На рынке чипсетов для мобильных устройств сегодня представлены три основных игрока: американская компания Qualcomm, тайванская MediaTek и корейская Samsung. Также свои чипы разрабатывают китайская Spreadtrum, американские Intel и Apple. Чипы последних используются только в технике их производства (iPhone, iPad, iPod). Модельный ряд процессоров каждой корпорации (кроме Apple) достаточно широк. Отдельно важно отметить компанию Huawei. Она владеет собственным подразделением по разработке и выпуску процессоров HiSilicon.
Тройка лидеров выпускает ЦП для смартфонов всех ценовых категорий, количество одновременно используемых моделей может превышать десяток. Из-за того, что модельный номер напрямую никак не отражает уровень производительности, найти лучший процессор для смартфона неподготовленному пользователю трудно. К примеру, в серии 675х MediaTek представлены восьмиядерные модели MT6750, 6752, 6753 и 6755. Самая производительная из них – 6755, но за ней следует не 6753 (что было бы логично), а 6750 или 6752 (этот чип вообще быстро убрали из производства, так как он оказался излишне быстрым, для позиционируемой ниши). Упомянутый 6753 – самый слабый в серии.
Чтобы считаться лучшим, процессор должен иметь быстрые и экономичные ядра с актуальным техпроцессом. Также от него требуется быть пригодным для любой современной задачи и справляться как с играми, так и декодированием видео в 4K. Все модели, приведенные в подборке, умеют это и устанавливаются во флагманские смартфоны до конца лета 2016 года и еще долго будут актуальными.
Самый лучший процессор для смартфона на момент написания материала – Qualcomm Snapdragon 820. Чипсет, представленный в конце 2015 года, впервые вышел в феврале 2016, в составе флагманов Samsung Galaxy S7 (версия для Китая) и Xiaomi Mi5. Он представляет собой мощный четырехъядерный ЦП на модификации ARM-архитектуры собственной разработки Qualcomm. Его рабочая частота – до 2,2 ГГц.
Благодаря тонкому техпроцессу 14 нм чип остается холодным и экономичным, в отличие от предшественника. Высокую скорость процессора подтверждают тесты AnTuTu. Средний результат существующих смартфонов на его базе составляет около 140 тысяч баллов. Готовящиеся к выпуску китайские флагманы со Snapdragon 820 показывают еще более внушительные цифры. Более совершенный процессор выйдет под номером 821.
Samsung Exynos 8890 Octa
Samsung Exynos 8890 Octa – второй лидер на рынке мобильных процессоров. Детище Самсунг – это восьмиядерный ЦП с архитектурой big.LITTLE. Четыре ядра на собственной архитектуре Mongoose работают в тяжелых задачах на частоте 2,4 ГГц, а четыре экономичных Cortex-A53 1,6 ГГц активируются при небольших нагрузках. Чип представлен в начале 2016 года, первым смартфоном на его базе стал Samsung Galaxy S7/S7 EDGE.
Процессор производится по техпроцессу 14 нм, благодаря чему смартфоны с ним экономно расходуют заряд. В AnTuTu чипсет демонстрирует результат на уровне 135 тысяч баллов, что подтверждает второе место в плане быстродействия. Следующий более совершенный Exynos имеет нумерацию 8893.
Apple A9
Процессор Apple A9 разработан инженерами компании специально для актуального поколения iPhone и представлен в сентябре 2015. Он используется внутри моделей 6s, 6s Plus, SE, а также нескольких яблочных планшетов. Чип представляет собой двухъядерный ЦП, основанный на модифицированной архитектуре ARM Twister. Его тактовая частота может достигать 1,8 ГГц.
Как и два других лидера, процессор производится по техпроцессу 14 нм, а также 16 нм (в зависимости от завода-изготовителя). Это, в сочетании с высококлассной оптимизацией, позволяет ему показывать рекорды при невнушительных на бумаге характеристиках, и оставаться холодным. В зависимости от модели смартфона (и, как следствие, разрешения экрана) чип набирает в AnTuTu около 130-135 тысяч очков. Следующий более совершенный процессор от Apple имеет маркировку A10.
MediaTek Helio X25
Детище тайванской компании MediaTek – это первый массовый десятиядерный процесор для смартфона. ЦП был запущен в массовое производство в начале 2016, первым устройством на его базе стал Meizu Pro 6. Он отличается необычной архитектурой, так как состоит не из 2 (как big.LITTLE), а 3 вычислительных кластеров. 2 ядра Cortex-A72, работающие на частоте 2,5 ГГц, активны в тяжелых задачах, в средней нагрузке и при нескольких потоках данных активируются четыре Cortex-A53 2 ГГц, а в фоне и при легкой нагрузке работают четыре Cortex-A53 1,55 ГГц.
