Celeron M

Un EeePC Asus 901 (blanc) équipé d'Atom à côté d'un Eee PC 900 (noir) pourvu du Celeron M ULV

Associé à Microsoft et Samsung dans le projet Origami qui initiera les UMPC, Intel met au point une plate-forme apte à offrir une grande autonomie tout en offrant des performances correctes. C'est ainsi qu'il propose un Celeron M ULV 353 de type Dothan, cadencé à 900 MHz voire moins et accompagné d'un chipset 915 GMS et d'un IGP GMA 900. On le retrouvait entre autres sur :

• Asus Eee PC 701 puis 900^[10].
• Projet Classmate d'Intel^[11]
• Samsung Q1^[12]
• Sony Vaio VGN-U8G^[13]

Stealey

Vaguement annoncé lors du CeBit 2007^[14], Intel présentera au cours de l'IDF 2007 de Pékin^[15] le successeur aux premiers Celeron M pour UMPC. Le processeur, connu au début sous le nom de code Stealey, est nommé Intel A100^[16]. Il constitue alors la Plateforme Intel Ultra Mobile 2007 qui introduit une nouvelle catégorie d'appareil mobile : les MID et apparait aussi comme une réponse au VIA C7M^[17].

Intel A100 (haut droite), son northbridge (gauche), son southbridge (bas droite)

Le Stealey est dérivé de l'architecture Dothan (Pentium M) et gravé en 90 nm. Deux modèles furent proposés : les A100 (600 MHz) et le A110 (800 MHz). Ils sont intégrés au sein de la plate-forme McCaslin^[18] qui inclut aussi le chipset Little River (northbridge 945GU Express et southbridge ICH7U). L'ensemble offrait ainsi un TDP moyen de 1,95 W (max : 10 W) contre 3,4 W en moyenne pour la plate-forme précédente (max : 12,6 W) ce qui permettait entre autres d'augmenter par deux l'autonomie pour atteindre 4 - 5 heures. Il bénéficie à ce titre aussi d'un mode de veille C4^{[note 2]} plus profond lui permettant d'atteindre une consommation de 0,4 W^[16]. Enfin la miniaturisation est accentuée avec une surface occupée de seulement 975 mm² pour le couple processeur-chipset-southbridge contre 2 915 mm² auparavant^{[note 3]}. Des modules optionnels permettaient de gérer le WiMAX. On le retrouvait entre autres sur les :

• Asus R2E-BH051E
• HTC Shift X9500
• Getac E100
• Samsung Q1

Silverthorne

Silverthorne est le premier processeur commercialisé sous l'appellation Atom. Il ne dérive pas de la microarchitecture Stealey mais repose sur une nouvelle microarchitecture nommée Bonnell et dont certains éléments sont inspirés de la microarchitecture Timna^{[3],[note 4]}. Elle constitue donc la première micro-architecture conçue spécialement pour les MID, successeur des UMPC et remplace à ce titre l'Intel A100. Il a été dévoilé au cours à l'IDF de 2007 de Pékin lors d'une première présentation des MID et de la plateforme associée au nom de code Menlow^[15] puis fut officiellement lancé lors de l'édition 2009 de l'IDF de Pékin. Le processeur compose, avec le chipset monopuce nommé Poulsbo, la plateforme Menlow qui porta un temps le nom de Centrino Atom avant d'être abandonné^[19].

Schéma d'organisation du die du Silverthorne

Le processeur, 32 bit et mono cœur, est gravé en 45 nm via l'utilisation du hi-k metal gate^[20], il comporte 47 millions de transistors ainsi qu'un contrôleur mémoire sur un die de 25 mm². Sa structure mono-cœur peut être compensée par l'utilisation du multithreading^{[note 5]} qui marque le retour de l'Hyper-Threading^{[note 6]}, rebaptisé Simultaneous Multithreading (SMT), et permet ainsi de maximiser les performances tout en limitant la consommation. Il est 1,5 fois plus petit que le Stealey (13×14 mm contre 14×19 mm) et offre un TDP bien plus bas (1 W contre 3 W) pour une fréquence supérieure pouvant atteindre 2 GHz (600 - 800 MHz pour le Stealey)^[21]. Ainsi la consommation électrique a été limitée, gage d'autonomie, tout en améliorant ses performances de manière à faire tourner correctement un système d'exploitation ainsi que ses applications. Il bénéficie en outre d'un état de veille^{[note 2]} C6 permettant de vider le cache L2 et d'abaisser le TDP à 100 mW et même 80 mW pour le Z500. La consommation moyenne est d'environ 160 mW à 220 mW selon les modèles pour une consommation en charge de 650 mW pour le Z500.

Intel Atom Z550 et son chipset Poulsbo à l'arrière-plan

Bien qu'Intel n'ait pas voulu communiquer de chiffres, il semble que le Z500 aurait des performances de 98 % par rapport au A110 en jeux, et de 70 % en bureautique tout en ayant un TDP de 0,65 W contre 3 W pour le Stealey. dans Spec_FP2000, un Atom obtient respectivement un score de 294, 402, 582 pour les Z500, Z515 et Z530 contre 1800 pour un Pentium 4 630^[3]. Selon Super PI, avec un résultat en 1 minute 48, un Atom Z530 serait entre un Pentium III-M (Tualatin) de 1,13 GHz et un Celeron-M (Dothan-512) de 900 MHz^[22].

