>
>
>
>
>
>
>
>
>
>
Průvodce světem tabletů
28.4.2011, Jan Vítek, článek
V těchto dnech probíhá tabletová mánie, kterou odstartoval nejen příchod Apple iPad, ale i další události a celkový vývoj v IT průmyslu. My si připomeneme nejen nedávnou minulost, ale půjde i o to, co nás čeká v brzké budoucnosti. Doplněno o 3 nové kapitoly.
Kapitoly článku:
V minulé kapitole jsme nakousli základní rozdělení hardwaru dnešních a chystaných tabletů. Z této kapitoly již téměř vypustíme Apple iPad, neboť o tom na nás ze všech stran proudí dostatek zpráv a marketingové masáže. Co nám zbyde, jsou dvě hlavní platformy - ARM s architekturou RISC a procesory Intel, AMD či VIA s architekturou x86.
V dnešní době je téměř každý prodávaný mobilní telefon vybavený procesorem ARM, který je vyráběn buď samotnou společností ARM Holdings, nebo jedním z vlastníků potřebné licence. Mezi ty patří třeba NVIDIA, Marvell, Qualcomm, Texas Instruments a další. V porovnání s x86 jde ale o rozmanité platformy často integrované na jednom jediném čipu, které se tak liší od klasického schématu stavebnice procesor - čipová sada - grafické jádro.
My se dotkneme především procesorů Cortex-A8 a vícejádrové A9, které si ARM připravil již na konci roku 2008 jako odpověď na rozšiřující se Atomy od Intelu a oznámil, že je někdy v budoucnosti objevíme v netboocích. Dnes bychom mohli upřesnit, že tato budoucnost se bude dotýkat především tabletů, neboť i dnes je jasně dominující platformou mezi netbooky právě Atom. Zde ještě upozorním, že Apple iPad je založen právě na jádře Cortex-A8 spojeném s GPU PowerVR v jeden SoC čip A4, který pro Apple vyrábí společnost Samsung. Značka PowerVR byla přitom známá i mezi desktopovými grafickými čipy, ovšem po posledním pokusu s KYRO 3 se omezila právě na mobilní sektor.
Zhruba o rok později byl představen Cortex-A9 MPCore, který sliboval jednak vysoký výkon na frekvenci i přes 2 GHz, ale také úsporné verze s maximální spotřebou 250 mW na celé CPU. Zde se již dostáváme k nejznámějším čipům, které jsou na Cortex-A9 MPCore založeny, a sice NVIDIA Tegra2 s 1 GHz procesorem a výkonnou grafikou s podporou různých video výstupů, Qualcomm Snapdragon s frekvencemi do 1,5 GHz a Texas Instruments OMAP4 na podobných frekvencích s grafickým jádrem PowerVR.
Těšit se můžeme i do budoucna, neboť společnost ARM již někdy před rokem podepsala s Globalfoundries dohodu o dlouhodobé spolupráci na vývoji a výrobě moderních SoC těmi nejmodernějšími procesy. Ta na konci letošních prázdnin přinesla ovoce v podobě tzv. Technology Qualification Vehicle dvoujádrových procesorů Cortex-A9 vyráběných 28nm procesem HKMG (High-K Metal Gate). První vzorky čipů jsou očekávány ještě v tomto roce a firmy si od nich slibují 40% zvýšení výkonu, 30% snížení spotřeby energie, což v případě režimu standby bude činit 100 % v porovnání se 40nm čipy.
Procesory ARM jsou tedy na začátku cesty ke konečným řešení využítelným pro mobilní telefony a zařízení MID (Mobile Internet Device), mezi něž v podstatě spadají i tablety, i když podle jak kterých představ. Představit si můžeme třeba právě produkt Tegra od firmy NVIDIA, jenž byl zmíněn již v roce 2008 a poprvé jej využil Zune HD od Microsoftu. Nyní je však aktuální Tegra2 (neboli Tegra 250) akcelerující video H.264/VC-1/MPEG-4 v rozlišení až 1080p, enkódující 1080p H.264 a nabízející dvojnásobný grafický výkon v porovnání s Tegra 600.