Подход к многоядерности, реализованный в чипе, позволяет выбирать, в зависимости от задачи, оптимальный кластер ядер. За счет этого достигается экономия энергии и компенсируется тот факт, что произведен проц по техпроцессу 20 нм. В синтетическом тесте AnTuTu процессор показывает около 97 тысяч очков. Учитывая, что кроме Meizu Pro 6 смартфонов на нем больше нет – в обозримом будущем возможен выход новинок на его базе с еще большей производительностью.
HiSilicon Kirin 955
Топовым чипсетом смартфонов Huawei является HiSilicon Kirin 955. Процессор, предсталенный в апреле 2016 года, оснащен восемью ядрами. Четыре из них – скоростные Cortex-A72, работающие на частоте 2,5 ГГц, еще четыре – Cortex-A53 1,8 ГГц. Традиционно, для разделения ядер применяется технология big.LITTLE.
Техпроцесс, по которому создается чипсет – 16 нм. Это актуальное в 2016 году значение, позволяющее добиться экономичности и быстродействия одновременно. В бенчмарке AnTuTu процессор набирает около 95 тысяч баллов.
На рынке смартфонов разразилась настоящая гонка между производителями. В 2018 году реалии таковы, что продажи мобильных устройств значительно опережают лэптопы. В связи с этим было бы логичным разобрать лучшие процессоры для смартфонов.
Но для начала давайте уточним, ведь говорить «процессор» в случае со смартфонами не совсем верно. Телефоны и планшеты в настоящее время основаны на системе SoC (System-on-a-Chip - Система на Чипе). Она представляет собой кристалл, в состав которого входят различные модули: вычислительный блок, графическое ядро, компоненты связи (Wi-Fi, Bluetooth и т.п.), оперативная память и многое другое.
Пойти и купить новый процессор для своего смартфона не получится хотя бы потому, что их нет в продаже. Так же стоит учитывать, что один и тот же SoC может по-разному работать на различных смартфонах, поэтому мы основывались на результатах тестов популярных западных источников и бенчмарк-тестах и подготовили топ-10 лучших по производительности процессоров на конец 2018 года.
Топ-10 лучших процессоров для смартфонов
Обратите внимание! Все цены указаны на модели смартфонов, комплектующихся указанными ниже процессорами.
10 Helio X30
Десятиядерный процессор
Страна: Китай
Средняя цена: 17 240 руб.
Рейтинг (2018): 4.3
Первая десятиядерная мобильная система стала одной из самых мощных в 2017 году. Х30 занимает 10 место по производительности среди лучших процессоров на 2018 год. Этому поспособствовал новый техпроцесс величиной 10 нанометров. По сравнению с предыдущим поколением, «камень» стал производительнее на 35% и энергоэффективнее на 50%. На плате имеется три кластера. Первый имеет два ядра Cortex-A73 с частотой до 2,5 ГГц. Второй состоит из четырех ядер Cortex-A53 с частотой до 2,2 ГГц, а самый младший располагает четырьмя ядрами Cortex-A35 с показателем 1,9 ГГц. В качестве GPU имеется PowerVR 7XTP-MP4 с частотой 800 МГц. Решение способно декодировать 10-разрядное видео формата 4K2K при поддержке HDR10.
Своеобразной новинкой стало внедрение новой технологии управления ядрами процессора под названием CorePilot 4.0. Она способна экономить до 25% больше энергии, чем версия 3.0. Интеллектуальная система планирования задач вместе с системой мониторинга UX Monitoring и управлением питанием SystemPowerAllocator (SPA), помогает архитектуре отлично показывать себя в ресурсозатратных задачах.
9 Snapdragon 710
Бюджетный процессор от Qualcomm
Страна: Китай
Средняя цена: 27 766 руб.
Рейтинг (2018): 4.4
710 модель является промежуточным звеном между топовой 800 серией и более бюджетными моделями. Она совмещает в себе флагманские возможности в области съемки фотографии, видеороликов и предоставляет в пользование неплохой искусственный интеллект по самой оптимальной цене. Кроме того повысилась автономность за счет улучшенной технологии производства.
