导读：本届 CES 展会正式开幕第一天，Intel 终于正式放出了 Medfield 平台智能手机/平板电脑比较详细的指标，与此同时硬件网站 Anandtech 与 Hothardware 也第一时间放出了自己掌握的资料（看来是早已签好 NDA 协议的），本文即为两者汇总，全面整理目前 Medfield 平台及其智能手机产品的一切。

　　“终结者”降临

　　它来了——Intel 的首个智能手机 SoC 处理器，预计在 2012 年结束以前用户们在市场上就可买到相应的产品。整个平台的命名我们早已得知——Medfield，Intel CEO 保罗·欧德宁在 CES 大会第一天也宣布了该公司两家智能手机合作伙伴：联想和摩托罗拉。

　　作为 Intel 首个真正的移动 SoC 处理器，Medfield 平台的核心是代号为”Penwell”的 SoC 芯片，而前一代的 Moorestown 平台要实现相同功能需要双芯片方案。

　　Penwell 核心架构图

　　Penwell SoC 处理器采用 PoP（Package on Package）即堆叠的方式实现，整个芯片面积约 12*12mm。Intel 目前还没有透露具体细节，不过 Anandtech 和 Hothardware 被允许对没有集成 DRAM 的 Penwell 样品进行拍照。

Penwell 样品

　　Penwell 样品和其余两个芯片，即上一代 Moorestown（Lincroft 和 Langley，一个是 CPU，一个是“主板芯片组”）的比较

　　从图上可以估算，真正的Penwell die size 大约在 62mm 左右，比 Tegra 2 大但小于 Tegra 3 和苹果的 A5，后面更深层次的分析将会进一步解释原因。

　　Intel 在 CES 上只发布了 Medfield 平台的一个版本产品：Atom Z2460，集成单个 Atom 核心与512KB L2 缓存，Power VR SGX 540 GPU和双通道 LPDDR2 内存控制器。看上去是不是比 Tegra 3 的 4 个 Cortex-A9和苹果 A5/OMAP 5 的 PowerVR SGX 543/544MP2还要差？至于实际性能还是让我们是骡子是马拉出来遛遛吧。

　　以下测试中除三星 Galaxy Nexus 运行 Android 4.0 Ice Cream Sandwich，苹果 iPhone 4S 运行 iOS 5 以外，其余设备操作系统均为 Android 2.3 Gingerbread：

　　SunSpider Javascript Benchmark 0.9.1 测试

　　尽管运行的是 Android 2.3 Gingerbread 的自带浏览器，Intel Medfield 智能机的 SunSpider 测试性能仍然超过之前所有的手机，包括 Galaxy Nexus。Intel 还承诺 Medfield 的性能在 Android 4.0 ICS 中还会上升。

　　BrowserMark 测试

　　在 BrowserMark 测试中 Medfield 平台取得了平板级别的分数，手机中最接近的只有运行 Ice Cream Sandwich 的 Galaxy Nexus。Intel 预计在相同的操作系统中 Medfield 将比其他任何 SoC 都快。

　　Anandtech 的站长向 Intel 提问为何 SunSpider 和 BrowserMark 在浏览器性能测试中有这么大的性能优势，特别是此前在 Android 中通常换 SoC 的性能提升并没有升级操作系统版本来得大。Intel 的回复指出了许多因素，但最主要的一个原因是 ARM 架构 Cortex-A9的执行核心虽然性能不错，但其更多受限于内存界面、带宽等。

　　由于 Atom 的 L2 缓存比起 ARM 架构的 SoC 具有更高的命中率，所以内存控制器的带宽实际效果远比 Cortex-A9的好，这也是为什么 Cortex-A9的 SoC 理论内存带宽性能远比实际测试好看的原因。预计这一情况只有到了 Cortex-A15才能得到改变，在它上市之前 Medfield 仍然对 ARM 架构具有较大的性能优势。

