2012年4月11~12日,英特爾信息技術峰會(IDF2012)在北京國家國際會議中心舉行。離會場入口幾十米時,落地大玻璃窗上有一句宣傳語引起了筆者的關注:“有進無退”。這似乎既代表了英特爾的自勉態度和決心,也暗示了英特爾目前面臨的嚴峻競爭態勢。因為這種有些背水一戰的口氣對于稱霸通用處理器市場多年的英特爾是完全不可想象的。以前,英特爾環顧市場基本是居高臨下的感覺,但“有進無退”表明英特爾現在已徹底放低了高傲的身段,開始平視咄咄逼人的各路對手。
2012年是超極本年
英特爾全球執行副總裁兼中國區董事長馬宏升(Sean Maloney)在主題演講上強調:“已將22nm工藝等核心技術優勢帶到超級本(Ultrabook)和智能手機領域。”他披露了幾款將要上市的基于Windows8系統的超級本,并宣布:“2012年是超極本年。”
作為嘉賓,受馬宏升之邀,聯想集團副總裁兼手機部總經理陳文暉介紹了全球首款采用凌動Z2460處理器的聯想K800智能手機;中興通訊執行副總裁兼手機部總裁何士友也表示,將在2012年下半年推出基于凌動處理器的智能手機。
馬宏升的演講持續了45分鐘,他面色紅潤,步伐靈動,看來已從嚴重中風狀態完全康復了。
英特爾全球副總裁兼個人電腦客戶端事業部總經理施浩德(Kirk Skaugen)在其后的主題演講上詳細闡述了超級本戰略:“2012年計劃推出75款超極本,現在已上市18款,其余的將會在下半年上市,并增加觸控功能。下一代超極本將采用22nm、3D三柵極晶體管工藝、研發代號為Ivy Bridge的第三代酷睿處理器(見圖1),內置高清顯卡2500/4000。”
圖1 英特爾采用22nm、3D三柵極晶體管工藝、研發代號為Ivy Bridge的第三代酷睿處理器晶圓
超級本的“輕”“薄”
施浩德形容了超極本的“輕”“薄”:顯示屏厚度不到2.4mm,觸摸屏小于0.5mm,電池3~5mm,鍵盤2.5mm,NGFF為3.6mm,硬盤5mm,觸摸板2mm。機殼用的是航天級塑料。
增強體驗的3大技術
智能響應技術:支持大存儲容量,每GB的低成本與大容量固態硬盤,易于使用。該技術可是系統快速啟動,應用程序加載更快,改善實時響應。
快速啟動技術。在相關專題技術講座的演示中,超級本從完全關機到瞬間開啟用了約4秒,而普通筆記本電腦啟動用時約14秒,比前者慢了10秒。啟動對比效果很明顯。
智能連接技術:用戶合上電腦,系統進入睡眠狀態;當系統找到匹配的時間點或計時器時間到了,系統進入低功耗的開啟狀態;應用程序與云同步;系統恢復睡眠并重置計時器。
基于Ivy Bridge處理器的超極本,比第一代超極本的圖形處理能力提升30%,計算能力提升20%。采用電源優化管理技術降低了閑置功耗,支持USB3.0和PCIe3.0接口標準。2013年,基于下一代Haswell處理器的第三代超極本,功耗將為第一代超極本的50%。
IPT是安全標配
另外,施浩德還稱,出于重要的安全考慮,為了保護網絡用戶數據和個人資產,防范網上欺詐行為,所有超極本將內置英特爾身份保護技術(Identify Protection Technology,IPT),使登錄常用網站更安全。數字安全廠商飛天誠信基于IPT技術,針對擁有1.5億激活用戶的人人網開發的方案,為在線服務提供了賬號保護。
Ivy Bridge微架構技術揭秘
Ivy Bridge在160mm2內集成了15億個晶體管。英特爾在專題技術講座上對Ivy Bridge微架構的設計變化進行了技術解析。
一、安全方面的改變包括:數字隨機數發生器指令(DRNG)和監管模式的執行保護(SMEP),分別如圖2和圖3所示。以及REP MOVSB/STOSB的性能提升,尤其在不同長短字符串的處理中;提供4條在Ring-3級存取FS和GS基本寄存器的新指令,實現快速線程存取;Float16格式指令轉換,用于壓縮的16位浮點內存格式和32位單精度(256位AVX指令和128位SSE指令)格式之間的轉換。
圖2 數字隨機數發生器指令(DRNG)
圖3 監管模式的執行保護(SMEP)
二、提升了能耗管理。DDR I/O內置式能控開關,在Deep C狀態(空閑)時,關閉DDR I/O的供電;可配置的TDP/低功耗模式,在1個CPU上有多個不同的TDP能耗水平;針對降低S3能耗的優化;可為系統代理單元選擇更低的工作電壓,降低產品功耗;感知能耗的中斷路由(PAIR),即根據節能和性能的優化模式,選擇合適內核;在整個工作頻率范圍內優化電壓。在典型的工作負載中,Ivy Bridge芯片的平均功耗最多可降低20%。
三、在類似延遲條件下,PCIe3.0接口比上一代標準的I/O帶寬提高了約2倍。傳輸速率為8GT/s;數據線編碼為128/130;Ivy Bridge芯片支持3個第三代控制器和16條數據線,如1x16、2x8、1x8+2x4;支持PCIe ASPM的全部能耗狀態L0s和L1。
四、內存和超頻功能。支持DDR3L;優化DRAM ODT以降低工作能耗;CPU顯卡超頻,倍頻率從57提高到63,及動態超頻;DDR超頻,2800MT/s的速率,用調整的頻率分布微調。
