Скоростта на смартфона се влияе от три фактора - процесора, графичното ядро и RAM. Тъй като графичното ядро често се комбинира с процесора, а самата RAM има минимално влияние, изборът на процесор за смартфона трябва да се обърне специално внимание.
Разгледайте основните характеристики и най-често срещаните модели процесори за смартфони.
Китайските производители са свикнали да се хвалят, че техните смартфони работят на 8-ядрени процесори и това прави впечатление на неинформираните потребители. В действителност обаче броят на ядрата не е най-важният показател за производителността на устройството. За да се решат ежедневните проблеми, потребителят може да има две ядра. Примерът на Apple е показателен: най-новите устройства на тази компания работят на двуядрения A8 чип, но по отношение на скоростта, те ще дадат форма на всички „китайци“.
Значението на ядрата може да бъде описано както следва. Преди това всички екипи на смартфона бяха изпълнявани последователно, но тъй като производителите искаха да увеличат тактовата честота на телефонния процесор, сега вече се появи т.нар. Всяко ядро на модерен смартфон може да изпълнява няколко функции, а самият смартфон може едновременно да има милиони операции. Информационните потоци вече не трябва да бъдат в опашката и това увеличава скоростта на притурката. Въпреки това, за да обърка поне двуядрен чип, потребителят ще трябва да се опита много.
честота
Честотата на процесора влияе върху броя на изпълнените операции за секунда. Колкото по-висока е честотата на процесора, толкова по-бързо се движи линията на движенията от командите на смартфона, която беше спомената по-рано. С течение на времето ролята на честотата на процесора става вторична поради факта, че броят на ядрата излиза на преден план. Този момент обаче е важен: многоядрен процесор може да ускори работата на притурката само ако информацията е делима. Ако информацията е неделима, дори и в 8-ядрен процесор, само едно ядро ще работи, а производителността му ще бъде равна на честотата на часовника.
Затова 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 - Фирма, която произвежда не само добре познати чипове Snapdragon, но и развитието на ключови технологии, например LTE. Процесорите от Qualcomm се използват от такива големи производители на мобилни технологии, както и (линия на Xperia Z). Най-новият чип, Snapdragon 810, се сблъска с критики, защото беше скъп и прегрява, но това не се отрази на общата популярност на продуктите на Qualcomm.
- MediaTek - Основният индустриален конкурент на Qualcomm. Компанията се фокусира върху оптималното съотношение цена-качество и затова смартфоните с процесор от MediaTek, в сравнение с аналозите, са просто по-евтини. Трябва да се отбележи, че MediaTek е първият, който разработи 10-ядрен Xelio X процесор, по-специално китайският гигант използва продуктите на компанията.
- Samsung – активно развива своя собствена линия на Exynos. 8-ядреният Exynos 7420 се намира в най-новите смартфони на Samsung, например в S6 Edge.
- Intel - Лидер сред производителите на процесори за лаптопи, но в индустрията за мобилни разработки, тази компания е във втория ешелон. В Intel Atom работят линията Zenfone, редица модели на Lenovo и някои смартфони от други, малко известни производители.
заключение
Споровете, които процесорът е по-добър за смартфон, са безсмислени - необходимо е да се пристъпи първо към личните нужди на потребителя, а не от техническите характеристики. В надпреварата за броя на ядрата и честотата на часовника, потребителят рискува просто да харчи допълнително пари за безполезно предимство.
В началото на 2010 LG обяви първия в света двуядрен смартфон, отбелязвайки ерата на мобилното мулти-ядрено състезание. Оттогава са минали повече от 6 години, а производителите продължават да увеличават производствения и производствения си капацитет. Днес вече има десет ядрени предложения на пазара и техният растеж едва ли ще спре там. За да разберем по-добре за какво се стремят производителите и как постоянно увеличаване на броя на ядрата се отразява в увеличаването на производителността, ще проведем кратка история.
Веднъж устройство за осъществяване на повиквания днес изпълнява ролята на мултимедиен комбайн, превръщайки се в неразделна част от нашия живот. Всяка година има нова функционалност, което означава, че има нарастваща необходимост от обработка на всички големи потоци от данни. Първоначално всички усилия за подобряване на производителността бяха насочени към увеличаване на честотата на часовника, но с постигането на определени показатели, нейното увеличение стана нерационално, тъй като се отрази на нарастването на преработвателите на ТДП. Въпреки това, чрез усилията на разработчиците, а по-късно и маркетолозите, беше намерено решение - многоядрен.
