全新的Nano处理器，采用了一系列新技术设计制造，在效能方面相比之前的C7系列处理器有了相当大的提升。并仍然保持了VIA处理器一贯的低功耗特性。
X86新势力 VIA Nano处理器
提到桌面级CPU市场，人们很自然的联想到Intel以及AMD这一对冤家，但往往忽略了其他同样在X86架构下努力耕耘着的厂商。已经消失不见的全美达和曾经在主板芯片组方面叱诧风云的威盛（VIA）皆是如此。但其实在那两头巨兽拼杀的夹缝中，威盛从来没有放弃过进军X86的努力。曾经以低功耗和安全性著称的C7系列就是最好的佐证。
随着技术的进步以及应用软件的飞速发展，已经诞生多年的C7处理器渐渐有些力不从心。为此，威盛在2008年正式发布了下一代主力CPU：采用Isaiah微架构的Nano处理器，中文名称定为“凌珑”（怎么听起来这么耳熟？阿童木同学的中文名称好像叫“X动”是吧？巧合，一定是巧合！）。
VIA Nano处理器
全新的Nano处理器，采用了一系列新技术设计制造，在效能方面相比之前的C7系列处理器有了相当大的提升。并仍然保持了VIA处理器一贯的低功耗特性。Nano将目标市场锁定为低阶主流PC市场和新兴PC市场，包括MID、NetTop、NetBook、UMPC等。而以EeePC为代表的超便携电脑的爆炸式增长，也为Nano打开了一个更为广阔的市场空间。
面对着如此美好的市场前景，被誉为威盛未来的希望之星的Nano处理器究竟表现如何呢？近日，PChome拿到了Nano系列处理器中的最高端型号L2100及配套主板，就让我们亲身体验一下这款X86新军的威力吧。
Nano处理器新特性
全新 Isaiah 微架构是 VIA 首款采用Superscalar Speculative Out-Of-Order（超标量乱序执行）的处理器，相比上代C7处理器的In-Order（顺序执行）架构，可以藉由指令机制决定那些指令可以提前执行，相比顺序执行能够大幅缩减指令等待时间，降低延迟，提升运算效率。
目前大多数X86处理器都采用乱序执行设计，但是由于设计相对复杂，晶体管数量以及功耗都会比较难以控制。对于讲目标市场定位于超便携设备的Nano来说，资源相对匮乏的威盛在Nano上面采用乱序执行设计绝对是一个不小的挑战。
想较于上代C7处理器拥有2个ALU ，新一代Nano拥有3个ALU ，每个周期可执行3个完整的x86指令，并支持Micro-ops技术，每个周期最高支持3组Micro-ops指令。在乱序情况下，Nano拥有7个执行单元可同时处理7个Micro-ops指令及收回3个Micro-ops指令。
Nano处理器结构图
经强化的 Branch Prediction 机制 全新的 Cache Subsystem
VIA Isaiah 微架构在 Branch Prediction 作出强化，在两个不同的 Pipeline Stage 上合共拥有 8 个 Predictors 。在 Fetch Pipeline Stage 拥有 3 个 Predictors ，可按照条件变化作分支预试，当这些 Predictors 在 Fetch Pipeline Stage 没有被作用，将可用于 Translate Stage 作为 overflow Predictor 或一般的 Predictor 。
VIA Isaiah 微架构拥有 16-Way set associative 128KB L1 Cache ，其中 64KB 为 Instruction Cache 、 64KB 为 Data Cache ，并拥有 Store Q 及 WC Buffer 。
L2 Cache 方面，采用 16-Way set associative 1MB 容量，与 AMD 一样拥有 Exclusive 设计，即不会与 L1 Cache 内容重迭以提升 L2 Cache 的有效容量，间接令命中率提升。
VIA Isaiah 微架构为提升 data-prefetch 效能，特别加入了 64-line Prefetch cache 取代直接于 L2 Cache 读取，这个机制可以有效改善 L2 Cache 在细碎数据的命中率，尤其是有效时间甚短的 Prefetched Data 。
乱序执行指令逻辑图
改善 Floating-Point 效行效能
VIA Isaiah 微架构亦进一步改善了 Floating-Proint 效行效能，每个周期可同时运算 4 个减法及四个乘法，任何格式的加法包括 SP 、 DP 、 DE 、 Packed 及 Scalar 均可在两个周期内完成，而乘法则可以在 3 个周期内完成 SP 格式、 4 个周期内完成 DP 及 DE 格式。此外， SIMD Integer 指令提升至 128bit 宽度，令 VIA Isaiah 微架构可以在一个周期内完全一组 SSEx 指令。
