Технический обзор iPad 4

В течение долгого времени, фактически почти десятилетия, мы мечтали о высококачественных дисплеях в ноутбуках. И если большинство наших надежд производители лэптопов игнорировали, ожидания сбылись в смартфонах и планшетах. Сегодня техническое совершенство экранов в планшетах ценой 400-500 долларов превзошло таковое в ноутбках от 400 долларов. В центре всего этого находится Apple со своим iPad, оснащенным Retina-дисплеем. И пусть компания Стива Джобса никогда в действительности не входила в сегмент недорогих ноутбуков или нетбуков, iPad стал альтернативой для тех, кто хочет обзавестись компьютером, отдав 500-700 долларов. Сосредотачиваясь на пренебрегаемым до недавних пор производителями ПК областях типа дисплея, беспроводных коммуникаций и простоты использования, Apple сумела добиться никем не превзойденного успеха в планшетной отрасли.

Регулярные обновления iPad относятся к важной части общей стратегии Apple. За самым первым iPad образца апреля 2010 года, последовали iPad 2 и новый iPad, точно так же появившиеся весной соответственно 2011 и 2012 года. С рождением «яблочного» планшета четвертого поколения в прошлогоднем ноябре, Купертино разрушило привычный ежегодный цикл обновлений. Очевидно, Apple, понимает напряженность конкуренции на рынке, потому и вывела на сцену четвертый iPad через семь с половиной месяцев вслед за третьим.

iPad, оставаясь по большей части устройством для потребления контента, а не его создания, продолжает тем не менее показывать высочайший спрос. Потребители готовы мириться с тем, что ему не по силам выступить полноценной заменой портативному компьютеру, хотя Apple и старается разрушить статус-кво. С каждой новой генерацией iPad становится всё привлекательнее и привлекательнее, принося с собой широчайшее богатство медийной экосистемы и приложений.

Четвертое поколение iPad полностью сохранило равно как формфактор третьего iPad, так и его физические габариты. Всё тот же вес в 650 г приятен, хотя долго держать планшет одной рукой невозможно. Модельный ряд, разнящийся по наличию либо отсутствию сотовых 3G/4G-коммуникаций и емкости встроенного флеш-накопителя, остался неизменным. По сути новинки явлены лишь модернизированным процессором.

Компромиссы

Когда вышло третье поколение iPad, особый интерес вызвало то, какую работу Apple провела над мобильным процессором для него. Для того чтобы обеспечить частоту смену кадров на Retina-дисплее с разрешением 2048×1536, вычислительный кристалл нуждался в большей пропускной способности памяти, нежели мог обеспечить чип A5, явленный в iPad 2 и iPhone 4S. Посему пришлось реализовать контроллер памяти с самой на тот момент высокой пропускной способностью. С четырьмя 32-разрядными LPDDR2-каналами, сопряженными с 800-МГц оперативной LPDDR2-памятью, кристалл A5X в iPad 3 способен выдать теоретических 12,8 Гбит/с. Это не так много с точки зрения высококлассных стандартов персональных компьютеров, но неслыханно в мобильных устройствах на ARM-процессорах.

Размер процессора частично ограничен совокупным числом вводов-выводов по периметру чипа. В случае с A5X широкий интерфейс памяти был подкреплен удвоенной производительностью видеографического сопроцессора. Apple не стала наращивать общую вычислительную мощь, но лишь повысила тактовую частоту A5X на четверть по отношению к A5 в iPhone 4S.

Еще одним сюрпризом стало то, что A5X был выполнен по 45-нм технологическому процессу. Следует понимать, что выбор техпроцесса для новой микросхемы совсем не тривиальная задача, требующая оптимизированного подхода сразу по нескольким плоскостям: стоимости кремниевых пластин, объемов выпуска без брака, размеров кристалла, соотношения между производительностью и энергопотреблением. В случае с A5X пришлось остаться на хорошо обкатанном 45-нм производстве, принеся в жертву физические размеры процессора и его энергопрожорливость. В итоге далеко не энергобережливый кристалл объединился с не менее требовательным к энергии дисплеем, определив серьезный рост емкости аккумулятора планшета.

Даже если бы A5X перебрался на 32-нм рельсы, этого не оказалось бы достаточным для уменьшения толщины iPad. Суперразрешающая способность и мощная подсветка нуждаются в крупной батареей — в итоге приходится мириться с относительно большими толщиной и весом. Так что в ближайшее время рассчитывать на изменение этих параметров в меньшую сторону говорить не приходится.

