2008-06-16 09:43:10 來(lái)源:
泡泡網(wǎng)(北京)
幾個(gè)月以來(lái)我們在IT界一直聽(tīng)到一些討論，那就是關(guān)于一個(gè)新型MID（移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設備）等領(lǐng)域的超低功耗x86處理器。此款產(chǎn)品便是Intel迄今為止功耗最低、體積最小的處理器產(chǎn)品，它采用了全新45nm微架構，特別為小型裝置及低耗電產(chǎn)品所設計，同時(shí)亦具有Intel Core 2 Duo指令集，帶來(lái)更高的效能并增加系統響應速度。Intel在處理器行業(yè)的任何領(lǐng)域，從來(lái)不想分一杯羹給別人，Intel在把Xscale業(yè)務(wù)賣(mài)給Marvell之后，是鐵了心要讓X86 CPU成為手機和掌上電腦的心臟，目的是要統一整個(gè)處理器行業(yè)成為規范?？磥?lái)不久的將來(lái)Vista手機也會(huì )走到我們身邊？
此型號的處理器意在與包括威盛的低能耗芯片以及基于A(yíng)RM架構的芯片相抗衡。并取代更新超便攜式筆記本的老舊處理器。最初為大眾所知的名字是Silverthorne和Diamondville，而這一新系列的處理器被稱(chēng)為“Atom”，不過(guò)現在的Atom處理器現在有了正式的中文名——“凌動(dòng)”！
ATOM處理器官方核心芯片實(shí)物圖
Atom實(shí)際體積大小 在手指上顯得十分微小
在過(guò)去Intel UMPC專(zhuān)用處理器A110和A100表現平平之后，Intel決心重新開(kāi)發(fā)一款MID專(zhuān)用處理器，新的處理器不僅要有超低的功耗和成本，還得具備過(guò)得去的性能。最重要的是，它要能兼容X86指令集——這樣才能確保處理器可以運行Linux、Windows等桌面程序。而Intel拋棄Xscale，也恰恰是Xscale采用的ARM指令集專(zhuān)利受制于人，并日顯疲態(tài)的緣故。而新產(chǎn)品年凌動(dòng)處理器是能耗低于3瓦芯片中速度最快的處理器。它基于酷睿2雙內核（Core 2 Duo）微架構，采用45納米工藝制造。此外英特爾的實(shí)驗室目前正在開(kāi)發(fā)能耗更低速度更快的芯片。
英特爾新平臺新架構帶來(lái)新低功耗
與Atom處理器相對應的整個(gè)平臺，英特爾將其稱(chēng)之為“英特爾迅馳Atom處理器技術(shù)”（Intel Centrino Atom Processor Technology），這個(gè)平臺在之前是大家比較熟悉的“Menlow”。一套完整的平臺包括Atom處理器，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡，包含集成顯卡的低功耗芯片組，以及輕薄設計。
功率的控制和集成處理器到便攜式或嵌入式設備中，一直是英特爾在嘗試解決的問(wèn)題，雖然Intel公司不是第一次針對這些用途生產(chǎn)此類(lèi)處理器。但是Atom處理器的根本不同在于，它為減少電力和低功耗的使用而建立一個(gè)新的架構。
ATOM令我們驚奇的地方有哪些？
ATOM處理器核心內部結構圖
ATOM處理器核心結構名稱(chēng)解讀
Atom CPU令人驚奇的地方不止一個(gè)：他們將最現代的功能（EM64T，SSSE3等）移植到了老的處理器架構中。從奔騰系列以來(lái)Atom是第一款“順序執行”即in-order X86架構。動(dòng)力來(lái)源和制造成本是兩個(gè)必要條件，英特爾受這兩個(gè)因素的牽制，不惜以犧牲性能為代價(jià)來(lái)降低產(chǎn)品的功率。因此，我們不要期望其能成為Core 2 Duo或是奔騰雙核的競爭對手。但是Atom究竟給我們帶來(lái)了什么？我們將在此文中由此展開(kāi)。
在Pentium-M處理器之前的一小段歷史回顧
一直追溯到80386的時(shí)代，英特爾開(kāi)始生產(chǎn)低功耗、特別是為移動(dòng)設備使用的產(chǎn)品。就拿80386EX舉例來(lái)說(shuō)，CPU芯片與之前標準386系統相比明顯電力消耗減少。同時(shí)也開(kāi)始生產(chǎn)低功率版本的486，奔騰和奔騰II（Dixon，及其256 KB的內置高速緩存）。但在每種新品的產(chǎn)生，他們基本上都是采用一個(gè)與桌面版處理器非常類(lèi)似的架構（但若非完全相同的）?？墒窃趯?shí)踐中，這些處理器的效率高，但標準版本和便攜式PC版本的區別仍然微小，所以造成了功率功耗久高不下。
Pentium-M處理器
發(fā)布于2003年的Pentium-M是場(chǎng)新的革命，因為它使用了與Pentium 4截然不同的架構體系，在保持高性能的同時(shí)電力消耗要明顯少的多。但它仍然是Pentium III的衍生物，并具有其相同的缺點(diǎn)。并且Pentium - M 的接二連三的升級更新?lián)Q代（目前以升級到Core 2處理器）只在增加性能同時(shí)曾加功率消耗。當年英特爾試圖以低功耗處理器（如A1x0）走出來(lái)，但基本上只是性能縮水的Pentium-M重現。
Atom所有的潛在變化
Atom相比以往低功耗芯片是一個(gè)完全不同的體系結構，它旨在減少電力的消耗。該處理器使用一個(gè)完全新的設計，這并不是較早體系的改版?？偠灾?，英特爾公司現在能夠生產(chǎn)耗能很少的處理器，相比之前要有更好的節能低耗的效果。
ATOM處理器標準之一：掌上設備專(zhuān)用—Z5X0系列解析
第一代Atom處理器是隸屬于Z5x0系列，以前的名稱(chēng)為Silverthorne。Atom Z500系列致力于MID（著(zhù)名的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設備）的應用，并且附帶一個(gè)新的芯片組Poulsbo SCH（系統控制器）。
● ATOM最大的對手是ARM處理器：
ARM處理器實(shí)物圖
對于MID的定位，英特爾的競爭目標很明顯，那就是目前如日中天的ARM處理器。這是一款很受消費者歡迎的架構（它可使用在大部份的電話(huà)， PDA和GPS裝置中），并有許多制造商提供（ARM的授權指令組），并提供良好的性能，同時(shí)保證極低的功率消耗。在移動(dòng)芯片的舞臺中，除少數使用MIPS架構的設備（如PSP），ARM的處理器占了絕大多數。順便提一下，英特爾曾經(jīng)產(chǎn)生過(guò)ARM處理器（XScale ，出售給Marvell）供消費者應用，并且仍然有一系列的使用產(chǎn)品，如RAID卡（如IOP333）。在實(shí)際情況中，從ARM到X86似乎沒(méi)有真正的問(wèn)題存在：Linux都是兼容的，像Windows CE（用在許多GPS中）和Windows Mobile OS layer（至少在舊版本）同樣兼容。此外，X86也可在最新版的Windows版本系統中使用，所以論實(shí)用性來(lái)講比ARM處理器有更廣泛的軟件和技術(shù)支持。
● Z500系列處理器介紹：
分析Atom整體體系之前，讓我們先看看z500系列的具體介紹：這些處理器體積非常的小，大約只有13 x 14mm的面積。處理器大約由47億個(gè)晶體管組成（這要比原來(lái)的Pentium 4處理器多），并有1級的56 KB高速緩存（包括24 KB的數據和32 KB的指令）和2級的512 KB緩存。他們運行在一個(gè)標準的英特爾總線(xiàn)下，采用與Pentium 4完全一樣的系統。Bus的頻率是400MHz或533MHz。同樣也有所支持的SIMD指令，從MMX 到SSSE3，EIST，和HyperThreading。但是請注意，后者的技術(shù)是只適用于某些533 MHz QDR BUS型號。
● ATOM Z5X0系列處理器專(zhuān)用芯片組Paulsbo介紹：
