reklama

Tajemství záhadného procesoru Apple A4

Co vlastně ukrývá nový čip A4, který je v novém iPadu, nebo iPhonu 4 a jaký má výkon? Podrobné porovnání mobilních platforem Apple i s konkurenčním Andoridem.

Na začátku roku jsme představili souhrnný článek o současných i připravovaných mobilních platformách společností Qualcomm (Snapdragon), Texas Instruments (OMAP), Marvell (Armada) nebo Nvidia (Tegra). Samostatnou kapitolou byl Samsung, který se stará o výrobu hlavního čipu v mobilních Apple zařízeních jako je iPad nebo iPhone. Vzhledem k tomu, že Apple přišel u iPadu a iPhonu 4 s nic neříkajícím označením „A4“ jakožto hlavním čipem spojující procesor i grafický čip, se dlouhou dobu pouze předpokládalo, co je vlastně ukryto uvnitř.

Díky novým informacím a především výkonovým testům na stránkách GLBenchmark si však lze udělat obrázek o tom, jaké čipu Apple u jednotlivých zařízení používá a jaké skryté přednosti má oproti konkurenci.

Apple A4: optimalizace po svém

Apple u mobilních telefonů iPhone druhé generace a novějšího 3G používal „téměř“ nezměněnou platformu Samsung (S5L8900 a S5PC100), s uvedením iPadu, potažmo iPhone 4 však poprvé představil optimalizovaný čip Apple A4. I když se oproti standardním komponentám nejedná o značné změny, jisté vylepšení je vidět především u výkonu. O optimalizaci spotřeby se lze jen dohadovat, ale vzhledem k tomu, že se inženýři společnosti P.A. Semi (Palo Alto Semiconductor), kterou Apple koupil v dubnu roku 2008, zaměřovali na architekturu ARM a speciální úsporné PWRficient procesory (rozdělit procesor do bloků a umožnit jejich vypínání při nečinnosti je u výkonných procesorů velmi těžké, vše musí být dokonale načasované), lze zlepšení v tomto směru minimálně očekávat.

Klepněte pro větší obrázek 
Čip Apple A4 - obsahuje 45nm Cortex-A8 (LP - Low Power) s frekvencí 1 GHz a grafický čip PowerVR SGX 535

Tato optimalizace spotřeby je však důležitá především u mobilních telefonů, v případě iPadu má totiž velký displej největší spotřebu i v poměru k celému hardwaru, případná optimalizace tak řeší pár procent v celkové výdrži. Hardware je však jen část, stejně důležitým prvkem spotřeby a výkonu je i software, ať už se jedná o samotný operační systém iOS nebo ovladače k jednotlivým komponentám v čipu.

Hardwarové úpravy nejsou žádnou výjimkou, platforma Snapdragon používá taktéž upravený procesor Cortex-A8 zvaný „Scorpion“, který má mírně vyšší výkon a nižší spotřebu. Apple tak sice rozhodně není jediný výrobce, který si základní architekturu čipu mírně upravuje, ale jako jeden z mála však počítá tak se softwarovou optimalizací pro konkrétní potřeby.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Srovnání - ARM jádro Apple A4 odpovídá Cortex-A8, který je u platformy Samsung S5PC110A01 (Galaxy S)
 

Apple A4 se skládá z mírně upraveného procesoru ARM Cortex-A8, který je vyroben 45nm technologií a obsahuje vylepšení v rámci výpočtů s plovoucí desetinnou čárkou. Kombinován je s grafickým čipem PowerVR SGX 535, který je sice u iPhone 3GS, iPadu i iPhonu 4, pokaždé však v mírně jiné verzi, přesně v pořadí, v jakém byly jednotlivá zařízení uvedena. Oproti standardní verzi tohoto grafického čipu navíc obsahuje řadu OpenGL rozšíření přímo pro Apple, které jsou určena pro specifické případy. Odtud kromě jiného pravděpodobně pochází ona „plynulost“ grafického rozhraní, kterou lze u Applu najít nejen na mobilních zařízeních.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek

Výpočetní výkon

Díky podrobným měřením na serveru GLBenchmark, je možné sestavit tabulky výpočetního výkonu (výpočetní výkon hardwaru ale není přímo úměrný chování softwaru a aplikací, vše záleží nejen na samotném operačním systému, ale také na ovladačích) podle jednotlivých výsledků. Nejdříve se podíváme na jednoduchý popis hardware, který se ukrývá v jednotlivých modelech včetně porovnání s několika zařízeními od konkurence v podobě Google Nexus One, HTC HD2, HTC Evo 4G a Samsung Galaxy S:

