Intel Silverthorne Atom处理器晶圆图

　　Atom处理器设计使用了功能单元模块化（sea-of-Functional-Unit-Blocks）设计，虽然和最终用户没有什么关系……这种基于对象的设计方式实现起来会方便一些，它将所有的功能都更细地划分为一个一个的功能单元FUB，这些功能单元可以使用标准的设计，从而降低设计复杂度（Atom设计团队规模比较小）。这种设计方法也可以很方便地对处理器的功能进行增删，以满足各式各样的应用需求。

Sea of FUBs
FEC: front-end cluster (plus L1 instruction cache)前端簇
FPC: floating point cluster浮点簇
IEC: instruction execution cluster指令执行簇
MEC = memory execution cluster (plus L1 data cache)内存执行簇
BIU = bus interface unit总线接口单元

　　Silverthorne Atom包含了205个特有FUB（不包括中继器）和4.1万个FUB-to-FUB联结，91%的FUB使用了标准的结构：45%使用了structured data-path结构化设计，46%使用了综合随机布线设计，这些单元的设计布线都可以通过计算机来完成。剩下的9%是全定制的功能模块，需要设计人员花费精力来完成。

Intel Silverthorne Atom Microarchitecture
来源：ISSCC2008 Intel Paper: A Sub-1W to 2W Low-Power IA Processor for Mobile Internet Devices and Ultra-Mobile PCs in 45nm Hi-κ Metal Gate CMOS

Atom Microarchitecture Features

　　虽然具体执行架构上不同，不过和乱序执行一样，顺序执行也包含了取指（Instruction Fetch)、解码（Decode）、执行（Execute）、回退（Retire）这四个阶段。Atom处理器包括了16级流水线，作为对比，Pentium处理器的流水线只有5级，Pentium MMX则有6级（执行MMX指令的时候流水线还要继续增加），而Cornoe也只有14级，更长的流水级数的一个原因为了能达到更高的频率（就像IBM的高频怪物Power6/6+一样；Power6也是一个顺序执行处理器）。

5 stage Pipeline: Intel Pentium
6 stage Pipeline: Intel Pentium MMX (normal interger execution)

　　16级流水线包括了三级的Instruction Fetch取指、三级Decode解码、两级分发、一级读寄存器和三级读数据缓存、一级执行、两级例外例程和多线程处理和最后一级写回。