на что влияет тактовая частота процессора в смартфоне

Процессоры в мобильных гаджетах — какие бывают и что лучше

Содержание

Содержание

На рынке десктопных процессоров все достаточно понятно — здесь лидерство делят компании Intel и AMD. Если же говорить о мобильных процессорах, то тут все несколько сложнее. Каждый из брендов предлагает свои модели, причем некоторые из них эксклюзивно стоят только в конкретных гаджетах. Мы расскажем о ведущих производителях мобильных процессоров и рассмотрим их ассортимент.

В чем разница между мобильными и десктопными процессорами?

Если не вдаваться в многочисленные технические особенности, то главным отличием можно назвать архитектуру.

Архитектура — это совокупность принципов построения, общая схема расположения элементов на кристалле и схема взаимодействия ПО с чипом.

В десктопных моделях используется архитектура x86/x64, однако инженерам так и не удалось добиться требуемой энергоэффективности, несмотря на все попытки. Процессоры потребляли слишком много энергии из-за необходимости дополнительных преобразований, поэтому не подходили для мобильной техники. В итоге разработчики предложили использовать новую архитектуру RISC (reduced instruction set computer) вместо существующей CISC (complex instruction set computing).

В CISC-архитектуре каждая команда имеет свой формат и длину, из-за чего процессору требуется больше времени и ресурсов на обработку. В RISC-архитектуре команды имеют не только общую длину, но и формат. Благодаря этому процессоры на RISC более энергоэффективны, быстрее обрабатывают команды и требуют меньшего объема ОЗУ, что делает их практически идеальным кандидатом для мобильной электроники.

Развитием RISC занялась компания ARM Limited, которая представила усовершенствованную архитектуру под названием ARM. Стоит отметить, что эта компания не только создает собственные вариации процессоров, но и предоставляет лицензии на свои разработки. В итоге на базе предоставленных ARM ядер крупные бренды создают авторские топологии и фирменные процессоры, о которых мы и поговорим далее.

Apple

Разрабатывать процессоры с собственной топологией компания Apple начала лишь в 2010 году, презентовав свой первый iPad. Модель процессора A4 построена на ядре ARM Cortex-A8 и стала началом всей линейки, которая продолжается до сегодняшнего дня. Кстати, в смартфонах первого поколения до iPhone 4 в Apple использовали микропроцессоры от Samsung.

С 2010 года Apple выпустили более 15 моделей в линейке, каждая последующая была усовершенствованием предыдущей и, как правило, устанавливалась в новой модели iPhone или iPad.

Компания Apple была одной из первых, кто понял все преимущества RISC-архитектуры в мобильном сегменте. В паре с ОС собственной разработки инженерам удавалось выпускать одни из самых мощных моделей, которые на 50–100 % обгоняли по производительности топовые продукты других брендов.

В среднем с каждым новым поколением процессоров Apple удавалось наращивать производительность от 1,3 вплоть до 2 раз.

Более того, в определенных тестах процессоры серии A не уступают в производительности десктопным моделям, показывая схожие или даже лучшие результаты. Мощнейшим прорывом можно назвать Apple M1 — это система на кристалле ARM-архитектуры, которая используется уже не только в iPad Pro, но и в последних MacBook.

За графику в мобильных процессорах до A11 отвечали ускорители от PowerVR, а, начиная с A11, инженеры Apple ставили собственное GPU, но используя лицензированное ПО.

Компанию Apple без преувеличения можно назвать одним из лидеров в области мобильных процессоров. Многолетний опыт и подгонка «железа» под операционную систему позволяют получать высочайшие результаты. Однако процессоры от Apple устанавливаются исключительно в технику этого бренда.

Qualcomm

Конкуренцию «купертиновцам» составляют инженеры из компании Qualcomm — одной из крупнейших фирм по разработке и исследованию беспроводных средств связи и систем на кристалле. В частности, компания известна процессорами линейки Snapdragon. Производство первых SoC фирма начала в 2007 году, предоставляя процессоры для HTC, Acer, Asus, LG, Huawei и других брендов. В период с 2007 по 2012 годы были созданы четыре поколения моделей S1–S4 по техпроцессу 28 нм и больше.