Atom Z5X0系列處理器搭配Paulsbo芯片組，Paulsbo SCH硅片面積22×22毫米，整合了南北橋功能，可提供兩條PCI-E x1插槽、一個(gè)IDE PATA 100接口、三個(gè)SDIO和MCC存儲卡插槽，內部集成了USB 2.0控制器(八個(gè)Host一個(gè)Client)、內存控制器(最高1GB DDR2-533)、高清晰度音頻控制器、圖形核心等眾多模塊。
● Poulsbo的圖形系統介紹：
Paulsbo芯片內部結構虛擬圖
在圖形方面有新的圖形結構：GMA500 。它使用一個(gè)統一的架構整合而成，并支持3.0+Shaders。有趣的一點(diǎn)是，它支持解碼H.264，MPEG2 ， MPEG4，VC1 ,WMV9格式。GMA 500的核心頻率是200MHz或100MHz，這取決于該芯片組的版本，圖形核心部分支持DirectX 9和OpenGL(Intel標稱(chēng)支持從未發(fā)布的DX9L)，每秒可輸出400M像素，支持720p、1080i視頻解碼加速。
● ATOM Z500系列功耗十分有意思：
Atom Z500的TDP分布于0.85W（沒(méi)有超頻800 MHz版本）和2.64W瓦之間（啟用超頻1.86 GHz模型）。在其最進(jìn)化版本SCH結合中消耗大約2.3W，從而使手機加CPU的耗能少于5W。與現有的方案相比，這顯然是向前邁進(jìn)了一大步。舉例來(lái)說(shuō)：VIA Nano的TDP宣稱(chēng)1.8 GHz版本為25W，而Celeron-M ULV在900MHz功耗為5W。
ATOM處理器標準之二：移動(dòng)PC設備專(zhuān)用處理器N2X0系列解析
Atom為搭配標準PC的應用，英特爾將提供另一系列處理器，其名稱(chēng)為Diamondville，而N2X0系列的Atom是為標準PC設計而成的，用來(lái)應用在低價(jià)便攜式PC中，像Eee PC這樣的產(chǎn)品。
●ATOM的N2X0系列：價(jià)格具有相當的吸引力
Atom N2X0系列類(lèi)似于之前的Atom Z5X0系列 ，唯一的差異是在EMT64 (64 bit) 的管理，目前僅存在N270和N230，頻率相同TDP不同，缺乏對EIST的支持 。那么Atom N2X0系列在待機情況下無(wú)法自動(dòng)降頻。但價(jià)格是相當有吸引力的：一個(gè)頻率為1.6GHz（533 MHz bus）Atom N270，具有2W TDP價(jià)格僅44美元。另一款相同頻率的N230版本，具有4W TDP ，價(jià)格僅29美元（在相同的頻率情況下）。
●N2X0系列只支持老的芯片組：i945芯片組
其實(shí)N200系列的主要問(wèn)題是源于芯片組：英特爾公司只提供i945的變種版本。此芯片組說(shuō)實(shí)話(huà)已經(jīng)“老了”，有著(zhù)不小的缺陷存在：對于消耗控制不好（945GC版大約22W）?；谟⑻貭?45GC + ICH7芯片組，可以板載Atom N2X0處理器，支持DIMM DDR2 533/400內存和SATA接口，一個(gè)IDE接口，并整合了GMA950圖形芯片。但是很明顯，用高于A(yíng)tom處理器10倍功耗的舊芯片組，在當今世界上可不是好的做法，但直到一些更好的產(chǎn)品研發(fā)出來(lái)之前，也只能這樣搭配了。而便攜式PC內同樣使用i945GSE芯片組，且功耗為5.5W（4W為北橋、1.5W為南橋）。很顯然低功耗帶來(lái)了性能明顯縮水，為了減少功耗，英特爾把整合圖形芯片GMA的頻率（從400MHz至1 33MHz）。
●ATOM的N2X0系列處理器專(zhuān)用圖形芯片GMA950
現在讓我們看一下介紹一下圖形芯片GMA 950 ：這是由英特爾公司在i945芯片組內使用的IGP。兼容DirectX 9和能夠運行Aero，配備Core Duo處理器應用在便攜式PC中是很常見(jiàn)的。但是其性能表現較弱，而且不能解碼高清格式。另外，它對內存帶寬敏感，和驅動(dòng)沒(méi)有完善的優(yōu)化。英特爾在臺式機上使用核心頻率400MHz的i945G版本圖形芯片，而在便攜式電腦中頻率降至250MH和在一些超輕便型筆記本更是降到166MHz使用，本來(lái)性能就十分弱，一次又一次的縮減，性能損失十分嚴重。而Atom (i945GSE)使用的版本更是降至133MHz使用，嚴重影響性能。近期英特爾可能打算用Atom 和一個(gè)SiS芯片組合。此方案已經(jīng)提供在英特爾Mini-ITX主板上了，采用了SIS671再加上968，屆時(shí)功耗只消耗8W。
●ATOM的兩個(gè)系列處理器的解析匯總：
|
型 號 |
主 頻 |
二級緩存 |
前端總線(xiàn) |
TDP |
|
Z500 |
800MHz |
512KB |
400 |
0.65W |
|
Z510 |
1.1GHz |
512KB |
400 |
2W |
|
Z520 |
1.33GHz |
512KB |
533 |
2W |
|
Z530 |
1.6GHz |
512KB |
533 |
2W |
|
Z540 |
1.86GHz |
512KB |
533 |
2.4W |
|
N230 |
1.66GHz |
512KB |
533 |
4W |
|
N270 |
1.66GHz |
512KB |
533 |
2W |
目前英特爾將提供兩個(gè)系列的Atom處理器：?jiǎn)魏说腄iamondville和單核的Silverthorne。目前Silverthorne Z500系列共發(fā)布了5個(gè)不同的版本、Diamondville N200系列有兩個(gè)版本，用于臺式機的單核心Diamondville-230處理器，與用于筆記本電腦的Diamondville-270處理器。這兩款處理器的技術(shù)架構很相似，主頻都是1.6GHz，二級緩存都是512KB。
ATOM Z5XX移動(dòng)系列與N2XX桌面系列大小比較
除此之外，英特爾還會(huì )推出第一批雙核心Diamondville處理器，型號預計是Celeron 3xx。這批雙核處理器是為臺式機用戶(hù)打造的，發(fā)布時(shí)間可能是今年第三季度。Diamondville處理器的熱設計功耗在4瓦到8瓦之間，并可能不帶處理器風(fēng)扇。
ATOM的功能：“順序執行”設計和超線(xiàn)程技術(shù)
●采用“順序執行”（in-order execution）設計
英特爾Atom采用了較為簡(jiǎn)單的“順序執行”（in-order execution）設計，對于現代X86處理器來(lái)說(shuō)， 亂序執行（Out of Order）是一種行之有效的性能提升方法。但是亂序執行有著(zhù)更高的執行效率，不過(guò)這是需要有更多的晶體管和更高的功耗做為代價(jià)，這顯然與Atom的超低功耗是背道而馳的，由于移動(dòng)設備并不會(huì )采用復雜的多任務(wù)多線(xiàn)程設計，所以Intel在A(yíng)tom上首先拋棄了亂序執行設計。Atom處理器內部采用了簡(jiǎn)潔低效的順序執行結構（In-Order）。這樣的結構在極端情況下效率只有亂序結構的五分之一。有意思的是，曾經(jīng)在處理器結構設計領(lǐng)域被判死刑的順序執行架構，除了出現在A(yíng)TOM CPU上以外，還被IBM用在了Power6處理器上。
只要對比當今“ 尚存” 的順序執行處理器，我們不難得出一個(gè)結論，所有順序執行處理器都采用了簡(jiǎn)潔的CPU內部架構、較高的工作頻率和同步多線(xiàn)程技術(shù)來(lái)彌補效率上的缺陷。Atom處理器也不例外。根據Intel透露的參數，新處理器的頻率達到了1.6GHz~1.8GHz，并且支持HT超線(xiàn)程技術(shù)。憑借極高的運行頻率和超線(xiàn)程技術(shù)，Intel成功彌補了Atom處理器在性能上的缺陷。2008年Cebit展覽上，Intel 1.6GHz Atom處理器運行SuperPi的成績(jì)?yōu)?08秒——該結果已經(jīng)明顯超過(guò)Pentium III圖拉丁處理器。你千萬(wàn)別忘了，ATOM的功耗只有2W！
