Статья: Обзор NVIDIA SHIELD TV: облачный GeForce

Многие из компаний, которые в прошлые годы были известны прежде всего или исключительно в качестве производителей компьютерных комплектующих, признали новое правило успеха на рынке пользовательской электроники: в то время как пользовательский опыт мобильных и настольных ПК все меньше ограничен производительностью, уже недостаточно выпускать хорошее железо. Более убедительно в глазах покупателей выглядит предложение готового продукта, встроенного в экосистему ПО и облачных сервисов.

NVIDIA последовательно интегрировала элементы этой модели в свой основной бизнес — графические процессоры, которые сейчас окружены массой сопутствующих программных технологий, начиная со специализированных API для всех задач, связанных с GPU, и заканчивая клиентским ПО GeForce Experience, которое, фактически, является способом организовать игровые функции в удобный неискушенному пользователю консолеподобный интерфейс.

Создав портативную консоль SHIELD, а затем планшет SHIELD Tablet K1, NVIDIA прощупала почву для следующей инициативы — стать поставщиком специализированных игровых устройств и контента наряду с Microsoft, Sony и Nintendo. И если мобильным SHIELD симпатизирует прежде всего гиковская аудитория, то у ТВ-приставки SHIELD TV, ставшей последним дополнением к этой линейке, есть шанс на широкое признание.

Судьба SHIELD TV лежит на пересечении двух функций — стриминг 4К-видео из ЛВС и интернета и игры в формате полноценной домашней консоли. Однако SHIELD TV не претендует на соревнование с PlayStation 4 и Xbox One. Пусть у NVIDIA и есть все технические возможности, чтобы пойти на такой шаг, компания выбрала другое направление. SHIELD TV рассчитана в первую очередь на трансляцию игр с платформы, обладающей лучшей , чем у любой консоли,производительностью и возможностями — ПК. Первоначально NVIDIA предлагала стриминг игр с домашнего компьютера, но сейчас на первый план выходит облачный сервис GeForce NOW, выросший из экспериментального проекта NVIDIA GRID.

Приставка SHIELD TV была представлена еще весной 2015 года и официально не поставлялась в Россию. Cегодня мы рассмотрим ее обновленную версию, доступную для россиян, и узнаем, что это такое — компьютерные игры в облаке.

⇡#Технические характеристики, цены

В основе приставки лежит система на чипе Tegra X1, изготовленная по техпроцессу TSMC 20 нм. SHIELD TV — одно из немногих устройств, где нашла применение эта SoC, принадлежащая к редкому среди чипов на ARM классу энергопотребления (TDP Tegra X1 составляет 15 Вт), ограничивающему ее применение ультракомпактными ноутбуками и встраиваемыми компьютерами. Другие известные примеры — автомобильные платы DRIVE CX/PX от NVIDIA, и ноутбук-трансформер Google Pixel С.

Учитывая, что Tegra X1 существует уже два года, а это большой срок на потребительском рынке, маловероятно, что мы встретим ее в каком-либо ином продукте, поэтому не будем подробно рассматривать архитектуру чипа и ограничимся комментарием к нескольким ключевыми фактами.

Известно, что NVIDIA давно работала над собственной архитектурой CPU — Denver. Вместо четырех и более ядер, способных исполнять одновременно небольшое число инструкций (как принято в лицензированных у ARM архитектурах), Denver комплектуется двумя чрезвычайно «широкими» конвейерами (вплоть до семи инструкций за такт). Такой подход, ранее зарекомендовавший себя в серии микросхем Apple A6–A10, обеспечивает высокую производительность и энергоэффективность как в многопоточной, так и в однопоточной нагрузке — то, чем не могут похвастаться стандартные армовские ядра. 20-нанометровая SoC на базе Denver под названием Tegra X2 используется в консоли Nintendo Switch.

Другой вариант микросхемы, Tegra X1, напротив, включает восемь лицензированных ядер — четыре высокопроизводительных ядра ARM Cortex-A57 и четыре энергоэкономичных Cortex-A53. Это стандартная в рамках архитектуры big.LITTLE комбинация , которую можно найти во многих мобильных SoC (например, Qualcomm Snapdragon 810 или некоторые чипы Samsung серии Exynos Octa). Однако Tegra X1 выделяется среди подобных чипов способом распределения потоков между высокопроизводительным и экономичным кластерами ядер. Если другие SoC предъявляют планировщику ОС весь набор ядер (Global Task Scheduling), то в работе с Tegra X1 планировщик ОС «видит» только тот или иной кластер, переключение между которыми происходит автоматически. Эффективность этого подхода в случае Tegra X1 зиждется на соединительной шине собственной разработки, обеспечивающей когерентность кешей.

Однако за два года индустрия мобильных SoC ушла далеко вперед и Tegra X1 больше не претендует на лидерство в быстродействии CPU перед лицом современных конкурентов (таких, как Apple A9X, Apple A10, Qualcomm Snapdragon 825), равно как и новых чипов NVIDIA — Tegra X2 и Tegra P1. Тем не менее, у Tegra X1 в составе SHIELD TV есть преимущество в виде лимита мощности, не ограниченного объемом аккумулятора и пассивным охлаждением. TDP чипа составляет 15 Вт, а ядра Cortex-A57 достигают частот вплоть до 2 ГГц.

