Intel Atom

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Atom
Intel Atom N270-MSI Wind MB1.jpg
Atom N270
生産時期 2008年から
生産者 インテル
CPU周波数 600 MHz から 2.13 GHz
FSB周波数 400 MHz から 667 MHz
プロセスルール 45nm
命令セット x86
x64（一部）
コア数 1, 2
パッケージ μFCBGA
コードネーム Silverthorne
Diamondville
Pineview
Lincroft
Cedarview
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IntelのAtom（アトム）は、米インテル社が開発製造した主に携帯情報端末や組み込みシステム向けのマイクロプロセッサである。

本製品ファミリは、IA-32アーキテクチャに基づくカテゴリの製品であり、インテル社の製品分類でも特に低消費電力化が図られたLPIAと呼ばれるカテゴリに属している。LPIA製品としてはマイクロアーキテクチャから新規に開発された初めての製品となり、米国時間2008年3月2日に発表され、その年の夏から順次出荷されている。

目次

[編集] 概要

過去にインテル社のモバイル・組込向けプロセッサはIA-32製品ではなく、DEC (Digital Equipment Corporation) 社から買収したStrongARM部門の製品と、それを発展させた製品をXScaleブランドで販売していた。XScaleは携帯情報端末や組み込みシステムのプロセッサとして採用され多くのPocket PCに採用された。

当時のIA-32製品は、競合していたSuperHやARMと比べて回路規模やクロック周波数の高さから消費電力が大きく、パッケージも大きかったため、小型化や低消費電力が求められるモバイル機器向けや組み込み用途にはあまり採用されていなかった。しかし、ソフトウェアの開発環境では、IA-32プロセッサでの豊富な開発ツールやプログラミング技術者の層の厚さといった有利な面があり、その後の半導体プロセスやマイクロアーキテクチャの改良などの性能向上によって低消費電力化や小型化が行われれば、市場に受け入れられる環境は整っていた。インテル社は2007年4月に、低消費電力でIA-32アーキテクチャに基づく新しいプロセッサ・カテゴリとして「LPIA」を公表し、第一弾の製品としてIntel A100を発表した[1]。 これは専用に開発されたものでなく、既に販売されていたPentium Mマイクロ・アーキテクチャの第2世代にあたるCeleron M（コードネーム「Dothan-512K」、90nmプロセス）そのものであり、周辺チップも既存のICH7から消費電力の多いPCI Expressインターフェースを取り除くなどしたICH7Uが使われるなど、新規性には乏しいが、XScale部門がMarvell社に売却された事[2] などもあり、インテルがIA-32製品でモバイル・組込機器市場に本格参入した端緒となった。

[編集] 機能

本CPUに実装されている命令セットはIntel Core 2と互換であるとされ、x86命令、x87命令、そしてMMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3などの拡張命令を搭載している。製品により、Intel 64やIntel VT、ハイパースレッディング・テクノロジー、EIST、NXビットが利用可能な物もある。また、新しくディープパワーダウン (C6)、スレッド別の低電力状態 (TCx)、CMOSバスモードなど電力管理機能が強化された[3]。 最初に出荷された製品は、I/Oパッドを両サイドに配置した細長い長方形のダイ・レイアウトで、製造効率が最も高いとされる正方形のダイ形状ではない。これは、ダイサイズの小さなプロセッサをマルチコア化する際に有利であることから採用されたもので、その後、これを活かしたデュアルコア製品が追加された。

[編集] 回路仕様

約4,700万個のトランジスタにより構成されており、これは現在のインテルのIA-32プロセッサの中では最も少ない。ダイサイズ25平方mm未満であり、インテル史上最小のx86プロセッサとして登場した。製造にはリーク電流低減に有効とされるハフニウム注入によるHigh-k（高誘電率）ゲート絶縁膜とメタルゲートによる45nmプロセス・ルールが採用されるなど、省電力化が徹底されており、インテルのCPU史上最も低い電圧で動作し、消費電力はVIA Edenと同等。電圧を高くすることで当面最大となる1.8GHz程度の動作周波数を確保し、それに応じて熱設計電力（TDP）も0.6W - 2.5W程度と抑制された[4]。

