V časoch, keď boli mobilné telefóny hrubé a čiernobiele, procesory jednojadrové a gigahertz sa zdali byť neprekonateľnou latkou (asi pred 20 rokmi), jedinou charakteristikou pre porovnanie výkonu CPU bol takt. O desaťročie neskôr bol druhou dôležitou charakteristikou počet jadier. Dnešný smartfón s hrúbkou menej ako centimeter obsahuje viac jadier a má vyšší takt ako jednoduché PC tých rokov. Pokúsme sa zistiť, čo ovplyvňuje rýchlosť procesora.
Frekvencia procesora ovplyvňuje rýchlosť spínania tranzistorov procesora (a vo vnútri čipu sú ich stovky miliónov). Meria sa v počte prepnutí za sekundu a vyjadruje sa v miliónoch alebo miliardách hertzov (megahertz alebo gigahertz). Jeden hertz je jedno prepnutie tranzistorov procesora za sekundu, teda jeden gigahertz je jedna miliarda takýchto prepnutí za rovnaký čas. V jednom prepínači, zjednodušene povedané, jadro vykoná jednu matematickú operáciu.
Podľa zaužívanej logiky môžeme dospieť k záveru, že čím vyššia frekvencia, tým rýchlejšie spínajú tranzistory v jadrách, tým rýchlejšie sa problémy riešia. To je dôvod, prečo v minulosti, keď bola väčšina procesorov v podstate vylepšená Intel x86, architektonické rozdiely boli minimálne a bolo jasné, že čím vyššia je frekvencia hodín, tým rýchlejšie sú výpočty. Časom sa však všetko zmenilo.
Je možné porovnať frekvencie rôznych procesorov?
V 21. storočí vývojári naučili svoje procesory spracovať nielen jednu inštrukciu na takt, ale viac. Preto procesory s rovnakou frekvenciou hodín, ale založené na rôznych architektúrach, produkujú rôzne úrovne výkonu. Intel Core i5 2 GHz a Qualcomm Snapdragon 625 2 GHz sú odlišné veci. Dvojka má síce viac jadier, no v ťažkých úlohách bude slabšia. Preto sa nedá porovnávať frekvencia rôznych typov jadier, dôležité je brať do úvahy aj špecifický výkon (počet vykonaní inštrukcie za takt).
Ak nakreslíme analógiu s automobilmi, tak hodinová frekvencia je rýchlosť v km/h a špecifická produktivita je nosnosť v kg. Ak v blízkosti jazdí auto (procesor ARM pre smartfón) a sklápač (čip x86 pre PC), potom pri rovnakej rýchlosti auto prepraví niekoľko stoviek kíl naraz a kamión odvezie niekoľko ton . Ak hovoríme o rôznych typoch jadier špeciálne pre smartfóny (Cortex A53, Cortex A72, Qualcomm Kryo) - potom sú to všetky osobné autá, ale s rôznymi kapacitami. Preto tu rozdiel nebude taký obrovský, ale stále významný.
Porovnávať môžete iba frekvencie jadier na rovnakej architektúre. Napríklad MediaTek MT6750 a Qualcomm Sanapdragon 625 obsahujú 8 jadier Cortex A53. Ale MTK má frekvenciu až 1,5 GHz a Qualcomm má frekvenciu 2 GHz. V dôsledku toho bude druhý procesor pracovať približne o 33 % rýchlejšie. Ale Qualcomm Snapdragon 652, hoci má frekvenciu až 1,8 GHz, je rýchlejší ako model 625, pretože používa výkonnejšie jadrá Cortex A72.
Čo robí vysoká frekvencia procesora v smartfóne?
Ako sme už zistili, čím vyššia je frekvencia hodín, tým rýchlejšie procesor beží. V dôsledku toho bude výkon smartfónu s vyššou frekvenciou čipsetu vyšší. Ak jeden procesor smartfónu obsahuje 4 jadrá Kryo na 2 GHz a druhý obsahuje 4 rovnaké jadrá Kryo na 3 GHz, potom druhý bude asi 1,5-krát rýchlejší. To urýchli spúšťanie aplikácií, skráti čas spúšťania, umožní rýchlejšie spracovanie ťažkých stránok v prehliadači atď.
Pri výbere smartfónu s vysokými frekvenciami procesorov však treba pamätať aj na to, že čím sú vyššie, tým je spotreba energie väčšia. Ak teda výrobca zvýšil viac gigahertzov, ale neoptimalizoval zariadenie správne, môže sa prehriať a prejsť do „škrtenia“ (vynútené resetovanie frekvencií). Takouto nevýhodou kedysi trpel napríklad Qualcomm Snapdragon 810.
O tom, ako rýchly a plynulý bude smartfón, rozhodujú jeho tri hlavné hardvérové komponenty – hlavný procesor, grafická karta a RAM. Práve tento hardvér je zodpovedný za správnu činnosť rozhrania, za schopnosť spúšťať hry a aplikácie náročné na zdroje, ako aj za ich rýchle spustenie a stabilitu.
