文/Ray

　　2002年9月9日，英特尔在美国圣何塞召开的“Intel Developer Forum Fall 2002”秋季论坛（IDF）上，公布了新一代移动处理器“Banias”的低耗电技术。其特点是在不牺牲性能的情况下，通过减少CPU内部的冗余处理，降低CPU的耗电量。根据Intel的发展计划，他们将在2003年第二季度推出新的代号为Banias的笔记本电脑用处理器。下面我们就来看看Banias是何方神圣。

　　其实早在2002年4月18日，Intel公司在Windows硬件技术研讨会（WinHEC）上就展示了其在处理器研制上取得的最新成就。同时，还透露了未来两年的产品研发计划。 Intel公司总裁Paul Otellini在大会发言中表示，Intel实验室4月已开发出首颗测试版“Banias”处理器。之所以命名为Banias，这是一个以色列的城市名称，因为研发这款处理器的研发机构在这里而得名。

　　与早期版本的移动处理器不同的是，“Banias”是专为笔记本电脑而量身定制的，它可以自动关闭笔记本电脑内闲置的部件，从而达到节省电源的目的。配合英特尔Odem芯片组、802.11b“Wi-Fi”功能使用，届时的笔记本电脑将具备更强大的无线通讯功能。Banias将在2003年上半年正式推出。这是一款专门针对笔记本电脑所设计的处理器，并且在效能上比台式机处理器有过之而无不及。

　　在WinHEC上Intel只是透露了Banias处理器的雏形，很多规格并没有透露，在台北Comdex2002上，是Intel Banias处理器的第一次公开亮相，随着Intel在IDF秋季论坛上的展示，Banias处理器的技术特征得到进一步发展和确认，并且在本次IDF秋季论坛上，Intel更加强调的是Banias处理器能够带来的好处，也是为明年第二季度Intel正式发布Banias处理器宣传造势。

　　根据Intel的发展计划，他们将在2003年第二季度推出新的代号为Banias的笔记本电脑用处理器。首款Banias移动型处理器起始工作频率为1.4GHz，1.5GHz及1.6GHz。同时，Intel也在开发两款支持该处理器的芯片组。它们的代号分别为Odum和Monterra。前者将是支持Banias的主流芯片组，而后者将是整合显示芯片的廉价芯片组。

　　关于Banias的架构有相当多的传闻。可信度比较高的是这款处理器的架构和Pentium III、Pentium 4的架构将有很大的不同。鉴于笔记本用Pentium 4在2003年将占据主流笔记本电脑市场，所以Banias将主要针对超轻、超薄的低端笔记本电脑市场。这些处理器可以在不使用风扇的情况下稳定工作。

　　Banias是由先前开发Timna的工程小组开发的。在支持的内存方面，Intel已经明确表示今后将不再继续开发支持RDRAM的芯片组，所以这款处理器应该是搭配DDR内存，至于Banias的配套芯片组是支持DDR400还是DDRII，目前还不得而知。这款处理器将支持全部的Pentium 4指令集，包括SSE2。据说Banias一旦问世，会比Intel公司当前的任何一款笔记本电脑处理器的性能要高25%以上，而且它能把电池的持续使用时间延长25%。

　　尽管Banias移动处理器还未上市，但是其下一代替代产品也已经出现在Intel的计划日程上，代号Dothan的移动处理器将采用更为先进的0.09微米制造工艺，运行在400MHz前端总线频率下，二级缓存容量可能会达到2MB。预计明年第4季度，1.8GHz的Dothan移动处理器可能才会面世。

　　由于目前的多媒体应用要求越来越高，在台式机上是这样，在笔记本上也同样如此，所以就要求更高主频的处理器。随着处理器频率的提升，最直接的负面效应就是功耗越来越大，发热越来越高。这个矛盾在笔记本处理器上就显得尤为突出，为了进一步让笔记本采用的移动处理器频率再创新高，自然要求在处理器的架构和技术上有所突破。

　　Banias处理器是第一款专门为笔记本设计的移动处理器，这和Intel以往的做法有些不一样，以往通常是在一个处理器架构上率先推出桌面版本的处理器，然后再在这个架构的基础上加入一些节能技术衍生出移动版本处理器。这次却是在架构上有较大的变化，虽然Banias处理器仍然是在P4架构上衍生出来的，但是却重新设计和加入了一些节能的技术：包括Special Sizing Techniques(Timna核心技术扩展版)，Aggressive Clock Gating技术(可关闭暂不使用的电路部分，以达到节能目的)，MicroOps Fusion优化节能技术(在降低功耗的条件下提供最大限度的性能)。