刷新されたCPUコアでは電力消費低減のため、アウトオブオーダー実行構造を捨て、インオーダー実行の、比較的古いマイクロアーキテクチャに立ち返り、再設計された。

2次キャッシュの容量やFSBの速度はPentium 4-Mと同程度。実質的な処理速度でも、同クロックのWillamette・NorthwoodのPentium 4やNorthwood-256kのCeleron M、Prescott-V（Prescott-256K）のCeleron Dなどと同程度であるが、同クロックのZ530（FSB533MHz 1.6GHz TDP2.2W（HT））とPentium 4-M（Northwood FSB400MHz 1.6GHz TDP46.8W）とで比較した場合、TDPは後者の約4.7%となり、エネルギー効率は格段に向上した。

230と330に関しては、各社からMini-ITXやマイクロATXのマザーボードに実装された状態で発売され、いずれも概ね1万円以下で入手可能である。CPUのみの交換はできないが、自作デスクトップPCとして組み立てることが可能である。

このうち、2008年9月より出荷された330は、CPUパッケージに230を2個搭載させたデュアルコアモデルである[5]。330はまずデスクトップパソコン（ネットトップ）において発売を開始、2009年6月にはネットブックへの搭載機種が発売された[6]。330搭載のネットトップについては消費電力が少なく、相応の性能があるため、主に超小型ベアボーンやショップブランドパソコンとして発売されており、ファンレス製品もある。

2009年12月には、開発コードPine Trail-Dと呼ばれていた新型プロセッサD410、D510が発表された。これらの最大の特徴は、元来ノースブリッジの機能だったGPUとメモリコントローラーをCPUに統合した点にある。これにより従来のAtomプラットフォームと比較し、平均消費電力は約20%低下したとされている[7]。

また、従来3D性能のもの足りなさが指摘されていたグラフィックは、GMA 950からGMA 3150へと替わった。メモリスロットとメモリ総容量の少なさも解消されたことからWindows 7に正式に対応している。2009年12月に発売された製品では、DVIとHDMIはサポートされていない。

[編集] ブランドと市場

[編集] Centrino Atom

ノートパソコン市場向けのインテル社の製品ブランドの1つCentrinoと結び付けられた「Centrino Atom」（セントリーノ・アトム）という製品群は、低消費電力が求められるデジタル・モバイル機器などでの採用を想定していた。インテル社のウェブサイトでは、ノートパソコンとPDAとの中間に位置するネットブックや組み込み機器向けとしている。CPUコアはコードネーム「Bonnell」（ボンネル）と呼ばれている。Bonnellを採用した製品は複数公表されており、それぞれ対象とする市場が異なる[8]。

  • Silverthorne - MID（モバイル・インターネット・デバイス、Mobile Internet Device、2008年4月に米インテル社が示した新たなノートパソコンのカテゴリー）
  • Diamondville - ネットブック、ネットトップ

Silverthorneと統合チップセット（コードネーム「Poulsbo」（ポルスボ）、System Controller Hub - SCH）を組み合わせたプラットホーム（コードネーム「Menlow」）には、インテル Centrino Atom プロセッサー・テクノロジー（Intel Centrino Atom processor technology、セントリーノ・アトム・プロセッサー・テクノロジー）というブランドネームが与えられた。しかし、2008年8月にはインテルが「Centrino Atom」ブランドの廃止を決定。「Atom」に一本化された[9]。

[編集] デスクトップ・ネットブック向け

[編集] Pine Trail（パイントレイル）

2009年5月に発表された。メモリコントローラーとグラフィックコアを統合したプロセッサ「Pineview」とチップセット「Tiger Point」を組み合わせたプラットフォーム。内蔵されたグラフィックコアはGMA 3150。Blu-rayやH.264のアクセラレーションには対応していないので、それらにはBroadcomのCrystal HDなどの外部チップで対応することとなる。N475､N455､D525､D425はそれぞれN470､N450､D510､D410のDDR3対応版。

[編集] Cedar Trail（シーダートレイル）

32nmプロセスルールで製造される次世代プラットフォーム。サポートされるOSはWindows、Chrome OS、MeeGo。

[編集] Ultra-Mobile PC 向け

[編集] Menlow（メンロー）

Z5xxシリーズ。2011年5月20日が最終受注日で生産終了[10]。

[編集] スマートフォン・タブレット向け

[編集] Moorestown（ムーアズタウン）

「Moorestown」も参照

2010年5月4日に発表。コードネーム「Lincroft」ことZ6xxシリーズとコードネーム「Langwell」こと「Platform Controller Hub MP20」チップセットを組み合わせたプラットフォーム。スマートフォンやタブレットのアプリケーションプロセッサなどへの採用が想定されている。プロセスルールは45nm。