Мнението се е вкоренило в човешкия ум: „колкото повече, толкова по-добре.“ Но винаги има изключение и въпросът за многоядреността е един от тези случаи. Тези предубеждения се използват успешно от “маркетолози”, чиято задача е да ви убедят, че това е основният фактор, влияещ върху повишаването на производителността. Вярно ли е?
Въпрос с количество
Важно ли е многоядреното? Безспорно. Обработка, разпространение и изпълнение на много задачи едновременно - това е основната му характеристика. Паралелна работа на няколко приложения, видеозаснемане и осъществяване на повиквания. Звучи странно, но напълно възможно. Може би поради включените допълнителни ядра. И да, аз съм за гладкост.
Два процесорни ядра, а това всъщност два микропроцесора, ще се справят с различни задачи по-бързо от една. Четири - дори по-бързо от две. Един начин да се увеличи производителността на процесора с множество ядра е да се разделят нишките. Важно е да се отбележи, че операционната система, въпреки техния брой, е в състояние да създава и работи с множество виртуални нишки, дори ако е едноядрена версия. Качете вашия смартфон с една задача, той ще го направи перфектно. Междувременно, това е огромна рядкост, защото дори в режим на пасивна употреба той изпълнява няколко задачи, за които планировчикът е включен в операционната система. Планировчикът регулира реда и броя на задачите.
Какво ще кажете за броя на ядрата?
Повече количество не винаги е качество. Не всички приложения са оптимизирани да работят с множество ядра, а още повече, когато техният брой отдавна надвишава четири. Поне беше преди, сега ситуацията се промени драстично. Да вземем един пример.
Имате няколко камиона. Много по-лесно е да се транспортира товар от тях, отколкото да се използва един от няколко подхода или напълно зареждане на автомобила. Вярно е, че тази опция е налична при условие, че има възможност за поделяне на товара. Също така важни са честотата на часовника, която е отговорна за обработката на различни операции във втория интервал. Колкото е по-висока, толкова повече действия процесорът изпълнява в един проход. Не забравяйте за процесорната архитектура. Да се върнем към примера.
Имаме двама шофьори. Въпреки че смартфоните използват система с един чип, тук, както и при компютърните решения, всеки производител има свои собствени версии, различни от конкурентите. Така че тук. И 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 получи много по-бързо от второто. Нека да не пръпаме, но паралелът между Qualcomm и MediaTek, според мен, е разбираем)
Връщаме се към въпроса за оптимизацията. В предишните си статии многократно съм отбелязвал изключителната важност на този фактор и не се уморявам да го повтарям отново. Както винаги, пример за ябълкови продукти. Последната версия на iPhone използва двуядрен процесор със свой собствен дизайн, който заема водеща позиция сред по-„ядрените” си колеги. Много фактори допринасят за това, но оптимизацията е на върха.
Проблем с прегряване
Напредъкът не стои на едно място и пазарът отдавна очерта политиката за намаляване на размера на използваните компоненти. В мобилните решения обаче проблемът с прегряването е все още актуален: постоянното изпомпване на характеристики, включително увеличаване на капацитета, става сериозна пречка пред тенденцията за тънките смартфони. В стремежа си към иновации някои производители оборудват устройствата си с течно охлаждане, като например в Z2, Lumia 950 XL и Galaxy S7. Възможно е също така да се намали прегряването при висока честота чрез превключване към по-тънка технологична технология.
"Броят на транзисторите, поставени на чипа на интегралната схема, се удвоява на всеки 24 месеца, което води до появата на нови технологии, увеличаване на производителността и постижения 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. Освен това, размерът им трябва да намалява пропорционално (законът на Мур), така че закъсненията в сигналите на GHz да не влияят на крайното изпълнение. Резултатът е пръчка с два края.
Друг начин е да се увеличи броят на ядрата. Да, чухте добре. Системата избира комбинация от ядра и, с необходимост, използва високопроизводителни и, ако е възможно, спестява пари, пуска енергийно ефективни такива. В редки случаи се използват и двете.