●沿用老處理器的超線(xiàn)程技術(shù)：HT
超線(xiàn)程是一種隨Pentium 4處理器出現的技術(shù)。它可以處理兩個(gè)線(xiàn)程同時(shí)使用未使用的部分管線(xiàn)。雖然沒(méi)有兩個(gè)真正的核心的效率，該技術(shù)可以被認為CPU可以同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)線(xiàn)程，從而增加電腦的整體表現。Atom具有較長(cháng)的管線(xiàn)，加上順序架構的技術(shù)，超線(xiàn)程技術(shù)將是非常有執行效果的，該技術(shù)可顯著(zhù)提高性能而不影響TDP的變化。
ATOM處理器核心功能
Atom配備了兩個(gè)ALU（執行整數計算單位能力） ，以及兩個(gè)FPU（浮點(diǎn)數計算的單位能力，這對游戲非常重要）。
英特爾優(yōu)化了基本指令
英特爾Atom處理器使用45納米工藝生產(chǎn)，保留了Core 2 Duo指令集功能，象支持多線(xiàn)程等。Atom處理器是英特爾目前耗電最低的處理器，耗電范圍在0.6至2.5瓦之間，時(shí)鐘速度最高為1.8GHz。
關(guān)于A(yíng)tom處理器的緩存和FSB
英特爾已經(jīng)為Atom選擇了一個(gè)相當出不普通的組織，但沒(méi)有犧牲性能（對CPU使用順序架構非常重要）。
●24K+32KB的一級緩存設計：結構不對稱(chēng)
Atom的一級緩存總計是56K：數據24KB和指令32KB。這種緩存結構不對稱(chēng)，令我們還是比較驚訝。也許是考慮到順序執行對性能造成的負面影響，Intel沒(méi)有克扣太多的緩存——憑借32KB+24KB的L1 Cache和512KB L2 Cache，Silverthorne的緩存設計足以稱(chēng)霸整個(gè)手持移動(dòng)處理器市場(chǎng)。必須指出的是，Silverthorne采用了8個(gè)晶體管一位(Bit)的SRAM緩存設計，相對core2 CPU的6個(gè)晶體管一位，前者要耗費更多的芯片面積，但卻有著(zhù)更低的功耗。 這種技術(shù)保證應用到緩存中的電壓，以保持信息有所減少?？雌饋?lái)在游戲中發(fā)展到8晶體管已經(jīng)晚了，當處理器的設計相當先進(jìn)時(shí)，這意味著(zhù)緩存的大小不得不減少以適應它24KB的數據緩存。
●512KB的二級緩存設計：結構不對稱(chēng)
ATOM二級緩存為512 KB ，顯然與處理器運行在相同的頻率。這8路緩存設計相當經(jīng)典，其性能與Core 2 Duo處理器中使用相近（其潛伏期是16周期，相比而言Core 2為14周）。其中一項新功能就是可以自動(dòng)關(guān)閉部分緩存：如果程序不需要太多緩存的話(huà)，它的一部分可以關(guān)閉。在實(shí)踐中，緩存可以從8路至2路（從512 KB到128KB ），很顯然這是一種寶貴的降低功耗的技術(shù)辦法。
●大容量前端總線(xiàn)
前端總線(xiàn)做為處理器交換數據的“馬路”，其容量大小對處理器的運行效率有著(zhù)直接影響。目前上市的Atom處理器FSB從400MHz到533MHz，達到了“奔4”時(shí)期的標準，對于手持設備的性能需求已經(jīng)足夠了。而配合Macro-Ops Fusion技術(shù)，可以在保持高FSB的同時(shí)提供更低的功耗和耗電量。
●數字媒體指令集
Atom支持SSE，SSE2，SSE3，SSSE3指令集，對CAD、2D&3D建模、視頻編輯、數字音樂(lè )、數碼照片和游戲性能有了更好的支持，將手持設備的性能有了更高的提升。
電源管理：試驗和理論
電力消耗是一直是Intel平臺的中心，雖然他們在這方面已經(jīng)做了很多工作。但是老舊的芯片組，與新處理器相比，還是消耗了很多電力，因此在A(yíng)tom身上有許多有吸引力的功能。
●總線(xiàn)和緩存
正如我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)，英特爾在總線(xiàn)和緩存方面做了很多努力：總線(xiàn)的不同模式的進(jìn)行和緩存可以被禁用的功能，這些使用都可以節約功耗，減少發(fā)熱和電力需求。
●ATOM的C6電源模式
相比上代產(chǎn)品而言，Atom同時(shí)引進(jìn)一個(gè)新的待機模式C6。C模式可以設置（0到6）低功耗狀態(tài)，數字越高CPU消耗越少。在C6模式下，整個(gè)處理器幾乎完全禁用。甚至只有幾KB的緩存記憶體保持注冊狀態(tài)的存儲。在此模式下， L2緩存是空的不用的，供電電壓下降到只有0.3 V，并且只有一小部分的處理器為了喚醒功能仍然活動(dòng)。該處理器可以在大約100微秒進(jìn)入C6的模式，很顯然這速度很快。在實(shí)踐中，英特爾聲稱(chēng)理論上C6模式可以使設備多使用90 ％的時(shí)間。
●Intel移動(dòng)電壓定位(IMVP VI)技術(shù)
采用IMVP電壓調節器時(shí)，CPU核心電壓的變化
Intel的移動(dòng)電壓定位(IMVP)是一項靈活的電壓調節技術(shù)，能夠自動(dòng)降低Intel移動(dòng)處理器的總功耗。使用IMVP電壓調節器時(shí)，核心電壓會(huì )隨著(zhù)處理器負載的上升，而逐步下降。這種方式能夠使高負載狀態(tài)下的CPU耗電量降低。所以和采用靜態(tài)電壓調節器的系統相比，配備IMVP電壓調節器的筆記本電腦會(huì )有比較低的TDP、平均與主動(dòng)耗電量。
ATOM測試平臺介紹：技嘉GA-GC230D主板搭配ATOM N230
我們的測試采用了技嘉制造的Mini-ITX主板，配備了Atom 230/i945GC 。此主板有個(gè)單一的DIMM（DDR2內存）插槽和一個(gè)PCI端口，沒(méi)有AGP或是PCI-E接口，所以排除了使用任何獨立顯卡。比較有趣的是芯片組（消耗22W）采用了主動(dòng)散熱設計，而CPU卻只是簡(jiǎn)單的鋁散熱片來(lái)應對?？梢?jiàn)ATOM的功耗如此之低，令芯片組汗顏。
因為這主板是為入門(mén)級的產(chǎn)品，所以我們嘗試比較兩個(gè)目前的入門(mén)級解決方案：奔騰E2140（1.6GHz主頻），和閃龍3400+（Socket 754接口在） 。這兩個(gè)處理器分別設置為相同的時(shí)鐘頻率（1.6GHz）做為測試。主板使用的是技嘉的GAGM945S2。它的優(yōu)點(diǎn)是相同了與ATOM平臺相同的芯芯片組。AMD方面使用的是Sempron搭配nForce4主板。
平臺標準配備DDR2667 1G內存，只有芯片安裝了散熱器
相比主板的其他部件來(lái)看，ATOM處理器顯得十分嬌小
ATOM N230處理器只配備了散熱片進(jìn)行被動(dòng)散熱
平臺整體配置參數一覽
三塊主板配置進(jìn)行了同時(shí)測試，采用了相同的系統WindowsXP Service Pack2，和目前所有最新的驅動(dòng)程序。英特爾平臺使用的1G DDR2667內存，AMD平臺使用了1G的DDR 400內存。我們的測試硬盤(pán)是一個(gè)74G的西數猛禽。
性能大戰之一：對決雙核奔騰E和閃龍
我們比較三個(gè)平臺在相同的頻率下進(jìn)行，采用了一些常見(jiàn)的測試方面，來(lái)驗證產(chǎn)品之間的強弱。
Cinebench R10是一款測試CPU渲染性能的軟件，閃龍性能相比ATOM大約快了1.53倍左右，由于E2140是雙核酷睿架構的產(chǎn)品，就單核效能相比同頻率ATOM就快了1.86倍。由于閃龍不支持超線(xiàn)程功能，所以在測試中只有一個(gè)成績(jì)。
