Статьи и Лайфхаки
Многие владельцы смартфонов интересуются, что же такое процессор в мобильном телефоне и какие его функциональные возможности.
По аналогии с персональным компьютером, микрочип является сердцем мобильного устройства. Однако он используется вместе с другими компонентами (графическим ускорителем и т.д.), образуя систему, которая выполняет функцию командного центра.
Абсолютным лидером среди разработчиков архитектур для микропроцессоров является компания ARM Limited. Преимущественное большинство производителей, таких как , NVidia, и другие, используют при изготовлении чипов технологию ARM.
О версиях архитектур для процессора в телефоне
Архитектура – одна из важнейших характеристик микропроцессоров. Благодаря развитию технического прогресса постоянно расширяются функциональные возможности смартфонов. Модернизация устройств требует более новых версий «начинки», которые позволяют оптимизировать их работу. Например, увеличить производительность, снизить затраты энергии, прочее.Однако вместе с преимуществами процессоры более свежих версий имеют некоторые недостатки. Так, устройства на базе ARMv6 оказались не совместимыми с некоторыми , в частности, разработанными для ARMv7. Это является не единственным доказательством, что разница между различными версиями одной архитектуры может быть такой же, как между совершенно разными архитектурами.
От чего зависят основные параметры процессора в телефоне
Второй по значимости характеристикой после архитектуры является ядро. В технических параметрах каждого смартфона, как правило, указывается двух- либо четырехядерный процессор. Ядро определяет следующие параметры работы девайса :
- Производительность
.
Для трехмерных игр, приложений для обработки видео-, мультимедийных файлов необходимо наличие 4 ядер. Иногда в устройствах используют дополнительное 5 ядро для выполнений несложных задач... таких, как экономия заряда батареи при высокой производительности.
В целом, большее количество ядер не столько расширяет функциональные возможности системы, сколько увеличивает скорость выполнения задач. Оптимизация процесса производится за счет распределения нагрузки между элементами.
- Энергопотребление
.
Для снижения энергозатрат ядра, которые не используются в процессе работы, автоматически отключаются.
- Тактовая частота
.
Показывает, какое количество тактов выполняет микропроцессор за интервал времени (секунда). Единица измерения – ГГц, МГц. Величина тактовой частоты пропорциональна скорости работы устройства, а также значению энергопотребления. С целью снижения энергозатрат производители ставят ограничение на ТЧ.
Еще одна нужная характеристика мобильных процессоров
Одним из важных параметров, о котором редко вспоминают продавцы гаджетов, является объем кэш-памяти. Чем больше вместительность виртуального хранилища, тем выше скорость выполнения задач.
Разницу между объемами кэша можно проследить, сравнив устройство от официального производителя и его реплику. При одинаковых параметрах брендовый гаджет будет работать быстрее, чем копия.
Снижение объема кэш-памяти позволяет снизить рыночную стоимость продукта. Однако такой чип вполне может удовлетворить потребности среднестатистического пользователя.
Всего каких-то пять лет назад в смартфонах были одноядерные процессоры, а предсказания о появлении в мобильных гаджетах многоядерных чипов вызывали лишь усмешки. Тем не менее, в начале 2011 года был представлен первый смартфон с двухъядерным чипсетом, и с тех пор количество ядер в мобильных процессорах только растёт. Сегодня нас уже не слишком удивляют чипсеты с десятью ядрами (к примеру, ), и нет оснований полагать, что эта цифра перестанет увеличиваться. Чтобы понять, чего добиваются производители, и зачем смартфонам столько ядер, начнём с небольшого экскурса в историю.
В погоне за производительностью
До 2011 года рост производительности процессоров мобильных устройств достигался в первую очередь увеличением их тактовой частоты. Но дальше бодро двигаться за счёт наращивания частот не получилось: в мобильных устройствах остро стоит проблема с охлаждением. Уменьшить же перегрев на высоких тактовых частотах можно, перейдя на более тонкий техпроцесс. Однако совершенствование литографического оборудования происходило недостаточно быстро, и вот тогда производители решили прибавить смартфонам производительности способом, уже опробованным на ПК - добавив второе вычислительное ядро.
Итак, первый смартфон с двухъядерным процессором появился в 2011 году: это был LG Optimus 2X с чипсетом NVIDIA Tegra 2. Чипсет был построен на ядрах ARM Cortex-A9 с тактовой частотой до 1 ГГц, выполненных по 40-нм техпроцессу. Смартфон действительно показывал хорошие результаты в синтетических тестах и при выполнении определённых задач, но ещё около года его «двухъядерность» была почти бесполезна, поскольку разработчики приложений не торопились массово оптимизировать свои программы для работы с двумя ядрами. Впрочем, разные процессы уже могли нагружать оба ядра одновременно, что и давало видимый прирост скорости.