[編集] Oak Trail（オークトレイル）

2011年4月11日に発表[11]。Ork Trail向けプロセッサZ670も同時に発表された。Atom Z6xxとIntel SM35 Express（開発コードネームWhitney Point）を組み合わせたプラットフォーム。ネットブック向けのAtom N450に比べると消費電力は70%削減されている。

[編集] Medfield（メドフィールド）

Moorestownの後継となる製品。プロセスルールは32nm[12]。

[編集] 家電（セットトップボックスなど）向け

[編集] Canmore（キャンモア）

Canmoreはセットトップボックスやテレビ向けのシステム・オン・チップ製品である。2008年後半に出荷予定[13]。

以下の機能を持つ。

[編集] Sodaville（ソーダヴィル）

Atom CE4100（開発コードネーム：Sodaville）は、家電向けシステム・オン・チップ製品で 45nm プロセスで製造され。2009年9月24日にIDF Fall 2009で発表された[14]。CE4100 CE4130 CE4150の3製品が公表されている[15]。

[編集] Groveland

Atom CE4200 シリーズ。

[編集] 組み込み

[編集] Embedded Menlow

組込機器向けの、コードネーム「Embedded Menlow」（エンベデッド メンロー）もSilverthorneとPoulsboで構成される。組込機器においては「同じものが長期間に渡り調達可能であり続ける事」が重要となるため、ライフサイクルサポートを7年としている点が異なる。

[編集] Tunnel Creek

2010年11月22日に米intel社はFPGAを組み込んだ"Intel Atom E600シリーズ"（開発コード名：Tunnel Creek）を発表した。本製品は、産業機械や移動用医療機器、高性能プログラマブル・ロジック・コントローラーといった組込み型コンピュータや、通信機器、視覚システム、VoIPデバイスの制御ユニットなどを主な適用対象としている。

末尾にTがつくのは産業向けで、それ以外は環境温度保証が0〜70℃であるのに対して、Tがつくのは-40〜85℃。末尾にCがつくのは、Altera FPGAを統合してシングルパッケージにしたモデル。

組み込み用途において、Atomプロセッサを使いながらさらにユーザが独自に設計したデジタル回路を用いる場合には、プログラマブルなIC回路を別チップにしてAtomと共に製品を組み上げる構成が一般的であったが、Intel社はAtomにアルテラ社のFPGAを組み込みシングル・パッケージで提供することにした。AtomプロセッサとFPGAを同一パッケージで扱えることで、設計者は基板スペースが縮小できるだけでなく、設計そのものもより柔軟となり、小さな修正や変更はプログラムの入れ替えによって迅速・容易に設計変更できる。このため、開発コストと設計変更リスクが最小限に抑えられ、また部品在庫の縮減が可能で製造工程も簡素化できるとされる。また、本製品のサポートはIntel社だけに集約し、少なくとも7年間のサポートを行うとしている。

産業用および商用温度環境のサポートし、動作クロックは0.6-1.3GHz、TDP2.7W-3.6Wの製品が準備されている。E665CT、E645CT、E665C、E645Cという4品種が同日から60日以内の出荷であり、E625CTとE625C2製品が2011年第1四半期の出荷を予定している。価格は61〜106米ドル（1000個時）を予定している[16]。

本シリーズのダイは「Lincroft」系統の改良版であるとされる[17][18]。

[編集] スペック

[編集] 簡易用途デスクトップ PC 向け

プロセッサーナンバー 動作周波数 コア/スレッド数 FSB DMI 2次キャッシュ HT対応 64bit対応 VT 対応 EIST TDP メモリ
D2700 2.13 GHz 2C/4T --- 2.5GT/s 512KB x2 ○ ○ × × 10W DDR3-1066
D2500 1.86 GHz 2C/2T --- 2.5GT/s 512KB x2 × ○ × × 10W DDR3-1066
D525 1.80 GHz 2C/4T --- 2.5GT/s 512KB x2 ○ ○ × × 13W DDR3-800
D510 1.66 GHz 2C/4T --- 2.5GT/s 512KB x2 ○ ○ × × 13W DDR2-800
D425 1.80 GHz 1C/2T --- 2.5GT/s 512KB ○ ○ × × 10W DDR3-800
D410 1.66 GHz 1C/2T --- 2.5GT/s 512KB ○ ○ × × 10W DDR2-800
330 1.60 GHz 2C/4T 533 MHz --- 512KB x2 ○ ○ × × 8W DDR2-800
230 1.60 GHz 1C/2T 533 MHz --- 512KB ○ ○ × × 4W DDR2-800