SiSoftware Sandra是一個(gè)綜合測試軟件，擁有超過(guò)30種以上的測試項目，主要是測試整體的性能。然而三款處理器的性能差距給人留下了深刻印象。E2140真的很快，而Sempron的綜合性能最弱，成績(jì)低于同頻率的ATOM。由于奔騰E有兩個(gè)核心并使用了超線(xiàn)程技術(shù)，產(chǎn)生巨大差距很正常。
在3DMark06和PcMark06的CPU測試中，E2140以絕對的優(yōu)勢領(lǐng)先，閃龍的成績(jì)也相比ATOM有著(zhù)不少的性能差距。
ATOM處理器由于架構的關(guān)系，在浮點(diǎn)運算上，性能較弱，90多秒的成績(jì)相比對手，相差懸殊。雙核E2140依舊領(lǐng)先，閃龍性能位居第二。
最后，我們采用WinRAR壓縮大約1 GB的文件進(jìn)行測試。由于閃龍使用不同的內存規格，所以不參與此項測試。在測試結果中，兩者之間的差距平臺小于在綜合測試中，但奔騰E2140的性能仍然快將近兩倍。
性能大戰之二：對決威盛C7和賽揚M
在此項測試中，ATOM N230處理器依舊搭配我們使用的技嘉Mini - ITX主板。而威盛C7搭配PC3500G主板進(jìn)行測試，而賽揚M處理器則使用便攜筆記本進(jìn)行測試。
●性能對比：ATOM N230 VS 威盛C7
PC3500G是VIA威盛芯板推出新一代全整合主板，在功能和性能方面這款PC3500G也相當不錯，它基于VIA CN896數字多媒體IGP芯片組，采用了通過(guò)微軟Windows Vista Basic認證的VIA Chrome9 HC IGP和一個(gè)DirectX 9.0 3D/2D高性能圖形加速器，并且還配備了Chromotion 3.0視頻硬件解碼芯片，支持播放HD DVD和藍光高清視頻。
威盛PC3500G為全整合主板，板載主頻1.5GHz的威盛C7處理器
整合的是前端總線(xiàn)為400MHz的1.5GHz主頻VIA C7-D處理器。主板配備了兩條DDR2 DIMM內存插槽，最高支持2GB DDR2-400/533/667MHz內存。配備了一條PCI Express x16顯卡插槽和一條標準PCI插槽。連通性方面也非常豐富，包括4個(gè)USB 2.0端口、2個(gè)SATA II連接器、兩個(gè)PATA連接器、10/100高速以太網(wǎng)端口和8聲道板載音頻系統。
為了測試公平，我們把Atom處理器的頻率降頻至1.5GHz，以同樣的頻率與威盛C7 1.5GHz作為對比測試。其他內存，硬盤(pán)，和操作系統兩套平臺完全相同。
在Cinebench R10的測試中，正如你所看到的，Atom的成績(jì)超過(guò)了同頻率C7性能大約35%左右，這是超線(xiàn)程發(fā)揮了作用，由于C7同樣不支持超線(xiàn)程功能，所以其中一項測試仍然沒(méi)有成績(jì)。
在此項目中，Atom再次發(fā)揮了超線(xiàn)程的作用，性能大幅度的領(lǐng)先對手威盛C7處理器，PCMark05是多線(xiàn)程軟件，就像許多測試結果一樣，Atom超線(xiàn)程具有絕對的優(yōu)勢。
最后，測量?jì)蓚€(gè)平臺的功率消耗。威盛的平臺是更經(jīng)濟，和英特爾平臺相比。在閑置時(shí)PC3500G整體只有49W，而技嘉GA GC230D則是59W，可是值得注意的是，在滿(mǎn)荷載下，Atom整體功耗只上升了3W，而威盛的平臺，則提升了10W以上（但仍低于Intel平臺 ）。
●性能對比：ATOM N230 VS 賽揚M
為了比較Atom與賽揚M的性能差距，我們選用了一個(gè)便攜式筆記本配備Dothan的核心的賽揚M做測試。其中我們并沒(méi)有運行PCMark，因為筆記本平臺和臺式機平臺截然不同，同測試的話(huà)，測試結果不準確。此次測試我們仍采用同頻率測試，把Atom降至1.3GHz與賽揚M同頻率進(jìn)行比較。
在此次Cinebench R10的測試中，由于賽揚M不支持超線(xiàn)程，所以其中一項測試沒(méi)有成績(jì)，但是另一項測試卻領(lǐng)先與Atom處理器1倍多的性能。而且賽揚M還是移動(dòng)平臺，如果都是臺式平臺，差距將更大?？梢?jiàn)Atom的性能真的不強，甚至有點(diǎn)弱，看來(lái)只能在功耗上做文章了。
最后的測試：ATOM處理器超頻和3D性能測試
●Atom N230與E2140的3D性能對比測試
由于測試的主板上沒(méi)有PCI - E或AGP插槽（無(wú)法外接獨立顯卡），所以我們只能用主板板載的GMA950進(jìn)行測試。并且我們選用相同類(lèi)型的技嘉主板，配備了相同的芯片組，與主頻為1.6GHz 奔騰E2140進(jìn)行同頻率測試（只有這兩種平臺顯示芯片性能接近，其他平臺無(wú)法對比）。這樣一來(lái)，兩套平臺使用相同的IGP（GMA950 @ 400 MHz ）和兩種CPU在同樣的頻率進(jìn)行測試。還要說(shuō)明一下，兩臺計算機分別裝有一個(gè)單條1G的DDR2 - 667內存。
我們可以明顯看到，在 3DMark 06測試中，采用640x480分辨率下，Atom表現的十分差。在以往測試中CPU對于3D性能影響十分微小，可是此次測試影響非常巨大，可見(jiàn)ATOM性能成為嚴重3D性能瓶頸。
●Atom N230超頻測試
技嘉Mini-ITX主板主板提供了超頻選項：FSB可以進(jìn)行修改，在100MHz和700MHz進(jìn)行調節。對于N230來(lái)講，其倍頻無(wú)法修改，固定為12 ，外頻頻率是133MHz。我們測試，在不加電壓下達到一個(gè)穩定頻率為1.8GHz（12x150），其實(shí)在不加壓的設置下，最高可以超頻至1.86GHz（外頻153MHz）。經(jīng)測試，我們得知，把N230的1.6G主頻超頻至1.8G，功耗從62W提升到65W，在性能提升下，功耗提升不明顯，超頻的好處顯而易見(jiàn)。
注：全文測試數據出自Tom‘shardware網(wǎng)站
全文總結
正如測前所料，Atom是一個(gè)相當慢的處理器，在性能上無(wú)法與Core 2 Duo架構的CPU相比較。但是功耗的過(guò)低，不失為是一款超便攜筆記本的首選處理器。在移動(dòng)平臺里面Atom的節能優(yōu)勢會(huì )更加明顯，但是在桌面級產(chǎn)品中Atom依然存在非常大的競爭。同時(shí)基于Intel自身芯片組的整合平臺性能偏低。只能對于辦公一族來(lái)說(shuō)超低功耗和足夠性能可以被發(fā)揮的淋漓盡致。更重要的搭配Atom的桌面級產(chǎn)品一般產(chǎn)品的體積都非常小，而且更容易移動(dòng)，是辦公人士的不錯選擇。
●英特爾Atom平臺
就本次測試的非掌上設備的ATOM處理器而言：處理器本身是成功，而相搭配的芯片組才是最大的弱點(diǎn)所在。整體而言，性能偏弱，老舊的平臺在未來(lái)的斗爭中希望渺茫，我們希望英特爾將提供更適合未來(lái)發(fā)展的高性能芯片組。
●低成本與未來(lái)可實(shí)施的高性能
在完成功耗和晶體管數量的目標后，Intel還通過(guò)45納米實(shí)現了CPU超低的生產(chǎn)成本。根據Intel官方透露的參數，ATOM處理器的芯片面積不足25平方毫米，集成4700萬(wàn)個(gè)晶體管。Intel可以在一塊300mm晶圓上切割2500塊ATOM CPU。相比之下，同樣采用45納米制程的Intel Core2 Duo E8xxx系列處理器的芯片面積高達107平方毫米！
除此以外，在Intel ATOM同樣能通過(guò)封裝實(shí)現雙內核四線(xiàn)程功能。在Intel的Roadmap中ATOM 3xx系列處理器就在一個(gè)內核中封裝了2個(gè)ATOM核心，從而像Core2 Quad處理器那樣，以較低的成本和難度獲得更高性能。
●手持設備中平臺策略再顯優(yōu)勢