Местами неожиданный выпуск четвертого поколения iPad имеет смысл с точки зрения системы поставок. Если ранее 45-нм техпроцесс удовлетворял запросы себестоимости и объемов выпуска Apple, то сейчас то же самое можно сказать о 32-нм базе, на которую опирается кристалл A6X.

iPad 4 взял на борт компактный Lightning-разъем вместо прежнего 30-контактного док-порта. И если в случае с iPhone 5 и iPad mini внедрение Lightning оправдано с точки зрения небольших размеров самих устройств, в полноразмерном iPad это, скорее, дань моде, а также желанию поскорее перебросить пользователей на новинку, попутно заставив их обзаводиться модернизированными аксессуарами, бизнес которых процветает.

Дисплей

Четвертый iPad сохранил Retina-экран, явленный в третьем iPad, и 9,7-дюймовый дисплей 2048×1536 выглядит по-прежнему восхитительно. Яркость, уровень глубины черного, степень контрастности — всё также очень хороши. И особое внимание уделено точности цветопередачи благодаря калибровке, которую проходят экраны всех «яблочных» устройств на этапе фабричной сборки.

Как и с прочими Retina-дисплеями, программная поддержка не вызывает затруднений вследствие целочисленного масштабирования. Матрица 2048×1536 получена путем удвоения вертикального и горизонтального разрешений обычных iPad и iPad mini. Разработчикам приложений достаточно нарастить вдвое пул изображений, чтобы гарантировать высококачественный вид своих софтверных детищ на Retina-дисплее. Если этого не сделано, iPad самостоятельно выполнит масштабирование интерфейсов унаследованных приложений. Игрушки могут либо обратиться к имеющемуся Retina-разрешению, либо работать с другим, а затем отмасштабировать вывод, если требования к производительности слишком высоки для обработки графическим сопроцессором iPad.

Девелоперы хорошо приняли Retina-подходы, отозвавшись своевременным обновлением большинства приложений.

Явное преимущество суперразрешения iPad 3 и iPad 4 выражается в гораздо лучшей для восприятия глазами текстовой информации, когда повышенная четкость букв утомляет зрение в меньшей степени.

 

Изображения также извлекают выгоду из Retina-панели, но здесь плюсы сводятся главным образом к детализированной передаче картинки, нежели пиксельной плотности.

Технологии развиваются, и яркость в 400 нит для экранов 10-дюймого размера уже не является чем-то особенным, находясь лишь посередине возможных значений. В тех же ноутбуках яркость типично не превышает 300 нит — похоже, внимание производителей планшетов к этому параметру вносит особый, ценный вклад в привлечение к ним потребителей. И правда: ведь перед собой человек держит фактически экран, и сделать его высококлассным очень важно.

Уровень черного хорош на iPad 4, но первенство принадлежит Microsoft Surface RT благодаря слившимся дисплейному модулю и покровному стеклу.

Коэффициент контрастности четвертого iPad улучшился в сравнении с третьим Apple-планшетом, и предполагаемой причиной ставится совершенствование производства экранных панелей.

Должные яркость и пиксельная плотность — только часть уравнения: дисплей iPad 3 выигрывает еще и по части точности цветопередачи. Бесспорно, экран iPad 4 должен оставаться не хуже, если следовать тем же принципам его фабричной калибровки.

Если рассматривать, насколько белая точка приближена к идеальной температуре 6500 по Кельвину, видно, что iPad 4 ее не достигает. Но связано это с удачностью приобретения: за поставки экранных панелей для iOS-устройств отвечают разные производители, и поэтому белый может «гулять», играя в пределах желтоватого и синеватого.

Точность цветопередачи проверяется сравнением исходных цветов с тем, как они воспроизводятся на дисплее. Так, черный, белый и 19 оттенков серого между ними хорошо передаются iPad 4, хотя он и уступает iPad 2, Google Nexus 7 и iPad mini.

А вот в тестах на развертку насыщенности, проверяющих точность вывода красного, синего, зеленого, пурпурного, желтого и голубого в их 20-, 40-, 60-, 80- и 100-процентной насыщенности, iPad 4 победить никому не удалось.

В общем и целом экраны iPad доставляют лучшую на рынке точность цветопередачи: дополнительный и затратный шаг калибровки в ходе производства планшета окупает себя с лихвой безмерной любовью потребителей.

Процессор

Вначале имеет смысл поговорить о процессоре Apple A6, на базе которого строится iPhone 5, ведь именно этот чип породил A6X для iPad 4.

Итак, A6 — первая «система на кристалле» авторства компании Стива Джобса, которая воспользовалась разработанной своими силами процессорной микроархитектурой с опорой на систему команд ARMv7, лицензированную у британской ARM Holdings. Другими словами, A6 не относится к чистым проектам на ядрах ARM Cortex-A9 или Cortex-A15 — речь идет о чем-то совсем ином.

