Короткое повествование на простом языке о ядрах мобильных процессоров, их функциях и необходимом количестве.
Для любого человека, который решается обзавестись новеньким смартфоном, основным критерием выбора является не только цена, но и мощность гаджета. Если перейти на сайт какого-нибудь интернет магазина и открыть технические характеристики смартфонов, то среди них можно увидеть такое определение, как «процессор».
Многим, даже технически неграмотным пользователям, данная деталь знакома и они имеют представление о том, какую функцию он выполняет. Однако стоящие рядом с ним слова «двухъядерный» или «четырехъядерный» вызывают у многих недоумение.
В нашей статье мы поговорим о том, что такое ядро процессора в смартфоне, за что оно отвечает и правдиво ли мнение, что чем больше ядер в процессоре, тем мощнее телефон.
Изображение 1. Что такое ядро центрального процессора в телефоне, за что оно отвечает и какую функцию выполняет?
Версия архитектуры
Неразрывно с архитектурой связана версия архитектуры – их иногда, с полным на то правом, рассматривают как единое целое. Причиной появления разных версий архитектур служит ничто иное, как технический прогресс: на смену устаревшей версии приходит новая, которая может обеспечить лучшую производительность, малое энергопотребление и другие преимущества. Зачастую различий между версиями архитектуры не меньше, чем между разными архитектурами. Например, владельцы устройств с процессорами ARMv6 столкнулись с тем, что на их смартфонах не работали игры, которые писались с расчётом на новую версию ARMv7 (на данный момент она и является актуальной).
Выводы
Чтобы выяснить какой из смартфонов даст вам самую высокую производительность нужно учитывать множество факторов. Понимание того, что означают основные характеристики процессора уже дает хорошую базу. Как вы видели не всегда более высокие значения параметров лучше. Вы можете смотреть различные тесты и бенчмарки чтобы оценить как ведет себя устройство. Но не забывайте что не только процессор влияет на производительность.
Какие характеристики смартфонов более важны для вас? Вы всегда смотрите характеристики и тесты перед покупкой? Или для вас более важен дизайн и качество сборки? Напишите в комментариях!
Примечание переводчика: При переводе заменил информацию о старых процессорах, Apple A8 и Snapdragon 801 на новые Apple A11 и Snapdragon 845, но суть старался оставить такой же.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Похожие записи:
No related photos.
Оцените статью:
(2 оценок, среднее: 4,50 из 5)
Tweet Pin It
Об авторе
Автор:
Andy Betts
Оригинал:
https://www.makeuseof.com/tag/jargon-buster-the-guide-to-understanding-mobile-processors/
Переводчик:
admin
Администратор te4h.ru, интересуюсь новыми технологиями, криптовалютой, искусственным интеллектом, свободным программным обеспечением и Linux.
Как работает ядро процессора
Каждое ядро внутри процессора представляет собой набор микроскопических транзисторов, расположенных на кристалле кремния. Основная работа транзисторов заключается в переключении подаваемой электрической энергии. Если энергия подается – транзистор находится в открытом состоянии. При отсутствии или нехватке подаваемой энергии – в закрытом состоянии.
В понимании человека транзистор находится в состоянии «Вкл» или «Выкл», тогда как в понимании процессора – 1 или 0 соответственно, что вписывается в двоичную систему счисления. Поэтому для обращения к процессору команды кодируются из десятичной системы счисления в двоичную систему, а при получении результата происходит декодирование в обратном порядке.
Соответственно на вычислительную мощь и быстродействие процессорного ядра влияет количество транзисторов в блоке. Не последнюю роль так же выполняет «ширина шины» для передачи данных, а так же кэш-память, для хранения часто используемых инструкций и других данных.
Сравнительная таблица производительных SoC
Чтобы вам было проще разобраться во всем этом многообразии, мы собрали все основные характеристики в таблицу, добавив туда усредненные результаты тестов Geekbench4 из открытой базы данных компании-разработчика и официального рейтинга. А также результаты GFXBench: Manhattan.
(Нажмите для увеличения)
Рассматривая таблицу важно помнить, что множество смартфонных приложений все еще слабо заточены под многопоточность, поэтому производительность на одно ядро, отображаемая в тесте Geekbench 4 Single, также является весьма важным показателем.