Однако чем больше распространялись устройства с многоядерными процессорами, тем больше им уделяли внимания разработчики требовательных приложений - прежде всего игр. Само собой, производители смартфонов не стали останавливаться на двух ядрах и уже в 2012 году появился первый аппарат с пятиядерным процессором LG Optimus 4X HD на базе чипсета NVIDIA Tegra 3 с четырьмя ядрами ARM Cortex-A9 на тактовой частоте 1,5 ГГц и пятым ядром-компаньоном с частотой 500 МГц. Четыре основных ядра определяли выдающуюся производительность устройства, но быстро разряжали батарею. Поэтому простые задачи обрабатывало работающее на пониженной частоте ядро-компаньон.
Первым «чистым» четырёхъядерным процессором стал Qualcomm Snapdragon S4 Pro. В отличие от чипсетов NVIDIA, в линейке S4 Pro компания Qualcomm использовала ядра собственной разработки под названием Krait, которые поддерживали технологию aSMP, позволяющую выбирать напряжение и частоту каждого ядра в отдельности и даже полностью их отключать. Синхронные системы, которые в то время разрабатывали компании NVIDIA и ARM, этого делать не могли.
В погоне за энергоэффективностью
Производительность четырёхъядерных решений вполне удовлетворила как потребителей, так и производителей: последним оставалось только по мере возможности уменьшать техпроцесс и увеличивать тактовую частоту. Однако при разработке первых четырёхъядерных процессоров инженерам пришлось всерьёз задуматься об энергоэффективности. Результатом этих нелёгких дум стало появление архитектуры 4-PLUS-1 у NVIDIA и внедрение технологии aSMP в процессоры Qualcomm, о которых мы уже говорили.
Примерно в это же время появляется архитектура ARM big.LITTLE, которая была призвана решить сложившуюся проблему. Первая реализация big.LITTLE, Clustered Switching, оказалась не слишком удачной, поскольку позволяла устройству переключаться только между кластерами ядер одного типа без возможности управлять каждым из них в отдельности. Первым чипсетом с такой реализацией архитектуры стал Samsung Exynos 5 Octa (5410) с четырьмя ядрами ARM Cortex-A7 и четырьмя ядрами Cortex-A15, применявшийся в смартфоне Galaxy S4. В этом процессоре при энергопотреблении до 1 Вт работал кластер LITTLE, который при превышении этого порога отключался для начала работы кластера big с максимальным энергопотреблением до 6 Вт.
Во второй реализации big.LITTLE под названием IKS кластеры состояли из двух ядер разных типов, но в каждый момент времени могло работать одно. Эта технология позволяла работать одновременно ядрам разных типов (например, двум производительным и двум энергосберегающим ядрам в восьмиядерном чипсете), но задействовать все ядра было по-прежнему невозможно.
Наконец, появилась технология HMP, которая была способна задействовать любые комбинации ядер с любой частотой каждого из них, включая одновременную работу всех ядер для достижения максимальной производительности. Именно HMP используется во всех современных чипсетах, построенных на архитектуре ARM big.LITTLE, ну а первым процессором на этой архитектуре стал также разработанный компанией Samsung чипсет Exynos 5 Octa (5420).
Используются ли ядра приложениями?
Существует довольно распространённое мнение, что смартфонам на самом деле не нужны многоядерные процессоры. Раньше так говорили о четырёхъядерных процессорах, сейчас - о восьмиядерных. Якобы, мобильные приложения просто не могут задействовать все ядра, в результате чего большинство из них «простаивает» без надобности. Но даже на заре «многоядерности» смартфонов одно ядро могло использоваться работающим приложением, а другое в это же время заниматься обновлением виджетов, синхронизацией и другими системными процессами. В настоящее же время мобильные программы, начиная с самых простых, могут задействовать минимум четыре ядра. Чтобы подтвердить это, ресурс Android Authority провёл собственное исследование, запуская различные приложения и анализируя загруженность ядер. Вот что удалось получить для браузера Chrome на четырёхъядерном чипсете Qualcomm Snapdragon 801:
Как вы можете увидеть на графиках, Chrome умеет работать в несколько потоков (иначе мы бы видели использование максимум двух ядер), причём операционная система старается согласовать нагрузку на все ядра во избежание ситуаций, когда два ядра имеют стопроцентную нагрузку, а два других - простаивают.
Если провести тот же тест на чипсете с архитектурой big.LITTLE HMP, картина меняется:
В случае использования гетерогенного мультипроцессинга, число используемых ядер будет близко к максимальному, а графики загруженности ядер не будут совпадать даже приблизительно.