Хорошо, но почему бы просто ни взять ядра Cortex-A9 из Apple A5, а затем поднять их тактовые частоты? Это заманчиво, да и многие игроки в мобильном бизнесе так и делают, однако с точки зрения перспектив оптимальности здесь никакой. Достаточно вспомнить дни Intel Pentium 4, когда, опираясь лишь на масштабирование частот, достигались высокие показатели производительности, но терялась энергоэффективность.

Для того чтобы увеличить частоту, следует поднять напряжение — именно оно оказывает экспоненциальное воздействие на энергопотребление. Идеальный для автономности от аккумулятора случай, когда ядра работают максимально близко к своему минимальному напряжению. Верным подходом к росту процессорной производительности является сочетание усиления архитектурной эффективности (увеличение числа выполняемых за такт команд), многопоточности и умеренного частотного масштабирования. К примеру, в 2005 году Intel предложила 3,73-ГГц процессор Pentium Extreme Edition, а семь лет спустя самый быстрый клиентский чип корпорации, работающий на 3,5-ГГц частоте (3,9 ГГц в турбо-режиме), включает вчетверо больше ядер и выдает втрое большую однопоточную производительность. Итак, важнейшую роль играет архитектура, а не частота.

Ладно, но отчего же ни взять на вооружение ядра Cortex-A15 и ни создать на их фундаменте A6? Дело в том, что примененное ARM наращивание ступенчатости конвейера вкупе с расширением входного блока и добавлением механизмов исполнения не только привели к поднятию показателей производительности, но и увеличили энергопотребление. Недаром ARM изначально ориентировала Cortex-A15 на использование в серверах, и только через ряд оригинальных подходов вроде конфигурации big.LITTLE эти ядра стали пригодны для эксплуатации в смартфонах типа Samsung Galaxy S4. Учитывая озабоченность Apple вопросами энергоэффективности, имело смысл пропустить Cortex-A15, не забыв при этом усилить производительность.

Понятно, что Apple A6 перебрался на 32-нм технологический производственный процесс, но из этого шага решительно нет никакой возможности извлечь, как было сказано на презентации iPhone 5, удвоения быстродействия и продления автономности, если сохранить ту же самую микроархитектуру Cortex-A9. Поэтому всё сводится к тому, что A6 опирается на процессорные ядра собственной, «яблочной» микроархитектуры, которая, учитывая важность энергобережливости, приближается к уровням производительности ARM Cortex-A15 и Qualcomm Krait: немного расширенный входной блок, больше ресурсов на исполнение инструкций, более гибкий механизм внеочередного исполнения, углубленные буферы, увеличенные окна и т. п.

Перейдем непосредственно к сути.

Вычислительный кристалл A6X в iPad 4 несет такие же, как A6 в iPhone 5, два Swift-ядра (так их назвала Apple: от англ. «быстрый»), реализующих систему команд ARMv7s. Архитектура Swift такова, что обеспечивает, без сомнений, лучший среди всех ARM-процессоров баланс производительности и энергоэффективности. Swift-ядра Apple очень похожи на Krait-ядра Qualcomm: они собраны по собственным дизайнам, а не на «чистых» Cortex-ядрах проекта ARM. Они не выступают конкурентами Cortex-A15 с позиций производительности, однако обеспечивают более серьезное отношение к энергосбережению: длительность работы без подзарядки куда важнее, нежели гонка за «попугаями».

A6X, в отличие от всех прежних процессоров для iPad, повысил свою тактовую частоту на скромных 8% по отношению к A6 в iPhone 5: два ядра Swift в A6X могут выдать максимум 1,4 ГГц против 1,3 ГГц в A6.

Благодаря Swift-ядрам процессорная производительность четвертого iPad существенно поднялась в сравнении с таковой в третьем Apple-планшете. К сожалению, эти подвижки не всегда очевидны при фактической эксплуатации. И iPhone 5 субъективно получил больше от перехода на A6: из-за существенного ограничения тактовой частоты A5 в iPhone 4S.

Косвенные признаки свидетельствуют, что в Swift-ядрах применяется обновленная система команд ARMv7s (в «чистых» Cortex-A9 — ARMv7), которая привлекла на свою сторону некоторые элементы Cortex-A15 вроде расширений Advanced SIMD v2 и VFPv4. Кроме того, Swift-ядра идут с тремя входными блоками и двумя модулями полноконвейерных вычислений с плавающей запятой — таковых в предшествовавших A5 и A5X на базе Cortex-A9 было соответственно два и один. Кроме того, пусть суперскалярный, переменной длины конвейер нарастил глубину с 8 до 12 ступеней, но и механизм исполнения с изменением последовательности команд и динамическим ветвлением с прогнозированием стал интеллектуальней. Всё это благодатно повлияло на скорость.