Като Android
Един технически писател и автор на собствения си блог Darcy Lakovje, провел един интересен експеримент, създавайки специална програма, тъй като не намерил нито едно приложение, което да използва всичките осем ядра 100%. След това тества няколко приложения на смартфони с четириядрен (Snapdragon 801) осемядрен Snapdragon (615) процесор. В резултат на това Дарси демонстрира техните работни графици със същото заявление.
Както се очакваше, първият тестван Chrome. Ако приложението беше еднонитово, можеше да се очаква натоварването на две ядра с периодичната активност на другите две. Всъщност лъвският дял от времето, през което браузърът използваше всичките четири ядра.
Що се отнася до решението с осем ядра, по-голямата част от времето браузърът се държи доста непредсказуемо, използвайки произволен брой от тях, съчетавайки седем или осем, а понякога и 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 то пада върху другото ядро.
В следващото изображение можете да видите как се активира голям клъстер по време на тежък товар, който е еквивалентен на използването на четири ядра, но когато товарът се намали, могат да се използват едновременно два клъстера, т.е. всички осем ядра се използват. Това е необходимо, за да се избегнат пренапрежения в напрежението, а последващото намаляване на натоварването ще доведе до голямо изключване и включване на енергоспестяващ малък клъстер.
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 оптимизация, разликата в архитектурите, използването на различни технологии и някои други - многоядреното днес е не само почит към модата, но и един от начините за балансиране между огромен брой неотложни проблеми.
И на първо място, е необходимо не толкова да се увеличи производителността (в края на краищата, това е въпрос на оптимизация), а по-скоро за решаване на проблемите на енергийната ефективност и прегряване. Но това ли е основният изход? В края на краищата, все още има много заобикалки. Например, същото намаляване на технологичните процеси. Но тук не е толкова просто. В крайна сметка, манипулациите с минимизиране водят до голям брой отхвърлени процесори. Освен това дори малките земни трептения, незабележими за обикновения човек, могат да доведат до броя на неподходящите преработватели до 70-80%.
Системата за течно охлаждане остава, но ефективността му в сегашната му форма, за съжаление, все още е под въпрос. Въпреки това е малко вероятно производителите да спрат на това, но какво да кажем за основния въпрос, имаме ли нужда от многоядрен? Отговорът е да!
Ако откриете грешка, моля, маркирайте част от текста и кликнете Ctrl + Enter.
Само преди пет години смартфоните имаха едноядрени процесори, а прогнозите за появата на многоядрени чипове в мобилните устройства предизвикаха само усмивки. Въпреки това, в началото на 2011 г. беше въведен първият смартфон с двуядрен чипсет, а оттогава броят на ядрата в мобилните процесори нараства. Днес не сме твърде изненадани от чипсетите с десет ядра (например) и няма причина да смятаме, че тази цифра ще престане да се увеличава. За да разберем за какво се стремят производителите и защо има толкова много ядра за смартфони, нека започнем с кратка екскурзия в историята.
В преследване на изпълнението
До 2011 г. ръстът на производителността на мобилните процесори се постига предимно чрез увеличаване на тяхната тактова честота. Но по-нататък да се движат весело поради увеличаване на честотите не работи: в мобилните устройства има остър проблем с охлаждане. Намаляване на прегряването при високи честоти може да премине към по-фина технология. Усъвършенстването на литографското оборудване обаче не се случи достатъчно бързо и тогава производителите решиха да добавят производителност към смартфоните по начин, който вече е тестван на компютър - чрез добавяне на второ компютърно ядро.
Първият смартфон с двуядрен процесор се появи през 2011 г .: LG Optimus 2X с чипсета NVIDIA Tegra 2. Чипсетът е построен на ARM Cortex-A9 ядра с тактова честота до 1 GHz, изработен по 40-nm технология. Смартфонът показа добри резултати в синтетични тестове и при изпълнение на определени задачи, но за около година неговото „двойно ядро” беше почти безполезно, защото разработчиците на приложения не бързаха да оптимизират своите програми за работа с две ядра. Различните процеси обаче вече могат да заредят и двете ядра по едно и също време, което дава видимо увеличение на скоростта.
