http://habrahabr.ru/company/intel/blog/213047/
Архитектура нового микроконтроллера Intel Quark
и так, для затравки, пара картинок -Quark SoC X1000, являющийся основой первого Arduino-совместимого микрокомпьютера на платформе Intel — Galileo. Тогда же информации про Quark становится больше. Quark X1000 SoC — это одноядерный 32 битный процессор с частотой до 400 MHz, выполненный по 32 нм технологии и имеющий архитектуру, совместимую с набором инструкций Pentium (Pentium Instruction Set Architecture). Полные характеристики Quark X1000 SoC на Intel ARK добавляют к этому описанию несколько технических деталей: 16 Kb кэш, отсутствие Hyperthreading, максимальная скорость обмена данными с памятью 1.6 GB/s, ...., но главный вопрос внутреннего устройства Quark CPU остается открытым.
блок-схема Кварка
Главные отличия от Pentium:
единственное ALU, соответственно, отсутствие двух конвейеров «U» и «V», то есть НЕ суперскалярность Quark.
полное отсутствие механизма предсказания ветвлений
общий кэш первого уровня для данных и кода.
В помощь кэшу блок интерфейса шины (bus interface unit) имеет временный буфер, способный хранить до 4 32-битных записей, позволяя многим внутренним операциям продолжаться, не дожидаясь окончания записи на процессорной шине…
При этом, заметим, что конвеерная обработка данных в Quark присутствует. Pipeline состоит из пяти стадий — выборка, две стадии декодирования, исполнение и запись данных в регистры. Каждая стадия занимает один цикл процессора. Но еще раз повторю — это не суперскаляр
блок-схема устройства процессора Intel 80486
Quark — не i486! Как уже было сказано выше, Quark совместим с Pentium ISA, то есть, поддерживает все новые инструкции Pentium, и, более того, ряд новых инструкций, появившихся в процессорах менее пяти лет назад и связанных с обеспечением безопасности системы — архиважной штуки в современных условиях и поддержки современных ОС. Это Supervisor Mode Execution Protection (SMEP), а также PAE (Physical Address Extension), дающий 32 битным процессорам возможность использовать более 4 GB физической памяти и являющийся условием работы NX (No-Execute) функциональности, также поддерживаемой Quark.
Кроме этого, Quark поддерживает отладку JTAG и является синтезируемым (synthesizable) CPU, то есть, позволяет сторонним производителям добавлять к ядру Quark свои блоки.
Так почему же за основу Quark не взята более сложная и продвинутая микроархитектура Pentium? Самое разумное предположение — из соображений уменьшения энергопотребления и достаточной для предполагаемых применений производительности архитектуры более простого CPU.
Но даже при достаточной теоретической скорости работы, как показывает опыт, на практике нередко требуется оптимизация. Кстати, она может потребоваться и лично вам — Intel планирует в ближайшее время запустить конкурс разработчиков приложений под системы на базе Quark с призовым фондом более миллиона долларов!