Если сравнивать iPad 4 и iPad 3, каких-то особых ускорений по части запуска приложений заметно не будет. Хотя ускоренные процессорные ядра себя показывают там, где требуется масштабная обработка данных, например в случае автоматического улучшения многомегапиксельных фотографий в iPhoto.

Работа с трехмерными видами карт выполняется изрядно плавнее на четвертом поколении Apple-планшета. Веб-страницы загружаются быстрее, впрочем, разницу уловить трудно, ведь она зависит от сложности контентного наполнения. Вообще следует ожидать усиление производительности где-то на 10-30%, но в целом безумно усиленной скорострельности нет.

Бенчмарк SunSpider, показывающий, как справляется веб-браузер с обработкой JavaScript-сценариев и насколько малы задержки кеш-памяти и велика производительность центрального процессора, уже морально устарел, но всё равно выступает неплохим инструментом сравнительного тестирования. Как видим, Swift-ядра замечательно обращаются с заданиями благодаря серьезно усовершенствованному отношению к памяти. Google Nexus 10 должен был составить сильную конкуренцию, но отсутствие должной оптимизации веб-браузера Chrome отбросило его назад.

Бенчмарк Google Octane, намного более серьезный, нежели SunSpider, аналогично описывает JavaScript-производительность. Octane включает все восемь тестов из старого бенчмарка Google V8 с добавлением пяти новых, таких как PDF-ридер, трехмерный «движок» физики пуль и эмулятор 3D-игрушек на портативных консолях. Так вот, здесь рисуется совсем другая картина: iPad 4 показал себя очень хорошо, но с большим отрывом лидирует Nexus 10, ведь его процессор на Cortex-A15 играет совсем в другой лиге.

Наконец, бенчмарк Kraken авторства Mozilla сосредоточен на приложениях, которые потенциально слишком медлительны даже в современных браузерах. Испытания длятся долго: настолько велика нагрузка на центральный процессор. По итогам пишется предыдущая история: Apple замечательно повысила мощь iPad 4, но Nexus 10 выставил категорически новую планку.

Возникает резонный вопрос: почему мы не видим прямой взаимосвязи между результатами бенчмарков и производительностью в реальных задачах? Проблема заключена в том, что большинство современных мобильных приложений разработаны с учетом той мощи, которую может выдать пара типичных процессорных ядер Cortex-A9. Кроме того, на скорострельность влияют и другие аппаратные компоненты. Опять же разница в производительности приложений на iPhone 4S и iPhone 5 очень заметна в связи с внушительным ростом тактовой частоты одного против другого, тогда как в случае с iPad 3 и iPad 4 подобное почти не ощутимо.

A5X и A6X размещают в одном чипе блоки интерфейса памяти и сами контроллеры рядом с ядрами видеографического сопроцессора, тогда как в кристаллах A5 и A6 они теснее интегрированы с ядрами центрального процессора и контроллером памяти. Связано это с тем, что чипы для iPad ставят пропускную способность памяти в приоритет к видеографике, ведь Retina-дисплей несет вчетверо с гаком больше пикселей, чем экран iPhone.

iPad 4 располагает 1 Гбайт оперативной 1066-МГц LPDDR2-памяти, и прибавка ее пропускной способности в сравнении с 800-МГц в iPad 3 в целом не доступна центральному процессору — только видеографике.

Видеографика

«Система на кристалле» Apple A6X интегрирует видеографический сопроцессор Imagination Technologies PowerVR SGX554MP4, несущий четыре ядра. Каждое из них содержит 8 арифметико-логических устройств, здесь называемых универсальными масштабируемыми шейдерными обработчиками (USSE2).

Эти вычислительные модули общим числом 32 построены по универсальной архитектуре, то есть могут обрабатывать код равно как пиксельных, так и вершинных шейдеров (под шейдерами понимаются отдельные графические подпрограммы). Преимущества подхода очевидны: при пиковых нагрузках с обилием кода пикселей и вершин производительность будет выше, ведь не нужно заботиться о каком-либо балансе между ними так, как это делают графические сопроцессоры в Tegra 3 и Tegra 4, построенные на раздельной архитектуре.

Каждый USSE2-модуль (коих, как уже говорилось, 32) способен выполнить 4 инструкции (инструкция — умножение плюс сложение) за такт, значит, всего PowerVR SGX554MP4 справляется со 128-ю инструкциями за такт. При частоте в 300 МГц мы имеем дело с теоретической производительностью на уровне 76,8 гигафлопс (считая, что умножение плюс сложение — это две отдельных операции). Но в данном случае частота понижена до 280 МГц, поэтому следует говорить о 71,6 гигафлопс. (Впрочем, есть мнение, что из этих подсчетов устранено наличие в USSE2-модуле одного скалярного блока, потому итоговая производительность всё же составляет 80,64 гигафлопс.)

