2012年4月11~12日,英特爾信息技術(shù)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(guān)注:“有進(jìn)無退”。這似乎既代表了英特爾的自勉態(tài)度和決心,也暗示了英特爾目前面臨的嚴(yán)峻競爭態(tài)勢。因為這種有些背水一戰(zhàn)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(huán)顧市場基本是居高臨下的感覺,但“有進(jìn)無退”表明英特爾現(xiàn)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(zhí)行副總裁兼中國區(qū)董事長馬宏升(Sean Maloney)在主題演講上強(qiáng)調(diào):“已將22nm工藝等核心技術(shù)優(yōu)勢帶到超級本(Ultrabook)和智能手機(jī)領(lǐng)域。”他披露了幾款將要上市的基于Windows8系統(tǒng)的超級本,并宣布:“2012年是超極本年?!?/p>
作為嘉賓,受馬宏升之邀,聯(lián)想集團(tuán)副總裁兼手機(jī)部總經(jīng)理陳文暉介紹了全球首款采用凌動Z2460處理器的聯(lián)想K800智能手機(jī);中興通訊執(zhí)行副總裁兼手機(jī)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(jī)。
馬宏升的演講持續(xù)了45分鐘,他面色紅潤,步伐靈動,看來已從嚴(yán)重中風(fēng)狀態(tài)完全康復(fù)了。
英特爾全球副總裁兼?zhèn)€人電腦客戶端事業(yè)部總經(jīng)理施浩德(Kirk Skaugen)在其后的主題演講上詳細(xì)闡述了超級本戰(zhàn)略:“2012年計劃推出75款超極本,現(xiàn)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(fā)代號為Ivy Bridge的第三代酷睿處理器(見圖1),內(nèi)置高清顯卡2500/4000?!?/p>
圖1 英特爾采用22nm、3D三柵極晶體管工藝、研發(fā)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(jī)殼用的是航天級塑料。
增強(qiáng)體驗的3大技術(shù)
智能響應(yīng)技術(shù):支持大存儲容量,每GB的低成本與大容量固態(tài)硬盤,易于使用。該技術(shù)可是系統(tǒng)快速啟動,應(yīng)用程序加載更快,改善實時響應(yīng)。
快速啟動技術(shù)。在相關(guān)專題技術(shù)講座的演示中,超級本從完全關(guān)機(jī)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(shù):用戶合上電腦,系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài);當(dāng)系統(tǒng)找到匹配的時間點或計時器時間到了,系統(tǒng)進(jìn)入低功耗的開啟狀態(tài);應(yīng)用程序與云同步;系統(tǒng)恢復(fù)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(yōu)化管理技術(shù)降低了閑置功耗,支持USB3.0和PCIe3.0接口標(biāo)準(zhǔn)。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(biāo)配
另外,施浩德還稱,出于重要的安全考慮,為了保護(hù)網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)據(jù)和個人資產(chǎn),防范網(wǎng)上欺詐行為,所有超極本將內(nèi)置英特爾身份保護(hù)技術(shù)(Identify Protection Technology,IPT),使登錄常用網(wǎng)站更安全。數(shù)字安全廠商飛天誠信基于IPT技術(shù),針對擁有1.5億激活用戶的人人網(wǎng)開發(fā)的方案,為在線服務(wù)提供了賬號保護(hù)。
Ivy Bridge微架構(gòu)技術(shù)揭秘
Ivy Bridge在160mm2內(nèi)集成了15億個晶體管。英特爾在專題技術(shù)講座上對Ivy Bridge微架構(gòu)的設(shè)計變化進(jìn)行了技術(shù)解析。
一、安全方面的改變包括:數(shù)字隨機(jī)數(shù)發(fā)生器指令(DRNG)和監(jiān)管模式的執(zhí)行保護(hù)(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(xiàn)快速線程存??;Float16格式指令轉(zhuǎn)換,用于壓縮的16位浮點內(nèi)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(zhuǎn)換。
圖2 數(shù)字隨機(jī)數(shù)發(fā)生器指令(DRNG)
圖3 監(jiān)管模式的執(zhí)行保護(hù)(SMEP)
二、提升了能耗管理。DDR I/O內(nèi)置式能控開關(guān),在Deep C狀態(tài)(空閑)時,關(guān)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(yōu)化;可為系統(tǒng)代理單元選擇更低的工作電壓,降低產(chǎn)品功耗;感知能耗的中斷路由(PAIR),即根據(jù)節(jié)能和性能的優(yōu)化模式,選擇合適內(nèi)核;在整個工作頻率范圍內(nèi)優(yōu)化電壓。在典型的工作負(fù)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(biāo)準(zhǔn)的I/O帶寬提高了約2倍。傳輸速率為8GT/s;數(shù)據(jù)線編碼為128/130;Ivy Bridge芯片支持3個第三代控制器和16條數(shù)據(jù)線,如1x16、2x8、1x8+2x4;支持PCIe ASPM的全部能耗狀態(tài)L0s和L1。