對于手持移動(dòng)設備來(lái)說(shuō)，顯示芯片一直是個(gè)要命的問(wèn)題。雖然NVIDIA和AMD都有各自的獨立手持設備顯卡，但這些獨立芯片一般都會(huì )讓設備續航能力大打折扣。更要命的是，在Windows Mobile、Symbian平臺無(wú)論是NVIDIA還是AMD都無(wú)法提供完善的驅動(dòng)，以便移動(dòng)圖形芯片發(fā)揮出更大的威力。自從迅馳平臺大獲成功后，Intel就學(xué)會(huì )了平臺策略的狠招。在A(yíng)TOM問(wèn)世時(shí)，Centrion Atom平臺也橫空出世。不同的是，這次Centrino ATOM平臺所捆綁的主板芯片組都具有圖形處理能力。
Centrino ATOM平臺采用的圖形核心來(lái)自于Intel 945G。這個(gè)GPU核心可以支持DirectX9 ，但卻采用了固定圖形單元設計。據悉，Centrion ATOM平臺代號Poulsbo的芯片組采用了和GM965相同的圖形內核，可以支持DX9Shader Model 3.0和硬件視頻解碼引擎，在播放MPEG-2，MPEG-4AVC，WMV/VC-1視頻格式時(shí)也可以有效降低CPU占用。
有意思的是，Intel ATOM處理器不僅會(huì )攻占手持設備領(lǐng)域，還會(huì )通過(guò)內嵌主板的方式進(jìn)軍超迷你PC和低價(jià)領(lǐng)域。Intel已經(jīng)確認會(huì )在2008年第二季度推出代號Litte Falls的超迷你CentrinoATOM套裝。值得一提的是，在新的迷你主板套裝中所使用的ATOM處理器代號DiamondVille和手持設備上使用的Sliverthrone不同之處在于，前者有著(zhù)更高的性能和更大的功耗。
Atom處理器的優(yōu)勢
? 價(jià)格方面：Atom N230售價(jià)只有29美元
?超低功耗需求
? 超頻性能好，且對整體功耗提升不明顯
Atom處理器的缺點(diǎn)
?整體性能偏弱
? 芯片組性能不好
?3D性能極差
? 目前無(wú)合理的平臺可更換
結語(yǔ)：
2008年注定是移動(dòng)市場(chǎng)不平凡的一年，Intel卷土重來(lái)、威盛的Nano和NVIDIA的Tegra虎視眈眈，外加上Ti、ARM的老牌廠(chǎng)商的嚴陣以待，也許很快我們就會(huì )發(fā)現，手中的手機已經(jīng)能輕松觀(guān)看Youtube，也許不久的未來(lái)智能手機已經(jīng)不再是WM、Symbian系統，而是標準桌面版的Vista和Linux。
毫無(wú)疑問(wèn)，Intel ATOM憑借2W的功耗和不俗的性能，試圖向人們證明未來(lái)的移動(dòng)世界同樣會(huì )是Intel Inside，此次架構的全幅度更改，是Intel徹底想把所有應用處理器方面的產(chǎn)品，全部換成X86的決心，以完成全領(lǐng)域的統一霸業(yè)。
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DOM電子硬盤(pán)應用系統
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一. 問(wèn)題的提出
以現今學(xué)校的電腦系統選型為例,一般有以下幾種選擇：1,以有盤(pán)PC構建的系統；2,基于網(wǎng)絡(luò )的NC和WBT系統；3, 無(wú)盤(pán)的RPL、PXE工作站系統。這三種系統各有優(yōu)缺點(diǎn)。有盤(pán)PC系統性能好、功能強,最滿(mǎn)足教學(xué)要求。但有盤(pán)PC系統缺乏集中管理的優(yōu)勢,并且在價(jià)格、防病毒、維護量、軟硬件升級、更換成本等方面存在不小問(wèn)題。而無(wú)盤(pán)的NC、WBT和RPL、PXE的工作站系統都具有集中管理、終端維護量小等優(yōu)勢，但無(wú)盤(pán)系統性能和功能等方面都遠不能滿(mǎn)足學(xué)校的教學(xué)要求，并且無(wú)盤(pán)系統的服務(wù)器端系統還相當復雜，由此還帶來(lái)維護和系統穩定性問(wèn)題！那有沒(méi)有同時(shí)兼備有盤(pán)PC和無(wú)盤(pán)PC全部?jì)?yōu)點(diǎn)的系統?
有,那就是創(chuàng )新的革命性產(chǎn)品----DOM電子硬盤(pán)系統!
二．DOM電子硬盤(pán)系統概述
DOM電子硬盤(pán)系統是 以FREE BSD（運行于其他操作系統無(wú)法識別的特殊分區格式）及LINUX（公認最高效安全的軟件昂貴操作系統）為基礎，通過(guò)獨有的ENCP虛擬磁盤(pán)技術(shù)來(lái)進(jìn)行數據傳送，使局域網(wǎng)內每臺終端不需硬盤(pán)，又能發(fā)揮有盤(pán)PC的所有性能，并且免除使用有盤(pán)PC過(guò)程中的煩惱，例如病毒、升級、維護、使用負擔重等。DOM（電子硬盤(pán)系統終端）不是傳統的無(wú)盤(pán)終端；DOM系統在終端運行后使每臺終端都擁有一個(gè)真正的實(shí)體硬盤(pán)，而且可以對終端擁有的實(shí)體硬盤(pán)進(jìn)行讀寫(xiě)、格式化、分區、甚至Ghost等操作；使得終端在保持和有盤(pán)PC功能同等的前提下，實(shí)現了終端的操作系統、應用軟件及數據的集中管理、集中存儲、集中維護等功能。
三、DOM電子硬盤(pán)系統工作原理 1.DOM電子硬盤(pán)系統的結構 DOM電子硬盤(pán)系統由三部分組成：管理器端(服務(wù)器)硬盤(pán)、工作站端虛擬盤(pán)、專(zhuān)用通訊協(xié)議。示意如下: 此主題相關(guān)圖片如下： （系統結構圖）
2.DOM電子硬盤(pán)系統硬盤(pán)虛擬方式
管理器存儲空間在使用上分為兩部分
① 共用部分：該空間存儲如操作系統，應用程序等用戶(hù)所通用的程序。
② 用戶(hù)個(gè)人空間：存儲用戶(hù)個(gè)人文件，個(gè)人應用程序等個(gè)性化的數據。
此主題相關(guān)圖片如下：
每個(gè)用戶(hù)所看到的虛擬本地硬盤(pán)實(shí)際由兩部分組成：系統共用空間 ＋ 該用戶(hù)專(zhuān)用空間。
工作站端也可加裝本地硬盤(pán)，同虛擬硬盤(pán)配合使用?？梢詮腄OM電子硬盤(pán)系統引導。
3.DOM電子硬盤(pán)系統的工作原理
機器開(kāi)機時(shí)管理器端(服務(wù)器)硬盤(pán)與工作站端虛擬盤(pán)通過(guò)專(zhuān)用的通訊協(xié)議 實(shí)現無(wú)逢聯(lián)接，數據則以磁盤(pán)磁道的形式來(lái)回傳輸，所以工作站在工作時(shí)可以看到一個(gè)實(shí)體硬盤(pán)，是真正意義上的電子硬盤(pán)。
四、DOM電子硬盤(pán)系統的功用
1、 協(xié)助用戶(hù)大大降低電腦軟、硬件設備采購與系統建置及維護的成本。
2、 資料集中控管及維護，達到更高的資料保密與安全性。
3、 DOM提供完善的系統備份機制，迅速恢復系統運作，不需另購昂貴的軟、硬件設備。
4、 DOM擁有即時(shí)系統備份與復原功能，提升設備使用率，大幅降低MIS人員對系統維護的負擔。
5、 符合企業(yè)電腦設備的六點(diǎn)要求：安裝迅速、擴充容易、兼容廣泛、維護簡(jiǎn)單、成本降低、保密安全。
五、DOM電子硬盤(pán)系統的特色
1、 性能穩定，避免藍屏，死機，卡機現象：通過(guò)特有的虛擬磁盤(pán)技術(shù)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )的讀取，使每臺終端應用程序運行速度可以同在物理硬盤(pán)運行相媲美，有些應用程序甚至比在物理硬盤(pán)上運行速度還要快，網(wǎng)絡(luò )突然中斷或者服務(wù)端死機終端可以臨時(shí)掛起，網(wǎng)絡(luò )恢復連接后終端運行可以繼續；
