Скоростта на смартфона се влияе от три фактора - процесор, графично ядро и RAM. Тъй като графичното ядро често се комбинира с процесора, а самата RAM има минимално въздействие, трябва да се обърне специално внимание на избора на процесор за смартфона.
Помислете за основните характеристики и най-често използваните модели процесори за смартфони.
Китайските производители са свикнали да се хвалят, че смартфоните им работят върху 8-ядрени процесори, което създава впечатление на неинформираните потребители. Всъщност броят на сърцевините не е най-важният показател за производителността на устройството. За да разреши ежедневните проблеми, потребителят може да има две ядра. Примерът на Apple е показателен: най-новите устройства на тази компания работят върху двуядрен чип A8, но по отношение на скоростта те ще дадат форма на всички "китайски".
Значението на ядрото може да се опише по следния начин. Преди това всички екипи на смартфона бяха изпълнени последователно, но защото производителите искаха да увеличат скоростта на часовника на телефонния процесор, но сега идва и така наречената паралелизация. Всяко ядро на модерен смартфон може да изпълнява няколко функции, а самият смартфон може едновременно да работи милиони. Информационните потоци вече не трябва да се намират в опашката и това увеличава скоростта на притурката. Въпреки това, за да се обърка най-малко двуядрен чип, потребителят ще трябва да се опита твърдо.
честота
Честотата на процесора се отразява на броя на извършените операции в секунда. Колкото по-висока е честотата на процесора, толкова по-бързо се премества редът от командите на смартфона, който беше споменат по-рано. С течение на времето ролята на честотата на процесора става второстепенна поради факта, че броят на сърцевините излиза на преден план. Този момент обаче е важен: многоядреният процесор може да ускори работата на притурката само ако информацията е неделима. Ако информацията е неделима, тогава дори в 8-ядрен процесор ще работи само едно ядро и нейното изпълнение ще бъде равно на тактовата честота.
Ето защо трябва да се съсредоточите върху нуждите: потребителите, които работят с графики, музика, видео файлове, се нуждаят от многоядрен смартфон, докато геймърите трябва да обърнат внимание на честотата - програмистите не винаги осигуряват фрагментацията на софтуерните процеси.
Най-добрите процесори за смартфони
- Qualcomm - компания, която произвежда не само добре познати чипове Snapdragon, но и разработването на ключови технологии, например LTE. Процесорите от Qualcomm се използват от такива големи производители на мобилни технологии като и (линия на Xperia Z). Най-новият чип от висок клас, Snapdragon 810, се оказа критичен, защото беше скъп и прегрял, но това не повлия на общата популярност на продуктите на Qualcomm.
- MediaTek - Основният конкурент на Qualcomm. Компанията се фокусира върху оптималното съотношение цена-качество и следователно смартфоните с процесор от MediaTek, в сравнение с аналозите, са просто по-евтини. Трябва да се отбележи, че MediaTek е първият, който разработва 10-ядрен процесор Xelio X. По-специално, китайският гигант използва продуктите на компанията.
- Samsung – активно развивайки своя собствена линия на Екзинос. 8-ядреният Exynos 7420 е в най-новите смартфони на Samsung, например в S6 Edge.
- Intel - Лидер сред производителите на преносими компютри, но в мобилната индустрия за развитие, тази компания е на второ ниво. В Intel Atom, линията Zenfone, редица модели на Lenovo и някои смартфони от други, малко известни производители работят.
заключение
Споровете, които процесор е по-добър за смартфон, са безсмислени - е необходимо първо да се пристъпи към личните нужди на потребителя, а не към техническите характеристики. В състезанието за броя на сърцевините и часовниковата честота потребителят рискува просто да харчи допълнителни пари за безполезно предимство за него.
Само преди около пет години смартфоните имаха едноядрени процесори, а прогнозите за появата на многоядрени чипове в мобилните джаджи само предизвикаха усмивки. Но в началото на 2011 г. бе въведен първият смартфон с двуядрен чипсет, а оттогава броят на сървърите в мобилните процесори нарастваше само. Днес не сме изненадани от чипсети с десет ядра (например) и няма причина да смятаме, че тази цифра ще престане да се увеличава. За да разберете какво се стремят производителите и защо има толкова много сърца за смартфони, нека да започнем с една кратка екскурзия в историята.