　　GPU 性能测试

　　由于采用的是和 ARM 架构相同的 PowerVR 核心，并且型号也只是中高端的 SGX540。Medfield 的图形性能自然中规中矩：

　　Medfield 的 3D 性能比 TI OMAP 4460 稍好。同是 PowerVR SGX540，Medfield 的 GPU 核心频率为 400MHz，而多数 OMAP4 设备的 GPU 频率为 300MHz。

　　功耗测试

　　对于移动设备来说不谈功耗的性能没有什么意义。不过对于 Intel 来说，Medfield 这次在功耗方面的竞争力似乎也不弱。Intel 在 CES 展台利用 Medfield 公版设备运行了一些测试，数据大概为：待机功耗为 20mW 左右，拨打 3G 呼叫时约 750mW，3G 上网浏览时功耗约 1W。Intel 提供的与三星 Galaxy S II/苹果 iPhone 4S 的功耗数据对比表格如下：

　　看上去对于联想和摩托罗拉移动来说，Intel 的 Medfield 应该是个好产品，目前这两家厂商已经签署了多年的合作协议。虽然理论计算性能如 Benchmark Pi 方面，Fudzilla 网站的数据显示联想 K800 工程试作机的性能为 743ms，比 Tegra 2（LG Optimus 2X）的 550ms 要慢，但一方面 Benchmark Pi 软件已经比较古老，也有可能是联想定制版系统核心的原因。预计联想将在中国大陆市场于第二季度首发 Medfield 智能手机 K800。

　　Intel 在智能手机方面所需要的，只是一个开始。

　　Medfield 平台：CPU 分析

　　Medfield 为 Intel 整个平台的代号，而 SoC 名称为 Penwell，其中集成的 CPU 核心名称为 Saltwell。实际上 Saltwell 和普通 Atom 所用的 Bonnell 核心并无太大不同，只是在性能/功耗比的策略上做出了部分调整。

　　Anandtech 站长称，其实五年以来 Atom 的架构一直没有真正改动过。现在的 Atom 仍然是一个 dual-issue，非乱序执行（in-order）并支持超线程技术的架构。整数运算流水线有 16 级，远比 Cortex-A9的要多。采用长流水线设计，增加缓存延迟是为了使 Atom 的功耗更容易降低。Intel 在 Atom 架构上运用的设计思路类似于 Nehalem 的2：1比例，即 CPU 加入的每个新特性在使功耗提高1% 的同时至少要使性能提升2%。

　　Intel Atom 核心模块示意图

　　在 Atom 里不具有单独的整数乘法/除法单元，它们的功能将由浮点部分硬件来完成。Intel 重复设计了部分资源如寄存器、指令序列等来实现对超线程的支持，不过没有增加更多的执行硬件从而提高了效率。这种策略还是取得了一定成功，毕竟单核心、超线程的 Atom 性能仍然要好于双核心的 Cortex-A9。

ARM Cortex-A9核心模块示意图

　　A9拥有一个整数乘法单元（和一个 ALU 共享），不过浮点方面只有一个 FP/NEON 模块。从更高层级上来看其实Cortex-A9和 Atom 属于一个层次的东西，只不过在细节方面 Atom 底层架构的一些改变使得 Intel 拥有领先优势。

ARM Cortex-A15核心模块示意图

　　不过来到 Cortex-A15时代，Intel 可能就会遇到一些麻烦了。A15拥有更现代化的设计，乱序执行指令宽度也要远大于 A9。所以如果双核心的 Cortex-A15将 Medfield 的性能踩在脚下不算稀奇。而高通的 Snapdragon S4 核心 Krait 比起 A9 更接近于 A15，并且上市日期比典型的 A15 更近。所以 Medfield 可能会比想像中更快失去对 ARM 的性能优势，这个时间估计是2-3个季度。

　　Saltwell 的增强特性

　　尽管 Saltwell Atom 核心表面上看只有 512KB L2 缓存，其实还有另外 256KB 藏在某个地方，隐藏的缓存采用低压低功耗版 SRAM，拥有自己的电压调整策略。ULP SRAM 的用途是为了当 CPU 进入深度休眠状态时存储 CPU 状态和 L2 缓存中的数据。