Видеографический сопроцессор PowerVR SGX543MP4 в A5X для iPad 3 способен предложить вдвое меньшую производительность — 38,4 гигафлопс. При этом значение тактовой частоты выставлено в промежуточных 250 МГц, что рождает 32 гигафлопс. (На самом деле с учетом вышесказанного — 36 гигафлопс.)

Конечно, разговоры о скорострельности видеографики несут оттенок теоретизации, и нуждаются в проверке какими-либо бенчмарками. Тем паче Apple божиться, что видеографика iPad 4 стала сильнее в два раза против iPad 3. Следует также понимать, что PowerVR SGX554MP4 увеличил вдвое число USSE2-модулей, но сохранил прежним количество блоков наложения текстур (TMU) и блоков растровых операций (ROP).

Тест бенчмарка GLBenchmark 2.5 на скорость заполнения текстурами демонстрирует 16-процентную прибавку производительности SGX554MP4 по отношению к SGX543MP4: правильно, число TMU осталось неизменным, а тактовая частота подросла.

 

Тест на скорость заполнения полигонами показывает прирост скорострельности на 60% в нативном разрешении 2048×1536 и на 40% без искомых ограничений.

 

Тест на скорость заполнения полигонами с подсвеченными фрагментами свидетельствует об увеличении производительности на 80%.

 

Тест на скорость заполнения полигонами с подсвеченными вершинами дает плюс 40-45%.

 

Если разбирать показатели в тестах промоделированной игры Egypt HD и Egypt Classic, необходимо помнить, что испытания с привязкой к собственному разрешению дисплея запускаются с включенным ограничением частоты вертикальной синхронизации, тогда как проверка во вне экрана идет с 1080p-разрешением без каких-либо лимитов на частоту обновления кадров.

Как мы уже увидели, в синтетических тестах производительность iPad 4 усилена менее чем вдвое по отношению к iPad 3, а вот Egypt HD демонстрирует действительно удвоенный рост мощности нового планшета. К слову, многие настоящие игры подтверждают это.

Тест Egypt Classic с облегченной нагрузкой показывает, что большинство устройств выходят на расчетные 60 кадров/с в нативных разрешениях экрана.

Если обратиться ко внеэкранной проверке этим испытанием, можно отследить, как тот или иной девайс справляется с 30 кадрами/с в условиях прибавившей рабочей нагрузки.

Сбалансированная платформа

Для софтверных разработчиков современные планшеты видятся в большей степени игровыми консолями. Хотя оборудование проходит через ежегодные обновления, девелоперы стремятся к быстрому охвату максимального ассортимента платформ. Вот почему существенная прибавка видеографической производительности iPad 3 на деле не отразилась на подъеме частоты кадров в играх в сравнении с Android-планшетами на кристалле Nvidia Tegra 3. Создатели игрушек занимаются странными на первый взгляд вещами типа проработки настроек детализации и разрешений, дабы добиться нужного масштабирования производительности на различных аппаратных платформах.

iPad 3 местами опередил свое время. Да, Apple хорошо потрудилась, реализовав Retina-поддержку в первой волне приложений, однако управляющее дисплеем оборудование не полностью отвечало задачам. Видеографика PowerVR SGX543MP4 предложила вдвое большую шейдерную производительность по отношению к iPad 2, но и должна была справляться с разросшимся вчетверо массивом пикселей. Было необходимо учетверить видеографическую мощь, как в iPad 4, чтобы популярные игры смогли запускаться в «родном» Retina-разрешении.

Поэтому, идя на компромисс, некоторые разработчики выполняли игровой рендеринг с промежуточным разрешением, а затем попросту увеличивали масштаб картинки до Retina-разрешения iPad 3. Так, например, Infinity Blade 2 обрабатывал видеографику с 1,4-кратным коэффициентом по отношению к разрешению iPad 2. Качество картинки на iPad 3, конечно же, было лучше, причем сохранялась та же частота кадров, но извлечь желаемый максимум всё же не удавалось.

iPad 4 наконец-то принес разработчикам игр то, о чем они мечтали в эпоху iPad 3: очередное удвоение шейдерной производительности позволит тайтлам запускаться в полноценном Retina-разрешении безо всяких ухищрений. Понятно, игрушки, упиравшиеся в потолок пропускной способности памяти на iPad 3, могут столкнуться с такими же проблемами на новом iPad, который не особо расширил этот канал. Это же справедливо для игр, активно эксплуатирующих растровые операции и текстурирование, поскольку число ответственных за это вычислительных блоков в A6X не увеличилось. Впрочем, упор именно на шейдерную производительность имеет смысл с учетом текущих игровых тенденций.

