Что надо знать о процессоре - все запчасти. Какой процессор лучше для смартфона? Что такое ядра в смартфоне

Насколько смартфон будет шустрым и плавным в работе определяют три его основные аппаратные составляющие - это основной процессор, видеокарта и оперативная память. Именно эта аппаратная начинка отвечает за корректность работы интерфейса, за возможность запуска ресурсоёмких игр и приложений, а также за быстрый их запуск и стабильность работы.

Как вместо мобильного устройства не выбрать «кирпич»? Что должно быть внутри смартфона, чтобы он стал вашим надёжным электронным помощником, оправдал вложенные денежные средства, а не добавил лишних хлопот? Ниже рассмотрим специфику влияния процессора на работу смартфона, а также отметим, какие его показатели рекомендованы для оптимальной работы в целом и отдельных ресурсоёмких задач.

Производители процессоров

Процессор - пожалуй, это главная аппаратная составляющая смартфона, впрочем, как и любого иного компьютерного устройства. Проводя аналогию с человеческим организмом, его можно смело назвать сердцем - генератором всех протекающих процессов внутри системы.

В отличие от процессоров, которыми производители комплектуют компьютеры и ноутбуки, в смартфоны устанавливаются процессоры на базе энергоэффективной архитектуры ARM. Это позволяет смартфону работать в автономном режиме более десятка часов при умеренной нагрузке.

Процессоры для мобильных устройств производятся такими компаниями как: Qualcomm, Samsung, MTK, Intel, Nvidia и прочими. Из этого перечня лидирующие позиции занимает компания Qualcomm, которая выпустила флагманские процессоры Snapdragon S4, 400, 600 и 800. Последний - процессор Snapdragon 800 - производители устанавливают на большинство своих топовых смартфонов.

А вот компания Apple процессоры для своих гаджетов проектирует самостоятельно, при этом, кстати, также использует архитектуру ARM. Но Apple только проектирует, линейным производством процессоров этой компании занимаются сторонние производители.

Эту же стратегическую позицию занимает и главнейший конкурент Apple - компания Samsung, которая усилиями собственных специалистов спроектировала процессор для мобильных устройств - Exynos 5.

В конкурентной борьбе с этими гигантами рынка мобильной техники участвует ещё одна компания - MediaTek. MTK - процессоры производства этой компании - до недавнего времени использовались как «низкосортные» составляющие бюджетных малофункциональных моделей мобильной техники. Однако сегодня всё обстоит иначе - производительная мощность по доступной цене привлекла именитых игроков рынка производства мобильной техники. И процессорами MTK комплектуют некоторые свои модели смартфонов такие производители, как LG, Sony и прочие. Компании MediaTek удалось существенно повысить свой авторитет на рынке после выпуска нескольких моделей производительных процессоров для мобильной техники.

Ещё два серьёзных игрока на рынке комплектующих для компьютерной и мобильной техники - это известные компании Intel и Nvidia. Компания Intel для смартфонов выпускает процессоры на базе архитектуры Atom х86 - такой же архитектуры, которая используется в процессорах для ПК. Правда, такие смартфоны пока что встречаются достаточно редко.

Разработка мобильных приложений

Стань мобильным с нашими решениями для вашего бизнеса. Разработка мобильных приложений с нуля, гарантия от 6 месяцев!

Частота процессора

Тактовая частота процессора - это показатель его мощности и производительности. Чем выше этот показатель, тем лучше - казалось бы, логика проста, но не всё так однозначно. При выборе процессора смартфона нельзя опираться только на показатель тактовой частоты, несмотря на то, что правило «чем больше, тем лучше» всё же работает. Современные процессоры для мобильных устройств могут повышать или понижать свою частоту в зависимости от того, какую из задач они выполняют - ресурсоёмкую или задачу с несложной нагрузкой. Современные смартфоны, как правило, комплектуются процессорами с частотой ядра выше 1 Ггц. Если этот показатель ниже, знайте, что перед вами либо уже устаревшая модель, либо редкостная малопроизводительная бюджетная модель. А вот топовые модели смартфонов производители могут снабжать процессорами с частотой ядра даже более 2 Ггц.