　　采用 ULP SRAM 的原因也很简单：Intel 的架构允许核心电压最多降至 ULP SRAM 的 Vmin，使用 ULP SRAM 可确保 Atom 的核心功耗降到最低状态，其核心电压甚至低于 L2 缓存。不过这种策略也有缺点——会增大核心面积，但由于 Medfield 是基于 Intel 的 32nm LP 制程工艺并且向 22nm 的过渡很快就会到来，这方面对于 Intel 也是个小 case。

　　前面提到过单核心 Penwell 的 die size 要大于 Tegra 2，从这里就能看出 die size 不仅仅取决于 CPU 核心本身。此外还有一些架构上的微调使得 Saltwell 比之前的 Atom 更适合移动平台应用。

　　频率和加速

Medfield 核心的六种状态

　　Medfield 的 CPU 核心支持多种不同的执行频率和电源管理模式。最低功耗状态为 C6，此时核心和 L2 缓存均处于关闭状态，总功耗近似于0。这种技术已经不算新鲜，Intel 在台式机——2008年发布的 Nehalem 和笔记本——2010年的 Arrandale 上已经引入了类似的技术。

　　当 CPU 唤醒并运行一些任务时，核心频率将以 100MHz 为单位逐渐上升，最终提升至1.6GHz。不过1.6GHz 的最高频率状态类似于 Sandy Bridge 的 Turbo Boost，不会维持很久。正常运行的最高频率为1.3GHz，但也正如桌面/笔记本的睿频一样，峰值频率超过1.3GHz 也是常有的事。

　　各种状态/频率下的功耗数值也比较有竞争力：

　　由于多数基于 ARM 架构的 SoC 满载状态下的功耗也小于 1W，从这点上来看 Medfield 和它的竞争对手起码在 CPU 部分是站在同一起跑线甚至更靠前的。但值得注意的是目前的 ARM Cortex-A9架构 CPU 的运行频率多数小于1.5GHz，因此可通过”Turbo Boost”加速至1.6GHz 的 Medfield 在性能方面明显占有优势。

　　Medfield 平台：GPU 分析

　　Medfield 采用的 PowerVR SGX540 其实和 TI 的 OMAP 4460 中的一模一样，但频率提高至 400MHz。

　　实际上，Medfield 采用性能不算最高端的 PowerVR SGX540 用意在于尽早进入市场亮相并抢占份额。Intel 已经计划在今年底之前推出 Medfield 的 22nm 工艺继任者，届时将采用和苹果 A5 一样的 PowerVR SGX543MP2。

　　视频编/解码支持

　　Intel 表示采用了 Imagination Technologies 的两个 IP 模块：VDX385和 VDE285 提供对 1080p 视频的解码/编码的支持。Intel 称 Medfield 支持硬件加速解码 1080p@30fps H.264 High Profile 视频流，最大支持的码率为 50Mbps；不过 Intel 演示采用的视频流码率只有 20Mbps@High Profile。

　　而 Medfield 的 ISP 模块由 Intel 控股的 Silicon Hive 公司提供。ISP 模块提供对 500 万像素至 1600 万像素主摄像头的支持，而公版采用的设计是 800 万像素摄像头，支持 15fps 速度摄像。

　　制程工艺

　　Intel 自家的制程几年之前就分成了两部分，提供低功耗（LP）和高性能（HP）两种工艺，路线图大概是这样：45nm HP—32nm HP—45nm LP—22nm HP—32nm LP。Intel 计划今年开始加快 LP 制程发展速度，同步推出同一级别制程的 HP 和 LP 版。

　　目前我们看到的 Medfield 基于 Intel 32nm LP 制程工艺，Intel 提供的具体细节只有漏电率是 45nm 最成熟漏电率的十分之一。和 Moorestown 对比，Medfield 在相同总功耗级别上可降低 43% 动态功耗或提高 37% 运行频率。