Можно смело утверждать, что игры по своей реализации видеографического вывода разнесены на три категории. В первом случае разработчики предлагают одно и то же на третьем и четвертом поколениях iPad: внутреннее разрешение рендеринга, фильтрация текстур и настройки детализации остаются одинаковыми.

Во втором подходе девелоперы могут воспользоваться прибавившей видеографической мощью, добавляя детализацию к картинке при ее выводе на iPad 4.

Третья модель, как самая лучшая и самая редкая, напрямую обращается к A6X-кристаллу, одновременно предоставляя и нативное Retina-разрешение, и высококлассный геймплей.

Ниже вы увидите, насколько сильно отличается качество игровой картинки (при ее тщательном рассмотрении) на iPad 4, iPad 3 и iPad 2/mini. 

Dead Trigger

Разрешение и производительность игрушки Dead Trigger одинаковы для iPad 3 и iPad 4, хотя для последнего актуален рост качества фильтрации, что означает дополнительную детализацию объектов.

 

Batman: The Dark Knight Rises

Этот тайтл демонстрирует умеренное различие в качестве картинок на iPad 3 и iPad 4, однако сразу бросающееся в глаза на iPad 2: разработчики изменяют сей параметр, дабы сохранить производительность одинаковой на любом поколении планшета.

 

N.O.V.A. 3

На iPad 3 игра запускается с таким же разрешением, как на iPad 2, что рождает расплывчатость картинки, тогда как в случае iPad 4 определенно сделаны подвижки по части рендеринга с учетом Retina-разрешения.

 

Infinity Blade 2

Требования игры к аппаратуре однозначно пытаются выйти за границы дозволенного, поэтому легко заметить, как менялся подход к рендерингу: на iPad 2 мы имеем дело с жуткой пикселизацией, iPad 3 занимается обработкой в промежуточном разрешении, iPad 4 наконец-то подобрался к Retina-качеству.

 

 

Важно знать, что повысившееся качество игровой картинки на iPad 4 будет действительно заметным, если вы специально станете его искать и обращать внимание. Если различие в изображениях на экранах iPad 2 и iPad 3 явно ощутимо, то в плоскости iPad 4 оно скрадывается. Такова природа цикла ежегодного обновления оборудования, когда подвижки идут не внезапно, а поэтапно. Ну а поскольку подавляющее большинство разработчиков приложений заинтересованы в поддержке многих поколений Apple-планшета, никто из них особо не старается извлекать технологические достижения самого последнего представителя семейства iPad. Подобное наблюдается и в отрасли игр на персональных компьютерах.

Как бы то ни было, сочетание PowerVR SGX554MP4 и Retina-дисплея видится сбалансированным сочетанием, но вне всяких сомнений Apple продолжит наращивать производительность видеографики iPad, взяв на борт, допустим, всё еще фантастическую PowerVR Series 6 Rogue. Не исключено, когда-либо игрушки типа Crysis будут появляться одновременно и на ПК, и на iPad.

Камера

iPad 4 оснащен тыловой 5-мегапиксельной iSight-камерой и фронтальной 1,2-мегапиксельной FaceTime HD-камерой. Фотосъемка первой ведется в разрешении 2592×1936, второй — 1280×960. В сравнении с iPad 3 выдаваемое качество снимков тыловой камерой не изменилось, и значительно лучше, чем кадры, сделанные 5-мегапиксельной камерой iPad mini.

Фронтальная камера характеризуется явными усовершенствованиями в сравнении с 0,3-мегапиксельным датчиком iPad 3: это как день и ночь.

Планшет умеет вести видеосъемку обеими камерами, и видеоряд организуется соответственно в разрешении 1080p30 и 720p30 с параметрами эквивалентными iPhone 5 и iPad mini. Тыловой видеозахват кодируется высоким профилем (High@L4.1) H.264 со средним битрейтом в 17 Мбит/с. Фронтальная видеозапись кодируется базовым профилем (Baseline@L3.1) H.264 со средним битрейтом в 10,5 Мбит/с. Для сравнения: у iPad 3 эти же показатели соответственно равны 1080p30, Baseline@L4.1 и 21,5 Мбит/с; 480p30, Baseline@L3.0 и 3,5 Мбит/с.

Wi-Fi

В iPad 4, как в iPad mini и iPhone 5, используется Wi-Fi-контроллер Broadcom BCM4334, обеспечивающий поддержку двухдиапазонных (2,4 и 5,0 ГГц) коммуникаций 802.11n, а также совместимость с унаследованными стандартами 802.11a/b/g. На 5 ГГц Apple продолжает эксплуатировать 40-МГц каналы для максимума протокола физического уровня в 150 Мбит/с.