Klepněte pro větší obrázek

V případě iPadu se vždy spekulovalo, zda obsahuje stejný grafický čip jako novější iPhone 4, dle detekce sice obsahuje stejný PowerVR SGX 535, ale iPhone 4 obsahuje lepší revizi, alespoň dle informací z ovladačů. Nicméně jak se za chvíli přesvědčíme, iPad je v grafické oblasti o chlup výkonnější, do hry tak vstupuje možná o trochu vyšší frekvence, což ale není možné nikde zjistit.

Tak tedy nejprve se podíváme na grafický výkon dle GLBenchmark 1.1:

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek

Jak je vidět, iPhone 3G má oproti čtvrté verzi iPhonu téměř desetinásobně nižší grafický výkon, v případě iPhonu 3GS je to pak přibližně dvojnásobek. Apple iPad a jeho grafický čip podává jen opravdu mírně vyšší výkon, než v případě iPhone 4, obě zařízení totiž používají takřka stejný čip PowerVR SGX 535.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek

V oblasti procesorů se však jedná o větší rozdíly. Zatímco Cortex-A8 v iPadu má vyšší výkon v integeru, iPhone 4 disponuje značně vyšším výkonem v plovoucí desetinné řádce (v SP – Single Precision, DP je stejný). Proč se Apple takto rozhodl pozměnit „rozložení sil“, je otázkou. Je známo, že Apple sází na to, co je důležitější především v budoucnu. Pokud se v případě procesoru podíváme i na zmíněnou konkurenci, význam tohoto směru je ještě viditelnější:

Klepněte pro větší obrázek

Zatímco konkurence používá ve většině případu téměř totožný Cortex-A8, Apple se u iPhone 4 a jeho trochu upraveného (i Snapdragon má mírně vylepšený „Scorpion“) procesoru Cortex-A8 rozhodl zvýšit výkon v plovoucí desetinné řádce, přičemž starší iPad nabízí vyšší výkon v integeru. Proto lze na některých videích vidět, že v různých situacích a aplikacích je rychlejší iPad nebo obráceně. Vše záleží na konkrétním využití a druhu výpočtů, které aplikace používá. Nejrychlejším Androidem je pak Samsung Galaxy S, který disponuje moderním grafickým čipem PowerVR SGX 540.

Výkon v praxi

Na různých webech se redaktoři samozřejmě zaměřili i na reálné srovnání. Prohlédnout si můžete následujcí video, které testuje celkem čtyři generace iPhonů (iPhone 2G, 3G, 3G S a 4):

Chování a reakce je přesně v duchu měření výpočetního výkonu, rozdíly jsou tak patrné i v konkrétní rychlosti spouštění aplikací a podobně.

John Carmack, slavný programátor her Wolfenstein 3D, Doom nebo Quake si na letošním QuakeConu posvítil na grafický výkon iPhone 4, kdy představil speciální mapu ze hry Rage, ve které využívá většinu moderních technik. Grafický čip uvntiř iPhone 4 dokázal obraz s rozlišením 960 × 640 vykreslovat 60 snímků za sekundu:

Dobrý hardware, a co software?

Všechny tyto výsledky výkonu jsou pochopitelně syntetické, reálný výkon však není jen částí hardwarovou, ale také softwarovou. Podobně jako na vašem stolním počítači, různě vyladěné ovladače (nebo optimalizace operačního systému) mohou znamenat různý výkon. V případě Androidu a jeho nejnovější verze 2.2 „Froyo“ se například grafický výkon oproti minulé verzi 2.1 zvýšil až o několik desítek procent. Operační systém Android to má však mnohem těžší, než iOS od Applu.

Klepněte pro větší obrázek

Zatímco Apple sází na jeden konkrétní hardware s aplikacemi v nativním kódu, na který se soustředí a optimalizuje systém i ovladače, Google musí využívat virtualizace a Javy, což s sebou samozřejmě nese nutná zpomalení a snížení výkonu. Výhodou je však poměrně snadná portace na různý hardware, stejně jako u Windows od Microsoftu.

