Intel Medfield - aneb procesor Atom expanduje z notebooků do mobilů

26. 9. 2012 07:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Nikdo nezpochybňuje dominantní pozici Intelu na trhu procesorů pro počítače či notebooky, kde má dnes takřka monopolní postavení. Ale existuje jeden segment trhu, kde patří mezi trpaslíky se zastoupením v řádu jednotek procent. Podcenil Intel oblast procesorů pro chytré telefony?

Situace je jasná. Trh pro malé, nepříliš výkonné, ale extrémně nenáročné procesory v posledních letech rostl raketovým tempem a kdo se vzestupu chytil včas, mohl také růst tempem, které stačí i na překonání gravitace. Trh ovládla architektura ARM a NVIDIA Ion spolu s operačním systémem Android, který je založen na linuxovém jádře a tedy open source. Dokonce i AMD se místo nesmyslných bojů o patro nejvýkonnějších procesorů raději stáhlo do společnosti velkovýrobců licenčních procesorů, i když stále zachovává i výrobu x86 čipů. Intel téměř celou svou historii uplatňuje přesně opačnou strategii – výrobu procesorů s vysokým obsahem vlastních patentů a úzká spolupráci s Microsoftem a jejich Windows s perfektně chráněným zdrojovým kódem. O své postavení se Intel bát nemusí, ale proč se s využitím stávajících technologií, a tedy nízkými náklady na vývoj, a silou značky, tedy nízkými náklady na marketing, nepokusit vydělat i na novém trhu?

Odpovědí je platforma Intel Medfield, která přináší instrukční set x86 i do nejmobilnější platformy určené pro smartphony a různé komunikátory či nejmenší Tablety. Ovšem Intel nestaví na vodě, s hardwarem pro MID (Mobile Internet Device) má zkušenosti od roku 2007 (platforma McCaslin – procesor A100/A110 (600-800 MHz) a čipset s GMA 950). O rok později začíná Intel pracovat se značkou Atom, která sice nepatří mezi největší trháky a dost obtížně bojuje s ARM procesory, ale má i své výhody a generace Menlow (2008) a Moorestown (2010) rozhodně nejsou propadákem, zejména v dnes již překonaných netboocích hrály ve své době prim.

Jenže doba netbooků už dávno minula a málokdo vzpomene na slavný soud o označení netbook (v článcích na notebook.cz jste se tedy jednu dobu mohli setkávat spíše s označením mini notebook, než se situace kolem autorských práv vyjasnila). Na samém konci roku 2011 unikly Intelu specifikace nové generace MID platformy se jménem Medfield. A ke konci prvního kvartálu máme na světě mobilní telefony s obligátním nápisem „Intel Inside“. Jak to s ním vypadá?

Celá platforma je založena na trojici miniaturních čipů (zkratka SoC – System-on-Chip je tedy malinko nadsazená) – čipu pro řízení spotřeby PMIC (Power Management IC), čipu s bezdrátovými technologiemi (Wi-Fi/3G) a čipu Medfield, který obsahuje samotná výpočetní jádra, paměťový řadič, grafické jádro a řízení portů a celé platformy (analogicky pro starší southbridge čipsetů), navíc do téhož prostoru vměstnalo i základní systémovou paměť (DRAM). Celou platformu tak tvoří tři čipy, ještě v předchozí nepříliš úspěšné generaci to bylo čipů pět.

Základem celé platformy je procesor Intel Atom Z2460. Je vyráběn 32nm procesem, přičemž jde o jednojádrový model! Nemyslím si, že by to byl nejšťastnější start mezi smartphony, alespoň tedy marketingově, na vícejádra uživatelé dnes hodně slyší. Ale bude asi velice obtížné ještě snížit spotřebu při zachování x86 instrukčního setu. A navíc, i s jednojádrem je výkonově Intel zcela konkurenceschopný.

Nedostatek v podobě jediného jádra Intel vyvažuje technologií Hyper-Threading, tedy možností jednoho jádra zpracovávat dvě aplikační vlákna – tedy v podstatě „virtualizací“ druhého jádra. Jádra jsou vyprojektována pro frekvence 1,3 – 2 GHz, v praxi se objevují s taktem 1,6 GHz, což je podle výrobců (např. indický Lava International) dobrým kompromisem mezi výkonem a spotřebou. Jak vidíme, jsou tu tedy i jisté rezervy, jak jedno či druhé zlepšit, bylo-li by potřeba. Přestože procesor nemá dynamicky proměnnou frekvenci (SpeedStep a Turbo Boost), může pracovat v XXX režimech – StandBy mod, kdy se jádro může zcela vypnout, ale nechá pracovat zbytek systému, pak je samozřejmě spotřeba výpočetní části nulová, a dále nízkofrekvenční, vysokofrekvenční a maximální mód. Konkrétní frekvence pro jednotlivé módy Intel neudává, ale je zřejmé, že čím vyšší frekvence, tím vyšší spotřeba.

