Обзор платформы Intel Atom Z2460 на примере смартфона Megafon SP-A20i Mint

Последние несколько лет граница между смартфонами различных производителей становится все менее различимой и сводится к программным отличиям и возможности первыми использовать те или иные технические достижения. Стоит кому-то анонсировать устройство на платформе с увеличенным числом процессорных и графических ядер или их тактовой частотой, как незамедлительно последует реакция от остальных игроков. В итоге, пусть и с небольшим интервалом, но то, что есть у одних, обязательно появится у других. Пользователей подсадили на зависимость от количества гигагерц, ядер, размера ОЗУ и прочих подобных характеристик. Казалось бы, уже никто и ничто не способно помешать происходящему, пока на арене вновь не появилась Intel и не объявила о запуске второго поколения мобильных процессоров на архитектуре x86 (кодовое имя – Medfield) – Atom Z2000, Z2460, Z2580 в сентябре 2011 года. Сегодня у нас есть возможность проверить Intel Atom Z2460 в действии, оценив перспективы и возможности новой платформы на примере смартфона Megafone SP-A20i.

Появление процессоров с архитектурой х86

Впервые процессоры с архитектурой x86 были представлены компанией Intel в далеком 1978 году. Спустя четыре года, в 1982 году, мир увидел Intel 80186 и 80286. Первые процессоры Intel Atom были анонсированы в середине 2008 года и являли собой усовершенствованные Intel A100 и A110 – микропроцессоры, с низким энергопотреблением изготовленные по 90 нм техпроцессу. Intel Atom позиционировались как альтернатива более дорогим микропроцессорам и предназначались для недорогих десктопов и ноутбуков.
Первые упоминания о желании Intel повторно выйти на рынок мобильных платформ, а также информация о сотрудничестве с Google, появилась на IDF 2011.
Работающие смартфоны на платформе Intel Atom были представлены на международной выставке CES 2012.

Появление процессоров с архитектурой ARM

Созданием ARM-процессоров (ARM – Advanced RISC Machine) занималась британская компания Acorn Computers Ltd основанная в 1978 году (в этом году появились первые процессоры на базе x86). В 1985 году Acorn Computer Ltd продемонстрировала процессор ARMv1.
На сегодняшний день компания ARM Ltd не занимается производством и продажей процессоров.
За использование в своих процессорах ARM-архитектуры производители выплачивают ARM Ltd лицензионные отчисления в размере $0,11 за каждое ядро.
Сейчас насчитывается несколько производителей микропроцессоров на базе этой архитектуры: Qualcomm с линейкой Snapdragon, Texas Instruments с OMAP, Samsung с Exynos, MediaTek с MTK, Apple и Hi-Silicon.

Технологии производства и перспективы Intel Atom

Техпроцесс изготовления чипов только недавно достиг планки в 28 нм, тогда как еще год назад это были процессоры, выполненные по 40/45 нм техпроцессу. Сейчас уже мало кого можно удивить системой-на-чипе (SoC) с четырьмя процессорными или 16 графическими ядрами, как и частотой в 1,7 ГГц. Это стало одной из причин, почему анонсу платформы Medfield не придали особого значения, как если бы это был коммерческий запуск Cortex-A15. Кого сейчас удивишь одноядерным решением с частотой 1,3 ГГц, графическим ядром PowerVR SGX540 и 1 ГБ ОЗУ, да еще и после громких заявлений главы ARM Уоррена Иста о том, что Intel никогда не сможет добиться повышения энергоэффективности в своих мобильных процессорах.

Мир, в котором нет места гонке за ядрами

На практике оказалось, что ставшие уже привычными мерила в виде гигагерц, ядер и гигабайтов не имеют столь большого значения. Смартфон Megafon SP-A20i в синтетических тестах демонстрирует результаты на уровне двухъядерных решений от Qualcomm, TI, Exynos и Apple. В чем же секрет?

— физически Atom Z2460 имеет одно процессорное ядро, но благодаря технологии Hyper-Threading их виртуальное количество может удваиваться (исполнение двух команд за один такт);
— видеочип PowerVR SGX540 работает на частоте 400 МГц, тогда как в других системах-на-чипе, частота ядра составляет 300 МГц;
— 1 ГБ двухканальной LP-DDR2 памяти (частота 400 МГц);
— процессор изготавливается по 32 нм техпроцессу (Qualcomm Krait – 28 нм, Exynos 4412 – 32 нм, Nvidia Tegra3 – 40 нм);
— пониженное энергопотребление, сравнимое с ARM-процессорами.

