какое самое большое количество ядер в телефоне
Что такое количество ядер процессора в телефоне, за что оно отвечает, какую функцию выполняет? На что влияет количество ядер в смартфоне? Какое самое большое количество ядер в смартфоне?
Короткое повествование на простом языке о ядрах мобильных процессоров, их функциях и необходимом количестве.
Для любого человека, который решается обзавестись новеньким смартфоном, основным критерием выбора является не только цена, но и мощность гаджета. Если перейти на сайт какого-нибудь интернет магазина и открыть технические характеристики смартфонов, то среди них можно увидеть такое определение, как «процессор».
Многим, даже технически неграмотным пользователям, данная деталь знакома и они имеют представление о том, какую функцию он выполняет. Однако стоящие рядом с ним слова «двухъядерный» или «четырехъядерный» вызывают у многих недоумение.
В нашей статье мы поговорим о том, что такое ядро процессора в смартфоне, за что оно отвечает и правдиво ли мнение, что чем больше ядер в процессоре, тем мощнее телефон.
Изображение 1. Что такое ядро центрального процессора в телефоне, за что оно отвечает и какую функцию выполняет?
Что такое процессор в телефоне?
Изображение 2. Что такое ядро центрального процессора в телефоне, за что оно отвечает и какую функцию выполняет?
Что такое ядра процессора в смартфоне и за что они отвечают?
Изображение 3. Что такое ядро центрального процессора в телефоне, за что оно отвечает и какую функцию выполняет?
На что влияет количество ядер в смартфоне?
Изображение 4. Что такое ядро центрального процессора в телефоне, за что оно отвечает и какую функцию выполняет?
Какое самое большое количество ядер в смартфоне?
Сколько ядер в телефоне, смартфоне лучше?
Изображение 5. Что такое ядро центрального процессора в телефоне, за что оно отвечает и какую функцию выполняет?
Изображение 6. Что такое ядро центрального процессора в телефоне, за что оно отвечает и какую функцию выполняет?
ВИДЕО: Почему больше ядер в мобильном процессоре не значит лучше?
Правда или нет: много ядер смартфону не нужно
Использование в смартфонах четырёхъядерных процессоров уже считается едва ли не моветоном: все современные флагманы обязаны иметь минимум восемь ядер, а лучше все десять. Но действительно ли мобильным гаджетам нужны такие чипсеты, или всё дело в маркетинговой гонке между производителями? Мы собираемся сравнить нагрузку на процессор в различных задачах на примере смартфона Honor 8 Pro с чипсетом Kirin 960 и выяснить, действительно ли Android задействует все вычислительные мощности гаджета?
Миф: приложения и игры не используют все ядра мобильного процессора
Чтобы проверить или опровергнуть это утверждение, необходимо получить статистику об использовании каждого процессорного ядра при выполнении гаджетом тех или иных задач. Готовых решений для вывода этой информации мы не нашли, а потому самостоятельно написали пару скриптов. Сначала мы с интервалом в пять секунд считали информацию о загруженности каждого ядра из системного файла /proc/stat. Затем наши инструменты построили графики по полученным данным. Исследование проводилось на смартфоне Honor 8 Pro с восьмиядерным процессором Kirin 960. Этот чипсет состоит из двух кластеров по четыре ядра каждый, причём первый получил ядра ARM Cortex-A53 с тактовой частотой 1,8 ГГц, а второй — Cortex-A73 с частотой 2,4 ГГц.
Режим ожидания. При выключенном экране графики загруженности процессора колеблются около нуля, лишь изредка поднимаясь процентов до десяти из-за wakelock’ов (сотая секунда на графике). Примерно в середине теста смартфон был разблокирован, что повысило активность ядер. Однако в отсутствие задач гаджет не использует больше двух-трёх ядер одновременно.
Загруженность ядер в режиме ожидания
Социальные сети. Использование официального клиента социальной сети «ВКонтакте» оказалось несложной задачей. Загруженность отдельных ядер редко превышала 25%, а четыре ядра из восьми и вовсе находились в «спячке».
Загруженность ядер при использовании клиента социальной сети
Сёрфинг. Больше ресурсов потребовал рендеринг сайтов новостных ресурсов в браузере Chrome — загруженность местами превышала 50%. На графике видно, что в некоторых случаях смартфон активировал сразу восемь ядер, однако основная работа во время тестирования была возложена всего на четыре из них.
Загруженность ядер при сёрфинге
Съёмка видео. Съёмка видео на камеру смартфона в разрешении Ultra HD оказалась довольно ресурсоёмкой задачей, однако для её выполнения аппарату вновь хватило всего четырёх ядер.