Батарея

Четвертое поколение Apple-планшета идет с новым зарядным USB-устройством на 12 Вт — все прочие iPad шли с 10-Вт зарядкой. Оставаясь такой же по размерам, зарядка выдает максимум 13,57 Вт от стенной розетки — прежние генерировали 12,44 Вт. Прибавка на 9% означает сокращение сроков, необходимых для полного пополнения электричеством аккумулятора планшета: сейчас оно составляет 5 ч 40 мин против предыдущих 6 ч. Как видим, подпитывание батареи по-прежнему отнимает невообразимо длительное время, но без перехода на более мощное зарядное устройство или сокращения емкости аккумулятора ничего не изменится.

Если даже подключенный к розетке iPad 3 с запущенной игрой Infinity Blade 2 со временем терял заряд аккумулятора, ибо энергопотребление превышало энергопополнение, — iPad 4 так не поступает. Это справедливо и в случае использования старой 10-Вт зарядки, что свидетельствует о проведенной оптимизации по части энергоэффективности.

Когда Apple предложила iPad 3, мы столкнулись с явным сокращением автономной работы на одной зарядке. Объяснение простое: энергопрожорливый дисплей и гигантский процессор. iPad 4 сохранил экран, но переключился на 32-нм вычислительный кристалл. Максимальное энергопотребление может быть выше из-за ускорившихся основных и видеографических ядер, но при обычной нагрузке мы получим продление автономности.

Были проведены испытания непрерывной загрузкой веб-страниц с устранением агрессивного кеширования данных браузером до момента исчерпания заряда батареи (экран откалиброван на яркость в 200 нит). При этом сделан упор на настольные версии веб-страниц (некоторые из них сильно утяжелены JavaScript-сценариями) и уменьшение пауз между загрузками. Всё это необходимо для того, чтобы сымитировать не просто легкий веб-серфинг, а модель интенсивной, приближенной к реалистичной эксплуатации планшета, отражающейся пиковой нагрузкой на центральный процессор со стороны якобы запущенных пользователем приложений и навигации по операционной системе.

iPad 4 продержался где-то на 15% дольше iPad 3: девять с половиной часов против восьми часов. Он также опередил iPad mini, Microsoft Surface и Nexus 10, но все эти планшеты располагают более скромными батареями.

В тестах менее нагруженным веб-серфингом позиция iPad 4 рисуется позади двух вариантов iPad 2, что связано с меньшей продолжительностью режима сна Swift-ядер процессора.

Испытания непрерывным видеовоспроизведением (720p-копия восьмой части «Гарри Поттера») показали, что iPad 4 на два часа опережает iPad 3 и на столько же отстает от второй версии iPad 2. Результаты несколько необычны, ведь редко можно увидеть, как унаследованное оборудование без дополнительных возможностей остается на гребне волны по части энергоэффективности.

Проверка закольцованной симуляцией игрушки Egypt HD из бенчмарка GLBenchmark 2.5.1, ограниченной 30 кадрами/с, немного удивила, хотя если разобраться, всё становится понятным.

iPad 4, квотированный, наподобие многих тяжелых iOS-игр, 30 кадрами/с, располагает видеографической производительностью, позволяющей экономить ресурсы в тесте Egypt HD, который им выполняется на 40 кадрах/с против 21 кадра/с в iPad 3. Несмотря на то что четвертый Apple-планшет несет более энергопрожорливую видеографику, дополнительная производительность остается частично недоиспользованной. Это в сочетании с энергобережливым 32-нм процессором придает iPad 4 небольшое преимущество в автономности в сравнении с iPad 3. Между тем некоторые игры могут обратиться к мощной видеографике четвертого iPad, выдавая более качественную картинку, что отразится дополнительной нагрузкой на сопроцессор, и тогда время автономности сократится.

Нагрев

Как мы помним, суперразрешение экрана с мощной подсветкой, плюс крупный 45-нм кристалл приводили к заметному повышению температуры iPad 3, находящегося под нагрузкой. В случае с iPad 4 можно было бы надеяться на решение этой не очень приятной особенности, но чуда не произошло, ведь технологическая составляющая дисплея осталась прежней. Да, легкие задачи не особо нагреют планшет, но тяжелые игрушки вроде Infinity Blade 2 быстро поднимут температуру корпуса устройства до не особо комфортных 35-40 градусов.

Резюме

iPad 4 выступает прямым продолжением iPad 3. Каких-то существенных изменений не наблюдается — планшет просто стал чуть лучше. Производительность и автономность усовершенствовались, на видеографической стороне наконец-то стали возможны трехмерные игры в собственном Retina-разрешении экрана. Без сомнений, искомые подвижки не являются основанием для продажи iPad 3 с последующей покупкой iPad 4 — ну разве что если вы разработчик игр или энтузиаст.