Добавьте сюда возможность серийной съемки 10 кадров со скоростью 15 кадров в секунду, вывод изображения на три экрана, аппаратное кодирование и декодирование Full HD-видео, поддержку х86 операционной системой Android 4.0 и получим интересный продукт, имеющий все шансы в ближайшие два года завоевать значимую долю рынка.

На фото: слева — Intel Atom Medfield, справа — Intel Atom Moorestown

А теперь давайте попробуем разобраться с каждым пунктом по отдельности и начнем с самого интересного – энергоэффективности. После неудачной попытки выхода на рынок мобильных решений с платформой Moorestown, Intel была просто обязана предпринять серьезные меры по улучшению этого параметра. Учитывая, что Moorestown и Medfield изготавливаются по одному и тому же техпроцессу, решение нужно было искать в другой плоскости. И оно было найдено. Но для начала предлагаем взглянуть на сравнительную таблицу, предоставленную производителем

  Сравнение потребления энергии смартфоном Intel с конкурентами (одинаковый уровень яркости)
Устройство Режим ожидания (3G) Разговор (3G) Браузинг (3G) Воспроизведение видео 720р
Intel Medfield Reference ~18 мВт ~700 мВт ~1.0 Вт ~850 мВт
Apple iPhone 4S ~38 мВт ~800 мВт ~1.3 Вт ~500 мВт
Samsung Galaxy S II ~19 мВт ~675 мВт ~1.2 Вт ~650 мВт

Как видим, в двух из четырех режимов Atom показывает лучшие результаты, существенно уступив конкурентам только в одном – воспроизведении видео высокого качества. То есть, в режиме ожидания, при разговорах в 3G-сетях и браузинге процессор будет потреблять меньше чем другие, что уже само по себе хорошо. Но пониженное энергопотребление при типичных задачах это лишь часть работы, нужно совершенствовать управление питанием и в остальных режимах. Самые значимые из них:

— при работе с не ресурсоемкими задачами тактовая частота процессора не превышает 600 МГц;
— шаг, с которым может изменяться частота процессора, составляет 100 МГц;
— увеличенный объем кэш-памяти;
— функция BPT (Intel Best Performance) – повышение частоты при минимальном напряжении;
— турборежим – временное повышение частоты до 1,6-2,0 ГГц

  Соотношение частоты процессора к потребляемой мощностью
Тактовая частота процессора 100 МГц 600 МГц 1300 МГц 1600 МГц
Потребляемая мощность ~50 мВт ~175 мВт ~500 мВт ~750 мВт

Благодаря всему этому, смартфон Megafone SP-A20i оснащенный скромным по меркам Android-смартфонов аккумулятором емкостью 1460 мА/ч, способен проработать четверо суток при следующей нагрузке: автоматическая синхронизация по Wi-Fi/3G и автоматическая регулировка яркости дисплея, использование камеры – фотографирование, запись Full HD-видео, запуск множества тестов, загрузка больших файлов по Wi-Fi. Согласитесь, звучит невероятно. Конечно, при непрерывном вэб-браузинге или просмотре HD-видео, время работы сократится на порядок, но даже в этих режимах смартфон не будет хуже большинства устройств.

Появилась надежда, что смартфоны с более емким аккумулятором смогут и вовсе заставить вас забыть о том, что, придя домой, нужно не забыть поставить свой гаджет на зарядку. Один из таких смартфонов был представлен позавчера – Motorola RAZR i. Он не только оснащается аккумулятором емкостью 2000 мА/ч, имеет Super AMOLED дисплей и работает под управлением Android 4.0, которая изначально разрабатывалась для ARM и x86-платформ, но и использует аналогичный процессор, способный достигать 2 ГГц в турборежиме. Стало быть, пользователи не будут ущемлены как в производительности, так и времени работы.

Производительность

Следующее о чем хотелось бы рассказать – способность гибкого изменения частоты процессора, а при необходимости, ее увеличения с 1,3 ГГц до 1,6 ГГц.
Чтобы показать, на что способен Atom Z2460, мы предлагаем просмотреть результаты синтетических тестов.

Результаты хоть и не впечатляющие, но дают понять, какой потенциал заложен в этой платформе.

