12 подписчиков

Что важно в мобильных процах и на что не надо так сильно обращать внимание

20 октября 202020 окт 2020

8 мин

Многие владельцы смартфонов интересуются, что же такое процессор в мобильном телефоне и какие его функциональные возможности.По аналогии с персональным компьютером, микрочип является сердцем мобильного устройства. Однако он используется вместе с другими компонентами (графическим ускорителем и т.д.), образуя систему, которая выполняет функцию командного центра.

Абсолютным лидером среди разработчиков архитектур для микропроцессоров является компания ARM Limited.

В рамках данной статьи мы не будем сравнивать абсолютно все технические характеристики процессоров, поскольку большинство из них не важны при выборе мобильных устройств: например, информация о максимальном поддерживаемом чипсетом разрешении камеры или возможности работать с памятью типа LPDDR4X никак не поможет человеку при выборе гаджета (поскольку покупатель приобретает смартфон или планшет с уже установленной камерой и памятью, а не компьютер, где при желании можно заменить любые компоненты — даже если установленный в мобильном устройстве процессор поддерживает лучшие компоненты, это абсолютно неважно).

Процессор (CPU) - сердце абсолютного любого компьютера, в том числе и смартфона, отвечающее за все вычисления, производимые устройством и, одновременно, самая технически сложная часть коммуникатора. Процессоров с разными характеристиками существует великое множество и зачастую, пользователю бывает очень трудно разобраться в этом многообразии. Но тем, кому это действительно интересно, помогут освоиться наши статьи о мобильных процессорах.

Для начала важно отметить, что процессоры как таковые, в мобильных гаджетах не используются. Дело в том, что объединяясь вместе с другими компонентами они образуют SoC - System on a chip или систему-на-кристалле. Это означает, что на одной микросхеме находится полноценный компьютер, среди компонентов которого - процессор, графический ускоритель и другие, более специфические части.

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».

Также процессор с недавнего времени стал включать в себя AI-чип, который отвечает за обработку вычислений, связанных с машинным обучением (нейросетями). В чипсет также встраивается модем, основная задача которого — обеспечить качественную связь и быстрый интернет. Ну и, конечно, звуковой чип, от него напрямую зависит качество звука.

Архитектура – одна из важнейших характеристик микропроцессоров. Благодаря развитию технического прогресса постоянно расширяются функциональные возможности смартфонов.

Характеристики процессоров, на которые стоит обращать внимание при покупке устройства:

Техпроцесс: технология изготовления чипсетов, характеризующаяся разрешающей способностью оборудования, применяемого при производстве процессоров. Говоря просто, чем меньше нанометров (нм), тем лучше: созданные по техпроцессу 5 нм ядра экономнее и производительнее 7-нанометровых аналогов при прочих равных характеристиках.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.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.
Ядро:Именно используемое в том или ином чипе ядро и определяет производительность, энергопотребление и тактовую частоту процессора. Компания ARM разрабатывает ядра серии Cortex, но сторонним производителям процессоров ничего не мешает использовать собственные. Так, например, поступают компании Qualcomm (ядра Krait) и Apple (ядра Swift).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).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.

Тактовая частота ядер: показывает количество выполняемых операций в секунду и измеряется в герцах (Гц). Чем она выше, тем производительнее ядра процессора(это ещё не значит,что если у процессора высокие частоты,то он мощный).Эта величина показывает, сколько тактов способен отработать процессор за единицу времени (одну секунду). Например, если в спецификациях к устройству указана частота 1,7 ГГц, это значит, что за 1 секунду его процессор осуществит 1 700 000 000 (1 миллиард 700 миллионов) тактов. Количество тактов, затрачиваемое на выполнение чипом одной операции может разниться в зависимости от его типа и самой операции, но, обобщённо, более высокая тактовая частота означает более высокую скорость работы. Особенно это становится заметно, если сравнивать одинаковые ядра, работающие на разной частоте. Это значение иногда ограничивается производителем, в целях уменьшения энергопотребления (разумеется, чем выше скорость процессора, тем больший ток он потребляет) или даже маркетинга (сейчас компания выпускает коммуникатор с ограничением частоты процессора, а через несколько месяцев - его улучшенную версию без таковых). К счастью, эти ограничения может снять любой владелец устройства, имея на нём права суперпользователя (иногда также может понадобиться установка сторонней прошивки ядра). Важное замечание: ядро как вычислительный элемент и ядро как часть прошивки устройства на английском языке имеют разные названия (core и kernel соответственно), но на русском обозначаются одинаково.
Количество ядер: чем больше ядер, тем меньше чипсет перегружается - всё благодаря лучшей возможности распределить процессы между несколькими ядрами(метод распределения нагрузки на несколько ядер).

Количество и состав кластеров: чтобы повысить энергоэффективность процессоров, ядра с одинаковой производительностью устанавливают в отдельные кластеры. Это позволяет отделить производительные ядра от экономных, чтобы ресурсоёмкие задачи выполняли только «мощные» ядра, а простые задачи — исключительно низкопроизводительные ядра. Практически все процессоры построены в двукластерном формате, однако в Snapdragon 855 компания Qualcomm прибегла к технологии с тремя кластерами: помимо производительного и экономных ядер, в чипсете установлены ядра средней «мощности». В теории чем больше кластеров, тем экономнее процессор(Это редко просматриваемая величина,но знать о ней вам всё же стоит) .
Графический ускоритель: это интегрированная видеокарта в смартфоне, установленная на одну плату с процессором. Нетрудно догадаться, что этот компонент отвечает за графическую производительность устройства и используется, в первую очередь, в играх. Соответственно, чем лучше GPU, тем более качественные трёхмерную графику и текстуры, а также быстродействие (или fps), можно получить. Также, графический ускоритель можно использовать и для отрисовки интерфейса операционной системы, но, в случае с Android OS производители коммуникаторов такой возможности могут и не давать, хотя зачастую умельцам удаётся её включить в неофициальных прошивках.К сожалению, Qualcomm мало делится особенностями своих видеоускорителей серии Adreno, поэтому технические характеристики некоторых из них неизвестны. Чтобы четко понять,на что способен чип, придётся протестировать его в полевых условиях.
Тротлинг: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»?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.

Цифровой сигнальный процессор (DSP): представляет из себя чипсет, обрабатывающий сигналы различных датчиков мобильных устройств в режиме реального времени. Он гораздо «слабее» центрального процессора, но его производительности хватает для выполнения своей функции. Если бы DSP не использовался, показания датчиков обрабатывал бы основной процессор, тратя на нересурсоёмкие задачи слишком много энергии. Qualcomm не раскрывает характеристик своих цифровых сигнальный процессоров серии Hexagon, но можно смело предположить, что чем больше числовой индекс, тем лучше(также нечасто так используется, но очень важная характеристика).
Кеш-память:Одним из важных параметров, о котором редко вспоминают продавцы гаджетов, является объем кэш-памяти.Чем больше вместительность виртуального хранилища, тем выше скорость выполнения задач.
Разницу между объемами кэша можно проследить, сравнив устройство от официального производителя и его реплику. При одинаковых параметрах брендовый гаджет будет работать быстрее, чем копия.

Вот и всё)...