2、 節省投資：終端無(wú)需硬盤(pán)、硬盤(pán)保護卡、軟驅和光驅?zhuān)惶拙W(wǎng)絡(luò )幾十臺計算機省下的錢(qián)就相當可觀(guān)。另外對于老網(wǎng)絡(luò )改造，可以直接利用原來(lái)的設備，保護原來(lái)的投資。
3、 維護方便：通過(guò)對服務(wù)器的管理就可以管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò )。安裝、升級軟件只需在一臺終端上進(jìn)行，其它所有終端就都可使用最新軟件。對整個(gè)系統的維護事實(shí)上只是對服務(wù)器的維護，不需對每臺終端一一處理，使繁重的機器維護量降到最低，大大節省了人力和時(shí)間。
4、 防病毒：使網(wǎng)絡(luò )內部感染病毒的概率降低為零。即使終端感染了病毒，對服務(wù)器的映象文件也只是一個(gè)普通的文件，服務(wù)端不需殺毒。
5、 可控性與數據安全性：可以控制終端私自安裝與辦公無(wú)關(guān)的軟件（如游戲、QQ等）；保密數據就不會(huì )通過(guò)這些途徑泄漏出去。
6、 磁盤(pán)快照技術(shù)：磁盤(pán)快照技術(shù)把共享的硬盤(pán)供每臺終端獨享占有，這樣每臺終端都可以任意讀寫(xiě)硬盤(pán)，添加刪除文件，甚至格式化系統硬盤(pán)，下次重新啟動(dòng)時(shí)候自動(dòng)恢復到原來(lái)的狀態(tài)。
7、 網(wǎng)絡(luò )利用率高：在FREE BSD（運行于其他操作系統無(wú)法識別的特殊分區格式）及以L(fǎng)INUX為基礎的公認最高效安全的操作系統的優(yōu)良的網(wǎng)絡(luò )性能及其緩沖性能，可以最大限度發(fā)揮現有網(wǎng)絡(luò )的潛力。
8、 支持多平臺多操作系統：DOM電子硬盤(pán)系統支持客戶(hù)端為DOS、 Windows 9x/Me/ 2000/XP、 Linux等不同平臺的操作系統。
9、 兼容性能好：DOM終端實(shí)現的是一個(gè)真正的物理硬盤(pán)，從3D網(wǎng)絡(luò )游戲到大型的數據庫應用，所有基于硬盤(pán)存儲的應用系統都可以非常流暢運行在DOM電子硬盤(pán)系統上。
10、省電：一個(gè)40G/7200轉的硬盤(pán)經(jīng)專(zhuān)業(yè)公司反復測試平均每小時(shí)耗電0.48度，一套DOM電子硬盤(pán)系統網(wǎng)每月可節省電費開(kāi)支的1/3。
六、DOM電子硬盤(pán)系統的配置要求
1. 工作站：(每臺工作站需專(zhuān)配一塊“電子硬盤(pán)(PCI)卡”)
運行WIN98、WINME配置：
P300、32M以上（建議使用較高配置，配置越高，運行速度越快）
運行WIN2000配置：
P500、64M以上（建議使用較高配置，配置越高，運行速度越快）
主機的各種配置必須一致，如：主板、顯卡、插槽位置
2. 管理機(服務(wù)器)：(每臺服務(wù)器需專(zhuān)配“管理(PCI)卡”、“千兆網(wǎng)(PCI32/64位)卡”各一塊)
P4 1.8以上、512M、80G雙硬盤(pán)加IDE RAID卡，主板最好有64位PCI插槽
3. 網(wǎng)絡(luò )環(huán)境：(對運行WIN2000系統, 交換機應有千兆模塊)
WIN98 100M網(wǎng)絡(luò )環(huán)境
WIN2000 1000M主干(服務(wù)器到交換機等)，100M分支
七、DOM電子硬盤(pán)系統的廣泛應用
1、 教學(xué)系統：教學(xué)樓、電教室的辦公及教學(xué)。
2、 網(wǎng)吧、酒店：可帶VOD點(diǎn)播功能。
3、 政府、銀行、稅務(wù)、郵電、綜合大廳：該系統的特點(diǎn)，也決定其用于政府、銀行、稅務(wù)、郵電、綜合大廳的對外辦公、營(yíng)業(yè)大廳或內部管理的局域網(wǎng)絡(luò )系統。
4、 公安、海關(guān)、軍隊部門(mén)：正是由于該系統具有靈活的集中式控制和極強的安全保密性，且具有良好的資源共享，因此可用于公安或海關(guān)內部數據處理系統、及軍隊的內部指揮系統和信息處理系統。
5、 民航系統：機場(chǎng)值機、內部辦公樓、集中式售票大廳
合利科技有限公司 地址：深圳市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園匯景豪苑海悅閣9B 郵政編碼：518057 電話(huà)：0755-81161925 26583455 手機：0755-81161925 傳真：0755-26583455 信箱：xiongyh2000@163.com MSN:hoply@hotmail.com 網(wǎng)址： http://www.hopely.com.cn |
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PIDE硬盤(pán)的傳輸模式有以下三種：PIO(Programmed I/O)模式、DMA(Driect Memory Access)模式、Ultra DMA(簡(jiǎn)稱(chēng)UDMA)模式。
PIO(Programmed I/O)模式的最大弊端是耗用極大量的CPU資源。以PIO模式運行的IDE接口，數據傳輸率達3.3MB/s(PIO mode 0)
-16.6MB/s(PIO mode 4)不等。
PDMA(Direct Memory Access)模式分為Single-Word DMA及Multi-Word DMA兩種。Single-Word DMA模式的最高傳輸率達8.33MB/s，Multi-Word DMA(Double Word)則可達16.66MB/s。
PDMA模式同PIO模式的最大區別是:DMA模式并不用過(guò)分依賴(lài)CPU的指令而運行，可達到節省處理器運行資源的效果。但由于Ultra DMA模式
的出現和快速普及，這兩個(gè)模式立即被UDMA所取代。
PUltra DMA模式(簡(jiǎn)稱(chēng)UDMA)是Ultra ATA制式下所引用的一個(gè)標準，以16-bit Multi-Word DMA模式作為基準。UDMA其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它除了擁有DMA模式的優(yōu)點(diǎn)外，更應用了CRC(Cyclic Redundancy Check)技術(shù)，加強了資料在傳送過(guò)程中偵錯及除錯方面的效能。
自Ultra ATA標準推行以來(lái)，其接口便應用了DDR(Double Data Rate)技術(shù)將傳輸的速度提升了一倍，目前已發(fā)展到Ultra ATA/100了，其傳輸速度高達100MB/s。
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硬盤(pán)接口類(lèi)型
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硬盤(pán)接口是硬盤(pán)與主機系統間的連接部件，作用是在硬盤(pán)緩存和主機內存之間傳輸數據。不同的硬盤(pán)接口決定著(zhù)硬盤(pán)與計算機之間的連接速度，在整個(gè)系統中，硬盤(pán)接口的優(yōu)劣直接影響著(zhù)程序運行快慢和系統性能好壞。從整體的角度上，硬盤(pán)接口分為IDE、SATA、SCSI和光纖通道四種，IDE接口硬盤(pán)多用于家用產(chǎn)品中，也部分應用于服務(wù)器，SCSI接口的硬盤(pán)則主要應用于服務(wù)器市場(chǎng)，而光纖通道只在高端服務(wù)器上，價(jià)格昂貴。SATA是種新生的硬盤(pán)接口類(lèi)型，還正出于市場(chǎng)普及階段，在家用市場(chǎng)中有著(zhù)廣泛的前景。在IDE和SCSI的大類(lèi)別下，又可以分出多種具體的接口類(lèi)型，又各自擁有不同的技術(shù)規范，具備不同的傳輸速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表著(zhù)一種具體的硬盤(pán)接口，各自的速度差異也較大。