Загруженность ядер при съёмке видео
Игры. Тестирование Honor 8 Pro в игре Asphalt Extreme стало показательным: если четыре ядра из восьми оставались загруженными примерно одинаково во время тестирования, то оставшиеся четыре ядра резко активизировали свою работу лишь в некоторых местах, помогая гаджету справиться со сложными сценами.
Загруженность ядер в играх
Бенчмарк AnTuTu. Самым ресурсоёмким из всех оказался, конечно же, бенчмарк AnTuTu: нам даже пришлось отключить сглаживание графика, чтобы его вершины не «уползали» за отметку в 100%. В AnTuTu смартфону пришлось задействовать все восемь ядер, причём в одном из тестов загрузка каждого из них оказалась стопроцентной.
Загруженность ядер в бенчмарке
Почти на всех графиках хорошо заметно, что большую часть времени активна половина ядер гаджета, в то время как вторая половина остаётся незагруженной. Это вполне ожидаемо и соответствует кластерной структуре чипсета Kirin 960. А вот чтобы понять, как смартфону удаётся задействовать все восемь ядер, придётся сначала вспомнить особенности архитектуры ARM big.LITTLE.
Как используются ядра в архитектуре ARM big.LITTLE
На заре появления ARM big.LITTLE об этой архитектуре было много разговоров, но сейчас её использование в чипсетах никак не выделяется. Причина этому проста: буквально каждый второй смартфон и так использует эту технологию, которая, де-факто, стала стандартом в мобильных гаджетах. Выяснить, есть ли в вашем аппарате поддержка big.LITTLE, очень просто — достаточно посмотреть на его технические характеристики. Если в чипсете устройства используются минимум два кластера различных процессорных ядер (или одинаковых, но с разной частотой), значит, он построен на этой архитектуре.
Слева направо: кластерная миграция, процессорная миграция, гетерогенный мультипроцессинг
Архитектура ARM big.LITTLE имеет три типа внутреннего распределения вычислительных ресурсов. Первый — кластерная миграция, при которой одновременно может работать только один кластер, состоящий из процессорных ядер одного типа. Второй — процессорная миграция, где ядра разных типов объединяются попарно, однако в каждой паре в определённый момент времени может работать только одно ядро. Оба этих типа в настоящее время практически не используются, и найти их можно разве что в старых смартфонах. Третий тип, гетерогенный мультипроцессинг, позволяет устройству произвольно задействовать любые ядра, в том числе использовать все доступные ядра одновременно. Именно гетерогенный мультипроцессинг используется в современных смартфонах, включая тестовый Honor 8 Pro, поскольку позволяет гибко задействовать вычислительные ресурсы в зависимости от задач.
Схема чипсета Kirin 960
Но всё-таки зачем смартфону восемь или даже десять ядер, когда обычные ПК прекрасно справляются с рабочими задачами при четырёх? В действительности основная причина использования big.LITTLE — не столько производительность, сколько энергоэффективность. Интенсивность использования каждого процессорного ядра зависит от текущих задач гаджета: если в режиме ожидания смартфону хватит пары энергоэффективных ядер, работающих на низкой частоте, то при запуске ресурсоёмких приложений будут задействованы все ядра. Это позволяет гаджетам лучше экономить драгоценные проценты заряда батареи в простых задачах и работать на полную мощность в играх.
Другие архитектуры
Но как же работают другие варианты многоядерных процессоров? Чтобы ответить на этот вопрос, мы пристально посмотрели ещё на два чипсета. Первый — Qualcomm Snapdragon 801 с четырьмя одинаковыми ядрами Krait 400. В отсутствие кластерной структуры четыре ядра, как правило, работают в унисон, но имеют различную загруженность. Отдельные ядра при этом почти никогда не «спят» — разве что в режиме ожидания в отсутствие фоновых задач.
Второй чипсет, который мы решили протестировать — Mediatek MT6750 с восемью ядрами ARM Cortex-A53, половина из которых работает на максимальной тактовой частоте 1 ГГц, а вторая умеет разгоняться до 1,5 ГГц. В этом SoC уже используется архитектура big.LITTLE, но не гетерогенный мультипроцессинг, а кластерная миграция. Из графиков ниже видно, что в режиме ожидания используются только медленные ядра на 1 ГГц, в то время как в играх и при видеосъёмке активен кластер быстрых ядер. При этом загрузка второго кластера всегда равна нулю, а загруженность ядер активного кластера оказалась примерно одинаковой. Всё это говорит о слабой эффективности работы такой схемы архитектуры big.LITTLE.
