Wszystko co powinieneś wiedzieć o procesorach Intel Bay-Trail

Procesory mobilne coraz bardziej przypominają jednostki znane z komputerów osobistych. Wynika to nie tylko z ewolucji układów używanych w smartfonach, ale również tych, które goszczą w naszych komputerach. Oba typy jednostek czerpią z siebie inspiracje i robią wszystko, by zyskać zalety jednostek innego typu, jednocześnie nie przejmując ich wad. W ten sposób układy mobilne stają się coraz wydajniejsze, z kolei jednostki stosowane w komputerach pozwalają na coraz dłuższy czas pracy na akumulatorze. Niebawem może okazać się, że w tabletach, smartfonach i tradycyjnych komputerach będą stosowane te same typy jednostek. Takim układem może stać się Intel Bay-Trail.

Jeszcze kilka lat temu premierom nowych typów procesorów towarzyszyły pokazy wydajności, na których pokazywano, jak bardzo układy przyspieszyły względem poprzedniej generacji. Ten element nadal jest dosyć ważny i Intel stara się, by jego układy z roku na rok stawały się coraz wydajniejsze, jednak tworząc nowe produkty musi kierować się tym, czego oczekują zwykli użytkownicy. Jak łatwo przewidzieć, większość z nich nie gra w najnowsze tytuły w najwyższych ustawieniach szczegółowości grafiki ani nie zajmuje się skomplikowanymi zadaniami takimi, jak rendering czy jakimkolwiek innym tworzeniem treści poza prostą edycją zdjęć.

Przykład rynku komputerów pokazuje dobitnie, czego oczekują użytkownicy. Analityków rynku od kilku lat zaskakuje spadająca sprzedaż tradycyjnych komputerów przy cały czas zwiększającej się liczbie smartfonów i tabletów. Nie wynika to bynajmniej z tego, że coraz mniej osób korzysta z pecetów. Po prostu o ile kiedyś wymiana komputera co dwa lub trzy lata była konieczna do tego, by na maszynie działał płynnie nowy system operacyjny, tak obecnie do komfortowego korzystania z podstawowych możliwości systemu operacyjnego, takich jak odbieranie poczty, przeglądanie stron internetowych oraz oglądanie filmów w wysokiej rozdzielczości wystarczy maszyna, która pochodzi nawet sprzed 6-7 lat.

Jest to przede wszystkim rezultatem polityki Microsoftu, wskutek której wymagania sprzętowe kolejnych systemów operacyjnych od czasów Visty (2005 rok!) nie zwiększają się, a nawet często okazują się mniejsze z systemu na system, czego doskonałym przykładem jest uwielbiany przez wszystkich Windows 7.

Nagle okazało się, że komputery były wymieniane dlatego, że nowsze maszyny dawały jakąkolwiek wartość dodaną, a nie z powodu większej wydajności, której lwia część użytkowników nie będzie w stanie wykorzystać. Zobaczyliśmy, że większość ludzi potrzebuje innowacji, którą będą w stanie naprawdę wykorzystać i ją poczuć. Dlatego większość osób pokochało smartfony i tablety, które co prawda nie potrafiły wykonywać skomplikowanych obliczeń, ale umożliwiały za pomocą dotyku, wzroku czy głosu dziecinnie łatwe wykonywanie podstawowych, wymienionych w poprzednim akapicie, czynności.

Na rewolucji mobilnej wybiło się wiele firm takich jak Qualcomm, konsorcjum ARM, Samsung, LG i oczywiście Google oraz Apple. Tak naprawdę rewolucję mobilną przespały tylko dwie firmy, które na pewno powinny wziąć w niej udział – Microsoft oraz Intel. Pierwsze przedsiębiorstwo nie przedstawiło na czas żadnego ciekawego smartfona czy tabletu, zaś Intel nie stworzył na czas procesora, który nadawałby się do stosowania w urządzeniach mobilnych. Teraz obie firmy starają się nadrobić stracony czas – Microsoft za pomocą Windowsa 8, zaś Intel właśnie za pomocą procesorów Bay-Trail.

Mimo że Intel ściśle współpracuje z Microsoftem, robi też umizgi w stronę Google’a i jego Androida. Przykładem tego może być chociażby wykorzystanie procesorów Intela w smartfonach ZTE Grand X In, Motorola RAZR oraz tablecie Samsung Galaxy Tab. Ma być to plan ratunkowy na wypadek, gdyby urządzenia oparte o systemy operacyjne Microsoftu okazały się klapą. Wówczas Intel nie mógłby wykorzystać swojej pozycji firmy niemal monopolistycznej i musiałby konkurować z Samsungiem, Qualcommem, Mediatekiem oraz innymi firmami produkującymi procesory ARM za pomocą ceny i wydajności. Intel nie byłby skazany na przegraną w przypadku takiej walki, ale byłaby ona o wiele trudniejsza.

Intel jako największy producent układów do komputerów na świecie ma swoje układy w komputerach z każdej półki cenowej. Maszyny wyposażone w procesory Intela można rozróżnić na dwie podstawowe półki cenowe. Najbardziej rozpoznawalna półka to ta powyżej 599 dolarów. W niej znajdują się Ultrabooki i droższe laptopy wyposażone w procesory Haswell. Niższa półka zaczyna się od 199 dolarów i kończy na 599 dolarów. Tu znajduje się miejsce dla urządzeń takich jak tablety i tablety z dołączaną klawiaturą, które razem mogą pełnić funkcję netbooka lub małego laptopa. I to właśnie one mają być wyposażone w procesory Intel Bay-Trail. Ceny tych urządzeń mają zaczynać się od 199 dolarów, co przekłada się na bardzo atrakcyjną cenę 800-900 zł.