Но главное достоинство Tegra X1 — чрезвычайно мощный для данного класса графический процессор на базе архитектуры Maxwell, которая, как и следующие архитектуры GPU NVIDIA, создавалась с акцентом на мобильные SoC. Tegra X1 содержит два блока SMM, тождественные таковым в дискретных GPU архитектуры Maxwell, и при частоте 1 ГГц характеризуется пиковым быстродействием в 512 GFLOPS. Для сравнения, это уровень топовых геймерских видеокарт образца 2006–2008 гг. — GeForce 8800 GTX и GeForce 9800 GT. Более того, даже консоли PlayStation 3 и Xbox 360 имеют более медленные GPU (400 и 240 GFLOPS соответственно).

Однако прелесть унификации строительных блоков GPU среди всех чипов NVIDIA не только в производительности. Tegra X1 совместима как с OpenGL ES, так и с более мощными десктопными API — такими, как OpenGL 4.5, DirectX 12, Vulkan и CUDA — что облегчает портирование игр с ПК на Tegra X1 под управлением Android. Впрочем, в плане поддержки OpenGL и DirectX чипы NVIDIA больше не уникальны, т. к. конкурирующие SoC уже приобрели такую функциональность.

Другая отличительная особенность Tegra X1, которая сравнительно недавно появилась в дискретных GPU, состоит в поддержке формата чисел половинной точности (FP16), операции с которыми исполняются ядрами CUDA на удвоенной скорости относительно FP32. При этом добрая часть игр для Android оперирует именно FP16, а не FP32 — форматом, стандартным для шейдерного кода десктопных приложений.

Tegra X1 имеет 64-битный интерфейс доступа к оперативной памяти и в составе SHIELD TV связана с чипами LPDDR4, работающими на частоте 1600 МГц, общим объемом 3 Гбайт. Эффективная компрессия цвета на стороне GPU компенсирует ограничения такого относительно узкого интерфейса. Об этой и других особенностях архитектуры Maxwell вы можете прочитать в наших обзорах GeForce GTX 750 Ti и GeForce GTX 980.

Отдельная гордость создателей Tegra X1 — ее мультимедийный блок. SoC способна декодировать форматы H.264, HEVC (в том числе, с 10-битным цветом) и VP9 при разрешении вплоть до 4К и частоте кадров 60 Гц, а также кодировать все перечисленное в 4К с частотой 30 Гц. Среди других современных SoC, которые могут оказаться в ТВ-приставках, сравнимыми возможностями обладает, пожалуй, лишь Qualcomm Snapdragon 820 и выше. Наиболее известный и успешный соперник SHIELD TV в этом качестве — Apple TV — вообще не поддерживает 4К и HEVC как таковые.

SHIELD TV может не только декодировать 4К-видео, но и выводить его на экран с частотой 60 Гц посредством интерфейса HDMI 2.0b во всей полноте его возможностей: цветом с точностью 10 бит на канал и субдискретизацией (chroma subsampling) 4:4:4, высоким динамическим диапазоном (HDR). Кроме того, Tegra X1 поддерживает защиту контента по стандарту HDCP 2.2, которая является обязательным условием для Netflix и подобных сервисов потокового вещания в 4K. Звук SHIELD TV выдает по кабелю HDMI, либо на внешнюю звуковую карту с интерфейсом USB, либо через аналоговый разъем на геймпаде.

Производитель	NVIDIA
Модель	SHIELD	SHIELD PRO
SoC	NVIDIA Tegra X1
CPU	4 × ARM Cortex A57 (2,0 ГГц, 2 Мбайт L2); 4 × ARM Cortex A53 (2,0? ГГц, 512 Кбайт L2)
GPU	GM20B (архитектура Maxwell): 256 ядер CUDA; 16 блоков наложения текстур; 16 ROP; 1 ГГц
Оперативная память	LPDDR4 SDRAM, 1600 МГц, 64 бит, 3 Гбайт
Накопитель	eMMC 5.1 SSD, 16 Гбайт	2,5″ SATA HDD, 500 Гбайт
Порты ввода–вывода	1 × HDMI 2.0b; 2 × USB 3.0 (Type-A)	1 × HDMI 2.0b; 2 × USB 3.0 (Type-A); 1 × USB 2.0 (Micro Type-A); 1 × Micro SDXC; 1 x инфракрасный порт
Сеть	IEEE 802.11a/b/g/n/ac (2,4 и 5 ГГц, MIMO 2×2); 1× Bluetooth 4.1 / BLE; 1 × Gigabit Ethernet
Масса, г	250	654
Габаритные размеры (Д × В × Г), мм	159 × 98 × 25,93	210 × 130 × 25
Операционная система	Android 7.0
Гарантийный срок, лет	1
Розничная цена (США, без налога), $*	199,99	299,99
Розничная цена (Россия), руб.**	17 990	25 990