Въпреки това, колкото повече устройства с многоядрени процесори бяха разпределени, толкова повече внимание беше отделено на разработчиците на сложни приложения - преди всичко игри. Разбира се, производителите на смартфони не се сблъскаха с две ядра, а през 2012 г. първото устройство с пет-ядрен процесор LG Optimus 4X HD, базирано на чипсет NVIDIA Tegra 3 с четири ядра ARM Cortex-A9 с тактова честота 1.5 GHz и петото ядро спътник с честота 500 MHz. Четири основни ядра определят изключителната производителност на устройството, но бързо освобождават батерията. Следователно, прости задачи се обработват от придружаващо ядро, работещо на по-ниска честота.
Първият “чист” четириядрен процесор е Qualcomm Snapdragon S4 Pro. За разлика от чипсетите на NVIDIA, в линията S4 Pro, Qualcomm използва самостоятелно разработени ядра, наречени Krait, които поддържат aSMP технология, която ви позволява да избирате напрежението и честотата на всяко ядро поотделно и дори напълно да ги изключите. Синхронните системи, които NVIDIA и ARM развиват по това време, не могат да направят това.
В търсене на енергийна ефективност
Изпълнението на четириядрените решения напълно удовлетворява както потребителите, така и производителите: последното е необходимо само за да се намали технологията на процеса и да се увеличи максимално честотата на часовника. При разработването на първите четириядрени процесори обаче инженерите трябваше сериозно да мислят за енергийната ефективност. Резултатът от тези трудни мисли беше появата на 4-PLUS-1 архитектура в NVIDIA и въвеждането на aSMP технология в процесорите Qualcomm, които вече споменахме.
Приблизително по същото време се появява архитектурата ARM big.LITTLE, която е предназначена за решаване на текущия проблем. Първата реализация на big.LITTLE, Clustered Switching, не беше много успешна, тъй като позволи на устройството да превключва само между клъстери от ядра от един и същи тип, без възможност за управление на всеки от тях поотделно. Първият чипсет с тази архитектура беше Samsung Exynos 5 Octa (5410) с четири ядра ARM Cortex-A7 и четири Cortex-A15 ядра, използвани в смартфона Galaxy S4. В този процесор, с консумация на енергия до 1 W, клъстерът LITTLE работи, което, когато този праг е надвишен, е 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 един момент може да се работи. Тази технология дава възможност да се работи едновременно на различни видове ядра (например две продуктивни и две енергоспестяващи ядра в осемядрен чипсет), но все още е невъзможно да се използват всички ядра.
Накрая се появи и HMP технология, която успя да използва всяка комбинация от ядра с всякаква честота на всеки от тях, включително едновременната работа на всички ядра за максимална производителност. HMP се използва във всички модерни чипсети, построени на ARM big.LITTLE архитектура, но първият процесор на тази архитектура е и Samsung Exynos 5 Octa (5420) чипсет, разработен от Samsung.
Използвани ли са ядрата от приложенията?
Има доста разпространено мнение, че смартфоните не се нуждаят от многоядрени процесори. Казаха така за четириядрени процесори, сега за осем ядра. Твърди се, че мобилните приложения просто не могат да използват всички ядра, в резултат на което повечето от тях "бездействат" ненужно. Но дори в зората на „многоядрените“ смартфони, едното ядро може да се използва от работещо приложение, а другото същевременно се занимава с актуализиране на приспособления, синхронизация и други системни процеси. В момента мобилните програми, като се започне с най-простите, могат да използват най-малко четири ядра. За да потвърдите това, ресурсът на Android Authority проведе собствени проучвания, стартирайки различни приложения и анализирайки използването на ядрото. Ето какво успяхме да получим за браузъра Chrome на четириядрения чипсет Qualcomm Snapdragon 801:
Както можете да видите в графиките, Chrome може да работи в няколко нишки (в противен случай ще видим използването на максимум две ядра) и операционната система се опитва да балансира натоварването на всички ядра, за да избегне ситуации, при които две ядра имат стопроцентово натоварване, а другите две са бездействащи.
Ако изпълните същия тест на чипсет с архитектурата big.LITTLE HMP, картината се променя:
В случай на използване на хетерогенна многопроцесорна обработка, броят на използваните ядра ще бъде близо до максимума, а графиките на оползотворяване на ядрото няма да съвпадат дори приблизително.