Ako si nezvoliť „tehlu“ namiesto mobilného zariadenia? Čo by malo byť v smartfóne, aby sa z neho stal váš spoľahlivý elektronický asistent, zdôvodnil investované peniaze a nepridával zbytočné problémy? Nižšie zvážime špecifiká vplyvu procesora na prevádzku smartfónu a tiež si všimneme, ktoré z jeho indikátorov sa odporúčajú pre optimálnu prevádzku vo všeobecných a individuálnych úlohách náročných na zdroje.
Výrobcovia procesorov
Procesor je možno hlavnou hardvérovou súčasťou smartfónu, ako aj akéhokoľvek iného počítačového zariadenia. Kreslenie analógie s človekom 
telo, možno ho pokojne nazvať srdcom – generátorom všetkých prebiehajúcich procesov v rámci systému.
Na rozdiel od procesorov, ktoré výrobcovia používajú v počítačoch a notebookoch, sú smartfóny vybavené procesormi založenými na energeticky efektívnej architektúre ARM. To umožňuje smartfónu pracovať v režime offline viac ako desať hodín pri miernej záťaži.
Procesory pre mobilné zariadenia vyrábajú spoločnosti ako: Qualcomm, Samsung, MTK, Intel, Nvidia a ďalšie. V tomto zozname je vedúca pozícia obsadená spoločnosťou Qualcomm, ktorá vydala vlajkové procesory Snapdragon S4, 400, 600 a 800. Posledne menovaný - procesor Snapdragon 800 - inštalujú výrobcovia na väčšinu svojich špičkových smartfónov.
Ale Apple navrhuje procesory pre svoje gadgety nezávisle a, mimochodom, používa aj architektúru ARM. Apple však iba navrhuje; lineárnu výrobu procesorov tejto spoločnosti vykonávajú výrobcovia tretích strán.
Rovnakú strategickú pozíciu má aj hlavný konkurent Apple, Samsung, ktorý vďaka úsiliu vlastných špecialistov navrhol procesor pre mobilné zariadenia – Exynos 5.
V súťaži s týmito gigantmi trhu mobilných technológií sa zúčastňuje ďalšia spoločnosť – MediaTek. MTK - procesory vyrábané touto spoločnosťou - až donedávna boli používané ako „nízkokvalitné“ komponenty lacných, nízkofunkčných modelov mobilných zariadení. Dnes je však všetko inak - výrobná kapacita za prijateľnú cenu prilákala známych hráčov na trhu výroby mobilných zariadení. A výrobcovia ako LG, Sony a ďalší vybavujú niektoré zo svojich modelov smartfónov procesormi MTK. MediaTek dokázal výrazne zvýšiť svoju autoritu na trhu po vydaní niekoľkých modelov vysokovýkonných procesorov pre mobilné zariadenia.
Dvoma vážnejšími hráčmi na trhu komponentov pre počítačové a mobilné zariadenia sú známe spoločnosti Intel a Nvidia. Intel vyrába procesory pre smartfóny založené na architektúre Atom x86, rovnakej architektúre, akú používajú procesory pre PC. Je pravda, že takéto smartfóny sú stále pomerne zriedkavé.
Vývoj mobilných aplikácií
Buďte mobilný s našimi riešeniami pre vašu firmu. Vývoj mobilných aplikácií od začiatku, záruka 6 mesiacov!
Frekvencia procesora
Frekvencia hodín procesora je ukazovateľom jeho výkonu a výkonu. Čím vyšší je tento ukazovateľ, tým lepšie - zdá sa, že logika je jednoduchá, ale nie všetko je také jednoduché. Pri výbere procesora pre smartfóny sa nemôžete spoliehať len na takt, napriek tomu stále platí pravidlo „čím viac, tým lepšie“. Moderné procesory pre mobilné zariadenia môžu zvýšiť alebo znížiť svoju frekvenciu v závislosti od toho, či vykonávajú úlohu náročnú na zdroje alebo úlohu s jednoduchým zaťažením. Moderné smartfóny sú zvyčajne vybavené procesormi s frekvenciami jadra nad 1 GHz. Ak je toto číslo nižšie, vedzte, že ide buď o zastaraný model, alebo o zriedkavý rozpočtový model s nízkou výkonnosťou. Výrobcovia ale dokážu dodať top modely smartfónov s procesormi s frekvenciou jadra aj viac ako 2 GHz.
Ale aj pri rovnakej frekvencii jadra môžu procesory od rôznych výrobcov vykazovať úplne odlišné výsledky výkonu. Navyše, niektoré procesory sa úspešnejšie vyrovnajú s niektorými úlohami, zatiaľ čo iné - respektíve s inými. Preto najlepším spôsobom, ako zistiť, ktorý procesor, s akou frekvenciou hodín, bude lepší na vykonávanie konkrétnych používateľských úloh, je otestovať výkon pomocou benchmarku. Benchmark je špeciálny typ programu, ktorý je určený na porovnávanie výkonu počítačového a mobilného vybavenia. Najpopulárnejšie benchmarky pre platformu Android sú AnTuTu Benchmark a Quadrant. Tieto aplikácie otestujú vaše zariadenie so systémom Android – smartfón alebo tablet – a vrátia výsledky vo forme niekoľkých výkonnostných skóre. Toto hodnotenie bude slúžiť ako miera rýchlosti konkrétneho mobilného zariadenia v porovnaní s ostatnými.