* По данным www.nvidia.com

** По данным www.nvidia.ru

Приставка SHIELD TV существует в двух модификациях, различающихся ценой и типом накопителя: дебютная версия 2015 года, которая теперь носит название SHIELD PRO, и новый SHIELD в уменьшенном корпусе. Вариант PRO содержит жесткий диск объемом 500 Гбайт, а «просто» SHIELD TV — flash-память объемом 16 Гбайт. Однако в последнем случае не идет речи о полноценном SSD с шиной PCI Express, т. к. ПЗУ подключается к Tegra X1 по интерфейсу eMMC 5.1 c пропускной способностью 400 Мбайт/с. Столь ограниченный объем энергонезависимой памяти отражает предназначение устройства для облачных сервисов, нежели локальной установки игр. В последнем случае, если игры достаточно «тяжелые», придется положиться на внешний жесткий диск или флешку. Кстати, внешние накопители могут быть отформатированы как в системе exFAT, так и NTFS.

Обе модели имеют разъем Gigabit Ethernet и поддерживают Wi-Fi стандарта IEEE 802.11ac с MIMO 2×2 (пропускная способность 866 Мбит/с на частоте 5 ГГц).

Устройства продаются через сайт NVIDIA по ценам $199,99 и $299,99 либо 17 990 и 25 990 руб. Это довольно дорого для ТВ-приставки. К примеру, Apple TV с ПЗУ объемом 64 Гбайт стоит $199 либо 15 490 руб. Однако к SHIELD TV прилагается геймпад, не говоря о несопоставимо более мощном процессоре, возможностях расширения и коммуникации.

⇡#Внешний вид, комплект поставки

Обновленная версия ТВ-приставки SHIELD стилистически не отличается от SHIELD PRO, но благодаря замене жесткого диска на SSD габариты корпуса (и без того компактного, т. к. блок питания — внешний) в плоскости удалось сократить на 30%. Коробочку можно устанавливать как горизонтально, так и вертикально с помощью отдельно приобретаемой за $19 подставки.

Другое отличие SHIELD от SHIELD PRO состоит в наборе кабельных интерфейсов. Новая версия лишена дополнительного порта Micro USB 2.0 для соединения с ПК, слота Micro SDXC и инфракрасного датчика. Отметим, что хотя все порты находятся на заднем торце корпуса, удобнее развернуть приставку на 180°, чтобы подключать флешку или провод зарядки геймпада.

К обеим моделям SHIELD TV прилагается пульт ДУ и обновленный геймпад. Формой корпуса он напоминает геймпад Xbox, но расположение аналоговых стиков здесь такое же, как на геймпаде PlayStation. Внутри есть двойной вибромотор, а батарея рассчитана на 60 часов непрерывной игры.

Механика и эргономика контроллера по-прежнему на высоте. NVIDIA лишь сделала контроллер меньше по сравнению с прошлой версией и заменила встроенный тачпад на чувствительную полоску, которая регулирует громкость. Курсор мыши, когда он нужен, перемещается правым стиком. В геймпад встроен ЦАП/АЦП для подключения наушников или гарнитуры, микрофон дальнего действия и ИК-порт для управления аудио-видео-техникой.

Также, в отличие от ранних геймпадов, входивших в комплкт SHIELD TV 2015 года и SHIELD Tablet K1, устройство соединяется с приставкой по интерфейсу Bluetooth, а не Wi-Fi Direct. Последний обладает меньшей латентностью, зато теперь геймпад можно без проблем подключить к ПК по радиоканалу, а не только проводом. Приставка способна одновременно работать с четырьмя контроллерами.

Если подключить обычную клавиатуру и мышь (как по USB, так и по Bluetooth), они будут работать и в играх под Android, и при трансляции игр из облака или локальной сети. В интерфейсе Android TV использование мыши возможно, но не поощряется: в некоторых приложениях указатель либо вовсе не появляется, либо периодически замерзает.

Пульт ДУ тоже изменили в новом издании приставки (в комплекте с SHIELD PRO поставляется старая версия), убрав разъем mini-jack и заменив несъемный аккумулятор с зарядкой от порта USB на стандартную плоскую батарейку. Чтобы экономно расходовать последнюю, пульт автоматически засыпает, если не находится в руках пользователя. Как и в геймпаде, пульт имеет микрофон дальнего действия и чувствительную полоска управления громкостью.

Хотя манипуляторы соединяются с приставкой по интерфейсу Bluetooth, и в геймпад, и в пульт встроен универсальный ИК-передатчик, с помощью которого можно регулировать громкость телевизора или аудио-ресивера. А можно и наоборот — управлять некоторыми функциями приставки с помощью пульта какого-либо из устройств в цепочке HDMI при условии, что последние поддерживают стандарт HDMI-CEC.

Помимо «родных» устройств, в SHIELD TV поддерживаются геймпады Xbox (с помощью USB-ресивера), ряд других контроллеров, джойстиков и веб-камер. Многие универсальные пульты ДУ тоже совместимы с приставкой, но надо помнить, что встроенный ИК-приемник есть только в SHIELD PRO.