2012年4月11~12日,英特尔信息技术峰会(IDF2012)在北京国家国际会议中心举行。离会场入口几十米时,落地大玻璃窗上有一句宣传语引起了笔者的关注:“有进无退”。这似乎既代表了英特尔的自勉态度和决心,也暗示了英特尔目前面临的严峻竞争态势。因为这种有些背水一战的口气对于称霸通用处理器市场多年的英特尔是完全不可想象的。以前,英特尔环顾市场基本是居高临下的感觉,但“有进无退”表明英特尔现在已彻底放低了高傲的身段,开始平视咄咄逼人的各路对手。
2012年是超极本年
英特尔全球执行副总裁兼中国区董事长马宏升(Sean Maloney)在主题演讲上强调:“已将22nm工艺等核心技术优势带到超级本(Ultrabook)和智能手机领域。”他披露了几款将要上市的基于Windows8系统的超级本,并宣布:“2012年是超极本年。”
作为嘉宾,受马宏升之邀,联想集团副总裁兼手机部总经理陈文晖介绍了全球首款采用凌动Z2460处理器的联想K800智能手机;中兴通讯执行副总裁兼手机部总裁何士友也表示,将在2012年下半年推出基于凌动处理器的智能手机。
马宏升的演讲持续了45分钟,他面色红润,步伐灵动,看来已从严重中风状态完全康复了。
英特尔全球副总裁兼个人电脑客户端事业部总经理施浩德(Kirk Skaugen)在其后的主题演讲上详细阐述了超级本战略:“2012年计划推出75款超极本,现在已上市18款,其余的将会在下半年上市,并增加触控功能。下一代超极本将采用22nm、3D三栅极晶体管工艺、研发代号为Ivy Bridge的第三代酷睿处理器(见图1),内置高清显卡2500/4000。”
图1 英特尔采用22nm、3D三栅极晶体管工艺、研发代号为Ivy Bridge的第三代酷睿处理器晶圆
超级本的“轻”“薄”
施浩德形容了超极本的“轻”“薄”:显示屏厚度不到2.4mm,触摸屏小于0.5mm,电池3~5mm,键盘2.5mm,NGFF为3.6mm,硬盘5mm,触摸板2mm。机壳用的是航天级塑料。
增强体验的3大技术
智能响应技术:支持大存储容量,每GB的低成本与大容量固态硬盘,易于使用。该技术可是系统快速启动,应用程序加载更快,改善实时响应。
快速启动技术。在相关专题技术讲座的演示中,超级本从完全关机到瞬间开启用了约4秒,而普通笔记本电脑启动用时约14秒,比前者慢了10秒。启动对比效果很明显。
智能连接技术:用户合上电脑,系统进入睡眠状态;当系统找到匹配的时间点或计时器时间到了,系统进入低功耗的开启状态;应用程序与云同步;系统恢复睡眠并重置计时器。
基于Ivy Bridge处理器的超极本,比第一代超极本的图形处理能力提升30%,计算能力提升20%。采用电源优化管理技术降低了闲置功耗,支持USB3.0和PCIe3.0接口标准。2013年,基于下一代Haswell处理器的第三代超极本,功耗将为第一代超极本的50%。
IPT是安全标配
另外,施浩德还称,出于重要的安全考虑,为了保护网络用户数据和个人资产,防范网上欺诈行为,所有超极本将内置英特尔身份保护技术(Identify Protection Technology,IPT),使登录常用网站更安全。数字安全厂商飞天诚信基于IPT技术,针对拥有1.5亿激活用户的人人网开发的方案,为在线服务提供了账号保护。
Ivy Bridge微架构技术揭秘
Ivy Bridge在160mm2内集成了15亿个晶体管。英特尔在专题技术讲座上对Ivy Bridge微架构的设计变化进行了技术解析。
一、安全方面的改变包括:数字随机数发生器指令(DRNG)和监管模式的执行保护(SMEP),分别如图2和图3所示。以及REP MOVSB/STOSB的性能提升,尤其在不同长短字符串的处理中;提供4条在Ring-3级存取FS和GS基本寄存器的新指令,实现快速线程存取;Float16格式指令转换,用于压缩的16位浮点内存格式和32位单精度(256位AVX指令和128位SSE指令)格式之间的转换。
图2 数字随机数发生器指令(DRNG)
图3 监管模式的执行保护(SMEP)
二、提升了能耗管理。DDR I/O内置式能控开关,在Deep C状态(空闲)时,关闭DDR I/O的供电;可配置的TDP/低功耗模式,在1个CPU上有多个不同的TDP能耗水平;针对降低S3能耗的优化;可为系统代理单元选择更低的工作电压,降低产品功耗;感知能耗的中断路由(PAIR),即根据节能和性能的优化模式,选择合适内核;在整个工作频率范围内优化电压。在典型的工作负载中,Ivy Bridge芯片的平均功耗最多可降低20%。
三、在类似延迟条件下,PCIe3.0接口比上一代标准的I/O带宽提高了约2倍。传输速率为8GT/s;数据线编码为128/130;Ivy Bridge芯片支持3个第三代控制器和16条数据线,如1x16、2x8、1x8+2x4;支持PCIe ASPM的全部能耗状态L0s和L1。
四、内存和超频功能。支持DDR3L;优化DRAM ODT以降低工作能耗;CPU显卡超频,倍频率从57提高到63,及动态超频;DDR超频,2800MT/s的速率,用调整的频率分布微调。