За да разберем защо това се случва и защо едно и също приложение изисква различен брой ядра на различни чипсети, нека разгледаме още една графика, получена в играта Epic Citadel:
Графиката показва, че при голям товар големият клъстер е активен, което съответства на едновременното използване на четири ядра, но при намаляване на натоварването и двата клъстера могат да работят едновременно едновременно, като се 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 спиране на големия клъстер и включването на енергоспестяващия малък клъстер.
Заключението от горното е просто и категорично: липсата на многопоточност в Android приложенията е мит, а операционната система разпределя натоварването на ядрото по най-добрия начин, в зависимост от това дали архитектурата big.LITTLE използва чипсета или не.
В търсене на маркетинг
Първите осемядрени процесори предизвикаха присмех на скептични потребители, но въпреки това те станаха най-доброто решение за оптимизиране на баланса на производителността и консумацията на енергия на смартфона. Производителите обаче не спряха и през 2015 г. Mediatek представи първия чипсет с десет ядра - Helio X20, и също обяви, че скоро ще пусне дванадесет-ядрен процесор.
В Helio X20 ядрата вече не са две, а три вида с плавно нарастваща производителност: четири Cortex-A53 на 1.4 GHz, четири Cortex-A53 на 2 GHz и два Cortex-A72 на 2.5 GHz.
Въпреки впечатляващите цифри, за разлика от първите два, четири и осемте чипсета, Helio X20 не се превърна в сензация, което дава на бенчмарковете си конкуренти с по-малък брой ядра. Приложенията, които могат да използват повече от осем ядра в същото време, са толкова незначителни, а по-нататъшното увеличаване на броя на ядрата в близко бъдеще няма да даде никакво забележимо увеличение на производителността.
Що се отнася до неизбежния спътник на все по-нарастващата мощност на мобилните устройства - необходимостта от намаляване на потреблението на енергия, производителите на чипсети и смартфони активно използват други методи за това, например, намаляване на техническите процеси и се занимават с оптимизиране на други компоненти - екрани или памет. Увеличаването на броя на ядрата води по-скоро до увеличаване на цената на крайните устройства.
Има и алтернативен пример за развитие - Apple. Докато производителите на Android използват операционната система на Google и повечето от тях използват и процесори от трети страни, Apple сама разработва iOS и проектира чипсети за мобилните си устройства. Това позволява на компанията да постигне добър баланс между производителност и енергийна ефективност чрез дълбока оптимизация на софтуерните и хардуерните джаджи. В своите модерни чипсети, Apple използва ... само две ядра от своя собствен дизайн, наречен Twister. Разбира се, смартфоните на Apple компанията показват много по-малки числа в бенчмарковете в сравнение с Android устройствата, но защо преследват числата, ако системата, всички програми и игри на джаджи работят добре?
В преследване на бъдещето
В началото на 2016 г. четири-ядрените чипсети де факто станаха минимален стандарт за смартфони (с изключение на iPhone). Само в най-бюджетните модели все още могат да се намерят двуядрени процесори, а едноядрените изобщо стават история. Помогна ли това на потребителите? Несъмнено, да, тъй като пазарът винаги поставя всичко на мястото си, а лошите решения бързо изчезват. Двойните и четириядрените процесори са доказали, че са отлично решение за увеличаване на производителността на смартфоните без фатално намаляване на автономността. Сега е напълно възможно да се каже, че очакванията са били изпълнени от ARM big.LITTLE HMP архитектурата, когато се използват шест до осем ядра. Той балансира най-добре между производителността и енергийната ефективност, като променя тези параметри в широк диапазон в зависимост от текущите задачи.
Всяка година производителите на смартфони стават все по-трудни за изненада на потребителите. За компаниите е трудно 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 е купил флагман, човек няма да почувства недостига си още 3-4 години. В резултат на това се появяват чипсети, които удивляват с въображение с числа, които не крият никакви ползи за крайния потребител. А по-нататъшното увеличаване на броя на ядрата в мобилните джаджи днес е малко оправдано: по този начин не можем да постигнем забележимо увеличение нито на производителността, нито на автономността на устройствата.
Дали чипсетите с повече от осем ядра ще останат на пазара за дълго време ще покажат, но такива процесори не носят важни нововъведения, които всеки би могъл да почувства, така че няма причина да преследваме такива устройства в близко бъдеще.
Зарежда се ...