Intel Bay-Trail jest zbudowany w oparciu o architekturę Silvermont, którą już opisywałem. Jej najważniejsze cechy to zastosowanie silnika wykonującego instrukcje poza kolejnością, zupełnie nowa architektura oraz dodanie nowych instrukcji oraz rozwiązań bezpieczeństwa i wirtualizacji. Dzięki temu procesory Bay-Trail, mimo że należą do najniższej półki cenowej, będą dysponować wydajnością cechują procesory Core 2 Duo, które jeszcze niedawno były powszechnie używanymi jednostkami w typowych komputerach osobistych.

Kolejnym krokiem było sprawienie, by procesory te były nie tylko wydajne, ale też energooszczędne. Z tego powodu zdecydowano się na zastosowanie większej liczby trybów energetycznych, tranzystorów 3D znanych z zeszłorocznych procesorów Ivy Bridge oraz najnowszego procesu technologicznego 22 nm. W ten sposób udało się osiągnąć wystarczający kompromis między wydajnością oraz oszczędnością energii.

Należy zacząć od tego, że architektura w skład rodziny Bay-Trail wchodzą czterordzeniowe procesory Intel Atom Z3000 wykonane w 22-nanometrowym procesie technologicznym. Są one wyposażone w 4 rdzenie obsługujące 4 wątki i są wyposażone w rozwiązanie Intel Burst, które pozwala na uzyskanie wyższej wydajności na bardzo krótki czas, co przydaje się w trakcie wykonywania bardzo szybkich zadań i nie powoduje dużego wzrostu zużycia energii.

Kolejne ciekawe rozwiązanie to dzielenie mocy między procesor i układ graficzny, dzięki czemu w sytuacji gdy jeden z nich jest odciążony, drugi może wykorzystać nadwyżkę mocy. Oprócz tego znalazły się tu 2 MB pamięci podręcznej drugiego poziomu. Procesory Intela mogą współpracować z 2-4 GB dwukanałowej pamięci LPDDR3-1067 działającej na dwukanałowej szynie o szerokości 2 x 64-bit lub 2 GB pamięci DDR3L-RS działającej na jednokanałowej szynie o szerokości 1 x 64-bit. Oto wszystkie modele należące do tej rodziny:

Oprócz tego chipset jest wyposażony w układ graficzny Intel HD Graphics, składający się tylko z 4 jednostek obliczeniowych, ale za to wspierających sprzętową akcelerację materiału wideo, a także działanie w rozdzielczości 2560 x 1600. Układ graficzny będzie mógł działać z maksymalną częstotliwością taktowania zegara rdzenia równą 667 MHz. Karta ta nie nada się do uruchamiania nowych gier, ale jest kompatybilna z DirectX 11 oraz Open GL ES 3.0, co przyda się podczas wspomagania obliczeń procesora właśnie przez kartę graficzną.

Jak widać na zamieszczonym wyżej schemacie blokowym, Intel zaznaczył część odpowiedzialną za wyświetlanie. Jest tak, gdyż firma zdecydowała się na zastosowanie dwóch symetrycznych kanałów przesyłania obrazu, dzięki czemu możliwe jest bezproblemowe podłączenie do urządzenia mobilnego dwóch wyświetlaczy i więcej. Ponadto Intel wykorzystał ciekawe rozwiązanie, które sprawi, że smartfony i tablety będą cechować się dłuższym czasem pracy na akumulatorze. Intel Display Power Saving Technology, bo tak nazywa się ta technologia, polega na tym, że procesor analizuje obraz i w miejscach ciemniejszych zmniejsza podświetlenie ekranu tak, by zużywał mniej energii, ale obraz nie wyglądał mniej atrakcyjnie. Jestem ciekaw, jak będzie to działać w praktyce.

Jak już wspominałem, Intel przyłożył bardzo dużą wagę do zarządzania energią, dlatego podzielił układ na wiele niezależnych części. Im więcej takich elementów, na które podzielony jest układ, tym większe możliwości wyłączania obecnie nieużywanych. Powyżej możecie zobaczyć schemat przedstawiający rozkład poszczególnych części i mapy termiczne pokazujące zmianę temperatur w różnych etapach pracy procesora. Jak widać, elementy układu są niezależne od siebie i nagrzewają się bez większego wpływu na sąsiednie bloki, co jest dobrym znakiem.

Powyżej możecie zobaczyć kilka testów, które pokazują wydajność opisywanego tu układu. Oczywiście zostały one dobrane przez Intela, co znaczy, że trzeba je traktować z rezerwą. Jednak niebawem, bo już za miesiąc i ja przeprowadzę własne testy tego układu. Co prawda nie dostanę własnego egzemplarza testowego, ale w przyszłym miesiącu spędzę cały dzień w Monachium, gdzie dowiem się jeszcze więcej na temat procesorów Bay-Trail i będę mógł je samodzielnie przetestować. Wówczas raz na zawsze ustalimy, czy układy Bay-Trail to hit, który może przełamać monopol procesorów ARM na rynku mobilnym. Jak na razie wszystko wskazuje na to, że tak.