В поколениях до S4 архитектуру разрабатывали на базе собственных ядер, которые являются модифицированными версиями ARM-Cortex.

С 2013 года компания представила пять основных линеек своих процессоров, нацеленных на разные классы устройств:

Источник

На что влияет тактовая частота процессора мобильных устройств

Любому владельцу смартфона хочется оценить, насколько крут его гаджет. Кому-то для этого достаточно цены, а кто-то хочет представить всё в цифрах, и в ход идут другие параметры.

Некоторые меряют производительность количеством ядер, другим милее частота.

Постараемся разобраться, на что же в действительности влияет тактовая частота чипсета смартфона, и можно ли ее учитывать, как некий абсолютный показатель производительности.

Что это такое вообще

Любой процессор, исполняющий программу, делает это синхронно. Чтобы согласовать операции, необходим регулярный сигнал, обеспечиваемый задающим генератором. Вот его частота и называется тактовой.

Неверно считать, что один такт эквивалентен выполнению одной команды. В действительности этот процесс может занимать как долю такта, так и растягиваться на несколько. Это определяется системой команд, а та, в свою очередь, зависит от архитектуры процессора.

И хотя в чипсетах всех смартфонов и большинства планшетов используется единственная архитектура ARM, не следует забывать, что она может быть разных поколений.

Корректно ли сравнивать частоты различных чипсетов?

Возможно, когда-то это и имело смыл. Но еще во времена одноядерных процессоров производительность чипов AMD в большинстве типов задач была несколько ниже, чем у Intel, имевших одинаковую с ними частоту. В случае чипсетов мобильных устройств всё еще более запутанно.

Сравнивать частоты процессоров x86 и ARM вообще не имеет смысла: архитектура ARM заведомо менее производительна, поскольку при ее создании упор делался на энергосбережение.

С тем же успехом можно проводить сравнение продуктивности CPU и видеокарты. Если же говорить о сравнениях между ARM процессорами, то следует понимать несколько вещей.

Различные типы ядер, используемых производителями SoC, могут иметь разную продуктивность при одинаковой частоте. И здесь многое зависит не только от поколения (хотя и оно тоже критично, сравнивать Cortex-A7 с A72 просто смешно), но и в их назначении.

Технология ARM big.LITTLE предусматривает использование в одном чипсете двух кластеров ядер, один из которых характеризуется высокой производительностью, а второй – повышенной экономичностью. При этом тактовая частота у них может быть (а может и не быть) одинаковой.

Так что в лучшем случае можно сравнивать частоты чипсетов, имеющие один и тот же тип ядер. К примеру, сравнение SoC, построенной на Cortex-A53 с чипсетом на Cortex-A72 будет уже некорректным.

Почему может изменяться тактовая частота

Нельзя забывать и о том, что частота не является абсолютной величиной. В чипсетах смартфонов она достаточно часто меняется. Одной из причин может стать переключение между кластерами ядер в соответствии всё с той же технологией big.LITTLE.

Если задача не требует высокой производительности, система переключится на ядра с меньшей тактовой. Напротив, если будет запущено ресурсоемкое приложение, в дело вступят более высокочастотные.

Источник

Какой процессор выбрать для телефона-смартфона?

Часто покупатели смартфонов сталкиваются с вопросом: какой процессор лучше выбрать для телефона. Многие люди считают, что количество ядер и частота играют ключевую роль в подборе. Но данный фактор не является определяющим в работоспособности и производительности мобильного устройства.

От чего зависит производительность смартфонов?

Показатели работоспособности гаджетов пребывают в зависимости от следующих факторов:

Названные факторы определяют плавность запуска интерфейса и успешного старта работы разнообразных приложений. Поэтому, прежде чем купить мобильное устройство, стоит осведомиться, какой процессор лучше подойдет для смартфона, чтобы он функционировал максимально качественно.