Но даже при одинаковой частоте ядра процессоры разных производителей могут показывать совершенно разные результаты производительности. Причём одни процессоры будут более успешно справляться с одними задачами, а другие - соответственно, с другими. Потому самый оптимальный способ выяснить, какой же процессор, с какой тактовой частотой будет лучше для выполнения конкретных пользовательских задач – это тестирование производительности с помощью бенчмарка. Бенчмарк – специальный тип программ, которые предназначены для сравнения производительности компьютерной и мобильной техники. Самыми популярными бенчмарками для платформы Android являются AnTuTu Benchmark и Quadrant. Эти приложения протестируют Android-устройство - смартфон или планшет - и выдадут результаты в виде некого количества баллов производительности. Эта оценка и будет служить мерилом скорости работы конкретного мобильного устройства по сравнению с другими.

Число ядер процессора

Сколькими вычислительными ядрами должен обладать процессор мобильного устройства? Смартфоны с одноядерными процессорами - сегодня такую картину можно встретить разве что в редкостных бюджетных моделях производителей. Топовые бюджетные модели смартфонов, устройства средней и мощной производительности – за их работоспособность отвечают многоядерные процессоры, которые обеспечивают работу разных задач устройства. Процессоры с двумя вычислительными ядрами дали старт эволюции процессоров - появились процессоры с четырьмя, пятью и даже с восемью вычислительными ядрами.

Как и с тактовой частотой процессора, ситуация с вычислительными ядрами может показаться простой и незамысловатой - чем больше ядер у процессора, тем процессор производительней. Возможно, в большинстве случаев это и так, но практика показывает, что не всегда. Так, смартфоны, как правило, не задействуют все свои вычислительные ядра одновременно. Ещё один нюанс - большинство приложений для мобильных платформ попросту не рассчитаны на работу с процессором, у которого больше двух ядер.

Яркий пример - iPhone 5s. Этот гаджет работает на базе процессора с двумя ядрами, но в результате безупречной работы компании Apple по оптимизации аппаратной начинки и операционной системы устройство может похвастаться производительностью, которой позавидуют Android-смартфоны с мощнейшими многоядерными процессорами.

Tegra 3 - популярная процессорная платформа, разработанная компанией Nvidia - это брендовый продукт, который заявил осебе, как идеальная конфигурация, обеспечивающая производительность мобильным устройствам, при этом бережно расходующая заряд батареи. Платформа представляет собой процессор с четырьмя вычислительными ядрами по 1,6 Ггц каждое и пятое дополнительное маломощное ядро, которое обеспечивает работу мобильного устройства в режиме экономии энергии. Так, мобильные устройства на базе Tegra 3 для игр и ресурсоёмких приложений задействуют всю мощь четырёх ядер. А вот когда ресурсоёмкий контент не воспроизводится, четыре мощных ядра бездействуют. В это время пятое ядро обеспечивает проверку почты, фоновую работу системных служб и процессов, а также прочие легковесные задачи, продлевая работоспособность батареи гаджета.

Exynos 5 - процессорная платформа с восемью ядрами от компании Samsung, которой оснащаются супер-производительные смартфоны Samsung Galaxy S4 и Samsung Galaxy Note 3. Exynos 5, по сути, базируется на двух процессорах с четырьмя ядрами. Один из процессоров - маломощный, но экономно расходующий заряд батареи. Другой же - очень мощный, но, следовательно, и поглощает много энергии. В зависимости от того, какие задачи выполняет смартфон, работает либо один,либо другой процессор. При запуске ресурсоёмких игр и приложений в работу вступает более мощный процессор, простенькие же задачи смартфона и его фоновая работа обеспечиваются маломощным экономным процессором.

Над выпуском полноценного восьмиядерного процессора потрудилась компания MediaTek и представила его в конце 2013 года. Но насколько такие производительные мощности будут востребованы в мобильных устройствах обычными пользователями? Смогут ли производители смартфонов обеспечить слаженную работу таких процессоров совместно с остальными аппаратными составляющими? Готовы ли решения для внедрения в массы таких мощностей у создателей мобильных операционных систем, разработчиков игр и приложений?