五、處理器顯卡的改進(見圖4)。
圖4 Ivy Bridge處理器的顯卡特性
1.彈性架構分為5個區:全局單元、模塊陣列共享區、模塊陣列區、視頻編解碼器、顯示單元。3D增強技術有:微軟DirectX11、硬件細分曲面技術、壓縮紋理格式、OpenGL3.2標準。
2.3D微架構改進了幾何計算性能;快速清晰的渲染目標增加分級Z性能;取樣器的吞吐量,改進各向異性質量;增加了計算的吞吐量,GFLOP峰值,GFLOP=每秒10億次浮點運算單位;L3高速緩存降低“環形”架構的帶寬需求和能耗。
3.支持圖形和媒體的可編程性。執行單元(EU)陣列增加了對Shader Model5.0和OpenCL1.1的支持。
4.能耗優化。性能不變,功耗是原來的一半;在執行單元上擴展了共同指令發射,每個執行單元更高的IPC指令數,可減少功耗泄漏。
5.媒體處理采用了快速同步視頻2.0技術。微架構的變化體現在:多格式編解碼器的增強性能,為圖形縮放和其他過濾器增加了取樣器的吞吐量,像素后端處理單元具有圖像色彩和對比度增強功能。
超級本種類與功能
英特爾在先進技術和技術應用區域分別展示了多種超級本:采用支架滑蓋或轉軸設計的超極本,拉下支架滑蓋或反向折疊后,可作為平板電腦使用;雙屏幕超級本,背面有第二塊約占1/3面積的小屏幕,可瀏覽新聞、收發郵件等簡單操作,當大屏幕打開后,小屏幕上的內容可隨即顯示在大屏幕上。
另外還展示了超極本的一些新體驗功能。例如,屏幕上可同時顯示9個視頻畫面(見圖5),比以往文字列表的方式更直觀,使用者可快速瀏覽顯示的任一視頻節目,并選擇所喜愛的視頻觀看。
圖5 超極本的屏幕上可同時顯示9個視頻畫面,比以往文字列表的方式更直觀
標配的WiDi無線互連技術可將超級本或智能手機里的內容無線傳輸到大顯示屏上。
另一吸引人的功能是:虛擬現實網上購物(見圖6)。例如,當體驗者在網上商城購買眼鏡前,想試戴一下看看效果時,可將臉部和眼睛對準屏幕上顯示的模擬人臉和眼睛,之后,觸摸選取左側的不同眼鏡,右側模擬人臉就會顯示出好像自己親自試戴了眼睛一樣。
圖6 超級本的虛擬現實網上購物功能
價格及目標市場
價格高是超極本目前難以快速普及的一個重要因素。2011年12月中旬,筆者了解到的價格為14000~19000元。IDF2012超級本展臺上的一位工程師告訴筆者,現在的價格已降到了4000~10000元。施浩德表示,超極本價格將很快普遍降至699美元,即約4000元人民幣。為此,英特爾成了一個3億美元的基金,專門用于協作研發超極本組件和設計,推動超極本進一步降價。
英特爾那位工程師補充道:“目前超級本的目的并不是要取代平板電腦,而是代替市場上的筆記本電腦。因為平板電腦和超級本的目標應用不太一樣,前者主打娛樂牌,后者既有個人計算能力,又有部分娛樂功能。”但是施浩德希望,超極本與Windows 8的合作將會打破PC和平板電腦之間的界限,形成PC+Pad市場,這樣可將超級本延伸進規模巨大的競爭產品市場。
然而,微軟的一位展臺工作人員表示,Windows 8既與英特爾合作,又與ARM合作,因為后者的低功耗特性在移動互聯應用方面優勢突出。另外,超級本畢竟比平板電腦重不少,而且屏幕大1倍。總體來講,兩者各有優勢。
不過,ARM中國區一位高管稱,微軟與ARM在Windows 8上的聯姻,是前者癡情地主動狂追后者。這與微軟和英特爾的聯姻有很大不同。
此外,拿英特爾和蘋果比較時,以某種角度看,筆者認為,蘋果雖然較為封閉,但成功掌握在自己手里;而英特爾等芯片廠商開放,但其成功掌握在終端產品合作伙伴手中,即合作伙伴一定要開發出媲美蘋果的產品。雖然俗話說“三個臭皮匠賽過諸葛亮。”但是,目前“諸葛亮”的創新能力確實高出“皮匠們”不少,后者只有悶頭苦追的份。
無線充電技術
在“用超極本實現無線充電技術”的專題講座上,演講者表示,采用諧振技術的英特爾無線充電技術解決方案可用超極本為智能手機充電(見圖7),充電用BEBY方式(接收器在發送器旁邊,離發送器有一定距離),手機放的位置不用像電磁感應技術要求的那樣嚴格,系統功耗5W。
圖7 采用諧振技術的英特爾無線充電技術解決方案可用超極本為智能手機充電(BEBY方式)
無線充電技術硬件和軟件架構如圖8和圖9所示。該軟件可以控制發射的電磁波能量范圍和方向,提高充電效率,且可防止別人用自己的超級本電源偷偷為手機充電。超級本中的電源發送端及線圈的設計如圖10所示。
圖8 英特爾無線充電技術硬件架構
圖9 英特爾無線充電技術軟件架構
圖10 超級本中的電源發送端及線圈的設計
目前,獨立的充電模塊大小為70x30x5mm,集成在主板上,節省了50%的占位面積,線圈的尺寸盡量小,以最大化效能面積比,輻射量符合FCC 第15部分的要求。
演講者表示,目前無線充電技術端到端的效率約為30~50%(見圖11),在2013年超級本可用該技術給智能手機充電。
圖11 目前英特爾無線充電技術端到端的效率約為30~50%
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