Чтобы понять, почему так происходит, и почему одному и тому же приложению требуется разное количество ядер на разных чипсетах, посмотрим на ещё один график, полученный в игре Epic Citadel:
На графике видно, что при большой нагрузке активен кластер big, что соответствует одновременному использованию четырёх ядер, но при снижении нагрузки некоторое время могут работать оба кластера одновременно, суммарно используя восемь ядер. Низкая загруженность каждого ядра, при этом, не вызовет скачков в энергопотреблении, а дальнейшее снижение нагрузки приведёт к полному отключению кластера big и включению энергосберегающего кластера LITTLE.
Вывод из вышесказанного простой и категоричный: отсутствие многопоточности в приложениях Android - это миф, причём операционная система распределяет нагрузку на ядра наилучшим образом в зависимости от того, использует чипсет архитектуру big.LITTLE или нет.
В погоне за маркетингом
Первые восьмиядерные процессоры вызывали насмешки скептически настроенных пользователей, но, несмотря на это, стали лучшим доступным решением для оптимизации баланса производительности и энергопотребления смартфона. Производители, впрочем, останавливаться не стали, и в 2015 году компания Mediatek представила первый чипсет с десятью ядрами - Helio X20, а также заявила, что в скором времени выпустит и двенадцатиядерный процессор.
В Helio X20 используются ядра уже не двух, а трёх типов с плавно возрастающей производительностью: четыре Cortex-A53 на 1,4 ГГц, четыре Cortex-A53 на 2 ГГц и два Cortex-A72 на 2,5 ГГц.
Несмотря на впечатляющие цифры, в отличие от первых двух-, четырёх- и восьмиядерных чипсетов, Helio X20 не стал фурором, уступая в бенчмарках своим конкурентам с меньшим числом ядер. Приложений, которые могут задействовать одновременно более восьми ядер, пока что ничтожно мало, и дальнейшее увеличение числа ядер в ближайшее время не даст сколько-нибудь заметного прироста производительности.
Что касается неизбежного спутника всевозрастающей мощности мобильных устройств - необходимости уменьшения энергопотребления, производители чипсетов и смартфонов активно используют для этого другие способы, например, уменьшают техпроцесс и занимаются оптимизацией других компонентов - экранов или памяти. А увеличение числа ядер ведёт, скорее, к росту стоимости конечных устройств.
Существует и альтернативный пример развития - компания Apple. В то время как производители Android используют операционную систему Google, а большинство из них - ещё и процессоры сторонних разработок, компания Apple сама занимается разработкой iOS и проектированием чипсетов для своих мобильных устройств. Это позволяет компании добиться хорошего баланса между производительностью и энергоэффективностью путём глубокой оптимизации как программной, так и аппаратной части гаджетов. В своих современных чипсетах Apple использует… всего два ядра собственной разработки под названием Twister. Конечно, смартфоны яблочной компании показывают намного меньшие цифры в бенчмарках по сравнению с Android-устройствами, но к чему погоня за цифрами, если система, все программы и игры на гаджетах работают отлично?
В погоне за будущим
На начало 2016 года четырёхъядерные чипсеты де-факто стали для смартфонов (кроме iPhone) минимальным стандартом. Лишь в самых бюджетных моделях ещё можно встретить двухъядерные процессоры, а одноядерные и вовсе стали историей. Стало ли это полезным для пользователей? Несомненно, да, поскольку рынок всегда расставляет всё на свои места, и неудачные решения быстро уходят в прошлое. Двух- и четырёхъядерные процессоры доказали, что они являются отличным решением увеличения производительности смартфонов без фатального уменьшения автономности. Сейчас уже вполне можно утверждать, что ожидания оправдала и архитектура ARM big.LITTLE HMP при использовании шести-восьми ядер. Она лучше других балансирует между производительностью и энергоэффективностью, меняя эти параметры в широких пределах в зависимости от текущих задач.
Производителям смартфонов с каждым годом становится всё труднее удивлять пользователей. Компаниям тяжело даётся переход на более тонкие техпроцессы, что ограничивает возможности увеличения частоты, да и имеющиеся стандарты производительности уже таковы, что, купив флагман, человек не будет ощущать её нехватки ещё 3–4 года. В результате и появляются чипсеты, поражающие воображение цифрами, за которыми пока не скрывается никаких благ для конечного пользователя. И дальнейшее увеличение числа ядер в мобильных гаджетах на сегодняшний день едва ли оправдано: таким способом не удастся добиться заметного увеличения ни производительности, ни автономности устройств.
Надолго ли удержатся на рынке чипсеты с большим, чем восемь, количеством ядер - покажет время, но такие процессоры не несут в себе никаких важных новшеств, которые бы мог прочувствовать каждый, поэтому гнаться за такими устройствами в ближайшем будущем точно не стоит.