Počet jadier procesora
Koľko výpočtových jadier by mal mať procesor mobilného zariadenia? Smartfóny s jednojadrovými procesormi - dnes takýto obrázok možno nájsť iba v zriedkavých lacných modeloch od výrobcov. Špičkové modely smartfónov, zariadenia so stredným a výkonným výkonom – o ich výkon sa starajú viacjadrové procesory, ktoré zabezpečujú chod rôznych úloh zariadení. Procesory s dvoma výpočtovými jadrami dali podnet k evolúcii procesorov – objavili sa procesory so štyrmi, piatimi a dokonca ôsmimi výpočtovými jadrami.
Podobne ako pri takte procesora sa situácia pri výpočtových jadrách môže zdať jednoduchá a priamočiara – čím viac jadier procesor má, tým je procesor produktívnejší. Možno je to vo väčšine prípadov pravda, ale prax ukazuje, že nie vždy to tak je. Smartfóny teda spravidla nevyužívajú všetky svoje výpočtové jadrá súčasne. Ďalšia nuansa - väčšina aplikácií pre mobilné platformy jednoducho nie je navrhnutá na prácu s procesorom s viac ako dvoma jadrami.
Pozoruhodným príkladom je iPhone 5s. Tento gadget poháňa dvojjadrový procesor, no vďaka bezchybnej práci Apple pri optimalizácii hardvéru a operačného systému sa zariadenie môže pochváliť výkonom, ktorý vám budú závidieť smartfóny s Androidom s výkonnými viacjadrovými procesormi.
Tegra 3 - populárna procesorová platforma vyvinutá spoločnosťou Nvidia - je značkový produkt, ktorý sa deklaroval ako ideálna konfigurácia, ktorá poskytuje výkon mobilným zariadeniam a zároveň šetrí energiu batérie. Platformou je procesor so štyrmi výpočtovými jadrami po 1,6 GHz a piatym prídavným nízkoenergetickým jadrom, ktoré zabezpečuje prevádzku mobilného zariadenia v režime úspory energie. Mobilné zariadenia založené na Tegra 3 pre hry a aplikácie náročné na zdroje teda využívajú plný výkon štyroch jadier. Ale keď sa neprehráva obsah náročný na zdroje, štyri výkonné jadrá sú neaktívne. V súčasnosti piate jadro zabezpečuje kontrolu pošty, prevádzku systémových služieb a procesov na pozadí, ako aj ďalšie nenáročné úlohy, čím sa predlžuje životnosť batérie modulu gadget.
Exynos 5 je osemjadrová procesorová platforma od Samsungu, ktorá poháňa supervýkonné smartfóny Samsung Galaxy S4 a Samsung Galaxy Note 3. Exynos 5 je v podstate založený na dvoch procesoroch so štyrmi jadrami. Jeden z procesorov má nízku spotrebu, ale šetrí energiu batérie. Druhý je veľmi silný, ale preto absorbuje veľa energie. V závislosti od toho, aké úlohy smartfón vykonáva, funguje buď jeden alebo druhý procesor. Pri spúšťaní hier a aplikácií náročných na zdroje vstupuje do hry výkonnejší procesor, zatiaľ čo jednoduché úlohy smartfónu a jeho prácu na pozadí zabezpečuje úsporný procesor s nízkou spotrebou.
MediaTek tvrdo pracoval na vydaní plnohodnotného osemjadrového procesora a predstavil ho koncom roka 2013. Do akej miery však budú takéto produktívne kapacity žiadané v mobilných zariadeniach bežnými používateľmi? Podarí sa výrobcom smartfónov zabezpečiť, aby takéto procesory dobre spolupracovali s ostatnými hardvérovými komponentmi? Sú tvorcovia mobilných operačných systémov, vývojári hier a aplikácií pripravení implementovať takúto silu medzi masy?
Optimálny procesor pre smartfón
Ak hovoríme o nejakom priemernom ukazovateli, ktorý je vhodný pre optimálnu prevádzku moderného smartfónu, ide o procesor s dvoma výpočtovými jadrami a frekvenciou aspoň 1 GHz. Dnes je to možno najrozumnejšie minimum - procesor smartfónu bude vykonávať všetky potrebné úlohy a ešte viac, zatiaľ čo náklady na zariadenie budú pre mnohých dostupné.
Ak však plánujete preskúmať možnosti svojho smartfónu naplno a kupujete si ho na hranie výkonných akčných hier, siahnite po zariadení so štvorjadrovým procesorom.
Pri výbere smartfónu si všímajte aj výrobcu procesora. Za najproduktívnejšie riešenia sa teda považujú procesory Snapdragon od Qualcommu a Exynos od Samsungu. Ak to finančné možnosti dovolia, mali by sa tieto procesory uprednostniť pred alternatívami od MediaTeku.
Rýchlosť smartfónu ovplyvňujú tri faktory – procesor, grafické jadro a RAM. Keďže grafické jadro je často kombinované s procesorom a samotná RAM má minimálny vplyv, osobitnú pozornosť treba venovať výberu procesora pre smartfón.
Pozrime sa na hlavné charakteristiky a najbežnejšie modely procesorov pre smartfóny.