IDE
IDE的英文全稱(chēng)為“Integrated Drive Electronics”，即“電子集成驅動(dòng)器”，它的本意是指把“硬盤(pán)控制器”與“盤(pán)體”集成在一起的硬盤(pán)驅動(dòng)器。把盤(pán)體與控制器集成在一起的做法減少了硬盤(pán)接口的電纜數目與長(cháng)度，數據傳輸的可靠性得到了增強，硬盤(pán)制造起來(lái)變得更容易，因為硬盤(pán)生產(chǎn)廠(chǎng)商不需要再擔心自己的硬盤(pán)是否與其它廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制器兼容。對用戶(hù)而言，硬盤(pán)安裝起來(lái)也更為方便。IDE這一接口技術(shù)從誕生至今就一直在不斷發(fā)展，性能也不斷的提高，其擁有的價(jià)格低廉、兼容性強的特點(diǎn)，為其造就了其它類(lèi)型硬盤(pán)無(wú)法替代的地位。
IDE代表著(zhù)硬盤(pán)的一種類(lèi)型，但在實(shí)際的應用中，人們也習慣用IDE來(lái)稱(chēng)呼最早出現IDE類(lèi)型硬盤(pán)ATA-1，這種類(lèi)型的接口隨著(zhù)接口技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)被淘汰了，而其后發(fā)展分支出更多類(lèi)型的硬盤(pán)接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬于IDE硬盤(pán)。
SCSI
SCSI的英文全稱(chēng)為“Small Computer System Interface”（小型計算機系統接口），是同IDE（ATA）完全不同的接口，IDE接口是普通PC的標準接口，而SCSI并不是專(zhuān)門(mén)為硬盤(pán)設計的接口，是一種廣泛應用于小型機上的高速數據傳輸技術(shù)。SCSI接口具有應用范圍廣、多任務(wù)、帶寬大、CPU占用率低，以及熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，但較高的價(jià)格使得它很難如IDE硬盤(pán)般普及，因此SCSI硬盤(pán)主要應用于中、高端服務(wù)器和高檔工作站中。
光纖通道
光纖通道的英文拼寫(xiě)是Fibre Channel，和SCIS接口一樣光纖通道最初也不是為硬盤(pán)設計開(kāi)發(fā)的接口技術(shù)，是專(zhuān)門(mén)為網(wǎng)絡(luò )系統設計的，但隨著(zhù)存儲系統對速度的需求，才逐漸應用到硬盤(pán)系統中。光纖通道硬盤(pán)是為提高多硬盤(pán)存儲系統的速度和靈活性才開(kāi)發(fā)的，它的出現大大提高了多硬盤(pán)系統的通信速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠程連接、連接設備數量大等。
光纖通道是為在像服務(wù)器這樣的多硬盤(pán)系統環(huán)境而設計，能滿(mǎn)足高端工作站、服務(wù)器、海量存儲子網(wǎng)絡(luò )、外設間通過(guò)集線(xiàn)器、交換機和點(diǎn)對點(diǎn)連接進(jìn)行雙向、串行數據通訊等系統對高數據傳輸率的要求。
SATA
使用SATA（Serial ATA）口的硬盤(pán)又叫串口硬盤(pán)，是未來(lái)PC機硬盤(pán)的趨勢。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠(chǎng)商組成的Serial ATA委員會(huì )正式確立了Serial ATA 1.0規范，2002年，雖然串行ATA的相關(guān)設備還未正式上市，但Serial ATA委員會(huì )已搶先確立了Serial ATA 2.0規范。Serial ATA采用串行連接方式，串行ATA總線(xiàn)使用嵌入式時(shí)鐘信號，具備了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在于能對傳輸指令（不僅僅是數據）進(jìn)行檢查，如果發(fā)現錯誤會(huì )自動(dòng)矯正，這在很大程度上提高了數據傳輸的可靠性。串行接口還具有結構簡(jiǎn)單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)。
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| 支持Serial-ATA技術(shù)的標志 |
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| 主板上的Serial-ATA接口 |
串口硬盤(pán)是一種完全不同于并行ATA的新型硬盤(pán)接口類(lèi)型，由于采用串行方式傳輸數據而知名。相對于并行ATA來(lái)說(shuō)，就具有非常多的優(yōu)勢。首先，Serial ATA以連續串行的方式傳送數據，一次只會(huì )傳送1位數據。這樣能減少SATA接口的針腳數目，使連接電纜數目變少，效率也會(huì )更高。實(shí)際上，Serial ATA 僅用四支針腳就能完成所有的工作，分別用于連接電纜、連接地線(xiàn)、發(fā)送數據和接收數據，同時(shí)這樣的架構還能降低系統能耗和減小系統復雜性。其次，Serial ATA的起點(diǎn)更高、發(fā)展潛力更大，Serial ATA 1.0定義的數據傳輸率可達150MB/s，這比目前最新的并行ATA（即ATA/133）所能達到133MB/s的最高數據傳輸率還高，而在Serial ATA 2.0的數據傳輸率將達到300MB/s，最終SATA將實(shí)現600MB/s的最高數據傳輸率。
相關(guān)術(shù)語(yǔ)：SATAII接口
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硬盤(pán) : Serial ATA簡(jiǎn)介
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串行ATA也稱(chēng)作Serial ATA 1.0 作為增強型IDE或并行ATA(如ATA-100)接口的替代規范是在2001年發(fā)布的。串行ATA控制器可以做成PCI卡或整合到南橋I/O控制芯片里。串行ATA支持所有兼容ATA 或ATAPI的設備，包括硬盤(pán)、磁帶機、CD、DVD及其他光學(xué)驅動(dòng)器。
串行ATA在7針接口上以1500MHz的時(shí)鐘頻率傳輸速率可以達到150MB/s或1.5Gb/s。即將發(fā)布的規范定義了300MB/s(3000MHz時(shí)鐘)以及600MB/s(6000MHz時(shí)鐘)的傳輸速率。
串行ATA在軟件上100%兼容現有的ATA協(xié)議，當前的操作系統不需要做改動(dòng)或添加新的驅動(dòng)程序就可以快速應用串行ATA。
串行ATA用最大長(cháng)度是一米的電纜連接機箱內部的驅動(dòng)器。這種電纜要比EIDE電纜窄，所以其更小更靈活。較小的電纜使得機箱內部通風(fēng)更好，便于拆卸，同時(shí)也更美觀(guān)。