Платформы для мобильных устройств

Среди платформ для мобильных телефонов самые популярные:

От объема «оперативки» будет зависеть скорость работы смартфона и возможность быстрого открытия приложений.

Производители процессоров

Какие самые лучшие процессоры для смартфонов? Однозначного ответа на данный вопрос не существует. Стоит отметить одного из лидеров в производстве микрочипов. Это – компания Qualcomm, которая разработала такие хиты продаж, как Snapdragon 400, 600 и 800. Корпорация Apple под свои девайсы проектирует процессоры самостоятельно с использованием архитектуры ARM. Корейский бренд Samsung тоже разработал микрочипы Samsung Exynos, которые устанавливаются на ТОП-овые смартфоны компании. Достойна особого внимания и китайская компания MediaTek, которая уверенно осваивает современный рынок. Стоит упомянуть бренд Intel, выпускающий процессоры на архитектуре х86, используемой для разработки компьютерных микрочипов. В основном продукция данного производителя задействуется в Windows-устройствах.

Частота процессора: какая лучше для смартфона?

Выбирая смартфон, не стоит акцентироваться на показателях тактовых частот. Но, чем более высоки цифры, тем это лучше.
Практически все процессоры для «мобильников» имеют свойство автоматически регулировать собственные частоты. Поэтому в характеристиках смартфона либо планшета указывают верхний показатель.
Основная масса смартфонов имеет процессоры с такими диапазонами:

Важно понимать: мегагерцы на одном устройстве могут «показывать себя» быстрее, чем на ином. На показатель скорости функционирования гаджета влияет не только частота, но и много других параметров.
Для определения скорости работы процессора разработаны специальные программы, с помощью которых можно сравнивать производительность смартфонов. При любых обстоятельствах выбор процессора для смартфона лучше остановить на микрочипе с частотой не ниже 1500 МГц.

Какое количество ядер необходимо для эффективной функциональности устройства?

На современном рынке присутствует огромнейшее количество многоядерных процессоров, которые для разных задач используют несколько вычислительных блоков. После создания двухъядерных микрочипов на рынке стали появляться также четырех-, пяти- и восьмиядерные решения.
При покупке мобильного устройства выбор может казаться очевидным, исходя из принципа – чем больше количество ядер, тем лучше. Но это не всегда так. Процессоры для смартфонов практически никогда не используют все ядра для запуска и функционирования приложений, для большинства которых вполне хватает двухъядерного чипа.
Ярким свидетельством этого может послужить iPhone последней версии, использующий двухъядерный процессор. Правильная и качественная оптимизация позволяет функционировать гаджету на высшем уровне, а работоспособности данного устройства позавидуют многие аппараты даже с восьмиядерными микрочипами.

Стоит уделить внимание процессору Samsung Exynos 5, которым оснащены некоторые модели гаджетов бренда. Он имеет восемь ядер за счет двух четырехъядерных микрочипов, которые не функционируют одновременно. Один из процессоров более мощный и запускается при открытии «тяжелых» игр и приложений. При этом он является достаточно «прожорливым». Остальные задачи выполняются более экономным чипом, который бережет заряд батареи и способен обеспечивать отменную производительность менее сложных приложений.

Не знаете, как выбрать хороший процессор для смартфона? Приобретая бюджетный девайс, достаточно будет двухъядерного чипа. При увлеченности играми стоит обратить внимание на четырехъядерные вариации. Восьмиядерный процессор – это, конечно, хорошо, но применения ему пока практически нет. Когда появятся возможности использовать подобные гаджеты, то современные смартфоны премиум-класса будут стоить, как бюджетные модели.

Какой процессор лучше для смартфона на Андроид?

Большинство Андроид-приборов функционируют на базе микрочипов Snapdragon производства компании Qualcomm. При достаточно существенной нагрузке гаджет покажет работу во всю мощность, которая указывается в его характеристиках. А при простое рабочие частоты будут снижены для экономии батареи.