Čínski výrobcovia sa zvyknú chváliť, že ich smartfóny poháňajú 8-jadrové procesory a neinformovaní spotrebitelia sú ohromení. V skutočnosti však počet jadier nie je najdôležitejším ukazovateľom výkonu zariadenia. Na riešenie každodenných problémov môžu spotrebiteľovi stačiť dve jadrá. Príklad spoločnosti Apple je indikatívny: najnovšie zariadenia tejto spoločnosti fungujú na dvojjadrovom čipe A8, ale pokiaľ ide o rýchlosť, iPhone poskytne rovnaký výkon všetkým „Číňanom“.
Význam jadier možno opísať nasledovne. Predtým sa všetky príkazy smartfónov vykonávali postupne, a preto sa výrobcovia snažili zvýšiť taktovaciu frekvenciu procesora telefónu, teraz však nastala takzvaná éra paralelizácie. Každé jadro moderného smartfónu môže vykonávať niekoľko funkcií a samotný smartfón dokáže vykonávať milióny operácií súčasne. Toky informácií už nemusia byť zaradené do frontu, čo zvyšuje rýchlosť modulu gadget. Aby sa však zmiatol aj dvojjadrový čip, používateľ sa bude musieť veľmi snažiť.
Frekvencia
Frekvencia procesora ovplyvňuje počet operácií vykonaných za sekundu. Čím vyššia je frekvencia procesora, tým rýchlejšie sa pohybuje front príkazov smartfónu, o ktorom sme sa už zmienili. Postupom času sa úloha frekvencie procesora stáva druhoradou vďaka tomu, že do popredia sa dostáva počet jadier. Tento bod je však dôležitý: viacjadrový procesor môže zrýchliť činnosť modulu gadget iba vtedy, ak sú informácie deliteľné. Ak sú informácie nedeliteľné, potom aj v 8-jadrovom procesore bude fungovať iba jedno jadro a jeho výkon sa bude rovnať frekvencii hodín.
Preto by ste sa mali zamerať na potreby: používatelia, ktorí pracujú s grafikou, hudbou, video súbormi, potrebujú viacjadrový smartfón, zatiaľ čo hráči by mali venovať pozornosť frekvencii - programátori nie vždy zabezpečujú fragmentáciu softvérových procesov.
Najlepšie procesory pre smartfóny
- Qualcomm je spoločnosť, ktorá vyrába nielen slávne čipy Snapdragon, ale aj vývoj kľúčových technológií, napríklad LTE. Procesory od Qualcommu používajú takí veľkí výrobcovia mobilných zariadení ako HTC, Samsung a Sony (línia Xperia Z). Najnovší špičkový čip, Snapdragon 810, čelil kritike za to, že je drahý a prehrieva sa, čo však neovplyvnilo celkovú popularitu produktov Qualcomm.
- MediaTek je hlavným priemyselným konkurentom spoločnosti Qualcomm. Spoločnosť sa zameriava na optimálny pomer ceny a kvality, a preto sú smartfóny s procesorom od MediaTek v porovnaní s analógmi jednoducho lacnejšie. Pozoruhodné je, že práve MediaTek ako prvý vyvinul 10-jadrový procesor Xelio X. Produkty spoločnosti využíva najmä čínsky gigant Lenovo.
- Samsung – aktívne vyvíja svoju vlastnú radu Exynos. 8-jadrový Exynos 7420 nájdeme v najnovších modeloch smartfónov Samsung, napríklad v S6 Edge.
- Intel je lídrom medzi výrobcami procesorov pre notebooky, no v odvetví mobilného vývoja je táto spoločnosť na druhom mieste. Intel Atom poháňa rad Asus Zenfone, množstvo modelov Lenovo a niektoré smartfóny od iných málo známych výrobcov.
Záver
Spory o tom, ktorý procesor je pre smartfón lepší, nemajú zmysel - treba vychádzať predovšetkým z osobných potrieb používateľa, a nie z technických charakteristík. V pretekoch o počet jadier a takt používateľ riskuje, že jednoducho minie peniaze navyše za výhodu, ktorá je mu nanič.
Odvetvie smartfónov každým dňom napreduje a výsledkom je, že používatelia dostávajú novšie, modernejšie a výkonnejšie gadgety. Všetci výrobcovia smartfónov sa snažia o to, aby bol ich výtvor výnimočný a nenahraditeľný. Preto sa dnes veľa pozornosti venuje vývoju a výrobe procesorov pre smartfóny.
Mnohí fanúšikovia „chytrých telefónov“ si určite viac ako raz položili otázku, čo je to procesor a aké sú jeho hlavné funkcie? A tiež, samozrejme, kupujúcich zaujíma, čo znamenajú všetky tieto čísla a písmená v názve čipu.
Odporúčame vám, aby ste sa s konceptom trochu zoznámili "procesor pre smartfóny".
Procesor v smartfóne- toto je najzložitejšia časť a je zodpovedná za všetky výpočty vykonávané zariadením. V skutočnosti je nesprávne tvrdiť, že smartfón používa procesor, keďže procesory ako také sa v mobilných zariadeniach nepoužívajú. Procesor spolu s ostatnými komponentmi tvorí SoC (System on a chip - system on a chip), čo znamená, že na jednom čipe je plnohodnotný počítač s procesorom, grafickým akcelerátorom a ďalšími komponentmi.