В стремежа към изпълнение
До 2011 г. ръстът на производителността на мобилните процесори бе постигнат главно чрез увеличаване на часовниковата честота. Но по-нататък, за да се движи енергично поради увеличаването на честотите, не работи: в мобилните устройства има остър проблем с охлаждането. За да намалите прегряването при високи честоти на часовника, можете да отидете на по-фина технология за обработка. Подобряването на литографското оборудване обаче не се осъществи достатъчно бързо и тогава производителите решиха да добавят производителност към смартфоните по начин, който вече е тестван на персонален компютър - чрез добавяне на второ изчислително ядро.
Първият смартфон с двуядрен процесор се появи през 2011 г .: LG Optimus 2X беше с чипсета NVIDIA Tegra 2. Чипът беше построен върху ARM Cortex-A9 ядра с тактова честота до 1 GHz, произведена на 40-нанометрова технология. Смартфонът показа добри резултати при синтетични тестове и при изпълнението на определени задачи, но за около година тази "двойна сърцевина" беше почти безполезна, тъй като разработчиците на приложения не бързаха да оптимизират масово своите програми за работа с две ядра. Различните процеси обаче вече могат да зареждат едновременно двете ядра, което дава видимо увеличение на скоростта.
Въпреки това, колкото повече устройства с многоядрени процесори бяха разпределени, толкова повече внимание беше обърнато на разработчиците на взискателни приложения - преди всичко игри. Разбира се, производителите на смартфони не бяха засегнати от две ядра, а през 2012 г. първото устройство с петжилен процесор LG Optimus 4X HD, базиран на чипсета NVIDIA Tegra 3 с четири ядра ARM Cortex-A9 при тактова честота от 1,5 GHz и пета сърцевина спътник с честота 500 MHz. Четири основни ядра определиха изключителната производителност на устройството, но бързо извадиха батерията. Следователно, простите задачи бяха обработени от спътник, работещ с по-ниска честота.
Първият "чист" четириядрен процесор беше Qualcomm Snapdragon S4 Pro. За разлика от чипсетите NVIDIA в серията S4 Pro, Qualcomm използва саморазработени ядра Krait, които поддържат aSMP технология, която ви позволява да избирате напрежението и честотата на всяко ядро отделно и дори да ги деактивирате напълно. Синхронните системи, които NVIDIA и ARM развиват по онова време, не можаха да направят това.
В стремежа към енергийна ефективност
Ефективността на четириядрените решения напълно удовлетворява както потребителите, така и производителите: последното е необходимо само за намаляване на техническата технология и за увеличаване на часовниковата честота, доколкото е възможно. Въпреки това, при разработването на първите четири-ядрени процесори, инженерите трябва сериозно да мислят за енергийната ефективност. Резултатът от тези трудни мисли беше появата на архитектурата 4-PLUS-1 в NVIDIA и въвеждането на aSMP технологията в процесорите Qualcomm, които вече споменахме.
По същото време ARM big.LITTLE архитектура се появява, която е проектирана да реши текущия проблем. Първото внедряване на big.LITTLE, Clustered Switching, не беше много успешно, тъй като позволи на устройството да превключва само между клъстери от ядра от същия тип, без да може да управлява всеки от тях отделно. Първият чипсет с това внедряване на архитектурата беше Samsung Exynos 5 Octa (5410) с четири ARM Cortex-A7 ядра и четири Cortex-A15 ядра, използвани в Galaxy S4 смартфон. В този процесор, при консумация на енергия до 1 W, работеше клъстерът LITTLE, който, когато този праг беше превишен, беше изключен, за да стартира големия клъстер с максимална консумация на енергия до 6 W.
Във втората реализация на big.LITTLE, наречена IKS, клъстерите се състоят от две ядра от различни типове, но в даден момент може да се работи. Тази технология направи възможно едновременно да се работи върху различни типове сърцевини (например две продуктивни и две енергоспестяващи ядра в осем-ядрен чипсет), но все още е невъзможно да се използват всички ядра.
И накрая, се очерта технология на HMP, която успя да използва всяка комбинация от ядра с всякаква честота на всяка от тях, включително едновременната работа на всички ядра за максимална производителност. HMP се използва във всички съвременни чипсети, изградени върху архитектурата ARM big.LITTLE, но първият процесор на тази архитектура беше и чипсетът Samsung Exynos 5 Octa (5420), разработен от Samsung.
Използват ли ярковете приложенията?