Ни для кого не секрет, что производительность вашего будущего смартфона напрямую зависит от трех компонентов: процессора, графического ядра и оперативной памяти. Именно они определяют то, насколько плавно будет работать интерфейс в вашем телефоне, не будут ли тормозить игры, и насколько быстро будут запускаться приложения. Сегодня мы вам поведаем, как выбрать смартфон, который будет устраивать вас своим быстродействием.
Производятся мобильные процессоры такими компаниями как Qualcomm, Samsung, MediaTek, Intel, NVIDIA и некоторыми другими, которые только начинают осваивать рынок. Поэтому сегодня мы не будем строить прогнозов на будущее и гадать, выпустит компания или нет коммерческую версию представленного на выставке прототипа, а разберемся в конкретных моделях, которые используются при производстве смартфонов. Но об этом поговорим чуть позже, когда начнем обзор конкретных моделей процессоров, а сейчас немного расскажем о производителях.
Один из лидеров по производству энергоэффективных микрочипов, построенных на технологии ARM, корпорация Qualcomm, выпустившая такие хиты как Snapdragon 400, 600, 800. А вот компания Apple для своих смартфонов проектирует процессоры сама, также используя в них архитектуру ARM. В свою очередь, компания Samsung тоже выпускает собственные производительные процессоры Samsung Exynos для своих топовых смартфонов.
Не отстает и китайский производитель. Корпорация MediaTek уверенно завоевывает свои позиции на рынке, избавляясь от клейма брендов второго эшелона. Отдельно хочется сказать про «умную» продукцию знаменитой компании NVIDIA, так как ее процессоры снабжены особым видеоядром Tegra, который ориентирован в основном на игровую индустрию. Благодаря этому производителю появился новый класс устройств, геймерские планшеты и смартфоны. А еще на рынке присутствует такой игрок традиционной PC-индустрии как Intel. Причем Intel выпускает процессоры Atom на базе архитектуры x86, такой же, как и в обычных компьютерах, поэтому продукцию этой фирмы можно чаще всего встретить на Windows-устройствах.
При выборе быстрого смартфона нельзя опираться только на один показатель, тактовую частоту процессора. Хотя, как правило, чем выше этот показатель, тем лучше. Все современные мобильные процессоры умеют понижать и повышать собственную частоту в зависимости от нагрузки, как это делают старшие собратья в полноценных компьютерах. Поэтому в спецификации указывается именно верхний предел тактовой частоты процессора. Бюджетные процессоры имеют частоту 1000-1300 МГц, средний класс - 1300-1700 МГц, а флагманы работают на 1900 МГц и более.
Стоит, правда, помнить о том, что одни мегагерцы могут быть на порядок быстрее других, то есть кроме частоты на скорость работы влияет еще куча разных параметров. Поэтому некорректно лоб в лоб сравнивать разные смартфоны по частоте их процессора. Лучше воспользоваться специальной программой Benchmark. В мире Android-смартфонов популярнее всего Benchmark AnTuTu, запустив этот тест, вы получите результат в виде абстрактного количества баллов или, как говорят матерые обозреватели, «попугаев». Вот с помощью данной программы и нужно сравнивать скорость работы разных смартфонов. В любом случае лучше выбирать процессор с тактовой частотой не ниже 1500 МГц, это на сегодня является разумным минимумом.
Количество ядер процессор
А теперь мы подошли к очень интересному вопросу, сколько же вычислительных ядер должно быть в процессоре? Одноядерные процессоры сегодня удел даже не бюджетных моделей, а безвозвратно устаревающих устройств.
На рынке господствуют многоядерные решения, в которых над разными задачами могут параллельно работать несколько вычислительных блоков. Вслед за двухъядерными появились четырех-, пяти- и даже восьмиядерные процессоры. Казалось бы, все просто, чем больше ядер, тем быстрее чип. Однако на практике это не всегда так. Во-первых, смартфон чаще всего не задействует все ядра процессора одновременно. Во-вторых, большинство приложений умеет работать максимум с двумя вычислительными ядрами. Даже последняя версия iPhone 5s использует процессор всего лишь с двумя ядрами, но благодаря отличной оптимизации они показывают результаты, которым могут позавидовать и гораздо более многоядерные аппараты. Например, в чипе NVIDIA Tegra 3 пятое ядро выполняет функцию вспомогательную, обеспечивая работу устройства в режиме экономии энергии, то есть проверяя почту и обрабатывая системные процессы, или когда телефон находится в режиме ожидания. Старшие же четыре ядра в это время спят.
Обратим внимание на восьмиядерный процессор Samsung Exynos 5, которым оснащаются в некоторых регионах модели Samsung Galaxy S4 и Note 3. По сути, он включает в себя два 4-ядерных процессора. Один из них слабенький, но экономичный, а другой, наоборот, очень мощный, но необычайно прожорливый. Суть здесь в том, что в зависимости от того, чем занят смартфон, работает только один из двух процессоров. При повышении нагрузки, например, при запуске тяжелой игры, включается более мощный процессор. В остальное же время исполнение задач идет на процессоре, который потребляет меньше энергии, что позволяет экономить батарею. В то же время уже появился полноценный 8-ядерный процессор - чип MTK 6592 от MediaTek. Этот гигант поселился в таких смартфонах как Gionee Elife S5.5, Lenovo S939 и Huawei Honor 3X.