Intel Atom Z520 comparé à une pièce de 1 centime d'Euro (diamètre 16,25 mm)

Dès son lancement, la plate-forme, rassemblée sous le terme Centrino Atom, suscite un tel engouement qu'Intel ne peut satisfaire que 40 % des commandes^[23]. Cette pénurie se poursuivra durant tout l'été jusqu'en septembre 2008^[24]. Au premier trimestre 2009, Intel a sorti des variantes de plusieurs de ses modèles se distinguant par le suffixe PT ou P^[25]. Ils se caractérisent tout d'abord par un package plus grand de 22×22 mm contre 13×14 mm habituellement (extension P) qui est induit par des billes de plus gros diamètre (1 mm contre 0,6 mm). Ces processeurs ont été spécialement conçus pour pouvoir fonctionner sous des températures industrielles fluctuant entre −40 °C à 85 °C (extension PT) ou sous des températures commerciales oscillant entre 0 et 70 °C (extension P). La désactivation de l'Hyper-Threading de ces modèles permet de diminuer le TDP à 2 W. Enfin ils sont accompagnés d'une version spéciale du chipset Poulsbo, le US15W Px, qui répond aux mêmes critères de fonctionnement.

Centrino Atom

La commercialisation de l'Atom Silverthorne s'est accompagné de l'apparition d'une nouvelle gamme Centrino, baptisé Centrino Atom. Comme toute plate-forme Centrino, celle-ci nécessite un support pour le Wi-Fi et/ou le WiMAX et/ou la 3G via l'utilisation d'une puce Intel ou de fabricant tiers ce qui est une première pour une telle plate-forme. L'écran doit posséder une diagonale au moins égale à 6 pouces (15,24 cm) et le produit doit au moins présenter une diagonale de 7,5 pouces (19,5 cm) pour une épaisseur de 1,02 pouces (2,59 cm)^[33]. Cependant la marque sera très vite abandonnée^[34] car les fabricants de netbooks préféraient installer d'autres processeurs Atom associés à des chipsets différents de la plate-forme Centrino Atom.

Lincroft

Quatre mois après la commercialisation des processeurs Pineview, Intel poursuit le renouvellement de sa gamme Atom avec la plate-forme Moorestown chargée de succéder aux Silverthorne^[37]. Ces processeurs adoptent le concept de SoC (System on Chip) en embarquant sur le même package le processeur et reprennent en conséquence, l'IGP et le northbridge^[38]. Le processeur est disponible en deux fréquences selon le support : 1,5 GHz pour les smartphones et 1,9 GHz pour les tablettes. Il est en outre optimisé pour l'économie d'énergie grâce au Power Gating qui permet de désactiver certaines des dix-neuf portions (appelés aussi îles) du processeur. Intel annonce ainsi une consommation au repos de la plateforme de 20 mW et d'une valeur minimale de l'ordre de 100 µW. Le fondeur a aussi introduit un équivalent à sa fonction Turbo dénommé Burst Performance Technology (BPT) et géré par une puce spéciale (Briertown, anciennement Mixed Signal IC) . Elle permettrait d'augmenter de manière significative les performances sur une très courte durée et sans trop affecter la consommation et l'échauffement de la plate-forme.
Par rapport à la précédente génération Silverthorne, Intel annonce des performances générales améliorées d'un facteur 1,5 à 3, des graphismes 2 à 4 fois plus riches grâce à son IGP GMA 600 ainsi que des gains de performances de 2 à 4 fois plus importants avec JavaScript^[39]. Mais Intel a fort à faire dans le secteur des petits appareil mobiles car il n'est pas en position de leader et reste à la traine face aux puces à architecture ARM au point qu'il estime ne vendre que 10 millions de puces jusqu'en 2011^[40]. Pour contrer l'hégémonie des puces ARM, Intel s'est aussi lancé dans la conception de son propre système d'exploitation basé sur Linux : Moblin qui est devenu, à la suite de la fusion avec Maemo de Nokia, MeeGo mais ce dernier est encore trop jeune pour espérer se faire une place sur le marché^[41] ce qui a poussé Intel a aussi porter Android sur ses processeurs Atom^[42].
Malgré ses efforts, la première génération Lincroft est un échec cuisant pour le fondeur qui n'arrive guère à placer sa plate-forme dans des produits grand public^[43]. Ces piètres résultats entrainèrent le départ de Anand Chandrasekher (en)^[44], responsable de la division Ultra Mobility Group et la mise au point d'une seconde plate-forme nommé Oak Trail. Elle se caractérise entre autres par le support de Windows 7. En effet, et bien que le processeur supporte les instructions x86, la plate-forme Moorestown ne supporte pas l'exécution de Windows car elle ne possède pas de bus PCI et la réduit au support de Windows CE^[45].

Penwell

Nouvelle génération d'Atom destinés en priorité pour les tablettes et smartphones, sortie en 2012. Plusieurs informations sont apparues sous réserve de modifications :

• Présentation durant le Computex 2011 de Taipei d'un prototype sous Google Android 3.0 (Honeycomb)^[57]. Intel serait en train de terminer le support de Android Jelly Bean^[58].
• Son TDP en veille atteindrait 2,6 W d'après des fuites publiés avant le CES 2012^[59].
• Premier test d'un Z2460 sur un modèle de présentation fournis par Intel : le Lava Xolo X900^[60]
• Intel a présenté une tablette de référence à l'IDF 2012 sur la base d'un Z2760 et tournant sous Windows 8^[61]. Deux designs de référence ont été dévoilés : 10 pouces et 11 pouces disposant d'un clavier. Le processeur est un dual-core disposant de l'Hyper-Threading.
• ZTE a présenté lors de l'IFA 2012, le ZTE Grand X IN^[62] incorporant un Atom Z2640 (1,6 GHz). Contrairement aux précédentes présentations, ce smartphone bénéficie d'un design original et sera commercialisé en septembre pour l'Europe. C'est aussi le premier téléphone sous Atom supportant Android 4.0. Il devrait être rejoint par un modèle construit conjointement par Motorola et Intel^[63].