Není tedy divu, že se dnes připravuje řada nových tabletů, které využívají SoC Tegra2, a to často ve spojení s operačním systémem Google Android. Zmínit můžeme např. ICD Gemini, tablet firmy Foxconn, Toshiba Folio 100, tablet od MSI, atd. Další budou jistě následovat, a to třeba z řad připravovaných produktů, o nichž se zatím ví právě jen to, že se chystají.
A jaké specifikace nám nabídne Tegra 2? Základem je pochopitelně ARM Cortex-A9, a to s frekvencí do 1 GHz. Dále se využíjí operační paměti DDR2 a pochopitelně grafické jádro firmy NVIDIA, které slibuje spolupráci s API OpenGL ES 2.0, programovatelné pixel shadery i vertex shadery a již zmíněné schopnosti práce s videem. Zajímavou schopností je obrazový výstup s rozlišeními 1080p na TV (HDMI 1.3), WSXGA+ na LCD (1680 x 1050), UXGA na CRT (1600 x 1200) i NTSC/PAL TV výstup.
Čipy Qualcomm Snapdragon vychází z Cortex-A8, ovšem s daleko větším důrazem na multimediální výkon. Dle posledních zpráv se uplatní spíše u zařízení, která budou menší než tablety, jako je např. MID Dell Streak s úhlopříčkou 5" a SoC Snapdragon na frekvenci 1 GHz nebo smartphone Acer Liquid E Ferrari s 3,5" displejem a 768MHz Snapdragonem. Do našeho článku tedy Qualcomm zdánlivě příliš nezapadá, ovšem jeho výkonnostní potenciál je vhodný i pro tablety, což ukazuje třeba Lenovo IdeaPad U1 - počítač a tablet v jednom, C-motech Mangrove, AGAiT Vento či Huawei S7.
Čip Qualcomm Snapdragon
Pokud se zkusíme zorientovat ve zpravodajství posledních měsíců, pak z nabídky tabletů založených na Snapdragon vyplývá, že jde spíše o nám neznámé výrobce či značky s menšími úhlopříčkami. NVIDIA Tegra 2 na druhou stranu přitahuje hlavně tradiční výrobce přenosných počítačů globálního významu.
Co se týče samotných čipů Snapdragon, pak na trhu už jsou od jara tohoto roku 1,2GHz verze MSM8260 a MSM8660 se dvěma jádry a rovněž dvoujádrový QSD8672 na frekvenci 1,5 GHz poputuje (či již proudí) v podobě vzorků k výrobcům ještě tento rok. Specifikace MSM8660 zahrnují akceleraci 2D i 3D s využitím API OpenGL ES 2.0 a OpenVG 1.1, dále schopnost akcelerace enkódování a dekódování videa v 1080p a podporu displejů s rozlišením WXGA (1280 x 800).
Ve výčtu byla zmíněna rovněž společnost Texas Instruments a její řada OMAP4, jež se skládá zatím ze dvou produktů: 720MHz - 1GHz OMAP4430 a <1GHz OMAP4440, které se od sebe liší pouze frekvencí a jinak využívají stejné GPU PowerVR SGX 540 a ARM Cortex-9 MPCore.
Příkladem s OMAP4430 může být právě tablet Blaze přímo od Texas Instruments, jehož výbava zahrnuje 1GHz procesor, paměť DDR2 a 10,4" LCD s rozlišením XVGA. Schopnosti jeho výbavy s akcelerátory IVA 3 zahrnují dekódování videa v rozlišení 1080p a kompatibilitu s příštími kodeky díky programovatelnému DSP, grafické jádro SGX 540 zase nabízí kompatibilitu s API OpenGL ES 2.0, OpenVG 1.1 či EGL 1.3 a samozřejmě se slibuje také nízká spotřeba energie. Co se týče čipů OMAP4440, pak ty se chystají na konec tohoto roku.