Заключение
В большинстве задач смартфону действительно вполне хватает четырёх ядер, но как только гаджет сталкивается с необходимостью увеличить вычислительные ресурсы (например, со сложной сценой в игре или открытием нагруженного сайта) — тут же начинает работу второй кластер. Как оказалось, Android весьма неплохо справляется с задачей распараллеливания процессов: всего одна игра может задействовать сразу восемь ядер со средней загрузкой, вместо того, чтобы загрузить только четыре ядра, но максимально. Такое поведение обеспечивает гибкое управление вычислительными ресурсами системы, бо́льшую энергоэффективность чипсета и меньший нагрев устройства. Так что миф о неоправданности большого количества ядер в смартфоне можно смело считать опровергнутым. Многоядерные процессоры — это не только один из способов увеличения производительности устройства, но и средство экономии заряда аккумулятора, причём не только при простое или использовании социальных сетей, но и в более сложных задачах вроде сёрфинга или игр.
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.
Гид покупателя. Какой процессор выбрать в смартфоне или планшете? И как…
Споры о том, какой процессор лучше, AMD или Intel, какое-то время назад почти ушли в прошлое, стали похожи на вялое переругивание семейной пары, прожившей в браке уже несколько десятилетий. Все доводы известны каждой стороне, правда у всех своя, и доказать превосходство своего выбора почти не представляется возможным. В мобильных устройствах мы наблюдаем большую конкуренцию и разнообразие процессоров/чипсетов, что вызывает ровно такие же баталии, как тема Intel vs AMD в прошлом десятилетии. Но качество таких обсуждений редко способно заинтересовать, так как сводится к банальным и очень эмоциональным оценкам: твой процессор Х – отстой, а вот мой очень хорош. Подсознательно ждешь, что кто-то вклинится в этот незамутненный разговор и добавит «он лучше, потому что…». Но такого не происходит, а вместо этого опять только эмоции и информационный шум, в котором приводятся виртуальные попугаи из AnTuTu, которые, по мнению спорщиков, способны доказать чье-то превосходство.
Тема процессоров в мобильных устройствах сложная для обсуждения в силу не технических подробностей, а скорее маркетинга, который насадил зачастую ошибочное восприятие того, что такое хорошо, а что такое плохо. Мало кто покупает устройство, исходя только из того, какой процессор в нем установлен – согласитесь, это было бы глупо. Все равно что покупать автомобиль, закрыв глаза на то, какой у него дизайн, цвет корпуса, внутренняя отделка, и ориентируясь исключительно на мощность двигателя, его тип и прожорливость. Давайте вместе попробуем разложить по полочкам все, что мы знаем о процессорах, их производительности и основных параметрах, которые могут повлиять на ваш выбор. Надеюсь, что после этого «Гида покупателя» у вас появятся аргументы в спорах относительного того, какой процессор стоит выбрать, почему и какие характеристики важны, а какие отходят на второй план.
Процессор, чипсет, SoC – разбираемся в терминах
Часто слово «процессор» воспринимается, как синоним чипсета, используемого в устройстве. Это не совсем верно, так как большинство сегодняшних процессоров являются частью SoC (System on Chip), то есть это интегрированные решения, в которых, помимо процессора, есть различные радиомодули, дополнительные DSP, отвечающие за обработку звука, изображений, ориентацию в пространстве и так далее. Создание таких интегрированных решений было необходимостью для уменьшения энергопотребления, простоты разработки устройств, их универсальности. В прошлом необходимость собирать из отдельных блоков-микросхем устройство приводило к его большому энергопотреблению, а также зачастую компоненты могли конфликтовать, что требовало большого времени на доработку со стороны производителя устройства. Интегрированные решения позволяют избежать этих проблем, стоимость разработки ложится на плечи поставщика процессора, а производители устройств получают готовое и универсальное решение.
Внешне чипсет выглядит, как процессор из прошлого, что у многих и формирует мнение о том, что внутри все устроено ровно так же. Посмотрите на обычный квадрат таких чипсетов.
Ничего примечательно снаружи увидеть не удастся, так как все интересное скрыто внутри. Давайте взглянем на блок-диаграмму старого процессора Tegra 2, чтобы понять принципиальное устройство таких решений.