Има сравнително общо мнение, че смартфоните не се нуждаят от многоядрени процесори. Те говореха за четирите процесора, вече осем ядрени. Твърди се, че мобилните приложения просто не могат да използват всички ядра, което води до повечето от тях "бездействащо" ненужно. Но дори и в зората на "многоядрените" смартфони едно ядро би могло да бъде използвано от работещо приложение, а друг в същото време се занимава с актуализиране на джаджи, синхронизация и други процеси в системата. Понастоящем мобилните програми, като се започне от най-простия, могат да използват поне четири ядра. За да потвърди това, ресурсът на "Органа за Android" проведе собствено проучване, стартирайки различни приложения и анализираше натовареността на сървърите. Ето какво успяхме да постигнем за браузъра Chrome на четириядрен чипсет на Qualcomm Snapdragon 801:
Както виждате в графиките, Chrome може да работи в няколко контакта (в противен случай ще видим използването на максимум две ядра) и операционната система се опитва да балансира товара на всички ядра, за да избегне ситуации, при които две ядра имат сто процента натоварване, а другите две са празни.
Ако изпълните същия тест на чипсет с голямата архитектура LITTLE HMP, картината се променя:
В случай на използване на хетерогенна многопроцесорна обработка, броят на използваните ядра ще бъде близък до максималния, а графиките на претоварване на сърцевините няма да съвпадат дори приблизително.
За да разберете защо това се случва и защо същото приложение изисква различен брой ядра на различни чипсети, нека да разгледаме още една графика, получена в играта на Epic Citadel:
Графиката показва, че при голямо натоварване голям клъстер е активен, което съответства на едновременното използване на четири ядра, но с намаляване на натоварването, и двата клъстера могат да работят за известно време едновременно, като използват общо осем ядра. Ниското натоварване на всяко ядро в същото време няма да предизвика скокове в консумацията на енергия, а по-нататъшното намаляване на натоварването ще доведе до пълно изключване на големия клъстер и включването на енергоспестяващия клъстер LITTLE.
Изводът от горното е прост и категоричен: липсата на multithreading в приложенията за Android е мит и операционната система разпределя натоварването върху ядрото по най-добрия начин, в зависимост от това дали голямата архитектура на LITTLE използва чипсети или не.
В търсене на маркетинг
Първите осем-ядрени процесори предизвикаха подигравка на скептични потребители, но въпреки това те се превърнаха в най-доброто решение за оптимизиране на баланса между производителността и консумацията на енергия на смартфон. Производителите обаче не спряха, а през 2015 г. Mediatek представиха първия чипсет с десет ядра - Helio X20, а също така обявиха, че скоро ще пуснат дванадесет-ядро процесор.
В Helio X20 сърцевините вече не са две, а от три типа с плавно увеличаваща се производителност: четири Cortex-A53 на 1,4 GHz, четири Cortex-A53 на 2 GHz и два Cortex-A72 при 2,5 GHz.
Въпреки впечатляващите числа, за разлика от първите две, четири и осем основни чипсети, Helio X20 не се превърна в сензация, давайки репериции на своите конкуренти с по-малък брой ядра. Приложения, които могат да използват повече от осем ядра по едно и също време, са досега незначителни и по-нататъшното увеличение на броя на сърцевините в близко бъдеще няма да доведе до забележимо увеличаване на производителността.
Що се отнася до неизбежния спътник на непрекъснато нарастващата мощност на мобилните устройства - необходимостта от намаляване на потреблението на енергия, производителите на чипсети и смартфони активно използват други методи за това, например, намаляват технологията на процесите и се занимават с оптимизирането на други компоненти - екрани или памет. Увеличаването на броя на сърцевините води по-скоро до увеличаване на цената на крайните устройства.
Съществува и алтернативен пример за развитие - компанията Apple. Докато производителите на Android използват операционната система на Google и повечето от тях използват и процесори от трети страни, самият Apple разработва iOS и проектира чипсети за своите мобилни устройства. Това позволява на компанията да постигне добър баланс между производителност и енергийна ефективност чрез дълбока оптимизация както на софтуерните, така и на хардуерните приспособления. В своите модерни чипсети Apple използва ... само две сърца от собствен дизайн, наречени Twister. Разбира се, смартфоните на ябълковата компания показват много по-малки числа в сравнение с устройствата с Android, но защо преследват числата, ако системата, всички програми и игри на приспособленията работят добре?
В стремежа към бъдещето
В началото на 2016 г. четирите ядрени чипсети де факто се превръщат в минимален стандарт за смартфоните (с изключение на iPhone). Само в повечето бюджетни модели все още могат да се намерят двуядрени процесори, а едноядрените процеси се превръщат в история изобщо. Това е полезно за потребителите? Несъмнено, да, тъй като пазарът винаги поставя всичко на своето място и лошите решения бързо навлизат в миналото. Двойните и четирите ядра процесори са доказали, че са отлично решение за увеличаване на производителността на смартфоните без фатално намаляване на автономията. Сега е напълно възможно да се твърди, че очакванията са изпълнени от ARM big.LITTLE HMP архитектура, когато се използват шест до осем ядра. Той балансира най-добре между ефективността и енергийната ефективност, променяйки тези параметри в широк диапазон в зависимост от текущите задачи.