Procesor má dvoustupňovou vyrovnávací paměť, v prvním stupni 32 kB pro instrukce a 24 kB pro data, L2 už má velikost 512 kB. Paměťový řadič zvládá 32bitové dvoukanálové zapojení 400MHz LPDDR2 modulů, kapacita je 1024 MB. O grafické výpočty se stará licenční jádro firmy PowerVR (Imagination Technologies) SGX 540. Nabízí pixel, vertex i geometrické shadery a podporuje OpenGL ES 2.0 a DirectX 10.1 shader model 4.1. Intel ho nataktoval na 400 MHz, což znamená, že by si mělo bez jakýchkoli problému poradit s mobilními hrami, zvládne i akceleraci HD videa (podle recenzí je zcela bez problémů přehrávání souborů kodeku H.264 na 30 fps). Obraz z mobilu je vyveden pomocí portu HDMI, pro data pak použijete USB 2.0, samozřejmostí je podpora protokolu Mass Storage. Modul pro bezdrátová připojení podporuje Wi-Fi b/g/n.

Co se týče výkonu, zprávy jsou velmi dobré, v různých benchmarcích se pohybuje na uspokojivých i výborných pozicích. V benchmarku Rightware má skóre 89 180, což je více než u iPhonu 4S (87 810), Samsung Galaxy Nexus ovšem zvládl 98 272. a jak vidno z obrázku, v testu Qualcomm Vellamo je hned na třetím místě jak před všemi Samsungy, tak HTC, Sony apod., což znamená, že porazil NVIDIA Tegra 3. V testu grafické části (která nepochází z Intelu) Caffeinmark 3 pro Android dosáhl Medfield na 10 500 bodů, pro srovnání Samsung Exynos získal 8500, Snapdragon MSM8260 8000 bodů a NVIDIA Tegra 2 má průměr 7500. Benchmarky samozřejmě měří především maximální teoretický výkon a v praxi můžete mít z různě výkonných telefonů různý pocit, ale srovnání to je a Intel si vede velice konkurenceschopně.

Jednu z nejdůležitějších otázek jsem si nechal až na konec. Panuje představa, že x86 čipy musí být nutně náročnější na spotřebu energie, budou tedy rychle vybíjet baterie. Do značné míry to je pravda, což je zjevně důvod, proč Intel vypustil do rybníka dvoujádrových ARM procesorů „pouze“ jednojádrovou štiku. Podle dostupných měření si procesor v pohotovostním režimu řekne o 18mW, při hovoru spotřebovává kolem 700mW a při přehrávání videa se pohybuje kolem 850 mW. Maximální špičky odběru se objevují při používání internetu a přehrávání Full HD videí, pak je to až kolem 1 W. Podle Intelu by se měla výdrž s „běžnou baterií“ pohybovat kolem 5 hodin 3G serfování po netu a 8 hodin hovoru. Vzhledem k tomu, že baterie ve smartphonech mají obvykle kapacitu mezi 5 – 6,5 Wh, není to nic nedosažitelného. V testu prvního z „Intel Inside“ telefonů Lava Xolo přinesl hodnoty 4,6 hodiny při 3G připojení a 8,5 hodin hovoru.

Výroba telefonů s Intelem Medfield se už rozběhla, první kusy Lava Xolo X900 byly v Americe k dispozici v dubnu, dále zahájili výrobu podobných smartphonů Lenovo (K800), Motorola (RAZR i) a pod svou značkou prodává intelovský mobil i telefonní operátor Orange (Santa Clara) a ZTE (Grand X IN) z méně známých značek Megafon (Mint).

Intel má dobře nakročeno, zjevně dokázal vytvořit konkurenceschopný projekt a teď za něj může postavit celou váhu své značky. Očekával bych, že nejrychleji se objeví v nabídce výrobců, kteří s Intelem obchodují i v ostatních segmentech, ale zrovna takových mezi výrobci telefonů moc není. Navíc zatím ani netušíme, jak si tyto telefony na různých trzích vedou, já už jsem zvědavý na konec účetního roku, kdy se snad první čísla dozvíme.