Несложно подсчитать, что внутри Tegra 2 установлено целых 8 независимых процессоров – один для кодирования видео, один для декодирования видео, аудиопроцессор, графический сопроцессор, процессор, отвечающий за обработку изображений (как правило, работает с камерой, но не только), процессор ARM7 для обслуживания рутинных операций в устройстве, два ARM9 процессора. Когда мы обсуждаем число ядер в процессорах наших мобильных устройств, мы, как правило, говорим об основных вычислительных процессорах, в моем примере это ARM9-процессоры, каждый из которых имеет 2 ядра. Для демонстрации того, как устроены современные чипсеты, я специально взял «старый» чипсет Tegra 2, так как он прекрасно описывает внутреннее устройство SoC.
При выборе устройства есть несколько технических деталей, которые могут повлиять на параметры работы из-за чипсета и его особенностей. Например, долгое время только процессоры Qualcomm имели встроенный LTE-модем, другие компании ставили LTE-модуль отдельно. Как результат, интегрированное решение при работе в LTE выигрывало по энергопотреблению, и Qualcomm однозначно лидировали в этом аспекте. Сегодня и другие производители предлагают интегрированные LTE-модемы, что делает их сходными с точки зрения энергопотребления с аналогичными моделями от Qualcomm.
Другой момент – это технологический процесс, по которому выполнен процессор. В настоящее время большинство решений выпускается по норме 32 нм, появляются первые устройства на процессорах, выполненных по норме 20 нм. Чем меньше значение, тем лучше. Здесь технологическая норма описывает толщину токопроводящих дорожек (если совсем грубо и понятно описывать этот момент), чем меньше толщина, тем проще проходит сигнал, меньше энергопотребление, так как сопротивление также меньше, а как следствие, на тех же частотах выделяется меньше энергии. Технологическую гонку мы наблюдали на процессорах для настольных компьютеров, здесь видим ее продолжение.
Но выбирать процессор только по тому, по какой технологической норме он выполнен, заведомо глупо. Это один из множества показателей, который стоит принимать во внимание, но не единственный. К сожалению, не существует ни одного показателя, который мог бы сказать про тот или иной процессор/чипсет, что он хорош или плох, это всегда набор показателей и их комбинация. Но если это так, то на что стоит обращать внимание и на что обращают внимание сегодня обычные покупатели, что рассказывают продавцы? Давайте посмотрим на самый типичный пример, который вы можете увидеть в магазинах, продающих телефоны, по всему миру.
Что лучше – 2-, 4- или 8-ядерный процессор?
Вопрос вынесенный в заголовок главки, не имеет однозначного ответа для тех, кто подходит к теме вдумчиво. Для большинства продавцов электроники ответ, напротив, очевиден, и они несут его в массы, причем делают это по всему миру. Чем больше цифра и количество ядер, тем лучше процессор. В их логике 2-ядерный процессор всегда хуже, чем 4-ядерный, а 8-ядерный заведомо лучше и мощнее первых двух. Почему они так делают, вполне понятно, им надо продавать гигабайты, дюймы, мАч и другие количественные характеристики. Логика таких продаж понятна и донельзя затаскана – чем больше цифра, тем лучше. К слову сказать, это объясняет, почему вы никогда не услышите от продавца, что процессор выполнен не по 32 нм норме, а по 20 нм, и поэтому он лучше. Привычка к игре в цифры не позволяет так говорить, единственное исключение – это толщина (как вариант, размер или вес) устройства.
Первое, что стоит знать и выучить наизусть – количество ядер и частота процессора не являются определяющим фактором в производительности устройства, несмотря на то, что это звучит, как ересь. Приведу такой пример – в Apple создают собственные варианты архитектуры ARM, которая является доминирующей на мобильном рынке. Например, 64-битный процессор Apple A8, который установлен в iPhone 6, последнем поколении iPad, у него всего два ядра и максимальная тактовая частота 1.4 ГГц. Для сравнения мы можем взять какой-нибудь китайский телефон с процессором Qualcomm Snapdragon 800, у которого частота до 1.7 ГГц на ядро, а всего ядер четыре. Прямое сравнение в лоб должно сказать нам, что тот же iPhone 6 должен проиграть по производительности китайскому телефону, у которого в довершение всего еще и 2 ГБ оперативной памяти против 1 ГБ в iPhone. Выигрыш на бумаге по всем параметрам.
В реальности производительность интерфейса, сторонних приложений и игр на платформе от Apple намного выше. Это легко объяснить тем, что оптимизация софта под платформу находится на принципиально ином уровне, чем в том же Android, где недостатки ПО компенсируются избыточной мощностью процессоров.