Konkurencí pro ARM je především u větších tabletů společnost Intel a její x86 platforma Atom, která se tak moc rozšířila u netbooků a pochopitelně si brousí zuby na další expanzi. V tomto případě se jedná už o notoricky známou architekturu x86 s jasným rozdělením mezi procesor, čipovou sadu a grafický čip, nebo tomu alespoň donedávna tak bylo.
První Atomy s kódovým označením Silverthorne, ač byly ve své době uvedení na trh (rok 2008) procesory vyráběnými pokročilým 45nm procesem, vycházely ze starých 90nm procesorů Intel Stealey a samy o sobě byly celkem pokrokovými kusy hardwaru s podporou technologie Hyper-Threading a nízkým TDP kolem 2 W. Bohužel je však brzdila spolupráce se zastaralými čipovými sadami řady Intel 945 se zoufale pomalými grafickými jádry GMA 950. Problémem byla a dlouho zůstala neexistující hardwarová akcelerace dekódování videa ve vysokém rozlišení, a tak jsme mohli takové počítače využít spíše jen jako malé a nevýkonné společníky na prohlížení internetových stránek, apod.
Je zřejmé, že s takovou výbavou by toho Intel u moderních tabletů mnoho nesvedl, a tak zapracoval a pro tento rok přišel s novými Atomy platformy Pine Trail - modely Pineview a především Lincroft, jež pracují s DDR3 a mají grafické čipy integrované na procesorové destičce, ovšem jde pouze o upravené GMA 3100 opět bez podpory HD videa a následný X3100 tu je pouze pro WMV9. V příštím roce by pak měla přijít platforma Oak Trail jako nástupce Pine Trail s 32nm čipy, vyššími frekvencemi a prý dvojnásobným grafickým výkonem v porovnání s Pineview.
Ovšem čas tabletů nastal již nyní, takže co může Intel postavit proti řešením založeným na procesorech ARM? Zavolat si k tomu musí ostatní firmy, a to budou společnosti NVIDIA, která dodá výkonné grafické řešení (ION) a Microsoft, jenž dle slov svého šéfa Steva Ballmera neúnavně pracuje na tom, aby co nejdříve přinesl konkurenceschopné řešení pro smartphony a tablety, které by se postavilo firmám Google a Apple. My můžeme dodat, že by se mezi ně mohl zařadit také společný podnik Intelu a Nokie MeeGo.
Prozatím tak můžeme zaznamenat nesmělé pokusy v podobě mivvy touch me vybaveným procesorem Atom na 1,66 GHz, sadou Intel NM10 a grafickým jádrem X3100. Dále má i 320GB pevný disk, takže jde o zařízení, které se od tabletů ARM podstatně liší. Je to v podstatě netbook s dotykovou obrazovkou zbavený klávesnice a vybavený normálním OS Windows 7 Home Premium. Jasně zde vidíme zkostnatělost takového řešení a to v době, kdy i sám Intel nešetří prostředky na výzkum příštích uživatelských rozhraní pro mobilní zařízení, protože si je dobře vědom, že takto by to dál nešlo. A právě i proto přišel na začátku roku s OS MeeGo, který vychází z jeho Moblin a Maemo od Nokie.
Původně chystaný MSI WindPad 100 s platformou "Wintel"
A reakce koncových výrobců? Firmy Asus a MSI již za všechny prohlásily, že pokud přijdou s tabletem Wintel (tablet s HW Intel a OS Microsoft Windows), bude to až v příštím roce. Čekají na další generaci Atomů Oak Trail, ovšem ta se má objevit na trhu až v pozdních měsících roku 2011, takže do té doby slíbené zemětřesení ve světě tabletů pod taktovkou Microsoftu a Intelu nenastane. Microsoft se tak aspoň může pokusit trochu zahojit s Windows 7 CE, která chystá ještě na tento rok.