Было бы неверно утверждать, что Snapdragon – это самый лучший процессор для Андроид-смартфона. Но популярность его установления на большинстве девайсов достаточно высокая.

Источник

Учи матчасть. Выбираем смартфон по процессору

Во времена мобильных телефонов, которые были «глупыми» и мало что, по нынешним меркам, умели, особого внимания начинке покупатель не уделял. Бо́льшую важность представляли внешний вид, объем памяти для записи телефонных номеров и SMS, позже — «навороты» в виде браузера, почтового клиента и тому подобные. Может, играла роль престижность модели.

Как это часто бывает, все изменила Apple, выпустив джинна из бутылки — оригинальный iPhone. Он дал начало новой моде на девайсы. Хотя «яблочная» корпорация не была первой в сфере «умных телефонов» (ведь задолго до этого существовали IBM Simon, Nokia 9000 Communicator, Qualcomm pdQ 800 и другие), именно она смогла популяризовать направление — своим подходом, созданием должного образа и, что самое главное, экосистемы.

В бой ринулись многие, дав толчок развитию технологий, позволяющих нарастить мощность «телефонов» нового поколения — смартфонов в том виде, в котором мы привыкли их видеть. Постепенно мобильные устройства стали походить по своей производительности и возможностям на компьютеры, поэтому ожидания и требования к ним возрастали.

Сегодня рынок устоялся, основных игроков, выпускающих мобильные процессоры, не так много, к тому же они используют решение одной компании Аrm, подстраивая его под себя. Расскажем простыми словами, что это за зверь — мобильный процессор. А позже перейдем к другим компонентам смартфонов.

Коротко, о чем пойдет речь:

Мобильный процессор, но правильнее — SoC

В отличие от домашнего компьютера, смартфон использует несколько иную логику: в случае с умными мобильниками процессором часто называют всю «систему на чипе» — SoC (System-on-a-Chip), или «систему на кристалле». Это набор компонентов, которые выполняют основные функции смартфона — от обработки данных, поступающих из всех источников, до подключения к беспроводным сетям и вывода картинки на экран.

То есть SoC — это собственно вычислительный процессор (CPU), «видеокарта» (GPU), модемы (3G, 5G и тому подобные), модули беспроводной связи (Wi-Fi, Bluetooth) и что угодно еще, но мы будем говорить именно о «процессоре», то есть об основном вычислительном компоненте. Отметим, что существуют и раздельные решения, когда тот или иной компонент не интегрирован, однако основной путь — «все вместе».

Какие мобильные процессоры самые-самые? Сейчас к актуальным и топовым относятся: Apple A13 Bionic для iPhone, Snapdragon 855 и 855 Plus для большинства Android-смартфонов, Helio G90, Exynos 990 для смартфонов Samsung, Kirin 990 для Huawei и Honor. Хотя те, что постарше на год-два, не особенно хуже, и средний юзер не ощутит разницы в производительности от слова «вообще».

Многоядерность, тактовая частота

Все адекватные производители смартфонов используют сегодня решения с многоядерными процессорами. Многоядерность позволяет эффективнее утилизировать ресурсы.

«Многоядерность — это плюс и минус одновременно»

Появляется возможность одновременного выполнения нескольких заданий (работа приложений в фоне). Кроме того, в одном CPU обычно компонуются как менее производительные ядра, так и более производительные с разной тактовой частотой. В восьмиядерном процессоре это могут быть «наборы» 4+4, 4+3+1 или другие в зависимости от производителя процессора и требований заказчика.

Нужно набрать SMS или посмотреть список дел? Задействованы «слабые» ядра с низкой частотой, нагрузка на батарейку минимальная. Запустили игру? Включились «сильные» ядра, аккумулятор стал активнее терять заряд. В жизни это означает, что один и тот же смартфон в руках мобильного геймера или любителя поснимать видео в 4K продержится часов пять, а у предпочитающего только звонки и SMS — двое суток.