Оптимальный процессор для смартфона

Если говорить о каком-то усреднённом показателе, который подойдёт для оптимальной работы современного смартфона - это процессор с двумя вычислительными ядрами и частотой не ниже 1 Ггц. Сегодня это, пожалуй, самый разумный минимум - процессор смартфона будет выполнять все необходимые задачи и даже более, при этом стоимость устройства будет многим по карману.

Но если вы планируете максимально исследовать возможности смартфона и покупаете его, чтобы играть на нём в мощные экшн-игры, выбирайте устройство с четырёхъядерным процессором.

Выбирая смартфон, также обращайте внимание на производителя процессора. Так, процессоры Snapdragon от компании Qualcomm и Exynos от компании Samsung считаются самыми производительными решениями. Если финансовые возможности позволяют, именно эти процессоры стоит предпочесть альтернативам от компании MediaTek.

В начале 2010 г. компания LG анонсировала первый в мире двухъядерный смартфон, что ознаменовало эру мобильной гонки многоядерности. С тех пор прошло уже более 6 лет, а производители только продолжают наращивать производственные и производительные мощности. Сегодня на рынке присутствуют уже десятиядерные предложения и вряд ли на этом их рост остановится. Чтобы лучше понять, чего добиваются производители и как постоянное увеличение количества ядер отражается на приросте производительности, проведем небольшой экскурс в историю.

Некогда устройство для совершения звонков сегодня выполняет роль мультимедийного комбайна, став неотъемлемой частью нашей жизни. С каждым годом появляется новая функциональность, а значит растет потребность обработки всё больших потоков данных. Изначально все усилия для повышения производительности были направлены в сторону наращивания тактовой частоты, но с достижением определенных показателей, её повышение стало нерациональным, так как сказывалось на увеличении TDP процессоров. Впрочем, стараниями разработчиков, а в последующем и маркетологов, был найден выход – многоядерность.

В человеческом сознании укоренилось мнение: “чем больше, тем лучше.” Но всегда есть исключение и вопрос многоядерности один из таких случаев. Эти предубеждения успешно используются “психологами маркетинга”, чья задача убедить вас в том, что это главный фактор, влияющий на прирост производительности. А так ли это?

Вопрос количества

Важна ли многоядерность? Несомненно. Обработка, распределение и выполнение множества задач одновременно – вот главная её фишка. Параллельная работа нескольких приложений, видеосъемка и совершение звонков. Звучит странно, но вполне возможно. Возможно благодаря задействованным дополнительным ядрам. И да, я о плавности.

Два процессорных ядра, а это, по сути, два микропроцессора, управятся с различными задачами быстрее одного. Четыре – ещё быстрее, нежели два. Способ увеличения производительности процессора с помощью нескольких ядер заключается в разбивке потоков. Важно отметить, что ОС, несмотря на их количество, умеет создавать и работать с множеством виртуальных потоков, пускай это даже одноядерный вариант. Загрузи вы свой смартфон одной задачей, он отлично с ней справится. Между тем это огромная редкость, ведь даже в режиме пассивного использования он выполняет по несколько задач, для чего в ОС включен планировщик. Планировщик регулирует порядок и количество задач.

А что насчет количества ядер?

Большее количество – не всегда качество. Не все приложения оптимизированы для работы с несколькими ядрами, а уж тем более, когда их численность давно перевалила за четыре. По крайней мере так было раньше, сейчас же ситуация кардинально изменилась. Давайте на примере.

У вас есть несколько грузовых машин. Перевезти ими груз становится гораздо проще, нежели делать это с помощью одной в несколько подходов или полностью загрузив автомобиль. Правда, этот вариант доступен при условии возможности разделения груза. Немаловажным являются и тактовая частота, которая отвечает за обработку различных операций в секундном интервале. Чем она выше, тем больше действий процессор выполняет за один проход. Не стоит забывать и про архитектуру процессора. Вернемся к примеру.

