Goldmont

Goldmont es una microarquitectura para procesadores de bajo consumo de las marcas Atom , Celeron y Pentium, utilizados en sistemas en un chip (SoC) fabricados por Intel . Permiten solo un hilo por núcleo .

La plataforma Apollo Lake  con núcleo Goldmont de 14 nm se presentó en el Intel Developer Forum (IDF) en Shenzhen, China , en abril de 2016. ^{[ 1 ]} La arquitectura Goldmont se basa en gran medida en los procesadores Skylake Core, por lo que ofrece un aumento de rendimiento de más del 30 por ciento en comparación con la plataforma Braswell anterior , y se puede utilizar para implementar dispositivos de gama baja de bajo consumo energético, incluidos Cloudbooks , netbooks 2 en 1 , PC pequeños, cámaras IP y sistemas de entretenimiento para automóviles . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Goldmont es la microarquitectura Atom de segunda generación de bajo consumo y ejecución fuera de orden, diseñada para ordenadores de sobremesa y portátiles de gama básica. ^{[ 4 ]} Goldmont se fabrica con un proceso de 14 nm y admite hasta cuatro núcleos para dispositivos de consumo. Incluye la arquitectura gráfica Intel Gen9 introducida con Skylake . 

La microarquitectura Goldmont se basa en el éxito de la microarquitectura Silvermont y proporciona las siguientes mejoras:

• Un motor de ejecución fuera de orden con una tubería superescalar de 3 vías . ^{[ 5 ]} Específicamente:
  • El decodificador puede decodificar 3 instrucciones por ciclo.
  • El secuenciador de microcódigo puede enviar 3 μops por ciclo para su asignación a las estaciones de reserva.
  • La jubilación admite una tasa máxima de 3 por ciclo.
• Mejora en la predicción de bifurcaciones que desacopla la canalización de búsqueda del decodificador de instrucciones.
• Mayor ventana de ejecución fuera de orden y búferes que permiten una ejecución fuera de orden más profunda en los tipos de instrucciones enteras , FP / SIMD y de memoria.
• Ejecución de memoria totalmente fuera de orden y desambiguación. La microarquitectura Goldmont puede ejecutar una carga y una escritura por ciclo (en comparación con una carga o una escritura por ciclo en la microarquitectura Silvermont). La canalización de ejecución de memoria también incluye una mejora de TLB de segundo nivel con 512 entradas para páginas de 4 KB .
• El clúster de ejecución de enteros en la microarquitectura Goldmont proporciona tres tuberías y puede ejecutar hasta tres operaciones ALU de enteros simples por ciclo.
• Las instrucciones SIMD de enteros y de punto flotante se ejecutan en un motor de 128 bits. El rendimiento y la latencia de muchas instrucciones han mejorado, incluyendo PSHUFB con un rendimiento de 1 ciclo (frente a 5 ciclos para la microarquitectura Silvermont) y muchas otras instrucciones SIMD con un rendimiento duplicado.
• El rendimiento y la latencia de las instrucciones para la aceleración del cifrado/descifrado ( AES ) y la multiplicación sin acarreo ( PCLMULQDQ ) se han mejorado significativamente en la microarquitectura Goldmont.
• La microarquitectura Goldmont proporciona nuevas instrucciones con algoritmos de hash seguro acelerados por hardware, SHA1 y SHA256 .
• La microarquitectura Goldmont también añade compatibilidad con la instrucción RDSEED para la generación de números aleatorios que cumple con el estándar NIST SP800-90C.
• La latencia de la instrucción PAUSE se ha optimizado para permitir una mayor eficiencia energética.

• Un proceso de fabricación de 14  nm
• Arquitectura de sistema en chip
• Transistores tri-gate 3D
• Chips de consumo de hasta cuatro núcleos
• Admite el conjunto de instrucciones SSE4.2
• Admite las instrucciones Intel AESNI y PCLMUL.
• Admite las instrucciones Intel RDRAND y RDSEED.
• Compatible con las extensiones Intel SHA.
• Compatible con Intel MPX (Extensiones de protección de memoria)
• Gráficos Intel HD de novena generación con DirectX 12 , OpenGL 4.6 con la última actualización del controlador de Windows 10 ^{[ 6 ]} (OpenGL 4.5 en Linux ^{[ 7 ]} ), compatibilidad con OpenGL ES 3.2 y OpenCL 2.0 .
• Compatibilidad con la decodificación por hardware de HEVC Main10 y VP9 Profile0
• Procesadores de escritorio o servidor con una potencia de diseño térmico (TDP) de 10  W.
•  Procesadores móviles con un TDP de 4,0 a 6,0 W
• Tecnología eMMC 5.0 para conectarse al almacenamiento flash NAND.
• Especificación USB 3.1 y USB-C
• Compatibilidad con memoria DDR3L, LPDDR3 y LPDDR4
• Concentrador de sensores integrado (ISH) que puede muestrear y combinar datos de sensores individuales y operar de forma independiente cuando la plataforma anfitriona está en un estado de baja potencia.
• Procesador de señal de imagen (ISP) compatible con cuatro flujos de cámara simultáneos.
• Controlador de audio compatible con audio HD y audio LPE.
• Subsistema de seguridad Trusted Execution Engine 3.0

Al igual que en la generación anterior de Silvermont, se encontraron fallos de diseño en los circuitos del procesador, lo que provocó que dejara de funcionar tras varios años de uso. En junio de 2017 se añadió a la documentación una errata denominada APL46: «El sistema puede presentar problemas de arranque o dejar de funcionar» ^{[ 8 ]} , en la que se indica que las interfaces de bajo número de pines (LPC), reloj en tiempo real (RTC), tarjeta SD y GPIO pueden dejar de funcionar.

Se encontraron medidas de mitigación ^{[ 9 ]} para limitar el impacto en los sistemas. Una actualización de firmware para el bus LPC, denominada LPC_CLKRUN#, reduce la utilización de la interfaz LPC, lo que a su vez disminuye (pero no elimina) la degradación del bus LPC; sin embargo, algunos sistemas no son compatibles con este nuevo firmware. Se recomienda no usar tarjetas SD como dispositivos de arranque y extraer la tarjeta del sistema cuando no se utilice; otras posibles soluciones son usar solo tarjetas UHS-I y operarlas a 1,8  V.

Congatec también afirma que los problemas afectan a los buses USB y a la memoria eMMC, aunque esto no se menciona en la documentación pública de Intel. El USB debería tener un tiempo de actividad máximo del 12 % y una vida útil esperada de 60 TB de tráfico de transmisión durante la vida útil del puerto. La memoria eMMC debería tener un tiempo de actividad máximo del 33 % y el sistema operativo debería configurarla en el estado de bajo consumo D3 cuando no esté en uso. Los diseños más recientes, como el Atom C3000 Denverton, no parecen verse afectados. ^{[ 10 ]}

• Lista de microarquitecturas de CPU de Intel
• Lista de microprocesadores Intel Pentium
• Lista de microprocesadores Intel Celeron
• Lista de microprocesadores Intel Atom
• Atom (sistema en chip)