Приведу другой пример – производительность устройств в браузерах. Не общая производительность, а то, насколько быстро запускается браузер на том или ином устройстве. Никогда не угадаете, какие телефоны лидируют по этому параметру. Это Blackberry, их встроенный браузер запускается намного быстрее, чем на других телефонах (об этом можно прочитать вот здесь).
А производительность браузера Blackberry на BB10 в html5 лучшая на рынке, результаты разных платформ можно посмотреть вот здесь.
И теперь барабанная дробь, большая часть устройств от Blackberry работает на достаточно старых по меркам рынка и «медленных» процессорах от Qualcomm. Это еще одно объяснение того, что производительность платформы напрямую влияет на скорость ее работы, прорисовки интерфейса и другие параметры.
Напрямую сравнивать производительность различных платформ можно только засекая время, которое уходит на выполнение стандартных задач – например, как долго загружается телефонная книга с таким-то количество контактов, как быстро отрисовывается страница в браузере, запускается игра и так далее. Но таких независимых тестов на постоянной основе не существует, изредка их проводят те или иные издания. Многие пользователи вывели на уровень отраслевого стандарта тест AnTuTu, который применяют для оценки производительности устройств, и об этом подробно поговорим в следующем разделе. Но перед этим хочу сказать, что сравнивать количество ядер, их частоту, то, по какому процессу они выполнены, можно и нужно в пределах одной платформы. Например, если у вас есть устройство на Android с 2-ядерным процессором, то устройство с 4-ядерным процессором обеспечит лучшую производительность. Но сравнивать Windows Phone, iPhone и Android, да и любую иную систему, не стоит, такое сравнение лишено смысла.
Вред и польза AnTuTu – народная забава в виртуальных попугаях
Людям присуща психологическая черта, они хотят точно знать, что приобрели хорошее устройство, и для этого им нужна «объективная» оценка. Как вы знаете, цифры не умеют лгать – чем выше цифра, тем лучше. В жизни есть много аналогий, сложно не согласиться с тем, что чем выше зарплата, тем больше разных возможностей ее потратить. Чем больше ядер, тем… Стоп, но это мы уже обсудили выше. Любая аналогия страдает однобокостью, и количество виртуальных попугаев в AnTuTu – это не показатель реальной производительности системы.
Почему я называю результаты измерения производительности в AnTuTu или любой иной программе виртуальными попугаями? Ответ кроется в том, как работают современные устройства, в их архитектуре. В большинстве тестов производительности пытаются измерить максимальные возможности чипсета и соответственно процессора. Некоторые параметры объективны (скорость записи в память, работа процессора по обсчету чисел), а некоторые оторваны от реальности (производительность 3D как пример). Но ведь итоговое число, которое мы получаем, включает в себя как те параметры, что реальны, так и те, что весьма относительны и не могут напрямую характеризовать систему. Вот и получаются виртуальные попугаи. Особенно это хорошо заметно на флагманах от Samsung 2012 года, максимальная производительность в попугаях, но заметные притормаживания в оболочке TouchWiz, если у вас много данных, например, в телефонной книге. С одной стороны, максимальные числа в тесте, с другой – производительность стандартного UI, которая была далека от идеальной. Многие не задумываются об этом, но одновременно эти два явления в реальном мире существовать не могут. Либо максимальные числа в тесте и беспроблемная работа интерфейса, либо тест не показывает настоящей картины.
Есть еще один важный момент – архитектура современных процессоров не подразумевает возможности работы на максимальной мощности в течение всего времени. Тогда это приводило бы к тому, что смартфон, проработав несколько часов, просто завершал бы работу в отсутствие энергии. Частота в процессорах изменяется динамически, в зависимости от задач и нагрузки. Один из скандалов, связанных с AnTuTu, произошел в 2013 году, когда обнаружили, что смартфоны Samsung, в частности, Galaxy S4, «обманывают» тест. Удивительно, но та история была одной из немногих возможностей объяснить широкой публике, как именно работают современные устройства, вместо этого все кинулись обсуждать, как плохо себя ведет компания.
Итак, скандал был связан с тем, что для того, чтобы получить более высокие результаты, программисты определяли, какой софт запущен, и далее поднимали частоту графического сопроцессора с 480 до 532 МГц. И получали высокие результаты. Помимо AnTuTu, среди приложений, которые пользовались таким преимуществом, были фирменный браузер от Samsung, приложение «Камера» и ряд системных утилит. Для большинства сторонних программ повышенная частота графического сопроцессора была недоступна. Честно это или нет? Смотря как судить, ведь все процессоры на рынке работают ровно так же, никто не может гарантировать, что в какой-то определенной программе вы получите максимальную производительность.