全新 VIA Adaptive PowerSaver 技术
为进一步强化省电效果， VIA 在 Isaiah 微架构中加入 C6 省电模式，基本上整颗处理器均处于停止状态， Cache 内的数据会被清空并存放于系统内存、核心电压亦会关闭，令处理器省电达至最大化。
VIA 加入全新 Adaptive PowerSaver 技术为省电模式进行优化， Intel 处理器在调整 P-state 时需要停止运算作切换，需要浪费一至两个运算周期，而 VIA Iasiah 微架构则可以在切换的同时不需要停止运算，这对于需要经常切换 P-State 的 Mobile 平台，支持 PowerSaver 的 VIA Nano 将大幅减少运算周期不必要的浪费。
VIA Nano 处理器更懂得自己调节适合的电压，举例一颗以 2Ghz 的 VIA Nano 处理器正常是以 1.1v 运行，这是按照核心的最大温度值计算出来的，当处理器发现核心温度低于最大温度值 20oC 或以上。此外， Adaptive PowerSaver 还可以让用家自定最高处理器核心温度值，如果温度超过该值，核心将会调整 P-states 以防止系统过热。
Nano与C7的硬性指标对比
VIA Padlock 保安引擎
针对 Embedded 市场需求， VIA Isaiah 微架构承继了 C7 的 Padlock 保安引擎，这是一个硬件保安运算技术，加入 4 种强大的安全功能，提供强大的军事级别保护。
支持安全混编运算包括 SHA-1 和 SHA-256 规格，最高加密速率最高达 5 Gb/s ，要能够破解 SHA-1 需要消耗数千台计算机同时工作十年，要攻破 SHA-256 几乎是不可能的事。
亦支持 AES 加密，包括 ECB 、 CBC 、 FB 和 OFB 模式，最高可达加密速率最高达 25Gb/s ，当今在世界范围内没有任何黑客能破解 AES 。
支持了蒙格马利乘法器，可提高提高 RSA 公共密钥算法的加密速度，是协助信息加密的必备工具，能够通过实时加密的信息流持续交流，这种交流方式常见于通过语音 IP 、视频会议及与固定办公网络用作公钥运算。
内建两组随机数字生成器，拥有每秒 1600K 到 20M 的速度生成无法预测的随机数字，这些随机数字可用于密钥生成和加密的过程，以降低黑客窃取保护信息的统计学可能性。
Nano及主板照片
此次送测的 VIA Nano 处理器采用为 VIA Nano L2100 ，搭载于 VIA EPIA-SN Mini-ITX 主板上，采用 6 Layer PCB 设计，尺寸为 17cm x 17cm ，配搭 VIA CN896 北桥与 VT8251 南桥，并拥有 PCI-Express 绘图接口，符合 PCI-Express 2.0 规格。
测试主板全貌
VIA Nano 处理器共有两种规格的产品，针对主流桌上型和移动式计算机系统的是 Nano L 系列处理器，初期将推出两款型号，分别为 L2200 及 L2100 ，核心频率为 1.6GHz 及 1.8GHz ，支持 800Mhz V4 BUS ，最高 TDP 为 17W 及 25W 。此外，还有极端低功耗的 U 系列，初期将推出四款型号，分别为 U2300 、 U2350 、 U2400 及 U2500 ，核心频率为 1.0GHz 、 1.3GHz 、 1.3GHz+ 及 1.2GHz ，同样支持 800MHz V4 Bus ，最高 TDP 为 5W 、 8W 、 8W 及 6.8W 。
Nano全系列型号
Nano L2100真身
拆除散热器后可以看到采用 BGA 封装的Nano L2100 处理器，支持64-Bit及Virtualization Technology虚拟主机技术，并兼容Intel SSSE3指令集。采用65 nm设计由富士通代工 ，内建9450万个晶体管，Die Size为 63.3mm2(7.650mm x 8.275mm) 。封装方面， Nano 处理器将采用与C7一样的 nanoBGA2 封装，尺寸仅为 21mm x 21mm ， VIA Nano系列处理器与C7处理器角位兼容，因此OEM和主板客户可以轻易的将现有的系统或板卡设计升级转换，节省研发成本并加速上市时程。
内存槽与PCI-E插槽
SATA与IDE插槽