Cloverview

Cloverview est une version optimisée de Medfield déclinée^[64] les tablettes (Clover Trail) et les smartphones (Clover Trail +). Il repose aussi sur la micro-architecture Saltwell, gravé en 32 nm. La principale évolution réside dans l'adoption de deux cœurs physiques fournissant quatre cœurs logiques grâce à l'Hyper-Threading. Le reste des composantes évolue comme la composante graphique qui migre vers un PowerVR SGX 545^[65] ou PowerVR SGX 544MP2 selon les sources. Bien que supportant DirectX 10, il sera restreint à DirectX 9.3L. De même il ne supporte que des définitions maximales de 1920 × 1200 contre 2560 × 1600 pour des plateformes concurrentes comme le Nexus 10. Intel indique que les performances GPU du Z2580 seraient trois fois supérieures au Z2460^[66]. Le support d'encodage et décodage vidéo fourni par Img Tech évolue aussi tout comme le bloc Silicon Hive qui peut gérer 2 caméras en simultané (une 2 MP et une 16 MP mais limité à 8 MP en mode rafale) contre une seules pour les smartphones. Il est capable de gérer 15 images par seconde contre 10 images par seconde pour les 2460. Le capteur photo peut aussi enregistrer des vidéos en Full HD 1080p et 30 fps comme pour la génération précédente. Cloverview inclut les technologies Identity Protection Technology (IPT) et WiDi. Le principal ajout porte sur la gestion de la consommation. Pour augmenter l'autonomie, le processeur supporte trois nouveaux états S0i 1, 2 et 3 qui s'intercalent entre les états S0 (actif) et S3/4. Ils permettent de réveiller le processeur en respectivement 100 microsecondes, 3 et 300 millisecondes. Selon Intel, les performances d'une tablette sous Clover Trail serait équivalente en matière d'autonomie à un iPad2 (SoC ARM Cortex-A9 gravé en 45 nm), soit entre 10 et 13 heures. Par ailleurs, Intel indique que ses puces supporteront Windows 8 et non Windows RT comme les puces ARM. Intel indiqua initialement ne fournir aucun pilote pour Linux et par extension pour Android avant de revenir sur ses propos et annoncer un SoC destiné aux plates-formes Android.
Sa commercialisation s'accompagne de l'apparition de deux modems : le XMM 6360 capable de gérer la 3G+ jusqu'à 42 Mb/s (DC-HSPA+) puis le XMM 7160 compatible avec la 4G/LTE.

Valleyview

(gravure 22 nm, exécution dans le désordre, attendu fin 2013^[67] ou début 2014^[68],[69])

Sodaville

Intel a lancé à l'IDF 2009 de San Francisco une nouvelle gamme de processeur de type SoC (System on Chip) chargée de remplacer la précédente génération CE3100^{[note 9]} basée sur les Pentium M et qui est compatible broche à broche. Les Atom CE 41x0^[70],[71] sont destinés aux téléviseurs, aux décodeurs et autres boîtiers IPTV. Ils sont capables de décoder deux flux vidéo 1080p simultanément ainsi que de gérer le MPEG-4 grâce à l'ajout d'un processeur graphique GMA 500 et le support de la norme HDMI 1.3a. Il introduit aussi un contrôleur pour la mémoire flash de type NAND et supporte la DDR2 ainsi que la DDR3 sur deux canaux, le SATA 3 Gbit/s et l'USB 2.0.

Le puce ne rencontre cependant pas le succès au point que les produits équipés apparaissent si lentement que la plupart ont été dévoilés en même temps que le lancement de son successeur : l'Atom CE4200. Le premier fut l'Orange Box^[72] qui fit l'objet d'une démonstration lors d'une keynote d'Intel au CES 2010^[73]. Elle sera suivie un an après par la sortie de la Freebox Révolution^[74]. Équipée initialement d'une puce NVIDIA Tegra 2, la Boxee Box fut finalement lancée durant l'IDF de San Francisco en septembre 2010^[75] avec un Atom CE4100. Cette modification s'explique par l'absence de décodage matériel du H264 High-Level par la puce ARM de NVIDIA contrairement au CE4100 qui le gère intégralement jusqu'à un débit de 90 Mb/s^[76]. À cette occasion, le prix de la Boxee Box passe de 200 $ à 229,99 $. Enfin la Google TV de Logitech est elle aussi pourvue d'une puce Sodaville^[77].

En octobre 2011, Intel décide d'abandonner le projet laissant le segment des télés connectés aux puces à architecture ARM^[78]. Ces dernières s'avèrent moins chères et plus puissantes tout en étant moins envergivores. Elles sont de plus dotées de fonctions de codage et décodages spécifiques.
Néanmoins Intel ne devrait pas quitter définitivement et s'orienter davantage vers les solutions multimédia alternatives au vu du succès de ces puces dans les box ADSL. Les équipes de développement responsables de ces processeurs pour le laboratoire Digital Home Group seraient ainsi réaffectées au sein des équipes travaillant sur les puces pour tablette tactile.