Оптимизация программной и аппаратной частей
Лучше всего обстоят дела у процессоров Apple серии A. Компании не приходится распыляться на сонм моделей, ОС полностью своя, приложения пишутся под ограниченный набор устройств, а не тысячи разных.
Фото: The Verge
А некоторые известные : Huawei настрадалась с Kirin, например, то и дело возникают вопросы к фирменному чипу Samsung Exynos, что подталкивает некоторых покупателей искать смартфоны Samsung на базе Snapdragon. MediaTek постепенно исправляется.
Huawei Kirin
Еще один игрок на рынке, предпочитающий свои собственные разработки. Вообще компания Huawei не первый год прокладывает себе дорогу к Олимпу и вот решила заняться разработкой SoC, естественно, используя лицензию ARM. В целом – это типичные SoC с привычными характеристиками, за исключением желания Huawei идти в ногу со временем. Поэтому постепенно в SoC внедряются элементы обработки задач искусственного интеллекта вроде сопроцессора NPU. К тому же, у Huawei есть большие исследовательские центры в Европе. Получилось ли у Huawei догнать лидеров, мы сейчас и увидим.
Kirin 6хх — для мобильных телефонов средней ценовой категории. Эти SoC составляют конкуренцию Snapdragon 4хх. У них 8 ядер в конфигурации 4+4. Увы, производительность графической системы недостаточная. Это и есть главный недостаток серии 6хх. Kirin 658, 655 и 650 сильно похожи друг на друга. Huawei постепенно разгоняет их и меняет индексы. При этом графическая часть остается неизменной и основана она на ядре Mali-T830 MP2. Присутствует поддержка уже уходящей на покой LPDDR3 памяти. Для 658 проведена ревизия и появился обновленный модуль коммуникации (802.11 b/g/n/ac). Но все же больший интерес представляют собой старшие версии 9хх.
Kirin 9хх. Эти 8-ядерные SoC несколько быстрее линейки Helio X от Mediatek, хоть и обладают меньшим числом ядер. SoC получились стандартными, без инноваций, но работают отлично и позволяют экономить средства компании. В целом трио Kirin 970, 960, 955 имеют типичные характеристики, в которых видно как проходит эволюция. 955, обладая набором ядер A72+А53, со временем сменил их на A73+A53. Частоты понизились, энергопотребление упало, а за счет внутренних оптимизаций ядер А73 получилось выйти на производительность где-то между Snapdragon 835 и 660. Потому очередной шаг с заменой на более быструю память дал импульс, позволяющий на равных противостоять Snapdragon 835. Результаты прямо скажем хорошие, превосходят показатели 10-ядерных Helio, что видимо Huawei и преследовала.
Отдельно надо сказать об эффективности работы сопроцессора NPU, потому что результат и правда любопытен. Как отмечают многие авторы обзоров, смартфоны на базе Kirin 970 демонстрируют хорошую автономность в первую очередь за счет передачи части специфических расчетов в сопроцессор — к примеру, при работе камеры и определения сценариев съемки. Также он в разы ускоряет задачи, характерные для приложений AI. Плюс анализирует сценарии использования смартфона, заранее готовя их к запуску или усыпляя для лучшей автономности.
На что влияет количество ядер в смартфоне?
- Как мы уже выяснили, ядра помогают разгрузить процессор, снизить теплоотдачу и увеличить его скорость. Таким образом, чем больше в установленном на ваш телефон процессоре ядер, тем больше действий Вы сможете выполнять одновременно.
Изображение 4. Что такое ядро центрального процессора в телефоне, за что оно отвечает и какую функцию выполняет?
- Например, если Вы, имея смартфон с одноядерным процессором, играете на нем в игру и захотите параллельно запустить какое-нибудь второе приложение, то ваша игра будет автоматически закрыта, так как процессор не может одновременно обработать такой большой поток данных.
- Если же Вы сделаете то же самое на двухъядерном процессоре, то одно его ядро возьмет на себя работу игры, а второе будет обрабатывать запущенное приложение.