VIA EPIA-SN提供了双千兆网卡设计，主板上内建两颗VT6103L Gigabit Ethernet芯片，提供10/100/100Mbps RJ45网络支援。虽然采用Mini-ITX Form Factor设计，扩充性非常有限，EPIA-SN还是在背面提供了一组 Mini-PCI 接口，另外针对 Embedded 用途特别加入CF卡接口。
背部的Mini-PCI与CF插槽
Nano处理器测试及总结
Nano能够被CPU-Z正确识别
为了能够完全的展现Nano的性能实力，我们原本为其搭配了Kingston 1GB DDR667*2内存、西部数据WD1001FALS 1TB容量硬盘以及华硕 HD4870显卡。只可惜的是在安装Vista操作系统之后，除了Vista自带测试能够通过以外，其他测试项目均没能顺利完成。我们将显卡更换为HD3450后仍无法运行，之后将操作系统更换为WinXP后才能够通过绝大部分测试，只是PCMark 05无法完成测试。由于手边的硬件资源所限，我们无法做进一步的检测。而且作为工程样板，出现兼容性问题也是可以理解的。相信正式发布的产品将不会出现这样的问题。
首先我们看Vista下的测试，Nano L2100虽然是最低分，但3.2的得分对于一款以低功耗为主要诉求的处理器来说已经非常强悍了。要知道上一代的C7-M@1.6GHz处理器在Vista下的得分只有2.0。
接下来我们使用Sisoftware来对Nano L2100进行测试。Sisoftware是一款能够全面检测系统理论运算性能的测试软件，具有相当的权威性。里面繁多的测试项目能够让我们充分的了解L2100在理论运算、多媒体处理以及内存性能方面的表现。
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SiSoftware Sandra 2008测试成绩 |
C7-M@1.6GHz | Nano L2100 |
| CPU Arithmetic Benchmark | ||
| Dhrystone ALU(MIPS) | 2210 | 4742 |
| Whetstone iSSE3(MFLOPS) | 1917 | 3558 |
| CPU Multi-Media Benchmark | ||
| Integer x4 aEMMX/aSSE(it/s) | 6915 | 29907 |
| Float x4 iSSE2(it/s) | 7800 | 20584 |
| Memory Bandwidth Benchmark | ||
| Int Buff iSSE2(Mb/s) | 1.10 | 2.63 |
| Float Buff iSSE2(Mb/s) | 1.10 | 2.58 |
| Cache & Memory Benchmark(MB/s) | 1.75 | 4.71 |
就成绩本身来看，Nano相比之前的C7-M有了相当大的提升，部分测试的提升幅度甚至接近一倍。
Cinebench R10是一款利用渲染高精度图片来测试CPU的图形性能的测试软件，因为其测试过程简单直接，经常被各个CPU厂商作为演示CPU性能的标准环节。测试中Nano L2100得到了936分。在这个级别的处理器产品中，这样的成绩已经相当理想了。
最后是3DMark 06的测试。作为一款图形性能测试软件，虽然其主要偏重对显卡能力的考查，不过通过内置的CPU测试程序，还是能对CPU的性能有一个很明确的打分的。Nano的成绩真的是相当令人惊讶，在处理器频率只提升了200MHz的基础上，L3100相比C7-M的成绩提升居然达到了接近1倍的增幅！
| 3DMark 06测试成绩 | C7-M@1.6GHz | Nano L2100 |
|---|---|---|
| CPU Test | 254 | 497 |
总结：就性能来说，Nano L2100已经足以让人惊喜，全面且大幅超越了经典的C7系列处理器。甚至与同级别的英特尔的Atom相比也是不遑多让。不过双核Atom即将降临，必然更为强悍的性能还会让Nano陷入苦战。但相信凭借Nano成熟的设计以及明确的市场定位，这支X86处理器新势力在市场上站稳脚跟也仅仅是时间问题了。
当然，伴随性能提升的还有功耗。尽管Nano的功耗和发热仍然处于一个相对较低的水平，但是无论是相比前辈C7还是竞争对手，都没有太多优势。如果可能的话，我们还是期待着45nm工艺的新Nano吧。
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