Ak hovoríme o procesore, potom najprv musíme pochopiť taký koncept, ako je "architektúra procesora". Moderné smartfóny využívajú procesory založené na architektúre ARM, ktorú vyvíja rovnomenná spoločnosť ARM Limited. Dá sa povedať, že architektúra je určitý súbor vlastností a vlastností, ktoré sú vlastné celej rodine procesorov. Qualcomm, Nvidia, Samsung, MediaTek, Apple a ďalšie procesorové spoločnosti licencujú technológiu od ARM a následne predávajú hotové čipy výrobcom smartfónov alebo ich používajú vo vlastných zariadeniach. Výrobcovia čipov licencujú jednotlivé jadrá, inštrukčné sady a súvisiace technológie od ARM. ARM Limited nevyrába procesory, ale iba predáva licencie na svoje technológie iným výrobcom.
Teraz sa pozrime na pojmy ako jadro a rýchlosť hodín, ktoré vždy nájdeme v recenziách a článkoch o smartfónoch a telefónoch, keď sa hovorí o procesore.
Jadro
Začnime otázkou, čo je jadro? Jadro je prvok čipu, ktorý určuje výkon, spotrebu a takt procesora. Veľmi často sa stretávame s pojmom dvojjadrový alebo štvorjadrový procesor. Poďme zistiť, čo to znamená.
Dvojjadrový alebo štvorjadrový procesor – aký je rozdiel?
Kupujúci si veľmi často myslia, že dvojjadrový procesor je dvakrát výkonnejší ako jednojadrový procesor a štvorjadrový procesor je teda štyrikrát výkonnejší. Teraz vám povieme pravdu. Zdalo by sa celkom logické, že prechod z jedného jadra na dva alebo z dvoch na štyri zvyšuje výkon, ale v skutočnosti je zriedkavé, že sa tento výkon zvýši dvakrát alebo štyrikrát. Zvýšenie počtu jadier umožňuje zrýchliť prevádzku zariadenia v dôsledku prerozdelenia bežiacich procesov. Väčšina moderných aplikácií je však jednovláknová, a preto môže súčasne používať iba jedno alebo dve jadrá. Prirodzene vyvstáva otázka, na čo je potom štvorjadrový procesor? Viacjadrové využívajú najmä pokročilé hry a aplikácie na úpravu médií. To znamená, že ak potrebujete smartfón na hranie (3D hry) alebo natáčanie Full HD videa, potom si musíte zakúpiť zariadenie so štvorjadrovým procesorom. Ak samotný program nepodporuje viacjadrá a nevyžaduje veľké zdroje, nepoužívané jadrá sa automaticky deaktivujú, aby sa šetrila energia batérie. Piate sprievodné jadro sa často používa na tie najnáročnejšie úlohy, napríklad na prevádzku zariadenia v režime spánku alebo pri kontrole pošty.
Ak potrebujete obyčajný smartfón na komunikáciu, surfovanie po internete, kontrolu e-mailov alebo sledovanie všetkých najnovších správ, potom je pre vás dvojjadrový procesor celkom vhodný. A prečo platiť viac? Počet jadier totiž priamo ovplyvňuje cenu zariadenia.
Frekvencia hodín
Ďalším pojmom, s ktorým sa musíme zoznámiť, je frekvencia hodín. Frekvencia hodín je charakteristika procesora, ktorá ukazuje, koľko hodinových cyklov je procesor schopný pracovať za jednotku času (jedna sekunda). Napríklad, ak charakteristiky zariadenia naznačujú frekvencia 1,7 GHz - to znamená, že za 1 sekundu jeho procesor vykoná 1 700 000 000 (1 miliarda 700 miliónov) cyklov.
V závislosti od operácie, ako aj typu čipu sa počet hodinových cyklov, ktoré čip potrebuje na vykonanie jednej úlohy, môže líšiť. Čím vyššia je frekvencia hodín, tým vyššia je prevádzková rýchlosť. Tento rozdiel je badateľný najmä pri porovnaní rovnakých jadier pracujúcich na rôznych frekvenciách.
Niekedy výrobca obmedzuje takt, aby znížil spotrebu energie, pretože čím vyššia je rýchlosť procesora, tým viac energie spotrebuje.
A opäť sa vraciame k viacjadrovému. Zvýšenie rýchlosti hodín (MHz, GHz) môže zvýšiť tvorbu tepla, čo je veľmi nežiaduce a dokonca škodlivé pre používateľov smartfónov. Viacjadrová technológia sa preto využíva aj ako jeden zo spôsobov, ako zvýšiť výkon smartfónu bez toho, aby sa vám príliš zahrialo do vrecka.
Výkon sa zvyšuje tým, že umožňuje aplikáciám bežať súčasne na viacerých jadrách, ale je tu jedna podmienka: aplikácie musia byť najnovšej generácie. Táto funkcia tiež šetrí energiu batérie.
Ďalšou dôležitou charakteristikou procesora, o ktorej predajcovia smartfónov často mlčia, je CPU cache.