Klepněte pro větší obrázek

Roztříštěnost sice nabízí širokou škálu hardwarových konfigurací, ale znamená i velké problémy s kompatibilitou aplikací a samotným vývojem nových verzí. Na tento způsob v trochu jiném smyslu doplatil i Microsoft. Kvůli dodržení zpětné kompatibility nemůže kompletně a snadno změnit jádro či další důležité části systému. V případě Windows je to o těžší, protože se změna dotýká i korporátních zákazníků a počítače mají delší „životnost“, než v případě mobilních přístrojů.

Klepněte pro větší obrázek

iPad 2, iPhone 5 a Cortex-A9

Ke konci tohoto roku se snad již objeví první mobilní přístroje, které budou obsahovat zcela novou architekturu ARM procesoru Cortex-A9, který poprvé přinese také dvě jádra a samozřejmě i vyšší frekvence. Cortex-A9 bude mít navíc na stejné frekvenci (jako Cortex-A8) přibližně o 25 % vyšší výpočetní výkon. Ať už se další verze mobilních zařízení Applu budou jmenovat jakkoli, budou už s téměř jistotou obsahovat zmíněný čip, který bude opět mírně upravený a schovaný pod označením „Apple A4“ či spíše „Apple A5“ .

Zpočátku lze očekávat nasazení dvoujádrového modelu s nižší frekvencí až 1,3 GHz (především ve větších zařízeních jako jsou tablety, iPad 2?), mezi první platformy se například zařadí Nvidia Tegra 2 (používá vlastní grafický čip GeForce). Jednojádrové modely s frekvencí až 1,5 GHz tak míří spíše do malých mobilních zařízení a telefonů (iPhone 5?).

Na poli grafických čipů, které se budou s tímto procesorem kombinovat, taktéž není mnoho možností. Qualcomm u nového Snapdragonu (QSD8 x72, 8x50A) použije samozřejmě nástupce AMD Z460, v případě PowerVR je již nyní k dispozici SGX 540, který má například Samsung Galaxy S. Oproti PowerVR SGX 535 však neposkytuje znatelné zvýšení výkonu, je tak možné předpokládat, že Apple v budoucích modelech vsadí spíše na ještě novější a výkonnější SGX 545. Ten zvládne dle specifikací zpracovat 40 milionů polygonů za sekundu (třikrát více než SGX 535) a na frekvenci 200 MHz poskytuje výkon 1 GPix/s.

Ať už ale bude výkon jakýkoli, všechny nové mobilní přístroje vždy znamenají pokrok. Všechny nám stále více usnadňují přístup k informacím, zjednodušují komunikaci s přáteli a poskytují dostatek prostoru pro zábavu ve volných chvílích.

Klepněte pro větší obrázek

Témata článku: Hardware, Apple, Google, Technologie, Tablety, iPhone 4, Samsung Galaxy, Galaxy, iPhone 5, iPad 2, Scorpion, iPhone 3G, iPhone 3Gs, Google Nexus, HTC Hd2

42 komentářů

Nejnovější komentáře

  • vegasgeek 6. 7. 2011 18:11:23
    A proč by to dělali, když v Applu vědí, že je to blbost?
  • vegasgeek 6. 7. 2011 18:09:28
    Aha, tak proto jsou ty Apple stroje rychlejší i na pomalejších...
  • Karel Javůrek 30. 8. 2010 12:36:15
    Co se Vám nelíbí? :-)) iOS - Apple optimalizuje pouze na jeden...
reklama
Určitě si přečtěte

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

** V Brně byl velký výpadek služeb UPC ** Důvodem je překopnutý páteřní kabel ** V některých lokalitách služby stále nefungují

5.  12.  2016 | Jakub Čížek | 100

17 expertek Microsoftu předpovědělo rok 2027. Splní se alespoň něco?

17 expertek Microsoftu předpovědělo rok 2027. Splní se alespoň něco?

** Zmizí klasické vyhledávače ** Budeme programovat buňky ** Kvantové počítače překonají šifry

6.  12.  2016 | Jakub Čížek | 34

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

** Novinka od Asusu míří přímo proti MacBooku od Applu ** Nabídne daleko více výkonu za stejné peníze

2.  12.  2016 | David Polesný | 145

11 tipů na dobrý stolní počítač: od základu po herní mašiny

11 tipů na dobrý stolní počítač: od základu po herní mašiny

** Postavte si stolní počítač! Máme pro vás 11 vzorových sestav s rozpisem komponent ** Většina tipů cílí na hráče, věnujeme se ale i základnímu PC a počítačům na střih videa ** Nadělte si nový počítač třeba pod stromeček

5.  12.  2016 | Adam Kahánek | 73


reklama