Для бюджетных моделей лучшим будет 2-ядерный процессор. А если вы любитель поиграть, то для вас существуют 4-ядерные модели среднего и топового класса. 8-ядерный чип на текущий момент больше подойдет энтузиастам, так как применить его на все сто пока негде, а когда эта возможность появится, то и премиум-смартфоны будут стоить как бюджетники.
Скорость работы смартфона в играх напрямую зависит от графического ускорителя. Это такой микропроцессор, который занимается исключительно обработкой и выводом графики. Если в настольных компьютерах мощная видеокарта всегда была отдельной платой, то в смартфонах должно быть все максимально компактно. Поэтому графическое ядро в них физически соседствует с центральным процессором. Они размещены на одной интегральной схеме. По этой причине вы не можете самостоятельно подобрать оптимальную комбинацию процессора и видеоядра, производители сделали это уже за Вас. Но для того, чтобы понять не будут ли тормозить ли игры, все-таки полезно знать какое именно видеоядро используется в смартфоне. В настоящее время большая часть графических ускорителей используют ядра Mali и Adreno, известные нам по процессорам компании Qualcomm, а вот PowerVR от компании Imagination Technologies и GeForce от NVIDIA эти чипы имеют множество разновидностей и бывают многоядерными.
Не стоит забывать, чем выше разрешение дисплея в смартфоне, тем более мощный чип ему нужен для обработки графики, иначе будут притормаживания. Поэтому устройствам с разрешением Full HD требуются флагманские графические ускорители PowerVR SGX544, Adreno 220 и Mali 450. А графические чипы среднего уровня Mali 400, Adreno 220, PowerVR SGX 540 подойдут для тех, кто не гонится за производительностью в играх, но хотел бы без проблем смотреть HD-видео и играть в средней тяжести игры.
Оперативная память смартфона
Оперативную память многие путают со встроенным флеш-накопителем, но если последний используется лишь для хранения файлов на вашем смартфоне, то в оперативной памяти временно размещаются команды и данные, необходимые процессору для выполнения работы. Чем больше объем оперативной памяти, тем быстрее запускаются приложения, и тем большее количество одновременных задач может выполнять смартфон, не выгружая их из памяти.
Максимальный объем оперативной памяти сегодня у смартфонов составляет 3 Гб. Для комфортного выполнения ежедневных задач на смартфоне с мобильной операционной системой Android достаточно от 1 до 2 Гб оперативной памяти. А вот меньше опускаться точно не стоит.
Теперь рассмотрим модели самых производительных процессоров от разных производителей.
Как известно, впервые в мобильном чипсете используется 64-битный процессор. Apple A7 - это два основных ядра с тактовой частотой 1300 МГц, здесь используется новейшая архитектура ARM v8. Новые ядра получили название Cyclone, а весь чип Apple A7 произведен компанией Samsung по новому 28-нанометровому процессу High-K Metal Gate (HKMG). В iPhone 5/5с, напомним, используется 32-битный процессор Apple A6, также произведенный Samsung, но выполненный по более старому процессу 32 нм. Таким образом, несмотря на жесткую борьбу на рынке смартфонов между Samsung и Apple, именно корейский производитель продолжает выпускать чипы для iPhone. Графический ускоритель в iPhone 5s также на высоте - 4-ядерный PowerVR (Series 6) G6430, поддерживающий OpenGL 3.0, DirectX 10 и OpenCL 1.x. Это один из самых мощных мобильных графических чипов на рынке на данный момент. Объем оперативной памяти по сравнению с iPhone 5/5с не изменился - 1 Гб, однако тут используется более быстрый вариант LPDDR3 вместо LPDDR2.
Как видим, Apple решила не гнаться за количеством ядер или сверхвысокой частотой, которые помимо мощности еще и увеличивают энергопотребление, а просто использовала самые лучшие наработки на рынке и оптимизированное программное обеспечение.
Qualcomm Snapdragon 801 MSM8974AC - ARM-чип для топовых планшетов и смартфонов. Он производится на заводах компании TSMC на 28-нанометровом HKMG-техпроцессе и включает 4 процессорных ядра на архитектуре Krait 400, работающие на частоте до 2500 МГц. В качестве видеоадаптера используется Adreno 330 на частоте до 375 МГц. По сравнению с чипами серии Snapdragon 800, например, MS8974AB, модель Snapdragon 801 предлагает повышенные частоты процессора и видеокарты.