[編集] ネットブック向け

プロセッサーナンバー 動作周波数 コア数 FSB 2次キャッシュ HT対応 64bit対応 VT 対応 EIST TDP メモリ
N570 1.66 GHz 2コア 667 MHz 512KB x2 ○ ○ × ○ 8.5W DDR3-667
N550 1.50 GHz 2コア 667 MHz 512KB x2 ○ ○ × ○ 8.5W DDR3-667
N475 1.83 GHz 1コア 667 MHz 512KB ○ ○ × ○ 6.5W DDR3-667
N470 1.83 GHz 1コア 667 MHz 512KB ○ ○ × ○ 6.5W DDR2-667
N455 1.66 GHz 1コア 667 MHz 512KB ○ ○ × ○ 6.5W DDR3-667
N450 1.66 GHz 1コア 667 MHz 512KB ○ ○ × ○ 5.5W DDR2-667
N280 1.66 GHz 1コア 667 MHz 512KB ○ × × ○ 2.5W DDR2-667
N270 1.60 GHz 1コア 533 MHz 512KB ○ × × ○ 2.5W DDR2-533

[編集] Ultra-Mobile PC 向け

プロセッサーナンバー 動作周波数 コア数 FSB 2次キャッシュ HT対応 64bit対応 VT 対応 EIST TDP（HT）
Z560 2.13 GHz 1コア 533 MHz 512KB ○ × ○ ○ 2.5W（2.75W）
Z550 2.00 GHz 1コア 533 MHz 512KB ○ × ○ ○ 2.4W（2.64W）
Z540 1.86 GHz 1コア 533 MHz 512KB ○ × ○ ○ 2.4W（2.64W）
Z530 1.60 GHz 1コア 533 MHz 512KB ○ × ○ ○ 2W（2.2W）
Z520 1.33 GHz 1コア 533 MHz 512KB ○ × ○ ○ 2W（2.2W）
Z520PT 1.33 GHz 1コア 533 MHz 512KB ○ × ○ ○ 2.2W
Z515 BPT[19]:1.20 GHz
HFM[20]:800 MHz		 1コア 400 MHz 512KB ○ × × ○ BPT:1.4W
HFM:0.65W
Z510 1.10 GHz 1コア 400 MHz 512KB × × × ○ 2W
Z510PT 1.10 GHz 1コア 400 MHz 512KB ○ × × 2.2W
Z500 800 MHz 1コア 400 MHz 512KB ○ × × ○ 0.65W

[編集] スマートフォン・タブレット向け

プロセッサーナンバー 動作周波数 コア数 FSB 2次キャッシュ HT対応 64bit対応 VT 対応 EIST TDP（HT）
Z670 1.50 GHz 1コア 667MHz 512KB ○ × × ○ 3W
Z650 1.20 GHz 1コア 512KB ○ × × ○ 3W
Z625 1.50 GHz 1コア 512KB ○ × × ○ 2.2W
Z620 0.90 GHz 1コア 512KB ○ × × ○ 1.3W
Z615 1.20 GHz 1コア 512KB ○ × × ○ 2.2W
Z612 0.90 GHz 1コア 512KB ○ × × ○ 1.3W
Z610 0.80 GHz 1コア 512KB ○ × × ○ 1.3W
Z605 1.00 GHz 1コア 512KB ○ × × ○ 2.2W
Z600 0.80 GHz 1コア 512KB ○ × × ○ 1.3W

[編集] 家電向け

プロセッサーナンバー 動作周波数 コア数 GPU周波数 FSB 2次キャッシュ A/Vキャプチャ HT対応 64bit対応 VT 対応 EIST TDP
CE4100 1.20 GHz 200MHz 512KB ×
CE4130 1.20 GHz 200MHz 512KB ○
CE4150 1.20 GHz 400MHz 512KB ○
CE4170 1.60 GHz 400MHz 512KB ○