Groveland

Un an après avoir présenté ses puces Sodaville, Intel renouvelle sa gamme SoC pour médias domestiques (TV, décodeurs) avec la série Atom CE4200 que le fondeur a brièvement présenté lors de l'IDF 2010 de San Francisco^[79]. Doug Davis, vice-président du groupe architecture d'Intel, la décrit comme destinée aux TV évoluées ou connectées (smart TV)^[80]. Le processeur, gravé en 45 nm, repose probablement sur la même architecture que la plate-forme Moorestown, à savoir Lincroft. Par rapport à la génération Sodaville, elle se distingue par l'ajout d'un moteur d'encodage des flux H264, de la gestion des flux 3D et du support de l'HDMI 1.4 en plus de supporter le décodage du 1080p, à l'image de son prédécesseur. L'un des premiers produits qui devrait intégrer cette génération de processeur est la BBox de Bouygues Telecom qui fut annoncée comme étant en développement depuis deux mois au cours du CES 2011^[81],[82].

Tunnel Creek

En marge des puces Groveland, Intel a aussi lancé une nouvelle gamme de puce de type SoC lors de l'IDF 2010 de San Francisco^[83] à destination du marché de l'embarqué très basse consommation et initialement dévoilé au cours de l'IDF 2010 de Pékin^[84]. Le processeur intégrera la plate-forme Queensbay. Il se distingue par un TDP très bas (environ 3 W) et une liaison PCI Express entre le processeur et le chipset (chipset Intel EG20T) qui permet aussi d'exploiter des chipsets tiers^[84] pour des utilisations spécifiques. Bien que l'on ne connaisse rien de son architecture, celle-ci devrait incorporer un GMA 600, un contrôleur mémoire DDR2 (DDR2-800) ainsi que le support de la virtualisation et de l'Hyper-Threading.

La gamme est disponible en deux versions : standard pour une utilisation commerciale (température comprise entre 0 et 70 °C) et la série T pour une utilisation industrielle (température comprise entre -40 et 85 °C). Contrairement aux chipsets pour Silverthorne disponibles en version P et PT, seul un modèle est disponible pour Tunnel Creek et bénéficie par défaut des spécifications industrielles. En 2011, Intel proposera une seconde déclinaison de son Intel E600 avec la plate-forme Stellarton^[83]. Elle se consistera en l'ajout d'une puce FPGA Arria II GX programmable et intégrée au die de l'Atom^[85].

Dès janvier 2012, les puces commercialisées seraient compatibles avec la version 2.3 d’Android (Gingerbread)^[86]. Il s'agirait pour le fondeur d'élargir le support de ces processeurs mais certains^[87] s'interrogent sur l'opportunité de supporter une version sortie près d'un an auparavant alors que les produits disponibles en 2012 seront principalement sous les versions 3 Honeycomb ou 4 Ice Cream Sandwich.

Berryville

(gravure 32 nm, sortie 2012)

Successeur de Berryville

(gravure 22 nm, exécution dans le désordre, attendu début 2014)

Diamondville

Les processeurs Diamondville sont apparus en même temps que les netbooks et ont permis de populariser la marque Atom auprès du grand-public. Ils reposent sur les mêmes cœurs que les puces Silverthorne, on distingue les modèles de la série N destinés aux netbooks tandis que les modèles de la série 200-300 sont pourvus d'un TDP plus élevé et se cantonnent à quelques exceptions près aux nettops. Ils constituent avec le chipset 945GC-GSE la plateforme Shelton^[88] destinée à concurrencer les AMD Sempron sur les ordinateurs portables premier prix tout en leur offrant une plus grande autonomie (8 heures environ). Il s'agit en fait de la deuxième version de la plateforme Shelton, la première version^[89] constituée d'un Celeron sans cache L2 et associé à un chipset i845GV n'a jamais été commercialisée. Outre le secteur des OEM, les processeurs Diamondville sont aussi disponibles sur carte-mère au format mini-ITX.

Intel Atom 270

À la fin septembre 2008, Intel a lancé son premier processeur Atom double cœur : l'Atom 330. Il consiste en la juxtaposition de deux dies Diamondville 230 sur le même package et reliés entre eux et avec le chipset par un FSB 533 MHz. Mais sa consommation est jugée trop élevée (TDP de 13 W) pour une utilisation dans un netbook et son tarif initial de 43 $^[90] le rapprochait fortement des Celeron. Bien que ces modèles n'eussent pas été conçus pour de l'overclocking, MSI proposa pour son Wind une option^[91] dans le Bios permettant de monter la fréquence du processeur jusqu'à 2 GHz, un utilisateur^[92] a même réussi à monter jusqu'à 2,315 GHz^{[93],[note 10]} grâce à un refroidissement à l'azote.

Face à un système basé sur un Athlon 64 2000+^[2] (1,00 GHz), la plate-forme Shelton (Atom 230) est légèrement en retrait en matière de consommation tant en idle (40,5 W contre 38,8 W) qu'en charge (44,9 W Contre 41,2 W) bien que son TDP soit plus bas (4 W contre 8 W). Par ailleurs l'Atom s'avère moins performant sur des tests applicatifs (internet, iTunes, Lame, AVG Antivirus, WinRAR, Cinema 4D, PCMark 05) d'environ 13 % tandis qu'un Celeron 220 est plus performants que l'Atom et l'Athlon 64+ (+ 23 %). Ces différences se remarquent aussi en lecture vidéo en raison de son chipset vieillissant face au chipset AMD 780G.

Plate-forme Shelton

Chipset 945GC

Le premier chipset assorti au Atom de type Diamondville s'est révélé peu adapté aux processeurs Atom et à leur régime de faible consommation. Il est en effet issu de la famille Lakeport lancée en novembre 2005 d'où une gravure de 90 nm mais surtout un TDP élevé de 22,2 W^{[note 13]} à comparer aux 2,5 à 8 W pour le processeur (CPU) et auquel il faut rajouter celui du southbridge (3,3 W). Ce dernier est un southbridge ICH7 et les deux puces occupent en outre un espace conséquent (34×34 mm pour le northbridge et 31×31 mm pour le southbridge) ce qui limite la miniaturisation^{[note 14]}. La composante graphique du 945GC est le GMA950, il est cadencé à 400 MHz et ne supporte que DirectX 9. Il utilise en outre une partie de la mémoire vive comme mémoire vidéo. Au vu de ces piètres performances, Intel cantonna ce chipset au secteur des nettops, privilégiant le 945GSE pour les netbooks.