- Также существуют тяжелые приложения, которые загружают сразу несколько ядер процессора. Их называют многопотоковыми. К ним относятся тяжелые игры и некоторые графические редакторы. Если попытаться запустить такое приложение на смартфоне с одноядерным процессором, то в лучшем случае оно просто не запустится. Наихудшим раскладом может стать полное зависание и перегрев устройства.
Краткий экскурс об устройстве процессоров современных смартфонов
Процессор или же чипсет, иначе говоря система на чипе (SoC), неотъемлемая часть любого устройства, будь то робот пылесос или умные колонки. В этой статье мы более подробно разберем, что такое система на чипе, но при этом постараемся рассказать так, чтобы было понятно любому рядовому пользователю.
На рынке мобильных устройств существует десятки различных процессоров. И это не привычные процессоры, которые устанавливаются в ПК. SoC или же система на чипе содержит в себе память, различные блоки обработки, модемы и многое другое и все это распаяно на одной небольшой плате.
Какие-то нанометры
«У вас будет 7-нанометровый процессор!» Речь о размерах транзисторов, из которых «собран» CPU. Чем меньше цифра, тем в теории лучше. Когда-то в смартфоны устанавливали 64-нанометровые процессоры, сейчас мейнстримом становится 7 нанометров, однако есть также 8-нанометровые, 10-нанометровые и более «крупные» для смартфонов подешевле и постарше.
Представьте, что на одну и ту же площадь можно установить больше маленьких транзисторов, повысив тем самым общую вычислительную мощность. К тому же они нагреваются меньше, что позволяет еще больше увеличить производительность.
К примеру, 7-нанометровый чип будет производительнее 14-нанометрового при том же напряжении на четверть или таким же по производительности при вдвое сниженном напряжении (и батарея сядет позже).
Но есть нюанс, связанный с маркетингом (куда без него): производители могут использовать разные способы подсчета нанометров и производительности, так что эти цифры носят отчасти условный характер, из-за чего прямое сравнение возможностей процессоров от разных компаний не всегда возможно.
MediaTek
При чтении спецификаций понимаешь, что компания — настоящая находка для производителей смартфонов: еще бы, выпускает дешевые SoC с кучей ядер. Берешь такой и делаешь телефон стоимостью менее 100-200 долларов со словами: — «8 ядер, 64-бит, и т.п.!». По факту MediaTek делает неплохие SoC, но скрещивают их с посредственной обвязкой, поэтому покупатели с опаской относятся к таким телефонам. И все же среди широкого ассортимента у MediaTek есть действительно массовые процессоры ARM. Неплохими решениями можно назвать две линейки — Helio P и Х. Первая относится к среднему сегменту, а вторая для продвинутых смартфонов.
Серия Helio P30, P25 и P20 – это 8-ядерные микросхемы с конфигурацией 4+4, состоящие из ядер А53. Из преимуществ Helio – современная LPDDR4x память, что непременно сказывается на графических тестах. В процессорных тестах разница между тремя версиями SoC не велика. Упор MediaTek делала на развитии вспомогательных характеристик SoC, таких как поддержка высокого разрешения экрана, двойных камер и тому подобного.
Старшие микросхемы Х27 и Х30 уникальны по своему строению. В них стоит не два, а три кластера из ядер ARM. Что же, решение неординарное и интересное. На практике оценить быстродействие такой схемы еще сложнее, ведь они работают раздельно в зависимости от нагрузок.
Для чего нужны блоки нейронной обработки
Блоки нейронной обработки уже вовсю внедряют в системы на чипах. Нейронные процессоры служат для обработки математических алгоритмов, расчетов и служат для работы нейронный сетей. NPU разработаны так, чтобы выполнять задачи связанные нейронными сетями намного быстрее чем классический ЦП. Они используют собственную память, не обращаясь в оперативную, для того чтобы ускорить выполнение работы.
Во-первых, нейронные сети в смартфонах используются для обучения операционной системы, ОС учится запоминая поведение (использование смартфона) пользователя. Смартфон учится, запоминая ваше поведение, какие приложения вы используете, как часто вы запускаете ту или иную программу. Во-вторых, машинное обучение используется для достижения лучшего качества фотографии. Это еще одна причина по которой флагманы Huawei стали так круто фотографировать, все благодаря прокаченному NPU в Kirin 990.