В начале 2013 года выйдут два процессора Atom, Z2000 – для недорогих смартфонов, и Z2580 – для топовых решений. Первый способен работать на частоте 1 ГГц, лишен технологии Hyper-Threading и турборежима, а также имеет пониженную до 320 МГц частоту графического ядра. Второй является усовершенствованной версией Z2460 и включает в себя двухъядерный процессор с частотой 1,3 ГГц, технологию Hyper-Threading (виртуальное количество ядер увеличивается вдвое), турборежим (увеличение частоты до 1,8 ГГц) и новый видеочип PowerVR SGX544MP2.

Процессоры Atom
Параметр Z2000 Z2460 Z2580
Количество ядер 1 1 2
Частота CPU, ГГц 1 1,3 1,3
Hyper-Threading нет есть есть
Турборежим нет 1,6-2,0 ГГц  1,8 ГГц
Видеочип  PowerVR SGX 540  PowerVR SGX 540  PowerVR SGX 544MP2
Частота GPU, МГц  320  400  533
Память, ГБ  1, LP-DDR2, двухканальная   1, LP-DDR2, двухканальная   1, LP-DDR2, двухканальная

Наличие решений для разных ценовых сегментов позволит производителям расширить список устройств на базе Intel Atom, что, несомненно, положительно скажется на рынке в целом. К примеру, стоимость Motorola RAZR i составляет $555, что для смартфона с подобными характеристиками является довольно привлекательной ценой, а также говорит о том, что обновленная в начале 2013 года Motorola RAZR i обойдется в такую же сумму.

Совместимость

Выше мы писали о начале сотрудничества между Intel и Google, теперь же расскажем несколько подробней о том, в чем же оно заключается и какие цели преследует. Главная из целей – совместимость существующих приложений с x86-платформой. Практически все приложения из Google Play запустились и работают на смартфоне, проблемы возникли с некоторыми из игр разработанными и адаптированными специально под ARM-процессоры. Для адаптации приложений и игр под свои процессоры в Intel была создана отдельная структура.

Какая от этого выгода Google, спросите вы. Помимо оптимизации непосредственно приложений, Intel занимается поиском ошибок в операционной системе, предоставляя обнаруженную информацию в Android Open Source Project, более известную как AOSP. О квалификации сотрудников этой группы говорит хотя бы тот факт, что всего спустя месяц после анонса Android 4.0 (по прошествии нескольких дней после появления Android 4.0 SDK в открытом доступе), в Intel показали работающую операционную систему на своей платформе. Еще через месяц было объявлено о сотрудничестве Intel и Motorola, результаты которого мы могли наблюдать 18 сентября.

Но давайте вернемся к Megafon SP-A20i. На данный момент, далеко не все игры загружаются и запускаются в смартфоне, в основном это касается приложений со сложной трехмерной графикой. По словам Intel около 75% приложений из Google Play не используют оптимизацию под ARM-архитектуру соответственно с их запуском не должно быть проблем. Ну а оставшиеся 25% должны запускаться в режиме двоичной трансляции кода, хотя гарантировать, что все приложения будут работать на процессорах x86, не может даже Intel.

Итоги

Получилось ли у Intel всколыхнуть сегмент мобильных платформ? Да, хотя произошло это тихо и без особой помпезности. По большому счету, среднестатистическому пользователю абсолютно все равно какой процессор установлен у него в смартфоне. Намного более важно, как смартфон справляется с привычными задачами и, что еще более актуально, насколько долго он способен работать от одного заряда. С первым у Intel Atom не все так гладко, часть приложений из Google Play все еще недоступна. Если верить заявлениям, то в скором времени ситуация должна измениться в лучшую сторону, так что к моменту массовых поставок смартфонов с процессорами Intel, вопрос уже не будет стоять так остро. Что касается второго – времени работы, то здесь не просто удалось добиться лучших в сравнении с предыдущим поколением процессоров результатов, но и обогнать системы-на-чипе на базе ARM-архитектуры. А это куда более важно, нежели наращивание гигагерц и количества ядер. Остается надеяться, что процессоры Z2000 и Z2580 укрепят позиции Intel, что в свою очередь позволит ей продолжать совершенствовать энергоэффективность своих процессоров и подтолкнет остальных производителей задуматься над тем же.

Примеры 8 МП фотографий снятых смартфоном Megafon SP-A20i

Пример Full HD-видео записанного смартфоном Megafon SP-A20i