Данный камень является наследником лучшего среднебюджетного мобильного процессора Snapdragon 660, выпущенного в 2016 году. Система имеет на чипе восемь ядер Kryo 360, основанных на архитектуре от ARM. Четыре ядра с индексом A-75 работают на частоте 2,2 ГГц, еще четыре - A-55 выдают частоту 1,7 ГГц. Фактически, здесь стоят ядра от Snapdragon 845, но имеют заниженные частоты в соответствии со своей категорией. За вывод графики отвечает Adreno 616, а помогает ему процессор обработки изображений Spectra 250, поддерживающий двойные 20-мегапиксельные камеры.
8 Kirin 970
Технологический прорыв от Huawei
Страна: Китай
Средняя цена: 27 990 руб.
Рейтинг (2018): 4.4
Однокристальная система Kirin 970 стала настоящим откровением от Huawei. Отдельный нейроморфный процессор с собственной однокристальной системой создан для решения самых высокоемких задач в нейронных сетях, для машинного зрения и систем распознавания образов. Блок NPU процессора обеспечивает прирост производительности в 25 раз по сравнению с однотипными системами и в 50 раз улучшает энергоэффективность. Таким образом, увеличивается быстродействие и снижается тепловыделение. Кроме того, Huawei дали доступ к внутренней начинке блока NPU, что позволит разработчикам сторонних приложений оптимизировать свою продукцию под данное железо.
Дополнительно следует выделить наличие сдвоенного сигнального процессора, позволяющего осуществлять захват движений и обнаруживать лица. К этим функциям прикручен четырехуровневый гибридный автофокус, улучшенная съемка движущихся объектов при недостаточном освещении.
7 SNAPDRAGON 835
Народный любимец
Страна: Китай
Средняя цена: 30 790 руб.
Рейтинг (2018): 4.6
Этот процессор устанавливается на небезызвестные мобильные смартфоны Samsung Galaxy S8 и One Plus 5. Вот только в отличие от Exynos, эту модель можно легко найти на большом количестве других Андроид-смартфонов, значительная часть которых доступнее корейца.
В плане производительности здесь имеется 8 ядер (4 ядра, работающих на частоте 2,45 ГГц, и 4 ядра – 1,9 ГГц) и неплохой графический ускоритель – Adreno 540. Производительность в синтетических тестах сравнима с Exynos, разница составляет порядка 7%, однако при повседневном использовании вы вряд ли заметите эту разницу.
Достоинства:
- Отличная производительность
- Широкая распространенность в продаже
- Низкая стоимость
6 Exynos 8895
Мощность по приемлемой цене
Страна: Вьетнам
Средняя цена: 35 489 руб.
Рейтинг (2018): 4.6
Основа для флагманских смартфонов, технологическое ноу хау от Samsung – так можно охарактеризовать данный процессор. Его таковая частота может достигать 3 ГГц, а сама модель станет первой в модельном ряду Самсунг, выполненной по 10 нанометровому техпроцессу. За работоспособность будут отвечать 8 ядер, эффективно работающих как одноядерном, так и многоядерном режиме.
Энергопотребление крайне низкое и составляет всего 5 Вт. Также у него есть возможность записи 4К видео при 120 кадрах в секунду, что в четыре раза выше, чем у конкурента - Snapdragon 835 ограничен до 4K видео при 30 кадрах в секунду. Один из минусов – ограничение в производительности из-за поддержки DirectX 11. Несмотря на это, камень поддерживает Vulkan 1.0. Передача данных также ограничена двухдиапазонным Wi-Fi 802.11. Таким образом, смартфоны на данном мобильном процессоре станут отличным вариантом для любителей записи видео.
5 Snapdragon 845
Мощный и самый распространенный процессор
Страна: Китай
Средняя цена: 21 490 руб.
Рейтинг (2018): 4.7
Данный процессор использует универсальные вычислительные ядра собственного производства, а не референсного от ARM. Новый техпроцесс с индексом 10 нм LPP FinFET, позволяет получить больший прирост производительности, в отличие от 10 нм LPE FinFET. Лучшее сочетание массовости производства, производительности и себестоимости сделали процессор самым популярным среди производителей.
В наследство от 835 модели он получил всю ту же восьмиядерную архитектуру. Конфигурация здесь состоит из 4 энергоэффективных ядер с частотой до 1,8 ГГц для выполнения несложных задач и 4 высокопроизводительных мощных ядер с частотой до 2,8 ГГц, что выше, чем у предыдущего поколения. В синтетическом тесте Antutu он набрал 270 461 балл, что выше, чем у 835. Мобильный видеоускоритель Adreno 630 – один из самых мощных на рынке и отлично показывает себя при работе с графикой, предоставляя качественное изображение пользователю смартфона.