У нас есть два водителя. Несмотря на то, что в смартфонах используется однокристальная система, здесь как и в компьютерных решениях у каждого производителя имеются свои варианты исполнения, отличные от конкурентов. Так вот. У обоих водителей одинаковое задание и место прибытия. Но первый более опытный и знает короткий путь (нет, не как в фильмах с плохой концовкой), соответственно имеет преимущество и доберется гораздо быстрее второго. Не будем тыкать пальцами, но параллель между Qualcomm и MediaTek, думаю, понятна)

Возвращаясь к вопросу оптимизации. В предыдущих своих статьях я не раз отмечал чрезвычайную важность этого фактора и не устаю повторять об этом вновь. Как всегда пример с яблочной продукцией. В последней версии iPhone используется двухъядерный процессор собственной разработки, который занимает лидирующую позицию среди своих более “ядерных” собратьев. Этому способствует множество факторов, но оптимизация стоит во главе.

Проблема перегрева

Прогресс не стоит на месте и на рынке уже давно намечен курс на уменьшение размеров используемых компонентов. Впрочем, в мобильных решениях проблема перегрева остается все ещё актуальной: постоянная прокачка характеристик, включая наращивание мощности становится серьезным барьером при тенденции на стройные смартфоны. В погоне за инновациями некоторые производители оснащают свои устройства жидкостным охлаждением, как например в Z2, Lumia 950 XL и Galaxy S7. Снизить перегрев на высокой частоте возможно также перейдя на более тонкий техпроцесс.

“Количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца, что приводит к появлению новых технологий, росту производительности и прорывам в области электроники.”

Чем меньше элемент, тем меньше выделение тепла. Однако, с уменьшением размера транзисторов увеличиваются сложности с теплоотводом. Плюс, их размер должен уменьшаться пропорционально (закон Мура), чтобы задержки в ГГц сигналах не сказывались на итоговой производительности. В результате – палка с двумя концами.

Ещё один способ – увеличение количества ядер. Да, вы не ослышались. Система выбирает комбинацию ядер и с потребностью задействует высокопроизводительные, а при возможности сэкономить, пускает в ход энергоэффективные. В редких случаях используются и те, и другие.

Как Android

Технический писатель и автор собственного блога Дарси Лаковье, провел один интересный эксперимент , создав специальную программу, так как не нашел ни одного приложения, которое использовало бы все восемь ядер на 100%. Потом он затестил несколько приложений на смартфонах с четырехъядерным (Snapdragon 801) восьмиядерным Snapdragon (615) процессорами. В результате Дарси продемонстрировал графики их работы с одинаковыми приложением.

Как и полагается, первым протестировали Chrome. Будь приложение однопоточным, можно было ожидать нагрузки двух ядер с периодической активностью ещё двух других. На самом деле, львиную долю времени браузер использовал все четыре ядра.

Что касается восьмиядерного решения, большую часть времени браузер вел себя довольно непредсказуемо, задействовав произвольное их количество, комбинируя семь-восемь, а иногда шесть или четыре ядер. Учитывая, что 615 использует big.LITTLE-концепцию, способ его работы сильно отличается. На графике видно, как возрастает нагрузка на одном в то время, как падает на другом ядре.

На следующем изображении можно увидеть, как при сильной нагрузке активируется big-кластер, что равноценно задействованию четырех ядер, однако при снижении нагрузки возможно использование двух кластеров одновременно, то есть использование всех восьми ядер. Это нужно во избежание скачков в напряжении, а последующее снижение нагрузки приведет к отключению big и включению энергоэффективного LITTLE-кластера.

Вся статья довольно большая, поэтому я отобрал основные фрагменты для демонстрации и объяснения поведения различных процессоров в определенных ситуациях.

Вывод

Учитывая определенное количество факторов, а именно оптимизацию, разность архитектур, использование различных технологий и некоторых других – многоядерность сегодня не только дань моде, но и один из способов балансировки между огромным количеством насущных проблем.