Cache- Toto je pamäť určená na dočasné ukladanie údajov a prevádzka na frekvencii procesora. Cache sa používa na skrátenie času prístupu procesora k spomaleniu pamäte RAM. Ukladá kópie časti údajov RAM. Prístupový čas sa skracuje vďaka tomu, že väčšina dát, ktoré potrebuje procesor, končí vo vyrovnávacej pamäti a znižuje sa počet prístupov do RAM. Čím väčšia je veľkosť vyrovnávacej pamäte, tým väčšiu časť údajov môže program obsahovať., čím menej často sa bude vyskytovať prístup k RAM a tým vyšší bude celkový výkon systému.
Cache je obzvlášť dôležitá v moderných systémoch, kde je rozdiel medzi rýchlosťou procesora a rýchlosťou RAM pomerne veľký. Samozrejme, vyvstáva otázka, prečo túto charakteristiku nechcú spomenúť? Všetko je veľmi jednoduché. Uveďme si príklad. Predpokladajme, že existujú dva známe procesory (podmienečne A a B) s absolútne rovnakým počtom jadier a taktovaním, ale z nejakého dôvodu A pracuje oveľa rýchlejšie ako B. Vysvetlenie je veľmi jednoduché: procesor A má väčšiu vyrovnávaciu pamäť , a preto samotný procesor beží rýchlejšie.
Rozdiel v objeme vyrovnávacej pamäte je badateľný najmä medzi čínskymi a značkovými telefónmi. Zdá sa, že podľa čísel charakteristík sa zdá byť všetko rovnaké, ale cena zariadení sa líši. A to je miesto, kde sa kupujúci rozhodnú ušetriť peniaze s myšlienkou „prečo platiť viac, ak nie je žiadny rozdiel? Ako však vidíme, existuje rozdiel a veľmi významný, ale predajcovia o tom často mlčia a predávajú čínske telefóny za premrštené ceny.
Takto sme sa stručne zaoberali hlavnými charakteristikami CPU pre mobilný telefón. Každý deň počúvame o novinkách a projektoch, dokonca sa šuškalo aj o osemjadrovom procesore. Ale dnes sú najobľúbenejšie gadgety so štvorjadrovým procesorom. Ako sa hovorí, čas ukáže, ktorý čip bude fungovať lepšie.
Obchod s elektronickými dielmi VŠETKY NÁHRADNÉ DIELY naďalej sleduje dianie vo svete komunikačných technológií a upozorňuje na to, že všetky náhradné diely na nové produkty si môžete kedykoľvek objednať a zakúpiť na našej stránke za najvýhodnejšie ceny.
Ešte pred piatimi rokmi mali smartfóny jednojadrové procesory a predpovede o výskyte viacjadrových čipov v mobilných prístrojoch vyvolávali len úsmevy. Začiatkom roka 2011 bol však predstavený prvý smartfón s dvojjadrovým čipsetom a odvtedy počet jadier v mobilných procesoroch len rastie. Čipsety s desiatimi jadrami nás dnes už príliš neprekvapujú (napríklad) a nie je dôvod sa domnievať, že tento údaj prestane narastať. Aby sme pochopili, čo sa výrobcovia snažia dosiahnuť a prečo smartfóny potrebujú toľko jadier, začnime krátkou exkurziou do histórie.
V snahe o produktivitu
Do roku 2011 bol rast výkonu procesorov mobilných zariadení dosahovaný predovšetkým zvyšovaním ich taktu. So zvyšovaním frekvencií sa ale rázne pohnúť dopredu nedalo: v mobilných zariadeniach je akútny problém s chladením. Prehrievanie pri vysokých taktovacích frekvenciách možno znížiť prechodom na rafinovanejší technický proces. Zlepšenie litografickej výbavy však nenastalo dostatočne rýchlo a následne sa výrobcovia rozhodli zvýšiť výkon smartfónov už testovaným spôsobom na PC – pridaním druhého výpočtového jadra.
V roku 2011 sa teda objavil prvý smartfón s dvojjadrovým procesorom: bol to LG Optimus 2X s čipsetom NVIDIA Tegra 2. Čipset bol postavený na jadrách ARM Cortex-A9 s taktovacou frekvenciou až 1 GHz, vyrobených pomocou 40 nm procesná technológia. Smartfón skutočne vykazoval dobré výsledky v syntetických testoch a pri vykonávaní určitých úloh, ale asi rok bola jeho „dvojjadrová“ schopnosť takmer zbytočná, pretože vývojári aplikácií sa neponáhľali s masívnou optimalizáciou svojich programov na prácu s dvoma jadrami. Rôzne procesy však už mohli zaťažovať obe jadrá súčasne, čo prinieslo viditeľné zvýšenie rýchlosti.
Čím viac sa však zariadenia s viacjadrovými procesormi rozširovali, tým viac pozornosti im venovali vývojári náročných aplikácií – v prvom rade hier. Výrobcovia smartfónov samozrejme nezostali len pri dvoch jadrách a už v roku 2012 sa objavilo prvé zariadenie s päťjadrovým procesorom LG Optimus 4X HD založeným na čipsete NVIDIA Tegra 3 so štyrmi jadrami ARM Cortex-A9 taktovanými na 1,5 GHz a piatym jadro - spoločník s frekvenciou 500 MHz. Štyri hlavné jadrá predstavovali vynikajúci výkon zariadenia, ale rýchlo vybili batériu. Jednoduché úlohy preto spracovávalo sprievodné jadro pracujúce so zníženou frekvenciou.
