Grafiky v nových iMacích: malá revoluce Intelu a evoluce Nvidie [Představení]

Podrobnější prozkoumání grafických karet v nových iMacích odhalí nejedno překvapení. Jsou mnohem zajímavější, než se na první pohled zdá.

Koncem září Apple v tichosti aktualizoval všechny modely iMaců, v nichž vyměnil procesory a vylepšil bezdrátovou konektivitu o nové standardy. Společně s novými CPU změny doznaly i použité grafické karty. Zatímco u třech modelů zůstal Apple věrný disktrétním grafikám od Nvidie, nejlevnější model je vybaven integrovaným jádrem.

Iris Pro poprvé

Pokud bychom prozkoumali historii iMaců, mnoho integrovaných grafik bychom v nich nenašli. Naposledy to bylo v modelu early 2009, kde byla v nejlevnějším modelu použitá Nvidia 9400M. A vůbec poprvé Apple do iMacu integroval grafiku od Intelu.

V nejlevnějším modelu s úhlopříčkou 21,5″ se totiž nachází procesor z rodiny Haswell, která byla letos obohacena o modely s grafickými jádry Iris a Iris Pro. Nejvýkonnější variantu s Iris Pro 5200 Apple použil i v nejlevnějším iMacu. Zde nahradila diskrétní grafiku Nvidia 640M, která poháněla předchozí low-endový model.

Jak už při rozborce na iFixit zjistili, procesor je napevno připájený k základní desce a jeho případná výměna tedy není možná. Jedná se o nejlevnější variantu pájeného Haswellu i5-4570R, kde právě písmeno R označuje použití v deskách s pájenými paticemi BGA. Z toho plynou další specifikace použité grafiky. Nejsilnější integrované jádro je označováno jako GT3e a je vybaveno čtyřiceti vykonávacími jednotkami. Nejvyšší možnou frekvencí je potom 1300 MHz s teoretickým výkonem 832 GFLOPS.

Kromě samotného výkonu, který o 10-15% překonává předchozí Nvidii 640M, je mnohem zajímavější využití eDRAM, o čemž napovídá písmeno „e“ v názvu grafického jádra GT3e. Jedná se o tzv. embedded DRAM – tedy vlastní integrovanou paměť nacházející se ve vlastním čipu hned vedle procesoru. Zde s kapacitou 128 MB.

Intel tímto řešením zabil několik much jednou ranou. Paměť eDRAM je totiž sdílena jak pro grafické jádro, tak pro procesor, který ji využívá jako cache čtvrté úrovně. Cokoliv na hierarchii pamětí přeteče z L3 je přesunuto právě do L4 v eDRAM. Pokud tedy bude tento procesor nainstalován v sestavě s diskrétní grafikou a integrované jádro nebude aktivní, můžeme směle říct, že procesory Haswell s eDRAM mají L4 cache s kapacitou 128 MB.

Největším přínosem je potom vyřešení problému s nízkou propustností paměti, kterou tradiční integrovaná řešení od počátku trpí. A nakonec se Intelu povedl i záměr odstřihnout další externí dodavatele komponent, neboť si čipy eDRAM pamětí vyrábí sám. To by neplatilo při využití standardnějších pamětí typu DDR3 nebo GDDR5.

Jak už bylo zmíněno výše, grafický výkon se od předešlé grafiky Nvidia 640M liší jen nepatrně. V syntetických testech se většinou jedná o rozdíl kolem desíti procent ve prospěch Iris Pro 5200, v reálných herních testech se pak výkon srovnává. Nejzásadnějším rozdílem je však příkon (spotřeba) celého řešení. I když u stolního iMacu není tento problém tolik palčivý jako u přenosných strojů, ušetřené watty jsou značné. TDP u loňského modelu s dvojicí Intel Core i5-3330S a Nvidia 640M se pohybovalo kolem 120 W. Integrované řešení Intel Core i5-4570R má udávané TDP poloviční – 65 W.

Iris Pro s vlastní pamětí eDRAM se v desktopech moc nečekal. Nakonec to však vypadá, že se kromě malých krabiček typu Intel NUC či Gigabyte Brix dostane po vzoru 21,5″ iMacu i do dalších All-in-one řešení. My budeme však mnohem raději, až tuto platformu uvidíme v třináctipalcovém Macbooku Pro s Retinou, který by si výkonnější grafiku rozhodně zasloužil.

Kepler podruhé

Zatímco v případě nejlevnějšího iMacu s 21,5″ displejem je velkou novinkou využití integrované grafiky a pájeného procesoru, ve výkonnějších modelech se toho změnilo méně. Ty jsou určené pro náročnější použití a domácí integrovaná (byť výkonná) Iris Pro by zde neuspěla.

Kromě výkonnějších Haswellů se další tři iMacy dočkaly i lehce inovovaných grafických karet. V základech jsou to mobilní GT 750M, GT 755M a GTX 775M. Nejdražší 27″ model si pak můžete dopřát za příplatek 3 900 Kč s grafikou GTX 780M.

Tyto mobilní grafiky Nvidia představila letos na jaře a vychází ze stejné architektury Kepler jako předchozí generace GT 600M. Mnoho technologických novinek se tedy nekonalo. Rozdíl dvou posledních řad se rozhodně nemůže rovnat výkonnostnímu skoku a minimalizování příkonu jako v případě Fermi (GT 500M, 40nm) vs. Kepler (GT 600M a GT 700M, 28nm).

Pokud budeme ignorovat přeznačené modely 710M a 720M, je celá řada postavena na čipech GK107 (GT 750M a GT 755M) a GK104 (GTX775M a GTX 780M). Rozdíly jsou jasné – 384 CUDA jader vs. 1344 jader a především rozdílná šířka sběrnice – 128-bit vs. 256-bit. Grafiky můžete srovnat v tabulce níže.

[HTML1]

Mezi vylepšení, která se Nvidii povedla patří vyladěnější přepínání diskrétní a integrované grafiky Nvidia Optimus či optimlizace herního výkonu pomocí GeForce Experience. Ani jedno však není záležitostí Maců a využijí jej především pařani s herními notebooky.

Největší změnou tak bude integrování technologie GPU Boost 2.0, která se objevila s příchodem desktopové karty GTX Titan. GPU Boost má na starosti regulaci výkonu karty v závislosti na náročnosti vykreslované scény tak aby bylo ideálně využité TDP. V předchozí generaci GPU Boost, která byla použita i ve starších iMacích, byl takt regulován striktně podle stanovené spotřeby. Ve verzi 2.0 však automatika bere v potaz především cílovou teplotu karty. Zároveň však zachovává i společné řízení podle aktuálního příkonu. Zjednodušeně to tedy může znamenat nastavenou teplotu 70 stupňů a na té se bude karta při zátěži udržovat. Nevyužitý příkon je potom možné distribuovat v případě potřeby do turbo režimu. Podle výrobce se jedná o desetiprocentní navýšení výkonu a lepší správu spotřeby.

Ani jedno z řešení – ať už se jedná o integrovanou Iris Pro 5200 nebo diskrétní karty Kepler nevidíme v Macích naposledy. V následujících měsících se snad objeví v některých modelech Macbooků a především v Retinových modelech budou dávat mnohem větší smysl než současné grafiky HD 4000.