И в первую очередь, это нужно не столько для наращивания производительности (ведь это вопрос оптимизации), сколько для решения проблем энергоэффективности и перегрева. Но это ли основной выход? Ведь остается ещё масса обходных путей. Например, то же уменьшение техпроцесса. Но и здесь не всё так просто. Ведь манипуляции с минимизацией приводят к большому количеству отбракованных процессоров. Более того, даже небольшие земные колебания, незаметные для простого человека, могут привести количество непригодных процессоров до 70-80%.

Остается система жидкостного охлаждения, но её эффективность в существующем виде, к сожалению, всё ещё под вопросом. Впрочем, производители вряд ли остановятся на этом, ну а на главный вопрос, нужна ли многоядерность? Ответ – да!

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Многие производители смартфонов хотели бы привлечь потенциальных клиентов спецификациями своих устройств. Однако, большинство пользователей просто не знают, что означают аппаратные спецификации. Давайте попробуем разобраться в этом вместе

Многие производители смартфонов хотели бы привлечь потенциальных клиентов спецификациями своих устройств. Однако, большинство пользователей просто не знают, что означают аппаратные спецификации. Давайте попробуем разобраться в этом вместе.

Срок службы батареи

Большинство производителей указывают на упаковке срок службы аккумулятора смартфона. Часто эта единица выражена в миллиамперах в час (мАч). Чем больше эта величина, тем лучше. В то же время Apple, например, не указывает мощность батареи своего iPhone 5, а говорит о том, что ее заряда хватит на 10 часов воспроизведения видеофайлов. Многим пользователям такой подход более понятен.

С каждым новым поколением смартфонов, производители стараются увеличить срок службы батареи. Например, мощность аккумулятора недавно анонсированного Nokia Lumia 920 составляет 2000 мАч. Такая же мощность и у батареи Droid Razr M от Motorola. Мощность новой батареи Samsung Galaxy Note 2 составит 3200 мАч. Однако это не означает, что устройство без подзарядки будет работать дольше, чем Lumia, поскольку Galaxy Note 2 потребляет больше энергии при работе.

Сегодня большинство хороших смартфонов обладают батареей мощностью около 2000 мАч и выше, что позволяет устройству работать без подзарядки не менее 10 часов. Лучшими по этому показателю пока остаются Motorola и Nokia, а сразу за ними следуют Apple и Samsung.

Количество ядер процессора

Не нужно быть вундеркиндом, чтобы понимать, что даже самая мощная батарея становится абсолютно бесполезной, если устройство не оснащено хорошим центральным и графическим процессором. Одноядерный процессор, работающий с частотой 1,2 ГГц (Гигагерц – это мера определяющая быстроту работы устройства), немного выиграет от наличия мощной батареи. Устройство с двухъядерным процессором будет работать гораздо быстрее.

Покупая смартфон, знайте, чем выше показатель ГГц, тем лучше и, конечно же, двухъядерное устройство лучше одноядерного. Большинство современных смартфонов сегодня поставляются с двухъядерным процессором, работающим с частотой в 1,5 ГГц. Также на рынке представлены и смартфоны с четырехъядерным процессором.

При покупке смартфона, определяясь с количеством ядер процессора, стоит помнить два фактора. Чем больше ядер, тем быстрее будет работать ваше устройство. В тоже время, чем больше ядер, тем больше энергии будет потреблять смартфон и значит, тем более мощной батареей он должен быть оснащен.

Возможно, вы сталкивались с такими названиями как ARM или х86. Почти все современные смартфоны и планшеты работают на базе процессоров ARM, поскольку эти процессоры более энергоэффективны чем х86 от Intel.

Разрешение экрана

Именно этим показателем многие производители часто стараются привлечь покупателей. Разрешение экрана определяется двумя показателями: общим количеством пикселей и плотностью пикселей на дюйм. Чем больше пикселей приходится на дюйм, тем более качественной получится картинка. В тоже время, чем выше разрешение экрана, тем больше энергии потребляет устройство.