На рынке нет ни одного синтетического теста, который пытался бы оценить стандартную производительность интерфейса в повседневных задачах, то есть при низких частотах. Объяснение следует искать в том, что это архисложная задача – каждый производитель выбирает свой профиль энергосбережения, читай, свои частоты и то, как работает чипсет. Поэтому на одних и тех же чипсетах, но с разными прошивками от разных производителей можно получать очень отличающиеся результаты. И самое главное, что такие результаты интересны исчезающе малому количеству людей, работающих в индустрии, а конечные потребители в них быстро запутаются.
Повышенная частота процессора используется сегодня в таких приложениях, как браузер (чем больше вкладок, тем выше частота и больше производительность), трехмерные игры. Почти не задействуется мощность процессора при проигрывании музыки, а тем более стандартных звонках и тому подобной активности. С той же музыкой и видео справляются встроенные процессоры, которые отвечают за обработку соответствующих файлов.
Принимать во внимание результаты AnTuTu можно и нужно, несмотря на их искусственность. Но они не должны быть единственным мерилом для оценки производительности чипсета, да они и не могут играть такой роли. Отправная точка, которая позволяет оценить, насколько устройство производительное.
Есть еще один момент, который многих смущает. В 2013 году был скандал относительно того, что AnTuTu оптимизирован для процессоров Intel Atom, они показывали лучшие результаты в тестах. Это было связано с оптимизацией компилятора – фактически получалось так, что получить реальное сравнение устройств было нельзя, они заведомо были в разных условиях. То же самое можно сказать о тесте AnTuTu на iOS, его результаты часто пытаются сравнить с Android. Это невозможно, так как итоговые результаты не являются сквозными, усредненными для всех платформ, они позволяют сравнивать устройства только в пределах одной платформы.
Некоторые примеры соревнования устройств в AnTuTu
В качестве наглядного примера приведу некоторые результаты в AnTuTu, чтобы вы прочувствовали, как выглядят устройства с разными аппаратными характеристиками. Все результаты приводятся из наших обзоров, вы можете их найти в текстах и самостоятельно.
Смотрим на Note 4 в Exynos-версии.
А вот так выглядит производительность iPhone 6 Plus на другой операционной системе, с другими аппаратными характеристиками, но в той же программе. Идентичны? Не думаю – что-то лучше у одного аппарата, что-то у другого.
Давайте взглянем на Meizu MX4, который является одним из фаворитов в AnTuTtu. Здесь стоит 8-ядерный процессор MediaTek MT6595.
Надеюсь, что этих примеров достаточно, так как количество обзоров у нас огромно и я мог бы продолжать список до бесконечности, но задача совсем в ином – показать, что виртуальные попугаи сами по себе не играют роли, они важны только в привязке к другим параметрам системы.
Объем оперативной памяти, разные платформы и производители чипсетов
В данный момент в Android ограничением на объем оперативной памяти является 3 Гб, в будущем оно будет снято, но в данный момент оно таково, да и больший объем пока особо не нужен, нет задач, в которых он может понадобиться. Относительно памяти действует простое правило: чем ее больше, тем лучше. И если продавцы будут вас убеждать в этом, то стоит им поверить, здесь они не ошибаются.
Часто меня уверяют в том, что Apple настолько велик, что способен обойти ограничения физического мира, и в 1 Гб оперативной памяти можно творить все, что угодно – те же игры на Android требуют большего объема. Это не так, отличается реализация игр, хотя внешне они могут быть похожи. Например, игра Fates на iPad с 1 Гб оперативной памяти стандартно пишет через 10-15 минут о том, что ей не хватает оперативной памяти.
Это еще одно подтверждение того, что оперативной памяти много не бывает, особенно если вы любите играть в красивые и подвижные игры.
Наверное, за скобки своего рассказа уберу такие платформы, как iPhone, Windows Phone, а также Blackberry. Причина заключается в том, что на них нет разнообразия аппаратных вариантов, используются процессоры и чипсеты от одних и тех же поставщиков. Да и устройства от одного производителя (в том числе это применимо к Windows Phone, где, кроме Lumia, уже почти никого нет). Поэтому выбор чипсета/процессора для этих платформ лишен смысла, вы покупаете в первую очередь само устройство – выбирая в нем дизайн, стоимость, функциональность. То, что под капотом устройства, отходит на второй план, вы от знания технических деталей не сможете почти ничего выгадать. Этот выбор ограничен продуктовой линейкой компании.
