可拆卸式设计，搭载英特尔Atom处理器，与华硕推出的Transformer平板类似，售价可能在699美元左右。这种同时拥有平板和笔记本电脑形态的产品将能运行Android和Window 8多操作系统，提供用户多种操作体验。

统一的硬件平台将可以获得一致性的用户体验，苹果正是靠此获得了巨大成功，ARM与英特尔都看到了这一模式。对于英特尔而言，在ARM入侵PC领域之前，它已经获得了与ARM在移动手持终端博弈的硬件资本。现在它需要借助谷歌的力量来影响操作系统和终端制造商，建立以英特尔为标准硬件平台的x86生态系统。

很强很温柔？ 英特尔Atom Z2460处理器技术解析

很明显，包含Atom Z2460处理器在内的英特尔Medfield平台，是英特尔进入手持移动互联领域的关键一步。不过，x86相比RISC，英特尔对比ARM，复杂指令集对比精简指令集，“高功耗”对比超节能，Atom Z2460有胜算吗？这款新产品有哪些值得关注的“奇思妙想”呢？

化繁为简：更精巧的单芯片设计

根据英特尔在CES 2012上公布的资料来看，Medfield平台和之前的Moorestown有明显不同。之前的Moorestown平台采用了双芯片架构，包含了一颗英特尔Atom Z600系列处理器以及一颗平台控制集线器，前者拥有CPU和GPU核心，主要提供计算性能；后者主要提供互联和无线等功能，其作用类似桌面主板的PCH。虽然Moorestown平台已经在功耗控制方面不遗余力，但双芯片设计和相对ARM处理器较高的功耗依旧使得它的推广受到了限制。

在新的Medfield平台上，英特尔用一颗芯片解决了几乎所有的问题（不含基带），这就是Atom Z2460：它拥有英特尔进军手持互联移动设备以来精巧的身躯和精简的方案结构。Atom Z2460集成了绝大多数的功能模块，包括内存控制器、32nm的CPU核心、PowerVR SGX 540图形核心、512KB二级缓存、来自ImgTec的视频编码/解码引擎、视频输出模块、双通道LPDDR2内存控制器（每通道支持LPDDR2 800的内存，大可支持1GB）等。在制造方面，英特尔没有将所有的核心都平铺在基板上，而是采用了堆叠封装的方式来完成整个芯片的设计和制造，终得到了这颗面积大约62mm2的产品。单纯比较面积，它比首款双核心Cortex-A9处理器Tegra 2的49mm2略大一些，但基本和市售主流双核心Cortex-A9处理器差不多。

不变的和改变的：Atom Z2460的CPU和GPU架构

Atom Z2460的核心依旧是CPU和GPU。不过和ARM平台上CPU核心超快的进化速度相比，英特尔的移动平台多年来一直使用的Atom核心几乎没有做出任何更改。目前Atom Z2460中的单核心CPU和我们几年前看到的上网本内的那颗Atom，在内核架构上没有本质的区别，它们都采用了双发射设计（英特尔主流的桌面处理器已经全部是四发射设计），顺序执行架构（Pentium Pro以后就没有出现过顺序执行的主流CPU，不过ARM家族中的Cortex-A8依旧是顺序执行的架构），没有设计单独的整数乘法和除法单元（只能依靠浮点硬件来完成），内核拥有16级流水线（比ARM处理器普遍要长），拥有24KB L1数据缓存、32KB L1指令缓存以及512KB L2缓存。另外，Atom Z2460由于部分寄存器和指令序列的重复设计而获得了超线程技术的支持。

Medfield（左一）和上代Moorestown芯片（中、右两颗）大小对比。

从架构角度来说，Atom Z2460中集成的CPU与ARM 阵营的Cortex-A9很相似，比如缓存结构上，Cortex-A9也拥有32KB L1数据缓存和32KB L1指令缓存；指令结构方面二者都是双发射设计，都拥有两个解码单元，指令队列排序后进入整数和浮点运算。在整数方面，Cortex-A9有自己的整数乘法单元，有两个ALU单元（这一点和Atom Z2460相同）。但Cortex-A9相比Atom Z2460，没有专门的FP浮点单元，也没有FP/SSE单元（压根不支持SSE多媒体指令集），只有一个单独的VFPv3/NEON模块用于处理一些有关浮点计算的操作。

虽然从CPU架构来看，Atom Z2460相比ARM的Cortex-A9不会强太多，但Cortex-A9的内存控制器不如Atom Z2460优秀，内存带宽过低，CPU缓存命中率不高，这在很大程度上影响了处理器的性能发挥。这样的劣势在Cortex-A15之后才能得到一定程度的解决，因此Atom Z2460会有一定的领先空间。