　　Intel 32nm LP 工艺的最大竞争对手就是台积电的 28nm 制程，高通、NVIDIA 预计均将使用台积电 28nm 工艺打造下一代 SoC。目前还不清楚并且很难去比较不同制程的不同架构，但工艺方面信谁不如信 Intel——比起和 4x nm 级别对比，Intel 32nm LP 制程和台积电的 28nm LP 工艺是一个水平线上的东西。

　　不过很重要的一点是，Intel 给人的感觉是在可能时很愿意牺牲晶体管的密度来保障低功耗特性。虽然 Intel 的 SoC 产品在市面上很可能不是 die size 最小的一个，但在移动设备中 SoC 的竞争优势和 die size 大小真没什么关系，君不见苹果接近 120 平方毫米的 A5 以及小不了多少的三星 Exynos 4210 大行其道么。

　　路线图

　　尽管 Medfield 已拥有很强竞争力的性能数据，但目前它在市场上的竞争对手均已经上市一年左右，已经老了……而下两个季度高通的 Snapdragon 最新一代 S4 将强势挺进市场，基于 S4 的智能手机和平板电脑也将出货，带来比 Cortex-A15稍弱一点的性能级别。

　　目前 Medfield 基于单个 Atom 核心和 PowerVR SGX540 GPU，使用 Intel 32nm LP 制程。在年底之前我们有望见到基于双 Atom 和升级的图形核心如 PowerVR SGX 543MP2 等。此外，Intel 还有可能发布一款面向更低端入门市场的 SoC，以及从英飞凌（Infineon）那收购基带部门的成果——类似高通的全功能 SoC，预计将于 2013 年正式上市。

　　这次有什么不同：Google 力挺和不错的公版平台

　　几年之前，Intel 就已经宣称要进入智能手机业界。但这么长的时间该公司连一个靠谱的合作伙伴或一台像样的原型机都没拿出来，更别提真正上市了。不过这次一切都不一样，最大的改变？那就是专注、认真的态度以及选对了战友——Google。

　　Intel 此前与诺基亚合作开发自己的操作系统的计划最终还是失败了（MeeGo），虽然当时也曾经想过支持 Android 操作系统，但更加偏重的还是 MeeGo，不过这一举动却使 NVIDIA 坚定不移地加入了 Android 阵营。而现在，Intel 在普通市场走上了和 NVIDIA 相同的道路。

　　去年 9 月份举行的 IDF 开发者大会上，Intel 和 Google 宣布结成合作伙伴关系，从 Android 2.3 Gingerbread 开始未来将对每个版本都提供 Intel x86 架构的支持。目前 Intel 已经参与到 Android 开源计划（AOSP）中来，可以访问 Android 核心源代码（Gingerbread、Honeycomb 和 Ice Cream Sandwich）。Intel 的用意是给 x86 架构带来更加稳定的 Android 操作系统），不过巨无霸参与软件开发其实对于 ARM 平台也有一些好处。

　　Intel 新整合的移动部门也相当给力：在 Mike Bell（前苹果和 Palm 雇员）带领下，Intel 发布了一款看起来设计相当棒的 Medfield 手机公版设计。这款公版样机最早在去年的 IDF 上亮相。和板卡领域类似的是，公版手机只要设计好，会使品牌厂商只需要做很小的改动甚至是换个标签就能直接上市开卖。

　　同时 Intel CEO 欧德宁也给予了 Mike Bell 相当的权限，使他可以使用任意 Intel 的资源，以从全世界招募最好的工程师打造出最好的团队，再加上续航改进后的平台，Mike 的团队给市场带来的不仅仅是 Medfield，还是首个基于 Atom 的智能手机。

　　Intel 公版 Medfield 智能手机整合有自家的 XMM 6260 HSPA+ MODEM。Intel 称对于 LTE 的支持也正在进行当中。

　　而 WiFi 的解决方案来源于 TI 的 1283 主控，因为 Intel 的无线技术团队给出的方案功耗不够低，不适合在智能手机中工作。不过 Intel 内部已经重新组建团队以完成超低功耗 WiFi 方案的研发。