Prvým „čistým“ štvorjadrovým procesorom bol Qualcomm Snapdragon S4 Pro. Na rozdiel od čipsetov NVIDIA použil Qualcomm v rade S4 Pro svoje vlastné jadrá s názvom Krait, ktoré podporovali technológiu aSMP, ktorá vám umožňuje zvoliť napätie a frekvenciu každého jadra jednotlivo a dokonca ich úplne deaktivovať. Synchrónne systémy, ktoré v tom čase vyvíjali NVIDIA a ARM, to nedokázali.
V snahe o energetickú efektívnosť
Výkon štvorjadrových riešení úplne uspokojil spotrebiteľov aj výrobcov: tí mohli len čo najviac znížiť technický proces a zvýšiť taktovaciu frekvenciu. Pri vývoji prvých štvorjadrových procesorov však museli inžinieri vážne myslieť na energetickú efektívnosť. Výsledkom týchto ťažkých myšlienok bol vzhľad architektúry 4-PLUS-1 od spoločnosti NVIDIA a zavedenie technológie aSMP do procesorov Qualcomm, o ktorej sme už hovorili.
Približne v rovnakom čase sa objavila architektúra ARM big.LITTLE, ktorá bola navrhnutá tak, aby vyriešila existujúci problém. Prvá implementácia big.LITTLE, Clustered Switching, nebola veľmi úspešná, pretože umožňovala zariadeniu iba prepínať medzi klastrami jadier rovnakého typu bez možnosti ovládať každé z nich samostatne. Prvým čipsetom s takouto implementáciou architektúry bol Samsung Exynos 5 Octa (5410) so štyrmi jadrami ARM Cortex-A7 a štyrmi jadrami Cortex-A15, použitý v smartfóne Galaxy S4. V tomto procesore so spotrebou do 1W fungoval cluster LITTLE, ktorý sa pri prekročení tejto hranice vypol, aby sa spustil veľký cluster s maximálnou spotrebou do 6W.
V druhej implementácii big.LITTLE, nazývanej IKS, klastre pozostávali z dvoch jadier rôznych typov, ale jedno mohlo byť spustené kedykoľvek. Táto technológia umožňovala súčasne pracovať rôznym typom jadier (napríklad dve výkonné a dve energeticky úsporné jadrá v osemjadrovom čipsete), ale aj tak nebolo možné využiť všetky jadrá.
Napokon sa objavila technológia HMP, ktorá dokázala využiť ľubovoľnú kombináciu jadier na ľubovoľnej frekvencii každého z nich, vrátane súčasnej prevádzky všetkých jadier pre maximálny výkon. Práve HMP je použitý vo všetkých moderných čipsetoch postavených na architektúre ARM big.LITTLE a prvým procesorom na tejto architektúre bol tiež čipset Exynos 5 Octa (5420) vyvinutý spoločnosťou Samsung.
Používajú aplikácie jadrá?
Existuje pomerne častý názor, že smartfóny v skutočnosti viacjadrové procesory nepotrebujú. Kedysi to hovorili o štvorjadrových procesoroch, teraz hovoria o osemjadrových procesoroch. Mobilné aplikácie údajne jednoducho nedokážu využiť všetky jadrá, v dôsledku čoho väčšina z nich zbytočne „stojí nečinne“. Ale aj na úsvite „viacjadrových“ smartfónov mohlo jedno jadro používať spustená aplikácia, zatiaľ čo druhé sa súčasne zaoberalo aktualizáciou widgetov, synchronizáciou a ďalšími systémovými procesmi. V súčasnosti môžu mobilné programy, počnúc tými najjednoduchšími, využívať minimálne štyri jadrá. Na potvrdenie toho vykonal Android Authority svoj vlastný výskum, spustil rôzne aplikácie a analyzoval zaťaženie jadra. Tu je to, čo sa nám podarilo získať pre prehliadač Chrome na štvorjadrovom čipsetu Qualcomm Snapdragon 801:
Ako môžete vidieť na grafoch, Chrome môže bežať vo viacerých vláknach (inak by sme videli, že sa používajú maximálne dve jadrá) a operačný systém sa snaží vyvážiť zaťaženie všetkých jadier, aby sa predišlo situáciám, keď sú dve jadrá vyťažené na 100 %. zatiaľ čo ostatné dve sú nečinné.
Ak spustíme rovnaký test na čipovej sade s architektúrou big.LITTLE HMP, obraz sa zmení:
V prípade použitia heterogénneho multiprocessingu sa počet použitých jadier bude blížiť k maximu a grafy zaťaženia jadier sa nebudú ani približne zhodovať.