Chipset 945GSE

Intel Atom et son chipset 945GSE en arrière-plan.

Le 945GSE se présente comme une solution plus adaptée pour les netbooks à base de solution Atom de par sa consommation réduite (TDP : 11,8 W) mais ils conservent les mêmes défauts que le 945GC à savoir une technologie relativement ancienne, la présence d'un cœur graphique GMA950 et d'une troisième puce : le southbridge ICH7-M au TDP similaire (3,3 W). Seule l'utilisation de puces tiers^[94] permet d'améliorer ses performances pour la lecture de flux HD par exemple.

Chipset GN40 (annulé)

Au début de l'année 2009^[95], Intel devait rattraper son retard sur la plate-forme Ion grâce à l'arrivée du chipset GN40 associé à la commercialisation de l'Atom N280. Ce chipset se distinguait tout d'abord par sa conception récente puisque dérivée du GM45 sorti en septembre 2008. Il intégrait un nouveau contrôleur mémoire qui permettait de supporter la mémoire DDR2 667 MHz contre 533 MHz pour les précédents chipsets. Il bénéficiait aussi du GMA X4500HD qui permet contrairement au GMA950 de décoder les flux HD en 1080p mais ne pouvait supporter la lecture de Blu-ray^[96]. Cependant le support l’accélération vidéo HD n'aurait été possible que via l'utilisation d’une API spécifique (DXVA 2.0) qui n'est disponible que sous Windows Vista tout comme le support de DirectX 10 or Windows Vista fut très peu utilisé sur les netbooks au profit de Windows XP. De plus cette évolution des performances se serait faite au détriment de la consommation puisque son TDP était annoncé à 16,5 W. Il continuait en outre de dépendre d'une troisième puce pour le southbridge (ICH9-M) mais face à une baisse de la demande en netbooks, Intel se résigna à annuler en mai 2009 son chipset^[97].

Plate-forme ION (NVIDIA)

Pour concurrencer les solutions Intel pour sa gamme Atom, Nvidia a dévoilé en décembre 2008^[98] sa plate-forme ION. Le prototype dévoilé alors se basait sur un Atom 230 ou 330 auquel était associé un chipset GeForce 9400M (MCP79), le tout implanté sur une carte-mère au format Pico-ITX. En comparaison de la GeForce 9400, la version mobile se distingue par sa fréquence du cœur et des shaders plus basse : 450 MHz/1 100 MHz contre 580 MHz /1 400 MHz pour la 9400 ce qui permet d'abaisser sa consommation. Contrairement aux chipsets Intel, la GeForce 9400M se contente d'une seule puce contre deux pour les 945 en raison de la disparition du southbridge. Elle est en outre gravée en 65 nm et mesure 35×35 mm.
Asus avait auparavant tenté l'expérience avec le N10^[99], un ultraportable équipé d'un Atom N270 et d'une GeForce 9300M GS commercialisé en septembre 2008^[100]. En août 2009, des rumeurs ont commencé à circuler sur l'apparition d'une déclinaison ION LE^[101] qui se distinguerait par l'absence de support de DirectX 10. Il s'avéra par la suite que cette version LE n'était qu'une astuce marketing^[102] pour distinguer les modèles à destination de Windows XP. Le ION LE est en outre basé sur la même puce que la plate-forme ION ce qui rend possible sa transformation en modifiant le pilote graphique^[103]. Certaines rumeurs parlaient aussi de la mise au point d'un second chipset décrit comme une version spéciale de la puce MCP7A^[104] et capable de supporter le SLI grâce à ses deux liens PCIe 8x. Dans le même temps, des rumeurs ont aussi circulé

Carte-mère Zotac ION D mini-ITX avec Atom 330.

Cette solution s'est avérée très vite intéressante au regard tout d'abord de ces performances graphiques très supérieures aux chipset 945GSE et 945G. Elle bénéficie de plus d'un TDP de seulement 12 W contre respectivement 6 et 21 W pour les solutions d'Intel. La plate-forme ION permet ainsi de mieux gérer les flux HD^{[note 15]}, l'interface Aero de Windows ainsi que le support des logiciels basés sur CUDA. La plate-forme Ion se concentre sur deux puces contre trois pour la plate-forme Shelton ce qui offre un gain de place, d'où la présentation sur un format Pico-ITX, mais offre aussi une connectique plus riche comprenant le HDMI ainsi que le support du son LPCM sur huit canaux. Par la suite, la plate-forme ION fut à son tour déclinée en carte mère au format micro-ITX pour processeur Atom mais des variantes existent aussi pour socket LGA775 (GeForce 9300 et 9400). En début d'année 2010, Asrock a lancé une carte mère au format mini-ITX qui se distingue des autres production par la présence de deux ports DDR3-1066^[105].

Mais très vite, face à cette concurrence inattendue, une rumeur indiqua qu'Intel refusait^[106] de vendre à ses partenaires des processeurs Atom sans chispet Intel ce que le fondeur réfuta par la voix de son porte-parole Bill Calder^[107]. Intel allant même jusqu'à convaincre les fabricants que le MCP79 réduirait l'autonomie en lui faisant perdre une heure d'autonomie et offrait de moins bonnes performances en mode bureautique ou multimédia^[108]. La tension entre les deux sociétés ne s'apaisa pas pour autant et au cours du mois de mai 2009, le PDG de NVIDIA, Jen-Hsun Huang, indiqua qu'Intel continuait de freiner^[109] la mise au point de sa plate-forme en proposant le processeur seul à 45 $ contre 25 $ pour le couple Atom + Chipset Intel ce que démentit Intel invoquant des offres commerciales pour ses clients.

