L'edizione 2013 dell'Intel Developer Forum è stata l'occasione per far debuttare ufficialmente Bay Trail, la nuova piattaforma di riferimento dei processori Intel Atom in ambito ultramobile, specificamente indirizzata ai tablet. Come sappiamo Intel ha dimensioni da colosso, cosa che se da un lato ne garantisce il peso industriale nei settori che occupa dall'altro spesso ostacola la sua reattività di fronte alle sfide poste dai nuovi scenari tecnologici, in continua evoluzione. Da sempre legati al core business dei processori desktop e mobile, a Santa Clara sono infatti rimasti spiazzati per alcuni anni dall'emergere del segmento ultramobile di smartphone e tablet e a quello parallelo dei SoC ARM based, che hanno potuto tranquillamente monopolizzare quello che presto si è rivelato uno dei settori più redditizi dell'intero mercato e sicuramente il futuro del computing.
I primi Intel Atom, nati per i netbook, erano progettati per il risparmio energetico e non per le prestazioni ma anche il primo aspetto era comunque insufficiente per consentirne l'integrazione in soluzioni ancora più compatte e Intel ci ha messo diverso tempo per reagire alla situazione, comprendere l'importanza di essere protagonista in questo settore e sfornare soluzioni in grado di competere ad armi pari con quelle proposte da Nvidia, Qualcomm, Samsung e tutte le altre aziende che basano i proprio SoC su soluzioni ARM di tipo RISC, in contrapposizione tra l'altro con le architetture x86 da sempre cavallo di battaglia di Intel e intrinsecamente più adatte alle prestazioni che al contenimento dei consumi.
Una bella sfida dunque quella che si profilava dinanzi al colosso, che però, una volta messosi in moto, ha fatto rapidamente valere tutto il suo enorme potenziale. Una prima risposta credibile infatti è arrivata solo lo scorso anno, con gli Atom della piattaforma Clover Trail, che offrivano un buon compromesso tra prestazioni e consumi, non ancora eccellente ma sufficiente da convincere alcuni produttori di primo piano ad adottare queste soluzioni per i propri tablet, soprattutto Windows based ma anche con sistema operativo Google Android.
Solo oggi però, con il debutto della nuova piattaforma Bay Trail, si assiste a un vero salto di qualità degli Atom, che ricevono per la prima volta l'aggiornamento più significativo da quando debuttarono nel 2008, grazie all'adozione della nuova architettura Silvermont a 22 nm, finalmente capace di confrontarsi con le soluzioni ARM più avanzate come Cortex A15 o Qualcomm Krait. Le novità introdotte da Silvermont, dall'architettura out-of-order alla possibilità di soluzioni quad core, dal processo produttivo a 22 nm di tipo Tri-Gate 3D all'integrazione di un sottosistema grafico proprietario mutuato da quello dei processori Ivy Bridge, sono tantissime, ma prima di andarle a vedere più nel dettaglio procederemo con la descrizione della lineup dei nuovi processori Atom, che riserva diverse sorprese, come la decisione di Intel di usare tale architettura anche per i processori Pentium e Celeron destinati alla fascia bassa sia dei computer desktop che dei notebook, ma procediamo con ordine.
Intel lancerà sul mercato ben sei nuovi SoC Atom Bay Trail, due dual core e quattro quad core, vediamone le caratteristiche. Alla base della piramide troviamo l'Atom Z3680, un dual core con Cache L2 da 1 MB e clock rate di 1.33 GHz, che possono salire dinamicamente fino a 2 GHz a seconda del carico di lavoro. Questo primo SoC supporterà un solo GB di RAM LPDDR3 a 1067 MHz in modalità single channel, con una bandwidth massima di 8.5 GB/s, mentre la risoluzione massima supportata dalla GPU integrata si fermerà a 1280 x 800 pixel. Salendo incontriamo il secondo dual core, l'Atom Z3680D, sempre con Cache L2 da 1 MB e stessa frequenza operativa dell'altro modello ma con supporto a 2 GB di RAM DDR3L-RS a 1333 MHz in modalità single channel, con una bandwidth massima di 10.6 GB/s. In questo caso inoltre la risoluzione supportata sale a 1920 x 1080 pixel. Passando ai quad core il primo modello è Atom Z3740D, che ha una L2 da 2 MB e la stessa frequenza operativa dei due SoC dual core ma limitata in alto a 1.83 GHz.
Il supporto alla memoria e il tipo di risoluzione raggiungibile sono gli stessi dell'Atom Z3680D. Più potente lo Atom Z3740, che ha gli stessi clock rate e il supporto a RAM di tipo LPDDR3 a 1067 MHz ma di tipo dual channel, quindi con possibilità di avere fino a 4 GB di RAM e banda passante di ben 17.1 GB. La GPU qui supporta una risoluzione di 2560 x 1440 pixel. L'Atom Z3770D invece è sostanzialmente uno Z3470D con clock più alti, pari rispettivamente a 1.5 e 2.4 GHz. Parimenti il top gamma Z3770 è un Atom Z3470 più veloce (1.46/2.39 GHz). Come accennato in precedenza la novità è che Intel utilizzerà questa nuova architettura anche per le CPU entry level Pentium e Celeron destinate sia al mercato dei desktop che dei notebook. In particolare i Pentium per desktop apparterranno alla serie J2000, mentre per notebook alla N3000. I Celeron invece si chiameranno rispettivamente J1000 e N2000. Proseguiamo ora andando a vedere più nel dettaglio le numerose novità dell'architettura Silvermont.