На рынке Android все совсем не так, здесь представлено более сотни производителей, счет моделей идет на тысячи, максимальное разнообразие технических спецификаций, а также поставщиков чипсетов. Давайте вспомним основных производителей чипсетов, чтобы в дальнейшем было просто описывать то, как они работают. Итак, вот короткий список:
Вне этого списка остается ряд компаний, например, Huawei, создающий собственные процессоры, но они находят применение только в продуктах компании, поэтому рассматривать их в отрыве от них нет никакого смысла. Равно как и не включил в список производителей сверхбюджетных решений, например, Rockchip, Allwinner или Broadcom, тут также речь идет о выборе самого дешевого решения, где цена является определяющим фактором.
Версия Android и производительности устройств
Вы задавались вопросом, почему одни производители стараются обновлять свои устройства на Android, а другие компании не спешат это делать? Ведь это зримый плюс в пользу того, чтобы через год-другой покупатель выбрал того производителя, что максимально долго поддерживал его устройство. Как ни странно, но все вытекает вовсе не только из желаний производителей устройств, но и из желания и возможностей производителя чипсетов. И тут они вступают в прямое противоречие. Каждый производитель чипсетов заинтересован в том, чтобы покупали его новые решения, поэтому срок поддержки старых продуктов сокращается до минимума. Но и тут есть несколько особенностей, о которых мало кто знает на широком рынке.
Почти половина всех Android-смартфонов производится китайскими компаниями, из них большая доля приходится на тех, кто не имеет прямых отношений с MediaTek, Qualcomm или другими поставщиками чипсетов. Это так называемые вторые руки, то есть компании, которые покупают чипсеты не напрямую. Из этого следует очень важный вывод – они не могут получить техническую поддержку, которая поможет решить их проблемы с драйверами, производительностью устройства и так далее. То есть со всеми проблемами они вынуждены справляться самостоятельно, что зачастую означает применение на практике метода «палочки, веревочки». И это объяснение, почему телефоны многих брендов второго эшелона (Prestgio, teXet и кучи других «производителей») не получают никогда обновлений версий Android. Они размещают заказы на разных фабриках, которые не имеют прямых взаимоотношений с поставщиками чипсетов. Зато цены ниже, что часто выгоднее.
Но даже при условии прямых взаимоотношений каждый производитель чипсетов делит своих партнеров на ключевых (их часто называют «альфа»), а также всех остальных. Ключевые партнеры получают быструю реакцию на запросы, решение проблем и так далее. Но даже они не могут получить поддержку старых продуктов, если не купили их многомиллионными тиражами. А это только очень крупные производители, такие, как Samsung, Sony, HTC, LG. Но не китайские производители небольшого размера.
Поэтому выбор чипсета на Android-смартфонах и марки производителя зачастую также означает, будете вы получать обновления ОС или остановитесь на той версии, что у вас уже есть. С выходом Android 5 предполагается, что все будет полегче и обновления в пределах основной версии будут выходить, но непонятно, что будет с последующими вариантами. В момент выхода версии 4 раздавалась ровно та же риторика, что жить мы будем в новом прекрасном мире с обновлениями для всех, но этого не случилось.
Наконец, скажу очевидную вещь – версия Android влияет на производительность устройства, равно как и наличие собственной оболочки или ее отсутствие. В данный момент лучшую производительность и энергосбережение обеспечивает Android 5.x. Фактически, один и тот же аппарат на Android 5 и 4.4.4 имеет разную производительность, а также в первом случае работает на 20-30 процентов дольше. Это еще одно доказательство влияния операционной системы на производительность чипсета, ее оптимизации. И это также стоит принимать во внимание, когда вы выбираете устройство.
Восприятие разных марок чипсетов – кто лучше?
Традиционно самыми качественными чипсетами/процессорами на рынке считают таковые от Qualcomm, линейка Snapdragon воспринимается как бескомпромиссное качество и производительность, отсутствие серьезных проблем, наличие встроенного LTE. Это сложившийся и очень живучий стереотип, который зачастую определяет выбор устройства, но не показывает его реальных возможностей. Своего рода предпочтение.
Например, MediaTek за счет массы бюджетных устройств, которые зачастую не оптимизированы и имеют изъяны в работе, превратился в другой стереотип – недорогая замена Qualcomm. На практике это уже давно не так, и многие продукты равнозначны при несколько меньшей стоимости решений от MediaTek и своих изюминках.