Pineview

La seconde génération de l'Atom destiné aux netbooks a été officiellement dévoilée le 22 décembre 2009. Elle consiste en une évolution des cœurs Diamondville vers une architecture de type Soc avec l'intégration au sein du die du northbridge soit le contrôleur mémoire et le processeur graphique (IGP). De même dans le cas des modèles double-cœurs, les deux cœurs sont dorénavant intégrés sur le même die contrairement à l'Atom Diamondville 330 et communiquent entre eux via un FSB 667 MHz. Cette évolution permet à la plate-forme Pine Trail de passer de deux à trois puces d'où un gain d'espace^{[note 16]}, de consommation mais aussi de coût de fabrication. Cette optimisation s'est par la suite poursuivie avec le développement du design de référence Canoe Lake^[112] qui permet de concevoir des netbooks plus fins d'une épaisseur de 14 mm grâce à une amélioration du système de refroidissement. La gravure du processeur reste cantonnée à 45 nm.

Intel Atom N570

Parallèlement on constate que les performances progressent timidement malgré diverses optimisations dont l'intégration du contrôleur mémoire au sein du die qui est censé diminuer les temps de latence de la mémoire et donc fournir un bond en matière de performances à l'image de ce qui s'est produit avec les processeurs Nehalem soumis au même schéma d'intégration. Cette différence s'explique par le fait qu'Intel n'a pas choisi de revoir en profondeur le design de ces puces pour des raisons de coût si bien que les composants du northbridge restent reliés au processeur par un bus FSB qui agit comme un goulet d'étranglement^[113]. Ainsi si sur la forme Pineview est différent de Diamondville, sur le fond les deux processeurs restent relativement similaires.

Plate-forme ION (NVIDIA)

L'arrivée des processeurs Pineview a considérablement compliqué la tâche à NVIDIA pour proposer une alternative avec sa plate-forme ION^[133]. La forte intégration des composants au sein du processeur (Northbridge, IGP) limitent fortement la marge de manœuvre de NVIDIA. Ne disposant pas en outre de licence^[134] DMI pour concevoir un chipset en remplacement du NM10, NVIDIA se retrouve contraint d'exploiter le PCIe 1x pour y connecter un simple GPU l'empêchant par là-même de proposer une connectique plus complète comme ce fut le cas auparavant.

Très vite, les premières rumeurs^[135] ont commencé à apparaitre sur ce qui est alors nommé ION 2^[136] et décrivant non plus une plate-forme mais un simple GPU^[137] basé sur le G218 que l'on retrouve sur les GeForce 210 et 310. Plusieurs observateurs s'interrogèrent sur les performances de l'ION 2 car le débit des quatre liens PCIe 1x (4×250 Mo/s) fourni par le NM10 n'est pas suffisant pour offrir de bonnes performances graphiques d'autant plus que des tests préliminaires^[138] n'annonçaient pas des performances à hauteur de la précédente plate-forme. Par la suite l'annonce de la technologie Optimus^[139],[140] permit d'esquisser la solution envisagée par NVIDIA que certains ont relié au fonctionnement des 3dfx^[141] où la gestion de la 2D était gérée par l'IGP et la 3D par le GPU.

La nouvelle plate-forme ION fut finalement annoncé à l'ouverture du CeBIT 2010^[142] bien que d'autres la prévoyaient pour le CES^[143]. Annoncé comme ION 2 puis ION 2010^[144] quelques jours avant le CeBIT, NVIDIA décida à conserver sa précédente marque ce qui risque de créer des confusions entre ces deux plates-formes. La carte choisie est basée sur le G218 et sera donc similaire à une G210 et une G310. Par rapport à une GeForce 9400M, cette nouvelle mouture est gravée en 40 nm et supporte jusqu'à 512 Mo en DDR2 ou DDR3 (contre 256 Mo DDR2 auparavant). NVIDIA proposera deux versions de sa plate-forme. La première sera destinée aux netbooks dont la taille de l'écran sera inférieure à 12 pouces, elle disposera de seulement 8 CUDA Cores tandis que la version pour nettops et netbooks supérieurs sera pourvue de 16 CUDA Cores. Dès lors certains se demandent si les constructeurs ne seront pas tentés de mélanger les versions en intégrant, par exemple, des modèles 8 CUDA Cores au sein de nettops mais NVIDIA devrait indiquer le type de carte GPU via un logo associé. Pour compenser la perte de performance liée à l'utilisation d'une seule ligne du bus PCIe 1x soit 250 Mo/s, NVIDIA a introduit la technologie Optimus. Derrière ce nom se cache en fait une réactualisation de l'Hybrid SLI^[145] qui consiste à alterner entre l'IGP et le GPU en fonction des besoins ce qui permettrait de limiter la consommation et donc améliorer l'autonomie des netbooks. Il s'agit d'une solution strictement logicielle et indépendante de la plate-forme ION mais Asus a décidé de proposer un netbook (EeePC 1201PN) dépourvu de la technologie Optimus sans que l'on en connaisse la raison^[146].

En marge des précédentes plates-formes, NVIDIA propose aussi une carte graphique de référence en PCIe 1x et au format Low-profile (à épaisseur réduite)^[147],[148]. Mais le recentrement sur une simple carte graphique additionnelle soumet NVIDIA à davantage de concurrence. MSI a ainsi annoncé le Wind DE220^[149], un nettops équipé d'un Atom Dx10 mais accouplé à une Radeon Mobility HD43x0.