V nejbližší době se tedy budeme asi nejčastěji setkávat s tablety a MID založenými na procesorech ARM, populární Tegra2 a operačním systému Google Android. K operačním systémům pro tablety se později ještě vrátíme.
ARM
V dnešní době je téměř každý prodávaný mobilní telefon vybavený procesorem ARM, který je vyráběn buď samotnou společností ARM Holdings, nebo jedním z vlastníků potřebné licence. Mezi ty patří třeba NVIDIA, Marvell, Qualcomm, Texas Instruments a další. V porovnání s x86 jde ale o rozmanité platformy často integrované na jednom jediném čipu, které se tak liší od klasického schématu stavebnice procesor - čipová sada - grafické jádro.
My se dotkneme především procesorů Cortex-A8 a vícejádrové A9, které si ARM připravil již na konci roku 2008 jako odpověď na rozšiřující se Atomy od Intelu a oznámil, že je někdy v budoucnosti objevíme v netboocích. Dnes bychom mohli upřesnit, že tato budoucnost se bude dotýkat především tabletů, neboť i dnes je jasně dominující platformou mezi netbooky právě Atom. Zde ještě upozorním, že Apple iPad je založen právě na jádře Cortex-A8 spojeném s GPU PowerVR v jeden SoC čip A4, který pro Apple vyrábí společnost Samsung. Značka PowerVR byla přitom známá i mezi desktopovými grafickými čipy, ovšem po posledním pokusu s KYRO 3 se omezila právě na mobilní sektor.
Zhruba o rok později byl představen Cortex-A9 MPCore, který sliboval jednak vysoký výkon na frekvenci i přes 2 GHz, ale také úsporné verze s maximální spotřebou 250 mW na celé CPU. Zde se již dostáváme k nejznámějším čipům, které jsou na Cortex-A9 MPCore založeny, a sice NVIDIA Tegra2 s 1 GHz procesorem a výkonnou grafikou s podporou různých video výstupů, Qualcomm Snapdragon s frekvencemi do 1,5 GHz a Texas Instruments OMAP4 na podobných frekvencích s grafickým jádrem PowerVR.
Těšit se můžeme i do budoucna, neboť společnost ARM již někdy před rokem podepsala s Globalfoundries dohodu o dlouhodobé spolupráci na vývoji a výrobě moderních SoC těmi nejmodernějšími procesy. Ta na konci letošních prázdnin přinesla ovoce v podobě tzv. Technology Qualification Vehicle dvoujádrových procesorů Cortex-A9 vyráběných 28nm procesem HKMG (High-K Metal Gate). První vzorky čipů jsou očekávány ještě v tomto roce a firmy si od nich slibují 40% zvýšení výkonu, 30% snížení spotřeby energie, což v případě režimu standby bude činit 100 % v porovnání se 40nm čipy.
NVIDIA Tegra
Procesory ARM jsou tedy na začátku cesty ke konečným řešení využítelným pro mobilní telefony a zařízení MID (Mobile Internet Device), mezi něž v podstatě spadají i tablety, i když podle jak kterých představ. Představit si můžeme třeba právě produkt Tegra od firmy NVIDIA, jenž byl zmíněn již v roce 2008 a poprvé jej využil Zune HD od Microsoftu. Nyní je však aktuální Tegra2 (neboli Tegra 250) akcelerující video H.264/VC-1/MPEG-4 v rozlišení až 1080p, enkódující 1080p H.264 a nabízející dvojnásobný grafický výkon v porovnání s Tegra 600.
Není tedy divu, že se dnes připravuje řada nových tabletů, které využívají SoC Tegra2, a to často ve spojení s operačním systémem Google Android. Zmínit můžeme např. ICD Gemini, tablet firmy Foxconn, Toshiba Folio 100, tablet od MSI, atd. Další budou jistě následovat, a to třeba z řad připravovaných produktů, o nichž se zatím ví právě jen to, že se chystají.