- CPU
Come detto Bay Trail sarà la prima piattaforma Atom a ricevere un aggiornamento davvero significativo. Le differenze con i predecessori infatti saranno molte e tutte importanti. Si parte dal sistema litografico, che passa a 22 nm ed è di tipo Tri-Gate 3D, lo stesso già adottato da Intel per gli Ivy Bridge prima e gli Haswell ora e che offre numerosi vantaggi in termini di risparmio energetico e di contenimento delle dimensioni finali. Per la prima volta poi Intel abbandona l'architettura In-Order tipica degli Atom in favore di una molto più efficiente di tipo Out-Of-Order, mentre come abbiamo appena visto, grazie al nuovo processo produttivo, i futuri Atom avranno anche quattro core.
Queste due soluzioni hanno comportato la decisione di non integrare più la tecnologia HyperThreading, una perdita comunque poco significativa, visto che è ormai ben chiaro e noto a tutti che i vantaggi di avere quattro core nativi rispetto a due che elaborano quattro thread per volta sono sostanziali. Se scompare HyperThreading resta invece la più utile Burst Technology, simile alla Turbo Boost impiegata per i processori Core e che consente, se il carico di lavoro lo richiede, di alzare dinamicamente il clock rate dei core oltre i limiti standard a condizione che questi ultimi si trovino ad operare entro specifici limiti riguardanti l'assorbimento energetico e la temperatura. La tecnologia inoltre può intervenire singolarmente su ciascuno dei core principali e sulla GPU, raggiungendo dunque una capacità di regolazione piuttosto fine. Intel infine ha ridisegnato lo schema a blocchi unificando i controller SDIO, SDcard ed eMMC ed ha introdotto il supporto alle USB 3.0 e all'uscita video digitale DisplayPort 1.2.
- GPU
Un'altra componente che è stata fortemente rielaborata è la GPU. Ora infatti gli Atom Bay Trail integrano quattro EU (Execution Unit) identiche a quelle presenti nei processori Ivy Bridge e con un clock rate di 667 MHz.
Forse non si tratta ancora di una soluzione di altissimo livello e certamente altri SoC competitor fanno di meglio, basti pensare all'Nvidia Tegra 4 che ha 72 core, ma è la prima volta che Intel integra proprietà intellettuali all'interno di una GPU appartenente a questo segmento e certamente la cosa rappresenta un consistente passo avanti, visto che in precedenza i Clover Trail facevano uso di soluzioni PowerVR SGX545 a singolo core o SGX544 dual core. La potenza elaborativa quindi è nettamente cresciuta, perché ora ogni EU può elaborare fino a otto thread ed è dotata di due texture sampler. La nuova GPU supporta anche le librerie grafiche DX11 e OpenGL ES 3.0 oltre agli Shader Model 5.0.
Per quanto riguarda i codec video, Bay Trail è dotato di un encoder HD H.264 ottimizzato per alte performance e bassi consumi, realizzato interamente in hardware, che sarà impiegato però più per la registrazione di filmati che per effettuare operazioni di video conversione. In pratica si tratta di una soluzione assai simile a quella QuickSync per desktop, sebbene ovviamente in scala minore. L'accelerazione per la decodifica video in hardware è supportata anche per i formati VC1 e VP8 e per diversi altri ancora. Da non dimenticare poi che i nuovi Bay Trail supporteranno anche gli standard HDCP 1.4 e 2.1 per i contenuti protetti, fondamentale per la riproduzione di contenuti premium.
Infine i nuovi Atom supporteranno ora anche l'output simultaneo di flussi audio e video tramite connessione video digitale HDMI 1.4 o DisplayPort 1.2. Il primo sarà però limitato al supporto di streaming Full HD (1920 x 1080 pixel), mentre DisplayPort potrà raggiungere anche 2560 x 1440 pixel. Per concludere con le capacità video va ricordato infine che Bay Trail integra la tecnologia Intel Display Power Saving Technology (DPST) in versione 6.0, capace di combinare la riduzione dell'intensità della retroilluminazione con miglioramenti dell'immagine volti a compensare la perdita di contrasto e qualità cromatica dovuti alla prima, così da mantenere un'elevata esperienza d'uso pur abbattendo i consumi. La soluzione però richiede pannelli specifici, capaci di mantenere un livello di qualità equivalente correggendo le statistiche di input dei singoli pixel. Bay Trail poi supporterà anche un sensore di immagine capace di catturare video a 1080p e 60 FPS e dotato di funzioni di video stabilizzazione digitale, modalità di scatto fotografico a raffica, riduzione del rumore di scatto e molto altro.