Всяка година производителите на смартфони все по-трудно изненадват потребителите. Трудно е компаниите да преминат към по-фини технически процеси, което ограничава възможността за увеличаване на честотата, а съществуващите стандарти за изпълнение вече са такива, че след като са купили флагман, човек няма да усети недостига си още 3-4 години. В резултат на това се появяват чипсети, които учудват въображението с номера, които не крият никакви ползи за крайния потребител. И още едно увеличение на броя на сърцевините в мобилните джаджи днес е трудно оправдано: по този начин не може да се постигне забележимо увеличение нито на производителността, нито на автономността на устройствата.
Дали чипсети с повече от осем ядра ще останат на пазара от дълго време ще разкажат, но такива процесори не носят важни нововъведения, които всеки може да почувства, затова в близко бъдеще не трябва да преследвате такива устройства.
В началото на 2010 г. LG обяви първият двуядрен смартфон в света, отбелязвайки ерата на мобилната многоядрена раса. Оттогава са изминали повече от 6 години, а производителите продължават да увеличават производствения и производствен капацитет. Днес вече има десет ядрени предложения на пазара и е малко вероятно техният растеж да спре там. За да разберем по-добре какво се стремят производителите и как постоянното нарастване на броя на сърцевините се отразява в печалбата, ние ще разгледаме кратко историята.
След като устройството за разговори днес играе ролята на мултимедиен комбайн, той се превръща в неразделна част от нашия живот. Всяка година има нова функционалност, което означава, че има все по-голяма нужда от обработка на всички големи потоци от данни. Първоначално всички усилия за подобряване на ефективността бяха насочени към увеличаване на часовниковата честота, но с постигането на определени показатели нейното нарастване стана нерационално, тъй като то се отрази на увеличението на процесорите на TDP. Въпреки това, благодарение на усилията на разработчиците и по-късно на пазара, беше намерено решение - много ядро.
Становището е в основата на човешкото съзнание: "колкото повече, толкова по-добре". Но винаги има изключение и въпросът за многоядрените е един от тези случаи. Тези отклонения се използват успешно от маркетинговите психолози, чиято задача е да ви убедят, че това е основният фактор, който влияе на производителността. Вярно ли е?
Количествен въпрос
Има ли многоядрен ключ? Безспорно. Обработка, разпространение и изпълнение на много задачи едновременно - това е основната му характеристика. Паралелна работа на няколко приложения, видео запис и разговори. Звучи странно, но съвсем възможно. Вероятно поради допълнителните ядра. И да, аз съм за гладкост.
Две процесорни ядра, а всъщност два микропроцесора, ще се справят с различни задачи по-бързо от един. Четири - дори по-бързо от два. Начинът за увеличаване на производителността на процесора с множество ядра е да се разбият нишките. Важно е да се отбележи, че операционната система, въпреки техния брой, е в състояние да създава и работи с няколко виртуални нишки, дори и да е едноядрена версия. Качете смартфона си с една задача, тя ще го направи перфектно. Междувременно, това е огромна рядкост, тъй като дори при режима на пасивна употреба изпълнява няколко задачи, за които графикът е включен в операционната система. Програмистът регулира реда и броя на задачите.
А броят на ядрата?
По-голямо количество не винаги е качествено. Не всички приложения са оптимизирани за работа с множество ядра, а още повече, когато броят им е надхвърлил четири пъти. Поне това беше преди, сега ситуацията се промени драматично. Да вземем пример.
Имате няколко камиона. Много по-лесно е да транспортирате товари с тях, отколкото да го направите с един на няколко подхода или напълно зареждане на колата. Вярно е, че тази опция е налице при възможност за споделяне на товара. Също така важно е тактовата честота, която е отговорна за обработката на различни операции във втория интервал. Колкото по-високо е, толкова повече действия процесорът изпълнява в един пропуск. Не забравяйте архитектурата на процесора. Да се върнем към примера.