A jaké specifikace nám nabídne Tegra 2? Základem je pochopitelně ARM Cortex-A9, a to s frekvencí do 1 GHz. Dále se využíjí operační paměti DDR2 a pochopitelně grafické jádro firmy NVIDIA, které slibuje spolupráci s API OpenGL ES 2.0, programovatelné pixel shadery i vertex shadery a již zmíněné schopnosti práce s videem. Zajímavou schopností je obrazový výstup s rozlišeními 1080p na TV (HDMI 1.3), WSXGA+ na LCD (1680 x 1050), UXGA na CRT (1600 x 1200) i NTSC/PAL TV výstup.
Qualcomm Snapdragon
Čipy Qualcomm Snapdragon vychází z Cortex-A8, ovšem s daleko větším důrazem na multimediální výkon. Dle posledních zpráv se uplatní spíše u zařízení, která budou menší než tablety, jako je např. MID Dell Streak s úhlopříčkou 5" a SoC Snapdragon na frekvenci 1 GHz nebo smartphone Acer Liquid E Ferrari s 3,5" displejem a 768MHz Snapdragonem. Do našeho článku tedy Qualcomm zdánlivě příliš nezapadá, ovšem jeho výkonnostní potenciál je vhodný i pro tablety, což ukazuje třeba Lenovo IdeaPad U1 - počítač a tablet v jednom, C-motech Mangrove, AGAiT Vento či Huawei S7.
Čip Qualcomm Snapdragon
Pokud se zkusíme zorientovat ve zpravodajství posledních měsíců, pak z nabídky tabletů založených na Snapdragon vyplývá, že jde spíše o nám neznámé výrobce či značky s menšími úhlopříčkami. NVIDIA Tegra 2 na druhou stranu přitahuje hlavně tradiční výrobce přenosných počítačů globálního významu.
Co se týče samotných čipů Snapdragon, pak na trhu už jsou od jara tohoto roku 1,2GHz verze MSM8260 a MSM8660 se dvěma jádry a rovněž dvoujádrový QSD8672 na frekvenci 1,5 GHz poputuje (či již proudí) v podobě vzorků k výrobcům ještě tento rok. Specifikace MSM8660 zahrnují akceleraci 2D i 3D s využitím API OpenGL ES 2.0 a OpenVG 1.1, dále schopnost akcelerace enkódování a dekódování videa v 1080p a podporu displejů s rozlišením WXGA (1280 x 800).
Texas Instruments OMAP4
Ve výčtu byla zmíněna rovněž společnost Texas Instruments a její řada OMAP4, jež se skládá zatím ze dvou produktů: 720MHz - 1GHz OMAP4430 a <1GHz OMAP4440, které se od sebe liší pouze frekvencí a jinak využívají stejné GPU PowerVR SGX 540 a ARM Cortex-9 MPCore.
Příkladem s OMAP4430 může být právě tablet Blaze přímo od Texas Instruments, jehož výbava zahrnuje 1GHz procesor, paměť DDR2 a 10,4" LCD s rozlišením XVGA. Schopnosti jeho výbavy s akcelerátory IVA 3 zahrnují dekódování videa v rozlišení 1080p a kompatibilitu s příštími kodeky díky programovatelnému DSP, grafické jádro SGX 540 zase nabízí kompatibilitu s API OpenGL ES 2.0, OpenVG 1.1 či EGL 1.3 a samozřejmě se slibuje také nízká spotřeba energie. Co se týče čipů OMAP4440, pak ty se chystají na konec tohoto roku.