　　另外Banias核心初期不会支持Hyper-Threading技术，但未来推出的改进版将会加入该技术的支持。

　　通过前面的介绍，我们不难看出Banias主要的特点是高效能和低功耗。

　　为达到高效处理，主要采用了以下三项技术：

　　首先是“Micro-Op(μop) Fusion”。μop指Pentium Pro以后的英特尔CPU所实际执行的固定长度指令。x86指令被加载到CPU内部以后，就会被转换成μop。由于在长度可变的x86指令中，难以进行乱序执行(out-of-orderexecution)等处理过程，而乱序执行技术可以通过改变指令执行的顺序来提高执行效率，因此就采用了这种结构。

　　Banias处理器演示系统

　　Banias以前的CPU会将被分解的μop作为独立指令而分别加以处理。而在Babias中，相关联的μop直到将要执行前都是作为一个整体进行处理的。比如，“add eax, dword ptr data”指令，就被分解为来自存储器的数据加载(LD)指令和运算(OP)指令等两个μop。通过整体调用该指令，就可以减少分别处理的多余步骤。而在指令执行阶段，则作为两个指令处理。

　　第二个是基于硬件的专用堆栈管理(Stack Manager)。以前的CPU中，在执行伴随有PUSH(压入)、POP(弹出)、CALL(调用)及返回(RET)等堆栈操作时，在CPU内部都会使用多个μop。通过使用专用硬件对堆栈进行管理，就可减少过多执行μop的过程，从而就降低了执行μop所需的耗电量。英特尔表示可以减少5%以上的μop。

　　Odem MCH芯片

　　第三个是改进分支预测。据英特尔表示，以前的CPU因分支预测错误造成的复位就消耗了CPU整个处理时间约1/3左右。如果能够提高分支预测的精度，那么就可以降低因分支预测错误所带来的复位处理所需的耗电量。Banias的分支预测不是以前的那种单纯的分支预测，而是先对对象目的代码和JIT(Just In Time)编译器所生成的代码等具体程序的结构进行检测，然后再进行分支预测。

　　Banias除执行效率高之外，还采用了各种各样的低耗电技术。

　　首先，采用Power Optimized Processor Bus(功率最佳化处理器总线)技术，将内部电路分成多个单元，现有系统即使在组件没有使用时也会向其提供组件电力，而功率最佳化处理器总线所建置的架构以及电路创新技术能降低电压并执行严密的缓冲区管理，仅在组件运作时才会提供电力，进而降低耗电量。

　　Banias处理器

　　另外，还改进了以前的低耗电技术SpeedStep。SpeedStep技术的工作原理是：在利用AC电源驱动时，就利用高时钟/高电压的高性能模式来工作，而在利用电池驱动时，就切换到降低了时钟和电压的低耗电模式，以便延长电池的使用时间。现在，不仅能根据是不是利用AC电源进行驱动，而且还能够根据处理负荷的强度，自动地切换工作模式，但仍只有两个模式。而配备Banias的新一代SpeedStep在这两个模式之间，还有多种模式，根据情况，进行模式切换。这种技术与AMD的移动CPU所采用的低耗电技术“PowerNow!”以及Transmeta的Crusoe所采用的“LongRun”相同。

　　Banias专用北桥芯片组MCH（Memory Controller Hub，内存控制中心）是Odem，兼容Banias和现有的移动P4处理器，Odem芯片组支持802.11b“Wi-Fi”功能，让笔记本电脑具备更强大的无线通讯功能。由于Banias只是内核为NetBurst，外围加入了与P4不完全相同的电路，变成一种全新微架构，因此它不再是简单的P4改良型，而是能加入许多额外功能的特殊整合型处理器。如：初期系统对802.11的支持放在独立的芯片组上，但未来将逐步将其他的各种芯片组元件整合到CPU中，在这点上似乎有点类似Intel已经放弃的Timna处理器。

　　Odem的ICH（Input/Output Controller Hub，输入/输出控制中心）是ICH4-M南桥FW82801DBM，它和i850E/G/GL上面的ICH-4差不多，最特别功能是支持USB 2.0，外围传输率达到480MB/秒。至于UDMA 100、PC2100 DDR内存、六声道音频等基本规格，也是一样不少。

　　Willamette/Northwood处理器架构图

　　除了Odem芯片组之外，英特尔还将推出研发代号为Montara-GM 和Montara-GML芯片组来搭配Banias处理器，它们都集成图形内核。L代表Low End低端，集成了显示内核，去掉了AGP 4X插槽，同样搭配ICH4-M南桥，它们主要针对迷你笔记本和微型电脑市场。Montara-GM是Banias第一款集成型芯片组，市场定位是高性能和移动领域，替换2002年以Northwood为核心的P4-M和845MP芯片组。Montara-GML针对低价市场，搭配的移动CPU是P4赛扬或低频率Banias。