Плотность разрешения экрана у iPhone 5 составляет 326 точек на дюйм. Точно такое же разрешение было и у iPhone 4S. Общее разрешение нового девайса составляет 1136х640. Крупнейший конкурент iPhone от Apple, Samsung Galaxy S III может похвастаться 306 точками на дюйм и общим разрешением в 1280x720. Технически у Galaxy больше пикселей, однако, и экран девайса тоже больше, а плотность на дюйм меньше, а это значит, картинка будет менее качественной.

На скорость работы смартфона влияют три фактора – процессор, графическое ядро и оперативная память. Так как графическое ядро зачастую совмещено с процессором, а оперативная память сама по себе оказывает минимальное влияние, то именно выбору процессора для смартфона следует уделить особое внимание.

Рассмотрим основные характеристики и наиболее распространенные модели процессоров для смартфонов.

Китайские производители привыкли хвастаться, что их смартфоны работают на 8-ядерных процессорах, и на неосведомленных потребителей это производит впечатление. Однако на самом деле количество ядер не является самым важным показателем производительности устройства. Для решения повседневных задач потребителю может хватить и двух ядер. Показателен пример Apple: новейшие аппараты этой компании работают на двухъядерном чипе A8, но по скорости работы iPhone даст форму всем «китайцам».

Смысл ядер можно описать следующим образом. Ранее все команды смартфона выполнялись последовательно, а потому производители стремились увеличить тактовую частоту процессора телефона, однако, сейчас настала так называемая эпоха параллелизации. Каждое ядро современного смартфона может выполнять по несколько функций, а сам смартфон – одновременно миллионы операций. Потоки информации больше не должны находиться в очереди, и это увеличивает скорость работы гаджета. Однако, чтобы поставить в тупик хотя бы двухъядерный чип, пользователю придется сильно постараться.

Частота

Частота процессора влияет на количество операций, производимых в секунду. Чем выше частота процессора, тем быстрее продвигается очередь из команд смартфона, о которой говорилось ранее. Со временем роль частоты процессора становится второстепенной из-за того, что на первый план выходит количество ядер. Однако важен такой момент: многоядерный процессор может ускорить работу гаджета, только если информация делима. Если же информация является неделимой, то даже в 8-ядерном процессоре будет работать только одно ядро, и производительность его будет равна тактовой частоте.

Именно поэтому следует ориентироваться на потребности: пользователям, которые работают с графикой, музыкой, видеофайлами, нужен именно многоядерный смартфон, тогда как игроманам лучше обращать внимание на частоту – программисты не всегда предусматривают дробление программных процессов.

Лучшие процессоры для смартфонов

1. Qualcomm – компания, которая занимается выпуском не только известных чипов Snapdragon, но и разработкой ключевых технологий, например, LTE. Процессоры от Qualcomm используются такими крупными производителями мобильной техники, как HTC , , Samsung и Sony (линейка Xperia Z). Последний топовый чип –Snapdragon 810 – столкнулся с критикой из-за того, что дорого стоил и сильно перегревался, однако, на общей популярности продукции Qualcomm это не отразилось.
2. MediaTek – основной отраслевой конкурент Qualcomm. Компания делает упор на оптимальное соотношение цены и качества, а потому смартфоны с процессором от MediaTek при сравнении с аналогами оказываются просто дешевле. Примечательно, что именно MediaTek первой разработала 10-ядерный процессор Xelio X Продукцией компании пользуется в частности китайский гигант Lenovo .
3. Samsung – активно развивает собственную линейку Exynos. 8-ядерный Exynos 7420 стоит в новейших моделях смартфонов Samsung, например, в S6 Edge.
4. Intel – лидер среди производителей процессоров для ноутбуков, но в отрасли мобильных разработок эта компания находится во втором эшелоне. На Intel Atom работают Asus линейки Zenfone, ряд моделей Lenovo и некоторые смартфоны других, малоизвестных производителей.

Заключение

Споры, какой процессор лучше для смартфона, лишены смысла – исходить нужно прежде всего из личных потребностей пользователя, а не из технических характеристик. В гонке за количеством ядер и тактовой частотой пользователь рискует просто потратить лишние деньги за бесполезное для него преимущество.