Например, давайте посмотрим на уже упоминавшийся Meizu MX4, в этом аппарате используется чипсет MediaTek MT6595 с восьмиядерным процессором, встроенным модемом LTE. Процессор построен на архитектуре ARM big.LITTLE, в ней 4 ядра «медленные» Cortex A7 с частотой до 1.7 ГГЦ, а 4 ядра «быстрые» Cortex A17 с частотой до 2.2 ГГЦ. На практике это очень стабильное решение, на нем запускаются все игры, что доступны сегодня на рынке, и никаких тормозов не наблюдается. То есть это решение одно из самых производительных, как по субъективным параметрам, так и по синтетических попугаям в тестах. При этом стоимость этого смартфона ниже почти в два раза, чем у аналогов, построенных на Qualcomm от именитых производителей, либо ниже на 20 процентов, чем у китайских смартфонов на аналогичных Qualcomm.
Как мне кажется, в качестве примера стоит приводить лучших, и это тот самый случай, когда совместная работа поставщика чипсета и производителя устройства дала очень хороший результат. В качестве примера аппарата из другого лагеря можно привести OnePlus One, в котором стоит Snapdragon 801, 3 Гб оперативной памяти. С точки зрения архитектуры процессора это решение менее выигрышно – 4 ядра, которые работают на частоте до 2.5 ГГц. То есть заведомый выигрыш архитектуры MediaTek, совмещающей «медленные» и «быстрые» процессоры, очевиден. Такой подход начала компания nVidia, которая представила первый смартфон с дополнительным «медленным» процессором для повседневных задач.
Над nVidia тяготеет проклятие партнерства с компаниями, которые создавали свои профили энергосбережения, не обращали внимания на поставщика чипсета, в итоге продукты заслуженно считались дорогими (объективно на фоне аналогов), а также проблемными (достаточно вспомнить LG 2x). В данный момент компания пытается изменить представление о себе, создает собственные устройства, но они играют в небольшой нише. Поэтому подробно говорить о них не вижу смысла, их обзоры вы с легкостью найдете у нас.
В качестве еще одного штриха скажу, что тот же Note 4 традиционно выпускается на версии чипсета от Qualcomm, а также собственной Exynos. В отличие от предыдущего года, где Qualcomm выигрывал по ряду параметров, сейчас все ровно наоборот – впереди Exynos: он быстрее, лучше работает камера, интерфейс отзывчивее, а время работы примерно одинаково. Так что и тут наступают на пятки Qualcomm, этим занимается не только MediaTek.
Заключительные слова
В какой-то момент решил одернуть себя, чтобы материал не превратился в бесконечный, так как приводить примеры и показывать разницу в подходе разных производителей чипсетов/процессоров можно до бесконечности. Надеюсь, что прочитав эту статью, вы будете осторожнее относиться не только к синтетическим попугаям из любых бенчмарков, будете принимать в рассмотрение все характеристики устройств и платформ, на которых они работают. Это целый набор характеристик, в котором каждый отдельный параметр может кардинально менять производительность устройства – увеличиваем разрешение экрана и видим, что старый чипсет, который прекрасно работает в массе устройств, больше не справляется. Таких примеров можно привести множество.
Очень важно понять, что производитель чипсета не является залогом того, что перед вами качественное устройство, которое вылизали и сделали стабильным. Многие китайские производители выбирают Qualcomm, чтобы подчеркнуть «качество», которого фактически нет. Но сложившиеся стереотипы говорят нам, что «плох» MediaTek, хотя обе компании выпускают однотипные продукты и в реальности технологически на текущем витке вполне сравнимы. В выборе устройства, если вы принимаете во внимание чипсет, стоит также отталкиваться от имени производителя устройства, истории его других моделей, обновлений ОС, стабильности работы и тому подобных параметров – они скажут вам намного больше, чем простые цифры из спецификаций. Будьте разумны в своем выборе, а также помните, что максимальная частота процессора не так уж важна, если вы собираетесь только смотреть странички в сети, не планируете играть в трехмерные игрушки с очень сложной графикой. Большую часть времени производительность мощного процессора будет простаивать, так, быть может, стоит выбирать одежку по росту? Не покупать нечто с запасом, тем более что буквально все игрушки и программы будут запускаться и идти на аппаратах со средними характеристиками как минимум, еще год. А если говорить о лучших характеристиках, то два года, а то и три.
Надеюсь, что я смог вооружить вас знанием о том, как выбирать чипсет, на что смотреть и как их сравнивать. И вы теперь сможете аргументированно обсуждать эти вопросы. И эта извечная тема, почему четыре ядра лучше двух, наконец уйдет в прошлое. Удачного выбора!