Atom Z2460的CPU架构图

和上代产品Moorestown一样，Medfield中的GPU也来自于Powe rVR，不过型号由Powe rVR SGX 535升级成更优秀的PowerVR SGX 540——这颗GPU核心在200MHz下就拥有28MT/s的纹理填充率和接近1000MP/s的像素填充率，浮点运算能力达到了7.2GFLOPS。而且Atom Z2460中的GPU实际主频达到了400MHz，性能还要比200MHz的型号快很多（英特尔给出的数据是2000MP/s的像素填充率和40MT/s的纹理填充率）。依照惯例，英特尔依旧称呼这颗GPU产品为Graphics Media Accelerator，也就是我们熟知的GMA集成显卡。

Atom Z2460支持MPEG 4.2、H.264、WMV、VC-1等各种编码格式的硬解码功能，播放高清不再是什么难题。视频输出上，Atom Z2460高支持1280×1024分辨率的视频输出，借助HDMI接口可以输出1080p/30fps的视频。目前很多手持移动设备都可以作为小型高清播放平台接驳大屏幕视频设备，英特尔也看准了这一潮流给予了有力的支持。

低与高：Atom Z2460的功耗与性能表现

看过Moorestown平台介绍文章的读者（2010年9月下《英特尔的移动通讯野心—Moorestown超低功耗平台揭秘》），应该对Moorestown采用的超低功耗技术相当熟悉。Atom Z2460正是使用了类似的技术，并对其进行了进一步的优化。

Atom Z2460定义了C6功耗级别。在这个级别下，几乎所有的核心和缓存都处于关闭状态，总功耗接近0W。当CPU接收到任务开始运作时，并不是瞬间唤醒，而是从0开始，以100MHz为基准，一步一步增加频率直到1.6GHz。在普通状态下，CPU高运行频率不超过1.3GHz，只有在特殊情况下才运行在1.6GHz的高位上—这有点类似桌面和x86移动平台的睿频技术。

另外，Atom Z2460还隐藏了256KB的超低功耗缓存，用于待机、低任务状态时系统使用。不过目前所有的内部架构图中，这256KB都被“隐藏”起来，并未明确标识。

除了优秀的节能设计外，Atom Z2460另一个优势之处在于其出色的制程工艺。英特尔在Medfield平台上采用了专门为低功耗设备优化的32nm LP工艺，漏电率只有上代的1/10。从英特尔以及台积电公布的数据来看，英特尔的32nm工艺应该和台积电的28nm工艺在漏电率方面处于相同的水平线上。因此，Medfield比上代Moorestown在相同的总功耗级别下，要么降低43%的动态功耗，要么提升37%的运行频率，这是非常明显的进步。

为了证明自家产品功耗相当低，英特尔还公布了一组数据：

Medfield频率/功耗比

从数据来看，即使满载的状态下，这颗芯片功耗也小于1W。要知道Atom Z2460绝大部分时间都不会超过1.3GHz，功耗甚至会低于500mW。这样的功耗表现比某些双核心的Cortex-A9处理器还要优秀。

至于Atom Z2460的性能表现，我们可以看看英特尔给出的自家Medfield和竞争对手的功耗和性能对比图。一些比较可靠的消息来源证明，英特尔对比的是苹果A5 Cortex-A9双核心、三星的猎户座Cortex-A9双核心、德州仪器的OMAP Cortex-A9双核心、第一款Cortex-A9双核心处理器产品也就是NVIDIA的Tegra 2，以及依旧来自德州仪器的OMAP Cortex-A9双核心处理器。这五款机型已经覆盖了目前几乎所有的主流ARM核心厂商。英特尔挑选这些产品出来的含义就不言而喻了。

Medf ield和竞争对手的功耗和性能对比

在图中，上部的三个是功耗测试，从左到右分别表示在3G待机状态、音频回放以及720p视频播放时的整机功耗。下方三个代表了性能，从左到右分别是浏览器性能、JavaScript性能和图形性能测试。从英特尔公布的对比成绩来看，除了功耗测试Medfield没有拿到优外，性能测试优势明显。当然，我们还需要看到更多的第三方测试结果才能确定产品优劣，但英特尔自信满满地公布这样的成绩，也在很大程度上说明了Medfield的确值得期待。

写在后

低功耗和高性能，Atom Z2460意味着英特尔赢得了战争？显然还言之过早。因为双核心Cortex-A9处理器已经是去年的产品了，随着四核心Cortex-A9以及双核心Cortex-A15陆续到来，Medfield又将面临新的压力。乐观地看，英特尔的性能优势多保持到2012年第三季度，在这段时间内，英特尔需要完成架构升级、采用全新的22nm工艺并继续控制新产品的功耗，才有可能真正站稳脚跟。

除此之外，英特尔目前还要面临平台兼容性问题。因为ARM毕竟是RISC精简指令集的产品，而Medfield是x86的CISC复杂指令集的。为了做到这一点，英特尔采用了二进制转换的方法，简单来说就是将ARM的原生库在执行前就转换成x86指令进行处理。这样的转换发生在底层，用户完全感觉不到任何差异。英特尔表示通过这样的手段可以保证90%的应用程序兼容性。好在Android NDK已经开始提供对x86和ARM的同时支持，因此未来x86处理器的兼容性应该不是难题。