[編集] 組み込み機器向け

プロセッサーナンバー 動作周波数 コア数 2次キャッシュ HT対応 64bit対応 VT 対応 EIST TDP メモリ FPGA
E620 0.6 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 2.7W DDR2-800 ×
E620T 0.6 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 2.7W DDR2-800 ×
E625C 0.6 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 7W DDR2-800 ○
E625CT 0.6 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 7W DDR2-800 ○
E640 1.0 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 3.6W DDR2-800 ×
E640T 1.0 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 3.6W DDR2-800 ×
E645C 1.0 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 7W DDR2-800 ○
E645CT 1.0 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 7W DDR2-800 ○
E660 1.3 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 3.6W DDR2-800 ×
E660T 1.3 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 3.6W DDR2-800 ×
E665C 1.3 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 7W DDR2-800 ○
E665CT 1.3 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 7W DDR2-800 ○
E680 1.6 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 3.9W DDR2-800 ×
E680T 1.6 GHz 1コア 512KB ○ × ○ ○ 3.9W DDR2-800 ×

[編集] 脚注

  1. ^ インテル (2008年1月19日). “Intel Processor A100 and A110 on 90 nm Process with 512-KB L2 Cache Datasheet (PDF)” (英語). 2008年4月5日閲覧。
  2. ^ インテル (2006年6月27日). “Marvell To Purchase Intel’s Communications And Application Processor Business For $600 Million” (英語). 2008年4月5日閲覧。
  3. ^ Intel Atom Processor Z5xx Series Datasheet - Apr 2008 Intel
  4. ^ IEEE Spectrum: The High-k Solution - Mark T. Bohr, Robert S. Chau, Tahir Ghani, and Kaizad Mistry - 2008
  5. ^ 疑似クアッドコアのAtom 330、消費電力が上昇：ニュース
  6. ^ 【特別企画】台湾ネットブック開発者インタビュー MSI編
  7. ^ インテル (2009年12月21日). インテル、次世代のインテル® Atom™ プラットフォームを発表。CPU にグラフィックスとメモリー・コントローラーを統合したインテル初のチップにより、消費電力の削減、システムの小型化、性能の向上を実現
  8. ^ Technology@Intel · Deciphering Intel codewords for Mobile Internet Devices (MIDs)
  9. ^ Ittousai (2008年8月1983日). “インテル、Centrino Atomブランドを捨ててAtomに一本化”. Engadget Japanese. 2010年2月5日閲覧。
  10. ^ 【PC Watch】 Intel、Atom ZやUS15Xなどを2011年5月に生産終了
  11. ^ 【PC Watch】 Intel、タブレット向けプロセッサ「Atom Z670」を発表
  12. ^ MWC2011 IntelがAtom系列の32nm品「Medfield」のサンプル出荷を開始 - ニュース：ITpro
  13. ^ 日経BP
  14. ^ インテル (2009年9月25日). “インテル、インターネット TV を実現する SoC 製品 インテル® Atom™ プロセッサー CE4100 を発表”. 2009年10月1日閲覧。
  15. ^ インテル (2009年9月25日). “Intel® Atom™ Processor CE4100”. 2009年10月1日閲覧。
  16. ^ intel社のページ
  17. ^ インプレス PC.watch「後藤弘茂のWeekly海外ニュース」
  18. ^ 従来"“Stellarton"と呼ばれていたコアがE665CT、E645CT、E665C、E645に用いられるという情報がある。[1]
  19. ^ BPT - Intel Burst Performance Technology
  20. ^ High frequency mode

[編集] 関連項目

[編集] 外部リンク

表・話・編・歴
インテルのマイクロプロセッサ
生産終了
x86以前
4004 · 4040 · 8008 · 8080 · 8085
x86-16（16ビット）
8086 · 8088 · 80186 · 80188 · 80286
x86-32/IA-32（32ビット）
80386 · 80486 (DX2) · Pentium (1993年) (Pro · II · III · 4  · 4-M  · M) · Core · Celeron M · Celeron D · A100
x86-64/Intel 64（64ビット）
その他
現行
x86-32/64（32/64ビット）
IA-64
その他
マイクロ
アーキテクチャ
 
P5ベースのコア
0.90 μm
0.60 μm
0.35 μm
0.25 μm
 
P6ベースのコア
0.50 μm
0.35 μm
0.25 μm
180 nm
130 nm
90 nm
65 nm
 
NetBurstベースのコア
180 nm
130 nm
90 nm
65 nm
 
Coreベースのコア
65 nm
45 nm
Atom
 
Atomベースのコア
45 nm
 
Nehalemベースのコア
45 nm
32 nm
 
Sandy Bridgeベースのコア
32 nm
22 nm
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