Имаме двама шофьори. Въпреки факта, че смартфоните използват една-чип система, тук, както и в компютърните решения, всеки производител има свои собствени версии, различни от конкурентите. Така че тук. Двамата шофьори имат една и съща задача и място на пристигане. Но първият е по-опитен и знае кратък път (не, не като във филми с лош край), съответно, има предимство и ще стане много по-бързо от втория. Нека не прокараме пръсти, но мисля, че паралелът между Qualcomm и MediaTek е разбираем)
Връща се към въпроса за оптимизацията. В предишните си статии многократно съм отбелязвал изключителното значение на този фактор и не се уморявам да повтарям това отново. Както винаги, пример за ябълкови продукти. Най-новата версия на iPhone използва двуядрен процесор със собствен дизайн, който заема водеща позиция сред по-ядрените си партньори. Към това допринасят много фактори, но оптимизацията е на върха.
Проблем при прегряване
Напредъкът не спира, а пазарът отдавна очерта политика за намаляване на размера на използваните компоненти. Въпреки това при мобилните решения проблемът с прегряването все още е релевантен: постоянното изпомпване на характеристики, включително увеличаването на мощността, се превръща в сериозна бариера пред тенденцията за тънки смартфони. В стремежа си към иновациите някои производители оборудват устройствата си с течно охлаждане, като например в Z2, Lumia 950 XL и Galaxy S7. Също така е възможно да се намали прегряването при висока честота, като се премине към по-тънка технология на процеса.
"Броят на транзисторите, поставени на чипа на интегралната схема, се удвоява на всеки 24 месеца, което води до появата на нови технологии, повишаване на производителността и пробиви в областта на електрониката."
Колкото по-малък е елементът, толкова по-малко топлина се генерира. Въпреки това, тъй като размерът на транзисторите намалява, сложността на радиатора се увеличава. Плюс това, техният размер трябва да намалее пропорционално (законът на Мур), така че закъсненията в GHz сигналите не влияят върху крайната производителност. Резултатът е стик с два края.
Друг начин е да се увеличи броят на сърцевините. Да, чухте точно. Системата избира комбинация от ядра и при нужда използва високоефективни и, ако е възможно, пести пари, пуска енергийно ефективни такива. В редки случаи се използват и двете.
Като Android
Технически писател и автор на собствения си блог Darcy Lakovie проведе един интересен експеримент, създавайки специална програма, защото не намери нито едно приложение, което да използва всичките осем ядра 100%. След това тества няколко приложения на смартфони с процесор Snapdragon (615) с четири ядро (Snapdragon 801). В резултат Darcy демонстрира работните си графици с едно и също приложение.
Както се очакваше, първият тестван Chrome. Ако приложението е с едно резба, може да се очаква натоварването с две ядра с периодичната активност от още две. Всъщност лъвският дял от времето, когато браузърът използва всичките четири ядра.
Що се отнася до решението с осем ядра, по-голямата част от времето браузърът се държеше доста непредсказуемо, използвайки произволен брой от тях, съчетаващ седем до осем и понякога шест или четири ядра. Като се има предвид, че 615 използва концепцията big.LITTLE, начинът, по който работи, е много различен. Графиката показва как натоварването се увеличава на едно, докато пада върху другото ядро.
В следващото изображение можете да видите как се активира голям клъстер по време на тежко натоварване, което е еквивалентно на използването на четири ядра, но когато товарът е намален, два клъстера могат да се използват едновременно, т.е. всички осем ядра се използват. Това е необходимо, за да се избегнат вълни от напрежение и последващото намаляване на натоварването ще доведе до голямо изключване и включване на енергийно ефективен клъстер LITTLE.
Цялата статия е доста голяма, така че избрах основните фрагменти, за да покажа и обясня поведението на различни процесори в определени ситуации.
заключение
Като се има предвид определен брой фактори, а именно оптимизацията, разликата в архитектурата, използването на различни технологии и някои други - мулти-ядрото днес е не само признание към модата, но и един от начините за балансиране между голям брой належащи проблеми.
И на първо място, не е необходимо толкова да се увеличи производителността (в края на краищата това е въпрос на оптимизация), а по-скоро да се решат проблемите на енергийната ефективност и прегряване. Но това ли е основният изход? В края на краищата все още има много заобикаляния. Например, същото намаляване на технологията на процеса. Но тук не е толкова просто. В края на краищата манипулациите с минимизиране водят до голям брой отхвърлени процесори. Нещо повече, дори малки земни трептения, незабележими за обикновения човек, могат да доведат до броя на неподходящите процесори до 70-80%.
Системата за охлаждане на течности остава, но за съжаление нейната ефективност в настоящата й форма все още е под въпрос. Въпреки това, производителите едва ли ще спрат това, но какво ще кажеш за основния въпрос, имаме нужда от многоядрени? Отговорът е "да"!
Ако откриете грешка, моля, маркирайте текста и кликнете върху него Ctrl + Enter.
Зареждане ...