Процессорная часть чипа основана на архитектуре Qualcomm под названием Krait, полностью совместимой с набором инструкций ARMv7. Новые ядра Krait 400 слегка отличаются от Krait 300 (Snapdragon 600) ускоренным кэшем L2. Благодаря рабочей частоте до 2500 МГц и высокой производительности на такт (выше Cortex-A9, но ниже Cortex-A15), Snapdragon 801 обеспечивает очень высокую производительность процессора. Основными конкурентами Snapdragon 801 являются NVIDIA Tegra 4, Samsung Exynos 5420 и Apple A7, а также любые новые топовые чипы. На данный момент Snapdragon 801 является одним из самых мощных чипов на рынке, но выпуск Snapdragon 805 заставит его несколько сдать позиции.
Еще одно отличие Snapdragon 801 от Snapdragon 600 - улучшенное графическое ядро. Snapdragon 600 использует видеоадаптер Adreno 320 (от 400 до 450 МГц), тогда как Snapdragon 801 оснащен более мощным Adreno 330 (MSM8974AC: 578 МГц). Принимая во внимание повышенную пропускную способность памяти, неудивительно, что его производительность значительно лучше. Adreno 330 немного быстрее Mali-T628 (чип Samsung Exynos 5420) или же PowerVR G6430 (чип Apple A7). Впрочем, конечная производительность зависит от устройства, в котором установлен чип, в частности, его охлаждения. Видеоадаптер поддерживает OpenGL ES 3.0 и OpenCL 1.2. Данный чип сегодня можно встретить в Gionee Elife E7, Samsung Galaxy S5, Sony Xperia Z2, HTC One (M8), Sony Xperia Z2 Tablet, Oppo find 7, ZTE Nubia X6 и OnePlus One.
MediaTek MT6592 - ARM-чип для Android-планшетов и смартфонов среднего класса. Он был выпущен в конце 2013 года и производится на техпроцессе 28 нм. Он состоит из 8 процессорных ядер Cortex-A7, работающих на частоте от 1700 до 2000 МГц, и видеоадаптера ARM Mali-450MP4, работающего на частоте в 700 МГц. Помимо этого, чип также включает модуль Wi-Fi, видеодекодер (аппаратное декодирование видео 4K), контроллер памяти LPDDR3 (до 666 МГц) и радиомодуль 2G/3G (UMTS/HSPA+).
Хотя MT6592 оснащен относительно мощными процессорными ядрами, его производительность в повседневных сценариях зачастую ниже, чем у 2-ядерных чипов вроде Apple A7 или 4-ядерных чипов на архитектуре Cortex-A15 или Krait (Snapdragon 800). В этом следует винить отчасти медленную архитектуру Cortex-A7 с ее низкой производительностью на такт, а отчасти тот факт, что далеко не все приложения способны использовать все восемь ядер чипа. Встроенный видеоадаптер ARM Mali-450MP4 включает 4 ядра, работающих на частоте в 700 МГц. Поэтому производительность данного решения ненамного ниже NVIDIA Tegra 4. Как и последний, Mali-450MP4 не поддерживает OpenGL ES 3.0, но показывает отличную производительность в играх. Этот процессор можно встретить в Gionee Elife S5.5, Lenovo S939, Huawei Honor 3X, ThL T200, Zopo ZP1000, Explay Diamond, ThL T100, Zopo ZP990+ и Zopo ZP998.
С этим процессором мы немного слукавим, так как эту свежую разработку можно пока встретить в одном смартфоне Explay 4Game и планшете NVIDIA Shield, но рекомендовать предыдущий NVIDIA Tegra 3 просто нет смысла, так как на текущий момент он начинает сдавать позиции. Чип включает в себя 4-ядерный процессор ARM Cortex-A15 с максимальной частотой 1900 МГц, пятое ядро-компаньон с максимальной частотой 500 МГц, 72-ядерный видеоускоритель NVIDIA GeForce ULP с поддержкой изображения 3D-Стерео, а также двухканальный контроллер памяти. В случае с NVIDIA Tegra 4 в чип интегрирован еще и LTE-модем.
Вердикт
В 1 квартале 2015 года уже намечен выход моделей Qualcomm Snapdragon 808 и Qualcomm Snapdragon 810, а в 4 квартале ожидается анонс инновационного 8-ядерного MediaTek MT6752 с видеоядром Mali T760. Прогресс не стоит на месте, и мы обязательно поговорим об этом позже. Наша главная задача ответить на вопрос: на какой процессор обращать внимание при выборе смартфона ?