Если вы сомневаетесь, что выбрать — полноразмерный или мини-вариант Apple-планшета, — рекомендуем iPad 4 тем, кто большую часть времени сидит дома, тогда как iPad mini пригодится тем, кто часто путешествует. В последнем случае, впрочем, придется выбрать iPad 4, если род деятельности связан с делами, требующими демонстрировать на экране планшета высококачественные фотографии и иллюстрации.

Формфактор нового iPad не изменился, что объяснимо в свете короткого по времени цикла перехода от третьего к четвертому поколению планшета. Однако было бы правильным задаться вопросом, сохранится ли имеющийся дизайн в iPad 5, так как нет никакой возможности что-то улучшить без серьезных модернизаций по части энергоэффективности дисплея.

Есть мнение, что iPad 5 и iPad mini 2, ориентированные на весеннее или летнее появление, возьмут на вооружение дисплейную технологию IGZO авторства Sharp. Слухи о ее внедрении витают давно, но всё упиралось в недостаточную производительность фабрик Sharp, неспособных удовлетворить огромные заказы компании Стива Джобса. Сейчас японский партнер вроде бы вышел на нужные объемы, да и Apple в целях подстраховки подключила другие компании типа AU Optronics и Chimei Innolux.

IGZO — аббревиатура от материала под названием «индия, галлия, цинка оксиды», который здесь применен вместо привычного аморфного кремния. Этот полупроводниковый материал позволяет электронам двигаться быстрее (где-то в 20-50 раз), значит, по ряду здесь не обсуждаемых причин, субпиксели и транзисторы, отвечающие за доставку к ним заряда, будут меньше в размерах. В итоге достигается дополнительная яркость и суперразрешения дисплеев. Легкость перемещения носителей заряда означает, что обновлять картинку на экране можно не так часто. Именно отсюда, а также из-за миниатюрности транзисторов и низкого тока утечки проистекает бережное отношение к энергопотреблению. Кроме того, подсветка IGZO-дисплеев потребляет менее половины энергии, нужной для подсветки традиционных ЖК-экранов. Сами панели получаются тоньше, что позволяет уменьшить общий профиль готовых устройств. Новационная технология характеризуется существенно меньшей интерференцией с другим оборудованием, поэтому тот же сенсорный ввод оказывается точнее. IGZO-экраны можно заключать в рамки с меньшей шириной, то есть прирост диагонали дисплея не особо отразится на увеличении размеров самого устройства.

Более интересным видится далекое будущее iPad. Понятно, что 9,7-дюймовый планшет очень близок к 11,6-дюймовому MacBook Air, а последний, как только получит микропроцессорную архитектуру Intel Haswell, а затем и Broadwell, изрядно продлит собственную автономность. В свою очередь, 13,3-дюймовый MacBook Pro с Retina-дисплеем напоминает ноутбук, о котором мечтают все, — 13,3-дюймовый MacBook Air с Retina-экраном. Подобные рассуждения о конвергенции устройств, когда они приближаются друг к другу, готовясь фактически слиться, дают почву для футуристических размышлений. Да, Apple в свое время отвергла идею, продвигаемую Microsoft, о наделении ноутбуков сенсорными экранами, но в истории компании Стива Джобса есть немало примеров, когда Купертино вначале смеялось над какой-либо концепцией, а затем, спустя время, воплощало ее как ни в чем не бывало.

Сейчас у iPad наконец-то появились достойные конкуренты. Тот же Google Nexus 10 обошел «яблочный» планшет в пиксельной плотности экрана, хотя и потерял в точности цветопередачи. Android-планшет оценен в агрессивных 400 долларов, он строится на более быстром процессоре. Но когда приходится выбирать между iPad 4 и Nexus 10, решение зачастую сводится к личным предпочтениям — любви к iOS или Android. Эти платформы во многом предоставляют одинаковые возможности, и выбор в пользу какой-то из них определяется, скорее, привычкой: если у вас уже есть iPhone, то обычно приобретается iPad.

Microsoft вошла в бизнес планшетов со своими Surface RT и Surface Pro, а также ассортиментом устройств на Windows RT и Windows 8 авторства партнеров-производителей. В данном случае концепция направлена на несколько другой тип использования, когда сочетаются функции планшета и ноутбука. Идея в целом неплоха: удобно носить с собой одно устройство, одновременно выступающее планшетом для потребления контента и ноутбуком для его создания. Однако мысль только начала воплощаться, и должно пройти некоторое время, чтобы она была реализована достойным образом.

Иллюстративный материал: AnandTech.