4 Kirin 980
7 нм техпроцесс
Страна: Китай
Средняя цена: 76 990 руб.
Рейтинг (2018): 4.7
Kirin 980 опережает свое время благодаря лучшим техническим нововведениям, среди которых:
- Инновационный подход к созданию базовой архитектуры процессора и новейший мобильный чипсет с 7 нанометровым техпроцессом;
- Использование в архитектуре ядра Cortex-A76;
- Два нейросетевых модуля в чипе;
- Графика Mali-G76;
- Встроенный модем Cat.21 со скоростью передачи данных до 1,4 Гбит/с;
- Поддержка оперативной памяти формата LPDDR4X с частотой 2133 МГц.
Благодаря переходу на 7-Пнм техпроцесс производительность подросла на 20 %, а энергосбережение на 40 %. При этом плотность размещения транзисторов выросла в 1,6 раза. Всего их порядка 7 млрд. Это положительно сказалось и на производительности на ядро, что увеличило производительность на 75%. Таким образом, мощности компонента хватит, чтобы обставить даже один из лучших и мощных процессоров на сегодняшний день ― Qualcomm Snapdragon 845 в синтетических тестах вроде GeekBench.
3 Exynos 9810
Лучший процессор от Samsung
Страна: Вьетнам
Средняя цена: 51 490 руб.
Рейтинг (2018): 4.8
Новый процессор от Samsung выводит степень взаимодействия владельца и его устройства на новый уровень. Передовые технологии позволяют идентифицировать объекты или людей для быстрого поиска или классификации изображений. Так же здесь есть возможность сканирования контуров лица для разблокировки смартфона. Что касается структуры, то сам процессор относится к 3-му и самому последнему поколению в линейке. Он характеризуется широкими возможностями в обработке данных и оптимизированной кэш-памятью. Восемь ядер делятся на «пользовательские» для обычных задач и «ресурсоемкие» для «тяжелых» процессов.
Таким образом, процессор показывает отличные результаты во всех тестах, демонстрируя великолепные вычислительные возможности и беспроблемное функционирование при запуске многих процессов с минимумом энергопотребления. Кроме того, каналы передачи данных (1,2 Гбит/с и 200 Мбит/с соответственно) обеспечивают комфортную передачу данных любого формата без потери качества.
2 A11 Bionic
Один из самых мощных чипсетов в мире
Страна: США
Средняя цена: 51 990 руб.
Рейтинг (2018): 4.9
Процессор пятого поколения стал на 25% мощнее версии А10. Он изготавливается с использованием 10 нм техпроцесса, что позволило вкупе со специальной технологией увеличить энергоэффектиность на 70%. Повышение производительности можно отнести к ядрам процессора под названием Монсун и Мистрал. Этот чипсет имеет два дополнительных ядра и способен производить ассиметричную многопроцессорную обработку. Это означает, что он может одновременно использовать все шесть ядер.
Процессор оснащен новым ASP, который помогает в новом режиме портрета. Двухпараллельные ядра могут обрабатывать до 600 миллиардов операций в секунду и создавать эффекты даже на видео. Восхитительные анимоджи стали доступны благодаря мощному нейронному движку. Несмотря на отличную производительность, данный процессор можно встретить только в смартфонах от Apple, что является существенным минусом.
1 A12 Bionic
Лучший процессор от Apple
Страна: США
Средняя цена: 91 900 руб.
Рейтинг (2018): 5.0
Версия А12 считается самым лучшим и мощным процессором в мире. При его осмотре сразу бросается сбалансированное использование площади литографической пластины без дисбаланса к тому или иному компоненту. Два больших производительных ядра работают на частоте чуть ниже 2.5 ГГц. Рядом располагается чудовищно большой кэш на 8 Мб, разделенный на 4 кластера, сгруппированных на два блока. Самым заметным изменением стало увеличение кэша 1 уровня со схемы 64+64 до 128+128. 4 энергоэффективных ядра tempest также имеют кэш 2 уровня в двух блоках, ориентировочно по мегабайту. Системный кэш остался на своем месте и по-прежнему вынесен за границы ЦПУ. Высокопроизводительные ядра в новой итерации стали мощнее на 15%, а энергоэффективность увеличилась до 50%.