Ответ может показаться несколько расплывчатым, но он самый объективный. На тот, что вам действительно нужен. Выше мы привели примеры где и в каких устройствах используется тот или иной чип. Не стоит гоняться за количеством ядер и тактовой частотой, если вам надо просто «игрушку». В этом случае вам как нельзя лучше подойдет NVIDIA Tegra 4. Для людей практичных и любящих стабильность - Apple A7, а для тех, кому необходима бешенная производительность, несмотря на энергопотребление, Snapdragon 801 MSM8974AC - идеальный вариант. MediaTek MT6592 подойдет людям запасливым, то есть тем, кто купил смартфон не на один год и хочет, чтобы у процессора был некий, пусть эфемерный, но потенциал. Самые мощные и недорогие смартфоны, да еще и с хорошими скидками, предлагает магазин
Во времена, когда мобильные телефоны были толстые и черно-белые, процессоры – одноядерные, а гигагерц казался непреодолимой планкой (лет 20 назад), единственной характеристикой для сравнения мощностей ЦП была тактовая частота. Десятилетие спустя второй важной характеристикой стало количество ядер. В наше время смартфон, толщиной менее сантиметра, содержит ядер больше, да и тактовую частоту имеет выше, чем простой ПК тех лет. Попробуем разобраться, на что влияет тактовая частота процессора.
Частота процессора влияет на скорость, с которой транзисторы процессора (и их внутри чипа сотни миллионов) производят переключение. Измеряется она в количестве переключений за секунду и выражается в миллионах или миллиардах герц (мегагерц или гигагерц). Один герц – это одно переключение транзисторов процессора в секунду, следовательно, один гигагерц – один миллиард таких переключений за то же время. За одно переключение, если говорить упрощенно, ядро делает одну математическую операцию.
Следуя обычной логике можно прийти к выводу, что чем больше частота – тем быстрее переключаются транзисторы в ядрах, тем скорее решаются задачи. Именно поэтому в прошлом, когда основная масса процессоров была по сути усовершенствованным Intel x86, архитектурные отличия были минимальны, и было ясно, что чем больше частота тактов – тем быстрее идут вычисления. Но со временем все изменилось.
Можно ли сравнивать частоты разных процессоров
В 21 веке разработчики научили свои процессоры обрабатывать за такт не одну инструкцию, а больше. Поэтому процессоры с одинаковой частотой тактов, но основанные на разных архитектурах, выдают разный уровень быстродействия. Intel Core i5 2 ГГц и Qualcomm Snapdragon 625 2 ГГц – это разные вещи. Хоть у второго ядер больше, но в тяжелых задачах он будет слабее. Поэтому саму частоту разных типов ядер сравнивать нельзя, важно учитывать еще и удельную производительность (количество выполнений инструкций за такт).
Если проводить аналогию с машинами, то тактовая частота – это скорость в км/ч, а удельная производительность – грузоподъемность в кг. Если рядом будут ехать легковушка (процессор ARM для смартфона) и самосвал (чип x86 для ПК) – то при равной скорости легковушка за раз перевезет пару сотен кило, а грузовик – несколько тонн. Если же говорить о разных типах ядер именно для смартфонов (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo) – то это все легковушки, но с разной вместительностью. Соответственно, тут разница уже будет не так огромна, но тоже значительная.
Сравнивать можно только тактовые частоты ядер на одинаковой архитектуре. Например, MediaTek MT6750 и Qualcomm Sanapdragon 625 содержат по 8 ядер Cortex A53. Но у МТК их частота – до 1,5 ГГц, а у Куалкомм – 2 ГГц. Следовательно, второй процессор будет работать примерно на 33% быстрее. А вот Qualcomm Snapdragon 652 хоть и имеет частоту до 1,8 ГГц, но работает быстрее модели 625, так как в нем используются более мощные ядра Cortex A72.
Что дает высокая частота процессора в смартфоне
Как мы уже выяснили, чем выше тактовая частота – тем быстрее работает процессор. Следовательно, и производительность смартфона с более высокочастотным чипсетом будет выше. Если один процессор смартфона содержит 4 ядра Kryo на 2 ГГц, а второй – 4 такие же ядра Kryo на 3 ГГц, то второй будет примерно в 1,5 раза быстрее. Это ускорит запуск приложений, сократит время включения, позволит резвее обрабатывать тяжелые сайты в браузере и т.д.
В чем различия между четырехъядерными и восьмиядерными процессорами смартфонов? Объяснение достаточно простое. В восьмиядерных чипах в два раза больше процессорных ядер, чем в четырехъядерных. На первый взгляд восьмиядерный процессор представляется вдвое более мощным, не так ли? На самом деле ничего подобного не происходит. Чтобы понять, почему восьмиядерность процессора не удваивает производительность смартфона вдвое, потребуются некоторые пояснения. уже наступило. Восьмиядерные процессоры, о которых совсем недавно можно было только мечтать, получают все большее распространение. Но, оказывается, их задача состоит не в том, чтобы повысить производительность устройства.