和 iPhone 4S 进行对比

　　运行 ICS 的 Intel Medfield 公版智能手机

　　实际上的手感远不如看起来厚重

　　屏幕的分辨率相对有点非主流——为 1024*600，支持通过 HDMI 接口输出 1080p@30fps 或 1080i@60fps 的视频流。

　　目前，联想的 K800 就是首个基于 Intel 公版平台的修改版成品机。就像多年以前的主板市场一样，Intel 已经设立了多个实验室，帮助客户进行手机的测试等工作，以确保基于公版修改而来的产品也有着最佳的使用体验。同时不少厂商在软件开发上的短处也可通过和 Intel 合作来得到弥补，并减少整体的研发时间。

　　此外，Anandtech 站长还向 Intel 提问是否有计划将公版平台解锁版直接向终端用户出售。对于这一点，Intel 目前的说法仍然是不会。看来 Intel 对于厂商的态度仍然是拉拢而不是自己去竞争。

　　与 ARM 的兼容性：二进制转换

　　和苹果从 PowerPC 转投 x86 阵营一样，Intel 发现自己在把 Atom 带向 Android 的过程中处在一个困难的位置。Android 系统本身并不是最大的问题，并且今后新版本均会同步发布 x86 和 ARM 版。最大的问题是程序/应用的兼容性。

　　目前 Android NDK 的开发指南中已经提供对 ARM 和 x86 两种架构的支持，因此新开发的应用以及目前应用市场的一线产品应该不用担心对 x86 的兼容性。那其他的呢？

　　一般情况下，所有 Android 应用都在虚拟机中运行，处理器的架构不对其产生影响。同时应用调用的 Android 库也没有什么 ARM 的原生代码，对兼容性不构成影响。存在兼容性问题的是那些调用 ARM 原生库/代码的应用，多为 3D 游戏。

　　Intel 预计整个市场上的 75% Android 应用与 ARM 原生代码无关。其他 25% 或多或少存在问题。解决方案呢？答案是二进制转换。

　　Intel 没有说明这种解决方案的更多细节，应该是通过拦截 ARM 原生库然后在执行前将 ARM 代码转换成 x86 代码。Intel 预计这种方法在发布时可以解决约 90% 应用程序的兼容性。当然，通过二进制转换来解决兼容性问题肯定比运行原生代码要慢。尽管 Intel 已经对 Android 使用体验做了很多优化，我们还是要等到成品上市时看看实际使用效果才能下定论，抑或是像目前一样指望应用开发团队推出各种数据包。

　　总结

　　Intel 最终做到了，在谈论了进军移动市场将近 5 年之后，Intel 推出了 Medfield 平台公版智能手机，证明了该公司谈论的方案是可能的。在未来预计 Intel 还将继续增加厂商合作伙伴等壮大 x86-Android 的阵营。虽然目前离联想 K800 的上市时间还有几个月，离摩托罗拉推出成品要更久，不过有总比没有好。

　　Intel 的合作伙伴也不会受什么拖累：Medfield 平台很快，即使它只有单核心也比目前市场上的绝大多数 ARM-Cortex A9 SoC 要快，虽然 GPU 不如苹果的 A5 等，但预计年底双核心改进版 Medfield 的推出将会扭转这一局面，也给同期上市的 Cortex-A15等带来更多的压力。

　　虽然没有自己亲身参与测试，不过至少从 Intel 提供的数据中可以看出，Medfield 平台智能手机的功耗并不构成问题。

　　现在可以说说这张图里面对比对象都是什么了，据 Anandtech 站长透露，它们分别是 iPhone 4S,Galaxy S II,Droid RAZR 和 Optimus 2x 以及 Galaxy Nexus。

　　Medfield 和 Atom Z2460 是一个很好的开始，Intel 也终于有一个有竞争力的移动 SoC 可直接提供给市场和合作伙伴，Medfield 的开发团队也终于可以松一口气。接下来，让我们来看看今年的 12 个月中还会发生什么有意思的事情吧……

　　转载自  Wpdang