Cedarview

La troisième génération de puces grand-public marque une rupture en adoptant une nouvelle microarchitecture, Saltwell^[150] qui succède à Bonnell après trois d'années d'existence. Pour pallier la concurrence de ARM et AMD, Intel a décidé d'accélérer le rythme de renouvellement de ces processeurs à raison d’une nouvelle finesse de gravure tous les ans pendant trois ans évoluant ainsi du 32 nm au 14 nm en passant par le 22 nm. Chaque finesse correspondant à une nouvelle architecture : Saltwell inaugure ainsi le 32 nm à l'image des processeurs Sandy Bridge. Elle offrirait d'après Intel une baisse de 20 % de la consommation au point que le TDP du N2600 atteint seulement 3,5 W (des TDP inférieurs à 2 W ont même été évoqué^[151]) facilitant la conception de netbook fanless^{[152],[note 17]}. Selon Intel il serait possible de concevoir des netbooks qui atteignent 10 heures d'autonomie. Par ailleurs cette nouvelle gamme supporte le mode de veille C6 plus profond à l'instar des Silverthorne.

La principale évolution concerne le cœur graphique construit dorénavant autour d'un PowerVR SGX545^[153]. Il s'agit pour Intel d'offrir des performances supérieures aux GMA3150 (dérivés de l'ancien GMA950), spécialement s'agissant du décodage vidéo, ainsi qu'une moindre consommation. Il intègre un moteur de décodage vidéo pour les flux HD et supporte le 1080p et la norme HDMI 1.3^[154]. À l'occasion de l'IDF, Intel a ainsi présenté un exemplaire lisant un Blu-ray avec une utilisation du processeur plafonnant à 20 %^[155],[156]. Le GPU est disponible en deux versions selon sa fréquence : GMA3600 (400 MHz) et GMA3650 (640 MHz). Bien que le PowerVR SGX545 supporte DirectX 10.1, seuls des pilotes compatibles DirectX 9 et uniquement 32 bits sont disponibles^[157],[158]. Ce choix permet d'une part à Intel de segmenter son offre face aux Celeron et autres Pentium G et s'explique d'autre part par le fait que DirectX 10.1 est surtout utilisé sur des jeux ou autres applications nécessitant d'importantes ressources et donc inadapté pour les processeurs Atom. Mais Intel a surtout eu toutes les peines pour obtenir la certification WHQL pour ses pilotes pour Windows 7.

Les processeurs Cedarview intègrent la plate-forme Cedar Trail qui n'est guère différente de la plateforme Pine Trail en raison de la conservation du chispet NM10^[159]. Néanmoins plusieurs améliorations ont été apportées tels que le support de la DDR3 pour les versions bureau^[160] (2 Go max pour le N2600 et 4 Go max pour le N2800) et des SSD jusqu'à 32 Go et des disques durs jusqu'à 250 Go^[161]. Par contre le chipset NM10 ne supporte toujours pas l'USB 3.0 ou le SATA 6 Gbit/s et les liens PCIe sont toujours bridés à 250 Mo/s (norme 1.1)^[162]. Les fabricants devront donc rajouter une puce spéciale ce qui aura pour effet d'augmenter le coût de la machine. Intel préférant se focaliser sur une plate-forme fanless et économique laissant la gamme de prix supérieure aux Ultrabooks.

L'autre innovation de Cedarview porte sur l'intégration des technologies Intel Wireless Display (WiDi) et Intel Wireless Music^[151]. Néanmoins leur adoption est relative car elle nécessite la présence d'une puce Wi-Fi Intel or les fabricants préfèrent utiliser des puces de fabricant tiers comme Atheros ou Broadcom moins chers. De plus le WiDi sera limité en 600p^[163].

La commercialisation des puces Cedarview se réalise dans un contexte peu favorable pour Intel^[164]. Les nombreux problèmes de conception des pilotes pour le PowerVR SGX545 ont entrainé de nombreux retards sur la gamme mobile. Initialement prévu pour septembre 2011, la commercialisation est retardée une première fois pour novembre 2011 puis est de nouveau déplacée pour janvier 2012^[165] soit après la période des fêtes connue pour être très propices aux ventes. De son côté la gamme pour bureau a été commercialisée en septembre 2011^[166]. Pour d'autres^[167] ces retards sont à imputer à la faible demande en netbooks et au retrait de Dell^[168], Samsung et Sony de ce segment^[169]. Cette situation sera aggravée par le retrait d'autres fabricants en septembre 2012 : Asus et Acer^[8]. Par ailleurs la forte concurrence dans le segment de netbooks associée à une faible rentabilité et à l'impossibilité pour Windows 8 de supporter la résolution 1024 x 600, très fréquente dans ce segment ont contribué à réduire la demande en processeur^[170]. De plus la forte concurrence de ARM dans les segments de la grande mobilité comme les smartphones a obligé Intel à réorganiser sa division mobile. De son côté AMD a compromis la domination d'Intel dans les netbooks et autres nettops grâce à ses APU Fusion qui se révèlent plus performants tant du point de vue du processeur que du cœur graphique, seule la très basse consommation des Atom restant un atout. En réaction Intel a fortement baissé le prix des ventes des Atom avec 42 $ et 47 $ respectivement pour les N2600 et N2800 soit une baisse de 30 à 50 % par rapport aux puces Pineview^[171].