五、处理器显卡的改进(见图4)。
图4 Ivy Bridge处理器的显卡特性
1.弹性架构分为5个区:全局单元、模块阵列共享区、模块阵列区、视频编解码器、显示单元。3D增强技术有:微软DirectX11、硬件细分曲面技术、压缩纹理格式、OpenGL3.2标准。
2.3D微架构改进了几何计算性能;快速清晰的渲染目标增加分级Z性能;取样器的吞吐量,改进各向异性质量;增加了计算的吞吐量,GFLOP峰值,GFLOP=每秒10亿次浮点运算单位;L3高速缓存降低“环形”架构的带宽需求和能耗。
3.支持图形和媒体的可编程性。执行单元(EU)阵列增加了对Shader Model5.0和OpenCL1.1的支持。
4.能耗优化。性能不变,功耗是原来的一半;在执行单元上扩展了共同指令发射,每个执行单元更高的IPC指令数,可减少功耗泄漏。
5.媒体处理采用了快速同步视频2.0技术。微架构的变化体现在:多格式编解码器的增强性能,为图形缩放和其他过滤器增加了取样器的吞吐量,像素后端处理单元具有图像色彩和对比度增强功能。
超级本种类与功能
英特尔在先进技术和技术应用区域分别展示了多种超级本:采用支架滑盖或转轴设计的超极本,拉下支架滑盖或反向折叠后,可作为平板电脑使用;双屏幕超级本,背面有第二块约占1/3面积的小屏幕,可浏览新闻、收发邮件等简单操作,当大屏幕打开后,小屏幕上的内容可随即显示在大屏幕上。
另外还展示了超极本的一些新体验功能。例如,屏幕上可同时显示9个视频画面(见图5),比以往文字列表的方式更直观,使用者可快速浏览显示的任一视频节目,并选择所喜爱的视频观看。
图5 超极本的屏幕上可同时显示9个视频画面,比以往文字列表的方式更直观
标配的WiDi无线互连技术可将超级本或智能手机里的内容无线传输到大显示屏上。
另一吸引人的功能是:虚拟现实网上购物(见图6)。例如,当体验者在网上商城购买眼镜前,想试戴一下看看效果时,可将脸部和眼睛对准屏幕上显示的模拟人脸和眼睛,之后,触摸选取左侧的不同眼镜,右侧模拟人脸就会显示出好像自己亲自试戴了眼睛一样。
图6 超级本的虚拟现实网上购物功能
价格及目标市场
价格高是超极本目前难以快速普及的一个重要因素。2011年12月中旬,笔者了解到的价格为14000~19000元。IDF2012超级本展台上的一位工程师告诉笔者,现在的价格已降到了4000~10000元。施浩德表示,超极本价格将很快普遍降至699美元,即约4000元人民币。为此,英特尔成了一个3亿美元的基金,专门用于协作研发超极本组件和设计,推动超极本进一步降价。
英特尔那位工程师补充道:“目前超级本的目的并不是要取代平板电脑,而是代替市场上的笔记本电脑。因为平板电脑和超级本的目标应用不太一样,前者主打娱乐牌,后者既有个人计算能力,又有部分娱乐功能。”但是施浩德希望,超极本与Windows 8的合作将会打破PC和平板电脑之间的界限,形成PC+Pad市场,这样可将超级本延伸进规模巨大的竞争产品市场。
然而,微软的一位展台工作人员表示,Windows 8既与英特尔合作,又与ARM合作,因为后者的低功耗特性在移动互联应用方面优势突出。另外,超级本毕竟比平板电脑重不少,而且屏幕大1倍。总体来讲,两者各有优势。
不过,ARM中国区一位高管称,微软与ARM在Windows 8上的联姻,是前者痴情地主动狂追后者。这与微软和英特尔的联姻有很大不同。
此外,拿英特尔和苹果比较时,以某种角度看,笔者认为,苹果虽然较为封闭,但成功掌握在自己手里;而英特尔等芯片厂商开放,但其成功掌握在终端产品合作伙伴手中,即合作伙伴一定要开发出媲美苹果的产品。虽然俗话说“三个臭皮匠赛过诸葛亮。”但是,目前“诸葛亮”的创新能力确实高出“皮匠们”不少,后者只有闷头苦追的份。
无线充电技术
在“用超极本实现无线充电技术”的专题讲座上,演讲者表示,采用谐振技术的英特尔无线充电技术解决方案可用超极本为智能手机充电(见图7),充电用BEBY方式(接收器在发送器旁边,离发送器有一定距离),手机放的位置不用像电磁感应技术要求的那样严格,系统功耗5W。
图7 采用谐振技术的英特尔无线充电技术解决方案可用超极本为智能手机充电(BEBY方式)
无线充电技术硬件和软件架构如图8和图9所示。该软件可以控制发射的电磁波能量范围和方向,提高充电效率,且可防止别人用自己的超级本电源偷偷为手机充电。超级本中的电源发送端及线圈的设计如图10所示。
图8 英特尔无线充电技术硬件架构
图9 英特尔无线充电技术软件架构
图10 超级本中的电源发送端及线圈的设计
目前,独立的充电模块大小为70x30x5mm,集成在主板上,节省了50%的占位面积,线圈的尺寸尽量小,以最大化效能面积比,辐射量符合FCC 第15部分的要求。
演讲者表示,目前无线充电技术端到端的效率约为30~50%(见图11),在2013年超级本可用该技术给智能手机充电。
图11 目前英特尔无线充电技术端到端的效率约为30~50%
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