Четырех- и восьмиядерные процессоры. Производительность
Сами термины «восьмиядерный» и « четырехъядерный» отражают число ядер центрального процессора.
Но ключевое различие между этими двумя типами процессоров — по крайней мере по состоянию на 2015 год — состоит в способе установки процессорных ядер.
В четырехъядерном процессоре все ядра способны работать одновременно, обеспечивая быструю и гибкую многозадачность, делая более ровными 3D-игры и повышая скорость работы камеры, а также осуществляя другие задачи.
Современные восьмиядерные чипы, в свою очередь, просто состоят из двух четырехъядерных процессоров, которые распределяют между собой различные задачи в зависимости от их типа. Чаще всего в восьмиядерном чипе присутствует набор из четырех ядер с более низкой тактовой частотой, чем во втором наборе. Когда требуется выполнить сложную задачу, за нее, разумеется, берется более быстрый процессор.
Более точным термином, чем «восьмиядерный» стал бы «двойной четырехъядерный». Но это звучит не так красиво и не подходит для маркетинговых задач. Поэтому эти процессоры называют восьмиядерными.
Зачем нужны два набора процессорных ядер?
В чем причина сочетания двух наборов процессорных ядер, передающих задачи один другому, в одном устройстве? Для обеспечения энергоэффективности.
Более мощный центральный процессор потребляет больше энергии и батарею приходится чаще заряжать. А аккумуляторные батареи намного более слабое звено смартфона, чем процессоры. В результате — чем более мощен процессор смартфона, тем более емкая батарея ему нужна.
При этом для большинства задач смартфона вам не понадобится столь высокая вычислительная производительность, какую может обеспечить современный процессор. Перемещение между домашними экранами, проверка сообщений и даже веб-навигация — не столь требовательные к ресурсам процессора задачи.
Но HD-видео, игры и работа с фотографиями такими задачами являются. Поэтому восьмиядерные процессоры достаточно практичны, хотя элегантным это решение назвать трудно. Более слабый процессор обрабатывает менее ресурсоемкие задачи. Более мощный — более ресурсоемкие. В итоге сокращается общее энергопотребление по сравнению с той ситуацией, когда обработкой всех задач занимался бы только процессор с высокой тактовой частотой. Таким образом, сдвоенный процессор прежде всего решает задачу повышения энергоэффективности, а не производительности.
Технологические особенности
Все современные восьмиядерные процессоры базируются на архитектуре ARM, так называемой big.LITTLE.
Эта восьмиядерная архитектура big.LITTLE была анонсирована в октябре 2011 года и позволила четырем низкопроизводительным ядрам Cortex-A7 работать совместно с четырьмя высокопроизводительными ядрами Cortex-A15. ARM с тех пор ежегодно повторяла этот подход, предлагая более способные чипы для обоих наборов процессорных ядер восьмиядерного чипа.
Некоторые из основных производителей чипов для мобильных устройств сосредоточили свои усилия на этом образце «восьмиядерности» big.LITTLE. Одним из первых и наиболее примечательных стал собственный чип компании Samsung, известный Exynos. Его восьмиядерная модель использовалась начиная с Samsung Galaxy S4, по крайней мере в некоторых версиях устройств компании.
Сравнительно недавно Qualcomm также начала применение big.LITTLE в своих восьмиядерных чипах Snapdragon 810 CPU. Именно на этом процессоре базируются такие известные новинки рынка смартфонов, как и G Flex 2, ставший компании LG.
В начале 2015 года NVIDIA представила Tegra X1, новый суперпроизводительный мобильный процессор, который компания предназначает для автомобильных компьютеров. Основной функцией X1 является его вызываемый консольно («console-challenging») графический процессор, который также основывается на архитектуре big.LITTLE. То есть он также станет восьмиядерным.
Велика ли разница для обычного пользователя?
Велика ли разница между четырех- и восьмиядерным процессором смартфона для обычного пользователя? Нет, на самом деле она очень мала, считает Йон Манди.
Термин «восьмиядерный» вносит некоторую неясность, но на самом деле он означает дублирование четырехъядерных процессоров. В итоге получаются два работающих независимо четырехъядерных набора, объединенных одним чипом для повышения энергоэффективности.
Нужен ли восьмиядерный процессор в каждом современном смартфоне. Такой необходимости нет, полагает Йон Манди и приводит пример Apple, обеспечивающих достойную энергоэффективность своих iPhone при всего двухъядерном процессоре.
Таким образом, восьмиядерная архитектура ARM big.LITTLE является одним из возможных решений одной из самых важных задач, касающихся смартфонов — времени работы от одной зарядки батареи. По мнению Йона Манди, как только найдется другое решение этой задачи, так и прекратится тренд установки в одном чипе двух четырехъядерных наборов, и подобные решения .
Знаете ли вы другие преимущества восьмиядерных процессоров смартфонов?