Dans le cadre de comparatif avec les processeurs AMD Fusion tel que le E-350, on remarque que les Atom D2700 s'avère plus efficace pour des applications multithreadées grâce à sa fonction Hyper-Threading tandis que le E-350 est plus performant pour le calcul brut sur un seul cœur^[172].

Successeur de Cedarview

(gravure 22 nm, exécution dans le désordre, attendu début 2014^[175])

Le successeur de Cedarview sera aussi Valleyview ??

Centerton

Pour contrer la venue des processeurs ARM dans le segment des serveurs (ARMv8), Intel a développé une gamme spéciale sous le nom de code Centerton^[176],[177], nommé aussi Bordenville^[178] ou Atom S (pour Server). Il correspond à un SoC intégrant deux cœurs Saltwell (64 bits) et des contrôleurs DDR3 single-channel et PCIe 2.0. Le processeur prend en charge l'Hyper-Threading (soit un maximum de quatre threads) et le VT-x mais n'inclut pas les instructions VT-d pour la gestion des entrées/sorties (contrôleurs de stockage, réseau, USB) qu'il sera nécessaire de connecter au moyen des bus PCIe^[179]. Le TDP est compris entre 6,1 W et 8,1 W mais le principal intérêt des Bordenville réside dans leur densité par rack qui est quatre fois plus importante qu'un Xeon basse consommation si bien qu'il est possible de loger 2000 processeurs par rack.

Avoton

Avoton succède à Centerton fin 2013. Le rapport performances/watt est par ailleurs supérieur aux puces Haswell. Ce SoC intègre une grande diversité de périphériques : 4 SATA 3 Gbit/s, 2 SATA 6 Gbit/s, 4 gigabit, 4 USB 2.0 ainsi que 16 lignes PCIe 2.0 et de l'USB. Avoton se distingue aussi par la présence de deux à huit cœurs accompagné par 1 Mo de cache L2 par paire de cœur soit un maximum de 4 Mo de L2. La gamme de fréquence est comprise entre 2,4 GHz et 2,7 GHz grâce au TurboBoost tandis que son TDP oscillerait entre 5 W pour les dual-cœur et 20 W pour les octo-cœurs. (gravure 22 nm) (plate-forme Edisonville)

Caractéristiques physiques

Jeu d'instructions

Consommation

Netbooks et nettops

Depuis son apparition, l'Atom monopolise le marché des processeurs faible consommation grâce à ses performances mais aussi par l'absence d'une réelle concurrence directe.

VIA

Les Nano Ux000 de VIA ont, un temps, été perçues comme des concurrents sérieux pour l'Atom grâce à ses performances supérieures malgré une consommation en charge plus élevée^[181],[182]. Dans le domaine de la cryptographie, l'intégration de la technologie PadLock leur permet même de largement surpasser un Core 2 Extreme QX9770^[183]. Quelques modèles de netbooks sont apparus comme le Samsung NC20^[184] mais les constructeurs cessèrent assez vite de les proposer par manque de vente. Commodore et son UMMD 8010/F^[185] ou HP avec le 2133 Mini-Note^[186] proposèrent même des netbooks basés sur un VIA C7.

AMD

Face au succès d'Intel avec son Atom, AMD réagit en annonçant Bobcat^[187] pour la fin de l'année 2008^[188]. La puce^[189] devait être basée sur l'architecture K8 avec une gravure de 65 nm, sa fréquence oscillait entre 1 et 1,2 GHz pour un TDP de 8 W mais elle ne verra finalement jamais le jour malgré des démentis de la part d'AMD^[190]. N'ayant pas les moyens de concevoir un réel concurrent pour l'Atom, AMD changea de stratégie en se focalisant sur le segment des ultraportables et des netbooks, rebaptisés mini-portables, grâce à la gamme Athlon Neo (en) au sein des plates-formes Yukon puis Congo^[191]. À l'instar des autres solutions, ces processeurs offrent des performances bien supérieures pour une consommation, elle aussi, bien plus élevée et donc inadapté aux segment de la grande mobilité.

À partir de 2011, AMD relance le projet Bobcat et la commercialisation des puces^{[note 19]} au travers de la gamme de Fusion marque un bouleversement dans la concurrence. Face à des puces Atom évoluant très peu, AMD propose une gamme de puces d'un nouveau genre dénommé APU. Elles héritent de l'ancienne architecture K10 mais bénéficient d'adaptation pour la faible consommation (TDP de 9 et 18 W), offrant surtout une composante graphique intégrée relativement puissante. Dans l'ensemble les performances sont largement au-dessus des Atom surtout au niveau graphique qui a été toujours un point en retrait chez les Atom tandis que la consommation est supérieure. Les APU Bobcat ont progressivement acquis un tel engouement qu'ils ont relégué les puces Atom sur les netbooks d'entrée de gamme au tarif inférieur à 200 €, d'autant plus que les APU d'AMD ne sont pas accompagnés de restriction matériel comme chez Intel.

Appareils mobiles et embarqués

Le contexte est radicalement différent dans le segment des appareils mobiles (téléphones intelligents…) et embarqués. L'Atom ne représente qu'une faible part de marché et Intel doit redoubler d'effort pour imposer son processeur. Ainsi a-t-il décidé de rendre compatible certains systèmes d'exploitation, comme Android, avec ses processeurs. Il a aussi mis au point un OS, Moblin, destiné à sa plate-forme, qui est devenu MeeGo à la suite de la fusion du projet avec Maemo de Nokia.

Articles connexes

Liens externes

• (fr) Intel Atom : Présentation & Architecture dans CanardPC.com.
• (en) Intel Atom microprocessors dans CPU World.
• (fr) Atom dans intel.com.
• (en) Documentation technique dans intel.com.

Notes

Références