Intel non ha fornito molti dettagli riguardo alle funzioni di power gating ma stando alle immagini ufficiali fornite sembra proprio che i nuovi Atom possano spegnere selettivamente e in maniera dinamica tutti i singoli componenti non in uso, così da ottenere un significativo risparmio energetico, che è poi la vera chiave del successo per un SoC dedicato ai tablet.
Ma come si traducono tutte queste caratteristiche nella vita reale e nelle performance di tutti i giorni? Non avendo ancora avuto la possibilità di testare dal vivo un device con Bay Trail abbiamo utilizzato come riferimento i test effettuati dal noto sito internazionale Anandtech, che per l'occasione ha comparato, per quanto riguarda i device con Google Android, un reference design Intel con alcuni dei più importanti prodotti competitor sul mercato equipaggiati con soluzioni Nvidia o Qualcomm di ultima o penultima generazione.
In pratica l'Intel Atom fa segnare sempre i risultati migliori in quasi tutti i benchmark: SunSpider 0.9.1 e 1.0, Mozilla Kraken, Google Octane V1 e AndEBench Native, per quanto riguarda i test in JavaScript e Web based in generale, vedono dominare nettamente l'ultimo nato di Santa Clara, mentre in Browsermark 2.0 e in AndEBench Java si posiziona comunque ottimamente tra i più performanti. Risultati quindi che confermano il lavoro di assoluto livello realizzato da Intel: scordatevi i vecchi Atom, i Bay Trail hanno in comune con quelli solo il nome, ma i risultati sono da primato.
Passando ai test dedicati alla GPU invece la situazione è altrettanto buona ma non ancora ottimale. Come spiegato del resto a differenza del lavoro svolto sulla CPU quello sulla GPU ha fatto fare un salto di qualità consistente agli Atom, ma non ancora decisivo. Ne sono una prova i risultati ottenuti con 3DMark, Basemark X e GLBenchmark 2.5, in cui il reference design Intel si posiziona quasi sempre un po' sopra la metà della classifica, in ottima posizione ma ancora lontano dal primato.
I risultati sono comunque più che sufficienti per assicurare ai nuovi Atom ottime prestazioni. I test con Windows 8 restituiscono uno scenario parzialmente differente ma solo perché in questo caso il metro di riferimento è differente, non più SoC ARM based ma processori Intel Core i5 e i7 Ivy Bridge della scorsa generazione e APU AMD A4-5000 ed E-350. In generale comunque i risultati possono essere considerati molto buoni, visto il contesto, con l'Intel Atom che si posiziona sempre ovviamente dietro i Core e gli AMD più potenti ma comunque molto distante da un vecchio Atom come lo Z2760.
Da quanto visto sia dal punto di vista delle soluzioni tecnologiche ed architetturali che dei risultati concreti nei benchmark si può tranquillamente affermare che Intel è riuscita finalmente a correggere tutti i limiti che da 5 anni a questa parte affliggevano gli Atom e che dunque Bay Trail è la piattaforma che tutti attendevano da lungo tempo, in grado di competere ad armi pari con le migliori soluzioni ARM based di Nvidia e Qualcomm. Anzi, per quanto riguarda queste due il SoC Intel è apparso anche più performante per la componente CPU. Discorso invece leggermente differente per la GPU, che sembra trovarsi a metà del guado tra il vecchio approccio Intel da sempre carente sotto questo punto di vista, e il nuovo, molto più attento. La nuova GPU Bay Trail mutuata dai processori Core Ivy Bridge offre infatti un grosso salto prestazionale rispetto al passato e sembra riuscire ad offrire prestazioni equivalenti a quelle ottenibili con un Apple iPad 4.
Si tratta quindi di un risultato ottimo ma che ancora non consegna la leadership a Intel in questo settore, a differenza della CPU. Nell'insieme comunque è facile prevedere che, quando sarà disponibile, Bay Trail sarà la piattaforma tablet complessivamente più potente tra quelle disponibili sul mercato. Se tutto ciò però basterà a decretarne il successo è tutto da vedere. Al momento infatti le vendite dei tablet Windows based sono al palo e non mostrano segni di crescita e non è da escludere che, nei prossimi mesi, Nvidia e Qualcomm possano rivelare nuovi e ancor più performanti modelli in grado di riportarle in posizione dominante. Infine da questa competizione non è da escludere nemmeno AMD, che si prepara a scendere in campo con Kabini.
Quello che conta comunque al momento è che finalmente Intel ha imboccato con sicurezza la strada giusta anche in questo ambito e saprà come sempre farsi valere, soprattutto guardando al futuro: se infatti Bay Trail è già un prodotto vincente e competitivo non bisogna dimenticare che il 2014 sarà l'anno di Airmont e dell'introduzione del sistema litografico a 14 nm, che porterà un ulteriore boost sia alle prestazioni che ai consumi, senza dimenticare che i nuovi SoC si accompagneranno a processori grafici di ottava generazione, che sicuramente faranno ancora meglio di questi.