Процессор имеет графический ускоритель с блоком нейронной обработки. Он состоит из 6 ядер в конфигурации 2+4 и выполняет до 5 триллионов операций в секунду, что в 9 раз выше, чем у предыдущего поколения. Данный «камень» можно встретить в последних моделях смартфонов IPhoneXS/XR, кроме того, вариант чипа с индексом 12Х используется в IPad PRO.
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.
Что представляет собой процессор?
Если не вдаваться в подробности, то это центральный элемент системы, который отвечает за все информационные преобразования и управляет вычислительным процессом.
Мобильная версия чипа (ARM) мало чем отличается от стационарного аналога. Единственные различия заключаются в размерах, мощности и тактовой частоте.
У последних эти показатели ниже.
Все они достигли успехов в этой отрасли, но основная борьба ведется между китайской компанией MediaTek и американской Qualcomm.
Qualcomm
Силиконовый гигант основали еще в 1985 году. Компания занималась выпуском телефонов, GPS-модулей и беспроводных устройств.
Мы же будем ее рассматривать в качестве крупнейшего производителя мобильных чипов.
В 2005 году они лицензировали технологии ARM, выкупив права на создание ядра Cortex A8. На его основе был разработан собственный чип.
Топовая линейка чипов носит имя Snapdragon.
Эти процессоры устанавливаются в такие флагманские девайсы, как Sony Xperia линейки Z, HTC One, LG G2 и G3 и некоторые модели Samsung.
А вот последний топовый чип Snapdragon 810 вызвал немало дискуссий. Некоторые говорили, что он сильно перегревается, за счет чего страдает производительность.
Но этот факт так и остался незадокументированным.
8 ядер, LTE-чип Cat 6, дающий скорость до 300 Мбит/с, поддержка 4К видео, а также сенсоров до 55 Мп. Показатели впечатляющие.
MediaTek
Они берут не только качеством, но и массовостью, поставляя продукцию во все смартфоны, стоимостью до 200$.
Самый известный «камень», а именно MT6592, устанавливаемый на бюджетные телефоны вроде Lenovo, в частности S860 и не только.
Они первые разработали 10-ядерный процессор под названием Xelio X20. На данный момент - это самая мощная однокристальная система в мире.
Набирает в AnTuTu более 70000 «попугаев». Серийно пока не выпускается.
Спецификации включают 3 блока ядер: 2х2,5 ГГц, 4х2 ГГц и 4х1,4 ГГц. Графика Mali 800 и поддержка 2 сенсоров на 13 Мп. Поддержка Wi-Fi 802.11 ас и LTE Cat 6.
Apple
Купертиновцы всегда славились закрытостью. Их неофициальный девиз можно трактовать так: «Тебе не нужно знать, что внутри. Просто бери и пользуйся».
И это касается всей продукции компании.
Что касается мобильного подразделения, то ситуация здесь не менее запутанная.
Известно лишь, что компания сама разрабатывает процессоры для смартфонов и планшетов, присваивая им индекс А и порядковый номер.
В частности, самыми мощными мобильными камнями считаются A8 и A8X. Ими комплектуются iPhone 6/6 Plus и iPad Air соответственно.
Несмотря на 2 ядра по 1,4 ГГц и сопроцессор M8, показатели впечатляют.
Intel
Несмотря на то, что сей гигант возглавляет рейтинг мобильных процессоров для ноутбуков, на поприще мобильных разработок он фактически сидит на лаве запасных.
Хотя тот факт, что смартфоны , комплектуемые чипами Intel Atom, пользуются повышенным спросом, можно сказать, что компания делает успехи.
Сейчас самый сильный чип, который используется серийно, имеет индекс Z3580. 4 ядра на частоте 2,33 дадут фору даже таким «игрокам», как Snapdragon 801 и Apple A7.
Спецификации: 4х2,33 ГГц, поддержка DDR-1600 и фирменная графика от Intel.
Nvidia
Ситуация с компанией, которая славится геймерскими и оверклокерскими видеокартами сродни с Nvidia.
На своем главном поприще они добились выдающихся результатов, а вот с мобильным сегментом не заладилось.
В частности, чипы Tegra имеют хороший потенциал, но вот ведущие производители не спешат закупать процессоры пачками.
Да, железо от Nvidia по достоинству оценят геймеры.
Вот только большинство пользователей смартфонов – бизнесмены, молодежь в возрасте от 20 лет и девушки, которые вряд ли захотят «рубиться в Doom на ультра».
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?