Intel
Konkurencí pro ARM je především u větších tabletů společnost Intel a její x86 platforma Atom, která se tak moc rozšířila u netbooků a pochopitelně si brousí zuby na další expanzi. V tomto případě se jedná už o notoricky známou architekturu x86 s jasným rozdělením mezi procesor, čipovou sadu a grafický čip, nebo tomu alespoň donedávna tak bylo.
První Atomy s kódovým označením Silverthorne, ač byly ve své době uvedení na trh (rok 2008) procesory vyráběnými pokročilým 45nm procesem, vycházely ze starých 90nm procesorů Intel Stealey a samy o sobě byly celkem pokrokovými kusy hardwaru s podporou technologie Hyper-Threading a nízkým TDP kolem 2 W. Bohužel je však brzdila spolupráce se zastaralými čipovými sadami řady Intel 945 se zoufale pomalými grafickými jádry GMA 950. Problémem byla a dlouho zůstala neexistující hardwarová akcelerace dekódování videa ve vysokém rozlišení, a tak jsme mohli takové počítače využít spíše jen jako malé a nevýkonné společníky na prohlížení internetových stránek, apod.
Je zřejmé, že s takovou výbavou by toho Intel u moderních tabletů mnoho nesvedl, a tak zapracoval a pro tento rok přišel s novými Atomy platformy Pine Trail - modely Pineview a především Lincroft, jež pracují s DDR3 a mají grafické čipy integrované na procesorové destičce, ovšem jde pouze o upravené GMA 3100 opět bez podpory HD videa a následný X3100 tu je pouze pro WMV9. V příštím roce by pak měla přijít platforma Oak Trail jako nástupce Pine Trail s 32nm čipy, vyššími frekvencemi a prý dvojnásobným grafickým výkonem v porovnání s Pineview.
Ovšem čas tabletů nastal již nyní, takže co může Intel postavit proti řešením založeným na procesorech ARM? Zavolat si k tomu musí ostatní firmy, a to budou společnosti NVIDIA, která dodá výkonné grafické řešení (ION) a Microsoft, jenž dle slov svého šéfa Steva Ballmera neúnavně pracuje na tom, aby co nejdříve přinesl konkurenceschopné řešení pro smartphony a tablety, které by se postavilo firmám Google a Apple. My můžeme dodat, že by se mezi ně mohl zařadit také společný podnik Intelu a Nokie MeeGo.
Prozatím tak můžeme zaznamenat nesmělé pokusy v podobě mivvy touch me vybaveným procesorem Atom na 1,66 GHz, sadou Intel NM10 a grafickým jádrem X3100. Dále má i 320GB pevný disk, takže jde o zařízení, které se od tabletů ARM podstatně liší. Je to v podstatě netbook s dotykovou obrazovkou zbavený klávesnice a vybavený normálním OS Windows 7 Home Premium. Jasně zde vidíme zkostnatělost takového řešení a to v době, kdy i sám Intel nešetří prostředky na výzkum příštích uživatelských rozhraní pro mobilní zařízení, protože si je dobře vědom, že takto by to dál nešlo. A právě i proto přišel na začátku roku s OS MeeGo, který vychází z jeho Moblin a Maemo od Nokie.
Původně chystaný MSI WindPad 100 s platformou "Wintel"
A reakce koncových výrobců? Firmy Asus a MSI již za všechny prohlásily, že pokud přijdou s tabletem Wintel (tablet s HW Intel a OS Microsoft Windows), bude to až v příštím roce. Čekají na další generaci Atomů Oak Trail, ovšem ta se má objevit na trhu až v pozdních měsících roku 2011, takže do té doby slíbené zemětřesení ve světě tabletů pod taktovkou Microsoftu a Intelu nenastane. Microsoft se tak aspoň může pokusit trochu zahojit s Windows 7 CE, která chystá ještě na tento rok.
V nejbližší době se tedy budeme asi nejčastěji setkávat s tablety a MID založenými na procesorech ARM, populární Tegra2 a operačním systému Google Android. K operačním systémům pro tablety se později ještě vrátíme.
