Détails techniques

Nous avons eu la chance d’assister à une présentation technique de l’architecture de Silverthorne, et nous devons admettre qu’elle nous a impressionnés. La taille et les capacités de l’Atom en font le design le plus impressionnant que nous ayons vu jusqu’à présent.

Atom est fabriqué en 45 nm. Intel parvient donc à caser 47 212 207 transistors dans un die de 25 mm² (le package mesure 13 mm x 14 mm x 1,6 mm). Chaque transistor est 44 fois plus petit qu’une bactérie. 28 % de ces transistors forment le coeur du processeur. Le cache de niveau 2 en occupe 22 %. Le reste se partage entre BIU (9 %), le FSB et les entrées sorties (35 %), ou la gestion de l’alimentation électrique (6 %).

Les premières variantes de la gamme Atom dévoilées aujourd’hui sont toutes simple coeur et 32 bit. Il faudra patienter encore quelques mois pour découvrir les versions dual-core ou 64 bits (Diamondville). Tous les Atom utilisent le jeu d’instruction x86, et supportent même les instructions SSE3, SSSE3, XD (Execute Disable Bit), et VT (Virtualisation Technology).

1,2 GHz, mais 43°

Le coeur de Silverthorne est construit autour d’un Pipeline de 16 étages, dont trois pour le chargement des d’instructions, trois pour leur décodage, deux pour leur distribution, et trois pour l’accès aux données en cache. Le chargement et le décodage bénéficient d’un cache d’instruction de 32 Ko doté d’une extension de prédécodage, un buffer des traces de branchements à 128 entrées ainsi que de buffers de retour de pile (à deux niveaux pour le chargement et à huit niveaux pour le décodage). Le pipeline peut gérer 16 entrées par thread. Deux opérations peuvent être traitées pour chaque thread à chaque cycle d’horloge.

Le support des macro-opérations est un des éléments clés de la vitesse de traitement des instructions de Silverthrone/Diamondville. En augmentant la granularité du traitement, en combinant les micro-opérations en macro-opérations, Intel est parvenu à accroître l’efficacité du décodage et du scheduling. 96 % du total des instructions sont des micro-ops et la latence de chargement d’une macro-op est de "zero cycle". La contrepartie du recours à des macro-ops est une plus grande perte en cas d’erreur de prédiction de branchement, mais manifestement le compromis était intéressant.

SMT, le multicore du pauvre

L’une des caractéristiques les plus surprenantes de Atom est le support de l’HyperThreading (HT), rebaptisé officiellement "Simultaneous Multithreading (SMT)". Cette technologie est présente sur les trois Atom les plus rapides (Z520, Z530 et Z540). Elle simule la présence d’un second coeur virtuel sur ces CPU single core. Les futurs Atom dual-core Diamondville pourront donc gérer quatre threads simultanément.

Au premier abord, il est curieux de retrouver le SMT sur un processeur qui n’est pas prévu pour faire tourner Photoshop ou réaliser de l’édition de vidéos HD. Mais Intel s’est aperçu que cette technologie était une des manières les plus efficaces et les moins chères d’augmenter la performance par Watt et donc de ne pas dépasser l’enveloppe thermique de 3 W.

Quid de la montée en fréquence ?

Nous ne savons pas encore comment l’architecture Atom évoluera à l’avenir. Intel s’attend à ce qu’elle persiste 5 à 6 ans, moyennant quelques perfectionnements au fil des ans. L’une d’elles est évidemment la montée en fréquence, mais Intel n’a rien dévoilé sur ce sujet, se contentant de dire que "cette puce est capable de hautes fréquences".

Nous laissons aux overclockers le soin de déterminer ce qu’entendait Intel exactement par là, mais Silverthorne a manifestement un grand potentiel. Nous avons vu un CPU, non refroidi, ne pas dépasser 43 °C malgré une charge de 100 %. Bien sûr, il était à l’air libre, et cette température serait donc plus haute dans le boîtier d’un MID. Mais nous avons aussi vu ce processeur fonctionner sans problème à plus de 90 °C ! L’overclock de ce CPU s’annonce intéressant...