為了提升性能和可靠性，串行ATA用點(diǎn)到點(diǎn)連接取代了ATA和SCSI并行界面那種近似共享式的連接。每個(gè)串行ATA控制器端口僅能連接一個(gè)設備；也就是說(shuō)通過(guò)該端口的控制器僅能同指定的設備通信。因為總線(xiàn)沒(méi)有共享，每個(gè)設備可以在任何時(shí)刻與系統直接通信。其結果是整個(gè)接口的有效帶寬給了一個(gè)設備。這種連接方式在建立時(shí)沒(méi)有象共享總線(xiàn)拓撲那樣的仲裁延遲。在典型的ATA系統中增加一塊硬盤(pán)后整個(gè)系統的吞吐量的增加會(huì )小于這塊硬盤(pán)的吞吐量。而在串行ATA系統中每塊加入的硬盤(pán)都能提供其最大吞吐量。點(diǎn)到點(diǎn)連接提供的另一個(gè)好處就是配置更加簡(jiǎn)化，令系統設置工作簡(jiǎn)單快速而且成本低廉。
為保證數據傳輸的可靠性串行ATA提供了循環(huán)冗余校驗(CRC)進(jìn)行錯誤檢測。
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單片機、嵌入式和X86——工控與計算機專(zhuān)欄之一
2007-10-18 嵌入式在線(xiàn)
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在工業(yè)控制的應用場(chǎng)合，歷來(lái)有把嵌入式同X86的PC機對立的習慣性思維。是的，把計算機做進(jìn)產(chǎn)品一起賣(mài)掉，嵌入式，尤其是用廉價(jià)的單片機，成本最低。
可是，成本還要包括硬件的系統集成（包括電源、外設），軟件（系統和應用軟件）。這樣算，就要找現成的開(kāi)發(fā)平臺。國內早期單片機之所以能替代北工大行銷(xiāo)多年的TP-801單板機，重要的是，有人，如江蘇啟東搞出了硬件的開(kāi)發(fā)平臺。接著(zhù)，又做了配套的軟件：監控和高級語(yǔ)言，甚至一些常用的程序庫。
后來(lái)流行了單片機，現在又有嵌入式ARM，就是試圖在不同的硬件（CPU指令系統不同）之上，規范出硬件抽象層HAL（Hardware Abstraction Layer）上，搭建包括設備驅動(dòng)的板級支持包BSP（Board Support Package），再提供實(shí)時(shí)操作系統RTOS，以及應用程序接口A(yíng)PI，來(lái)支持用戶(hù)的開(kāi)發(fā)。人們把ARM看作手臂，幫助較快實(shí)現新產(chǎn)品的研發(fā)。假使別人真的明白ARM是先進(jìn)的RISC機器的簡(jiǎn)稱(chēng)，RISC是什么？反而會(huì )把許多不搞計算機體系結構、只搞工控的朋友搞糊涂的。包括對于RTOS，純學(xué)自動(dòng)化搞工控的，許多人也不熟悉。
所以，懂計算機體系結構，善于從硬軟件兩方面結合，兩手都硬的朋友，從微芯片下手做產(chǎn)品，可以大大降低成本。那么，要我們這些專(zhuān)業(yè)搞計算機的人有什么用呢？我們就要為搞工控的專(zhuān)家們，提供越來(lái)越方便的嵌入式的開(kāi)發(fā)平臺。這也是計算機輔助設計CAD。不過(guò)，國內很多人以為CAD就是輔助搞機械的做三維或平面視圖的機械設計。
從單片機MCU、EDSP到SoC(System on a Chip)開(kāi)始，看到Intel的48、51、96到196/296自然還有最早的F8、MC68010/68300等等，現在還流行三星、菲力浦等嵌入式的芯片，這幾代硬件到今后價(jià)格極低廉的SoC，硬件成本低廉，自然就有系統要自己設計的難題，嵌入式應用的最大問(wèn)題，在于要做硬件設計、測試，系統軟件和應用程序的代碼編程、調試。于是，人們很早就嘗試把單片機的計算機輔助設計用來(lái)簡(jiǎn)化系統的生成與調試。
應用的主要技術(shù)路線(xiàn)是用一個(gè)母機（上位機）和被開(kāi)發(fā)的子機（下位機）做通信聯(lián)系，在母機中利用諸如PC機這樣豐富的資源，做開(kāi)發(fā)調試，語(yǔ)言上盡可能給用戶(hù)以高級的非匯編語(yǔ)言來(lái)編程，加上API的支持，是縮短了研發(fā)的時(shí)間；最好的是母機本身就是一個(gè)仿真系統，直接有接口去插入下位機的CPU插槽，可以單步跟蹤調試需要嵌入產(chǎn)品的計算機。這里就舉一個(gè)利用計算機輔助的仿真系統，在工業(yè)現場(chǎng)的例子。
1985年6月26日，在洛陽(yáng)玻璃廠(chǎng)原料車(chē)間，當時(shí)引進(jìn)德國的多處理器實(shí)時(shí)操作系統的原料配料計算機控制系統（五個(gè)8085A的CPU，還有一個(gè)用STEP5語(yǔ)言的PLC），在投產(chǎn)前測試中，就是用一個(gè)這樣的仿真系統，能夠把仿真8085ACPU的部件插入下位機的CPU槽位里，仔細跟蹤程序運行，定位軟硬件故障。只用一個(gè)上午，就把故障完全確定了。它幫助我可以定位到端口，所以，可以找出故障的板卡和具體的芯片。下午，只更換了幾個(gè)芯片，故障就全部排除，完成了七一投產(chǎn)前的準備工作。
所以，在做工業(yè)控制項目，采用嵌入式計算機，就要從容易實(shí)現現場(chǎng)故障排除，它有沒(méi)有計算機的輔助，應該是從事工業(yè)控制項目中選擇計算機時(shí)的一個(gè)重要的考慮因素。
單是考慮大批量的產(chǎn)品需求、加上有小體積、低功耗的限制，人們無(wú)疑會(huì )選單片機的，雖然，它的開(kāi)發(fā)需要自己做硬件的PCB板子，全部軟件要自己精心去設計，但是，為這類(lèi)大批量的產(chǎn)品去做開(kāi)頭難度較大的硬軟件設計，包括用ARM的體系結構去做，一勞永逸是值得的。成功的例子，最明顯就是在電腦市場(chǎng)上大量熱銷(xiāo)的MP3、PDA掌上機、電子詞典、MP4、新款帶多媒體的手機等等近三年的數碼產(chǎn)品。里面的單片機幾乎都是RISC（精簡(jiǎn)指令系統計算機）的CPU哦，甚至在音頻、視頻需要數碼處理，而大量用了雙CPU（MCU+DSP）[見(jiàn)下圖]。
可是，工業(yè)控制的項目，一個(gè)現場(chǎng)有一種不同的工藝或設備的要求，不如用上手快的X86系統，它現在有各種方便于上下位計算機通信的接口和軟件，可以利用的資源豐富，它易于國內許多學(xué)過(guò)X86的人上手，易于向熟悉X86（PC機）的用戶(hù)交接，便于他們自己早日學(xué)會(huì )去維護。只要是工業(yè)級的板卡，在穩定性和抗干擾方面，由專(zhuān)門(mén)做工業(yè)級板卡廠(chǎng)商的正規產(chǎn)品，后期維護的麻煩絕對很少。比如，我和伙伴一起選用這種硬件系統的水泥廠(chǎng)偏火控制，歷次現場(chǎng)報急，要求去人，三次有三次全部不是我選擇的計算機硬件、研發(fā)的軟件出問(wèn)題，不光是計算機選型。而且，包括機箱有空氣過(guò)濾保持主機內微正壓，鍵盤(pán)防水、防灰等多種措施，合同保質(zhì)期內，一直良好。
X86系統，說(shuō)白了，就是充分利用PC的資源優(yōu)勢做開(kāi)發(fā)、做移交、做服務(wù)。所以，在項目和工程的研發(fā)上，可以選擇X86的系統。人們以為X86就是Intel的CPU，其實(shí)，還有AMD、VIA（威盛，包括他合并的IDT），去年，我曾經(jīng)測試了一個(gè)ARBOR用Transmeta的CPU做的X86的主板，檢查它的X86兼容性，看看原來(lái)做車(chē)載PC的兩個(gè)GIS（支持GPS做語(yǔ)音導航的地理信息系統）軟件在上面跑的如何，這顆發(fā)熱僅3、4瓦的CPU，還真的可以。自然，還得用BSWinStone做了辦公軟件、和CCWinStone多媒體應用的兼容性測試，也是合格的。這顆CPU是用RISC技術(shù)，實(shí)現和X86兼容的，它的功能完全就像一臺PC的表現。功耗卻大大降低了。
用于工業(yè)控制項目的研發(fā)周期，對于研發(fā)人員的門(mén)檻高低，都關(guān)系到產(chǎn)品的成本。所以，應當考慮支持它的平臺資源是否多。而且，要易于上手，今后方便交接給最終用戶(hù)去維護，X86真的是一種便捷的方案。