Aby sme pochopili, prečo sa to deje a prečo rovnaká aplikácia vyžaduje rôzny počet jadier na rôznych čipsetoch, pozrime sa na ďalší graf získaný v hre Epic Citadel:
Z grafu vyplýva, že pri veľkej záťaži je veľký klaster aktívny, čo zodpovedá súčasnému využívaniu štyroch jadier, no pri znížení záťaže môžu oba klastre po určitú dobu pracovať súčasne, pričom využívajú celkovo osem jadier. Nízke zaťaženie každého jadra nespôsobí skoky v spotrebe energie a ďalšie zníženie záťaže povedie k úplnému vypnutiu veľkého klastra a zahrnutiu energeticky úsporného LITTLE klastra.
Záver z vyššie uvedeného je jednoduchý a kategorický: nedostatok multithreadingu v aplikáciách pre Android je mýtus a operačný systém rozdeľuje záťaž na jadrá najlepším spôsobom v závislosti od toho, či čipset používa architektúru big.LITTLE alebo nie.
V honbe za marketingom
Prvé osemjadrové procesory vyvolali posmech skeptických používateľov, no napriek tomu sa stali najlepším dostupným riešením na optimalizáciu pomeru výkonu a spotreby smartfónu. Výrobcovia sa však nezastavili a v roku 2015 Mediatek predstavil prvý čipset s desiatimi jadrami – Helio X20 a zároveň oznámil, že čoskoro vydá dvanásťjadrový procesor.
Helio X20 využíva nie dve, ale tri typy jadier s plynulo narastajúcim výkonom: štyri Cortex-A53 na 1,4 GHz, štyri Cortex-A53 na 2 GHz a dve Cortex-A72 na 2,5 GHz.
Napriek pôsobivým číslam, na rozdiel od prvých dvoj-, štvor- a osemjadrových čipsetov, sa Helio X20 nestal senzáciou, v benchmarkoch horší ako jeho konkurenti s menším počtom jadier. Aplikácie, ktoré dokážu súčasne využívať viac ako osem jadier, sú stále zanedbateľné a ďalší nárast počtu jadier neprinesie v blízkej budúcnosti žiadne výrazné zvýšenie výkonu.
Čo sa týka nevyhnutného spoločníka neustále sa zvyšujúceho výkonu mobilných zariadení – potreby znižovania spotreby energie, výrobcovia čipsetov a smartfónov na to aktívne využívajú iné metódy, napríklad obmedzujú technický proces a optimalizujú ostatné komponenty – obrazovky či pamäť. . A zvýšenie počtu jadier vedie skôr k zvýšeniu nákladov na koncové zariadenia.
Existuje alternatívny príklad vývoja - Apple. Zatiaľ čo výrobcovia Androidu používajú operačný systém Google a väčšina z nich aj procesory tretích strán, Apple sám vyvíja iOS a navrhuje čipsety pre svoje mobilné zariadenia. To umožňuje spoločnosti dosiahnuť dobrú rovnováhu medzi výkonom a energetickou účinnosťou prostredníctvom hlbokej optimalizácie softvéru aj hardvéru zariadení. Apple vo svojich moderných čipsetoch používa... iba dve jadrá vlastnej konštrukcie s názvom Twister. Samozrejme, smartfóny Apple vykazujú oveľa nižšie čísla v benchmarkoch v porovnaní so zariadeniami s Androidom, ale prečo sa naháňať za číslami, ak systém, všetky programy a hry na miniaplikáciách fungujú perfektne?
Honba za budúcnosťou
Začiatkom roka 2016 sa štvorjadrové čipsety stali de facto minimálnym štandardom pre smartfóny (okrem iPhone). Len v najlacnejších modeloch stále nájdete dvojjadrové procesory a jednojadrové procesory sa stali históriou. Bolo to užitočné pre používateľov? Nepochybne áno, keďže trh vždy dáva všetko na svoje miesto a neúspešné rozhodnutia sa rýchlo stanú minulosťou. Dvoj- a štvorjadrové procesory dokázali, že sú výborným riešením na zvýšenie výkonu smartfónov bez fatálneho zníženia výdrže batérie. Teraz je celkom možné povedať, že architektúra ARM big.LITTLE HMP splnila očakávania pri použití šiestich až ôsmich jadier. Lepšie ako iné vyvažuje výkon a energetickú účinnosť, pričom tieto parametre mení v širokých medziach v závislosti od aktuálnych úloh.
Každým rokom je pre výrobcov smartfónov čoraz ťažšie prekvapiť používateľov. Spoločnosti ťažko prechádzajú na sofistikovanejšie technické procesy, čo obmedzuje možnosť zvyšovania frekvencie, a existujúce výkonnostné štandardy sú už také, že po kúpe vlajkovej lode človek nepocíti jej nedostatok ďalšie 3-4 roky. Vďaka tomu sa objavujú čipsety, ktoré udivujú fantáziu číslami, ktoré zatiaľ neskrývajú žiadne výhody pre koncového užívateľa. A ďalšie zvýšenie počtu jadier v mobilných zariadeniach je dnes sotva opodstatnené: týmto spôsobom nebude možné dosiahnuť výrazné zvýšenie výkonu ani autonómie zariadení.
Čas ukáže, ako dlho sa čipsety s viac ako ôsmimi jadrami udržia na trhu, no takéto procesory nenesú žiadne dôležité inovácie, ktoré by mohol zažiť každý, takže v blízkej budúcnosti sa o takéto zariadenia určite neoplatí.