Многоядерность — это плюс и минус одновременно. Наличие разных инструментов (ядер) позволяет сделать смартфон универсальным для разных задач. Но в то же время нужно научить их работать правильно со всеми приложениями, а это получается не всегда. Что выливается в проблемы, например, с производительностью (система не понимает, что нужно включить производительные ядра, и все «тупит») или утечкой энергии (работает все на максимуме, аж дым идет, когда не надо).

Ядра бывают разные

Производители смартфонов используют ядра (архитектуру), разработанные в компании Arm. Дизайн чипов при этом проектируют отдельно: Apple делает свое, Samsung, Huawei, Qualcomm и MediaTek — свое.

Одно и то же ядро (например, Cortex-A77 — самый актуальный вариант) может работать на разной частоте в зависимости от устройства и собственной модификации. Ядра объединяют в кластеры — те самые «наборы».

От дизайна зависит, сколько может быть ядер в одном кластере. Общее количество ядер в одном процессоре Android-смартфона обычно составляет восемь (в самых свежих iPhone — шесть).

«Количество ядер не указывает на производительность смартфона»

big.LITTLE, в свою очередь, расшифровывается просто: есть ядра более производительные (big) и менее производительные (little). Смартфон должен обеспечить плавное переключение на лету между кластерами в зависимости от задач, выполняемых мобильником. Это сложно и иногда работает со сбоями. Логика инженеров Apple и их возможности немного иные. Также есть и другие нюансы, объективно выделяющие «яблоко» из остальных (часто ли вы видели тормозящий iPhone?).

В качестве примера приведем флагманский процессор Snapdragon 855+ для Android-смартфонов. Он использует чип с одним высокопроизводительным ядром до 2,84 ГГц, двумя производительными до 2,42 ГГц, построенными на базе Cortex-A76 (они же кастомные Kryo 485 Gold и Kryo 485 Gold Prime), и четырьмя энергосберегающими до 1,8 ГГц на базе Cortex-A55 (Kryo 485 Silver). Итог — три кластера под разную интенсивность работы.

И, как мы видим, ядра, базируясь на одной архитектуре, имеют модификации, что отражается на их тактовой частоте.

Еще один момент: количество ядер не указывает прямо на производительность смартфона. Поэтому восемь слабых ядер уступят компоновке из четырех мощных и четырех малопроизводительных.

Важно также, как производитель позиционирует смартфон. Поэтому заморачиваться по поводу того, какой процессор установлен в свежем флагмане, особенно не стоит: наверняка там будет адекватное решение (актуально для зарекомендовавших себя брендов).

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.

Троттлинг

Обычно троттлинг означает чрезмерный нагрев процессора, после которого тот снижает частоту и заметно теряет в производительности. Это механизм защиты, придуманный для того, чтобы сохранить целостность CPU в критической ситуации. Отчего случается «плохой троттлинг»?

«Если система отвода тепла не продумана, гигагерцы не помогут»

Например, из-за желания производителя смартфона «разогнать» ядра процессора, не обеспечив эффективного охлаждения и/или не проведя оптимизацию ПО и других «железных» компонентов. Или чтобы набрать больше баллов в тестах, рекламируя свой телефон как «самый мощный». А еще из-за желания вендоров идти по грани, удерживая максимальную производительность долгое время. По большому счету троттлинг в смартфонах неизбежен, но с ним можно управиться, и чем труднее процессору добраться до точки кипения, тем он эффективнее.

В спецификациях к мобильнику можно заявить о частоте в 2,5 ГГц на все восемь ядер, производительность будет «доказана» в синтетических тестах. В реальности же смартфон не будет справляться с играми или тяжелыми приложениями: первые пару минут все будет хорошо, затем последует сильный нагрев из-за попыток CPU выдавить из себя условные 2,5 ГГц, появятся «фризы», «тормоза», аппарат будет неприятно горячим и станет бесполезным — если система отвода тепла не продумана, а ПО работает плохо.

Источник