四、內(nèi)存和超頻功能。支持DDR3L;優(yōu)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(tài)超頻;DDR超頻,2800MT/s的速率,用調(diào)整的頻率分布微調(diào)。
五、處理器顯卡的改進(jìn)(見圖4)。
圖4 Ivy Bridge處理器的顯卡特性
1.彈性架構(gòu)分為5個區(qū):全局單元、模塊陣列共享區(qū)、模塊陣列區(qū)、視頻編解碼器、顯示單元。3D增強(qiáng)技術(shù)有:微軟DirectX11、硬件細(xì)分曲面技術(shù)、壓縮紋理格式、OpenGL3.2標(biāo)準(zhǔn)。
2.3D微架構(gòu)改進(jìn)了幾何計算性能;快速清晰的渲染目標(biāo)增加分級Z性能;取樣器的吞吐量,改進(jìn)各向異性質(zhì)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(huán)形”架構(gòu)的帶寬需求和能耗。
3.支持圖形和媒體的可編程性。執(zhí)行單元(EU)陣列增加了對Shader Model5.0和OpenCL1.1的支持。
4.能耗優(yōu)化。性能不變,功耗是原來的一半;在執(zhí)行單元上擴(kuò)展了共同指令發(fā)射,每個執(zhí)行單元更高的IPC指令數(shù),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(shù)。微架構(gòu)的變化體現(xiàn)在:多格式編解碼器的增強(qiáng)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(qiáng)功能。
超級本種類與功能
英特爾在先進(jìn)技術(shù)和技術(shù)應(yīng)用區(qū)域分別展示了多種超級本:采用支架滑蓋或轉(zhuǎn)軸設(shè)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(fā)郵件等簡單操作,當(dāng)大屏幕打開后,小屏幕上的內(nèi)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(jié)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(biāo)配的WiDi無線互連技術(shù)可將超級本或智能手機(jī)里的內(nèi)容無線傳輸?shù)酱箫@示屏上。
另一吸引人的功能是:虛擬現(xiàn)實網(wǎng)上購物(見圖6)。例如,當(dāng)體驗者在網(wǎng)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(zhǔn)屏幕上顯示的模擬人臉和眼睛,之后,觸摸選取左側(cè)的不同眼鏡,右側(cè)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(xiàn)實網(wǎng)上購物功能
價格及目標(biāo)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(xiàn)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(xié)作研發(fā)超極本組件和設(shè)計,推動超極本進(jìn)一步降價。
英特爾那位工程師補(bǔ)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(biāo)應(yīng)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?!钡鞘┖频孪M?,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(jìn)規(guī)模巨大的競爭產(chǎn)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(lián)應(yīng)用方面優(yōu)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??傮w來講,兩者各有優(yōu)勢。
不過,ARM中國區(qū)一位高管稱,微軟與ARM在Windows 8上的聯(lián)姻,是前者癡情地主動狂追后者。這與微軟和英特爾的聯(lián)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(rèn)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(chǎn)品合作伙伴手中,即合作伙伴一定要開發(fā)出媲美蘋果的產(chǎn)品。雖然俗話說“三個臭皮匠賽過諸葛亮?!钡?,目前“諸葛亮”的創(chuàng)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(shù)
在“用超極本實現(xiàn)無線充電技術(shù)”的專題講座上,演講者表示,采用諧振技術(shù)的英特爾無線充電技術(shù)解決方案可用超極本為智能手機(jī)充電(見圖7),充電用BEBY方式(接收器在發(fā)送器旁邊,離發(fā)送器有一定距離),手機(jī)放的位置不用像電磁感應(yīng)技術(shù)要求的那樣嚴(yán)格,系統(tǒng)功耗5W。
圖7 采用諧振技術(shù)的英特爾無線充電技術(shù)解決方案可用超極本為智能手機(jī)充電(BEBY方式)
無線充電技術(shù)硬件和軟件架構(gòu)如圖8和圖9所示。該軟件可以控制發(fā)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(jī)充電。超級本中的電源發(fā)送端及線圈的設(shè)計如圖10所示。
圖8 英特爾無線充電技術(shù)硬件架構(gòu)
圖9 英特爾無線充電技術(shù)軟件架構(gòu)
圖10 超級本中的電源發(fā)送端及線圈的設(shè)計
目前,獨立的充電模塊大小為70x30x5mm,集成在主板上,節(jié)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(shù)端到端的效率約為30~50%(見圖11),在2013年超級本可用該技術(shù)給智能手機(jī)充電。
圖11 目前英特爾無線充電技術(shù)端到端的效率約為30~50%
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