　　此外，Intel还可能延续以前的做法，将Banias处理器配套芯片组的技术授权给第三方芯片组厂商如SiS、ALi等，使Banias占据更大的市场份额，不过VIA这个强大的对手可能就无法得到Intel的授权了。不过早期的Banias处理器配套芯片组市场将由Intel一手囊括。

　　据悉，Banias处理器的发布速度为1.70GHz、1.60GHz、1.50GHz、1.40GHz,并且将有900MHz、1.10GHz的两款低电压版本。1.70GHz、1.60GHz两款Banias处理器工作电压1.35V,功耗24.5W，同时Banias处理器支持SpeedStep技术，在600MHz的运行速度下，工作电压只有0.85V，功耗低于1W。1.10GHz低电压版本Banias处理器工作电压1.10V，功耗12W，900MHz低电压版本Banias处理器工作电压1V，功耗7W。

　　Banias处理器架构灰色部分为新加入或者重新设计的部分图

　　Banias处理器采用microFCBGA 479封装，处理器厚度2.5毫米，Banias处理器的配套芯片组有 Odem和Montara GM，其中 Odem芯片组支持400MHz FSB，最大支持到1GB SO-DIMM DDR200/266内存，支持ECC校验，支持AGP2x/4x，支持6PCI，支持ATA66/100 支持USB2.O，使用Geyserville (Speedstep) III技术，集成10/100网卡芯片，集成6声道声效芯片，支持Modem功能。Odem芯片组北桥芯片采用593 microFCBGA封装，南桥ICH4-M芯片采用421 microBGA封装，目前Odem芯片组已经拿出样品。

　　Montara GM芯片组采用和Banias处理器一样的封装形式，在功能上和Odem基本相同，但是加入了集成的GFX图形内核，支持32-bit 2D/3D GFX,采用动态显存技术，支持 UXGA，1600×1200，集成DAC（数模转换）芯片，支持QXGA2048×1536 CRT输出，UXGA和QXGA信号可以同时输出，Montara GM芯片组也已经拿出样品。

　　在本次IDF秋季论坛上，Intel也并未过多地强调Banias处理器的详细技术规格，反而是较多地强调配备Banias处理器能够给笔记本电脑带来什么好处。据称Banias能在确保与台式个人电脑同样性能的同时，与原有笔记本电脑相比，使机身重量减轻65％，厚度减少40％以上。如果真能如Intel所愿，那么未来笔记本市场应该会发生一个翻天覆地的变革，首先，Banias处理器的出现使得制造轻薄的笔记本的技术门槛大大降低，降低了轻薄笔记本的成本，同时，低功耗的处理器使得笔记本的耗电量大大减少。同时，无线网络的应用，能够给笔记本用户带来更加轻松自由的使用环境。

　　配备Banias的系统被称为“Mobile Internet PC”，也就是说，配备Banias的系统特征是具有支持802.11a及802.11b两种无线LAN通信接口。传输速度分别为54/11Mbps，通过Intel的PROSet软件，使用Banias处理器的笔记本电脑可以高速无线地传输数据。在面向传媒的Banias发布会上，各电脑厂商也都展出了开发中的配备Banias的系统样品。目前这些样品看来和普通的笔记本并无多大的差别，只是机身变得更薄更轻巧了，看来Intel所言非虚。

　　Banias的中心体系是针对“移动式互联网PC”而开发的。移动式互联网PC是英特尔推出的一款高级移动式互联网设备，具有高移动性、稳定性及耗电少等性能。有消息称，凭借这一体系，Banias将同以基于Northwood内核的P4-M和Mobile Celeron一道，成为同类产品中的三大主流产品。据美国一些笔记本制造商们透露，它将有可能在同类移动式处理器中占据主导地位，分析预测全球有70%～80%的笔记本电脑都将采用这项技术。

　　而另一些制造商称，这种大肆鼓吹的“移动式互联网PC”概念所涵盖的产品大概只有那些能够进行无线连接且耗电少的笔记本电脑。尽管如此，Banias 仍然有其独特之处，因为它是英特尔首次针对笔记本电脑而推出的微处理器产品。Intel这个芯片业巨人正力求使它成为移动式CPU的标准载体，期望在全球市场的份额也将上升到80%。

　　作为第一款专门为笔记本设计的处理器架构，Intel对Banias处理器倾注了无限的希望，意欲凭借Banias的高节能性能和强大的处理器性能，在笔记本处理器市场大有作为。搭配强大的无线网络功能，未来搭载Banias处理器的笔记本电脑将朝着性能更高、功能更强大、耗电量更低的方向发展。同时，Banias处理器的低发热量也将更加适合笔记本厂商制造更轻更薄的全功能笔记本。