RN FAQ # 2: процесори смартфонів, їх потужності, розгін і порівняння

570 / 34
Nvidia Tegra 4i
РЕКЛАМА

Думаю, кожен більш-менш захоплений людина при покупці першого смартфона замислювався про те, наскільки ж він потужний. У цифрах, у всякому разі. Наприклад, мій колишній LG G2 мав процесор з чотирма ядрами по 2,23 ГГц, а тодішній ноутбук - всього два ядра по 1,5 ГГц кожне. Тому сьогоднішній Root-Nation FAQ присвячений саме цьому - мобільним процесорам і головним питанням про них.

 Офіс Qualcomm
Фото: glassdoor.com

Чим відрізняються мобільні процесори від немобільних?

Рядовий користувач подумає, що якщо різні процесори - смартфони і настільний - мають однакову частоту, то і потужності у них будуть однакові . Насправді ж від самого по собі процесора залежать хіба що циферки в бенчмарке AnTuTu і більш спеціалізованих програмах, а продуктивність системи залежить від такого поняття, як чіпсет, про який я поговорю пізніше.

Настільні процесори використовуються в роботі так само часто, як і в іграх. Їх експлуатують в Sony Vegas, в Photoshop, в редагуванні звуку, при рендеринге тривимірних сцен. Процесори «кишенькові» - найчастіше в написанні тексту, при перегляді потокового відео, в задачах мінімально навантажених, а їх потужності забезпечують в основному плавність анімації і швидкість обробки нескладних запитів.

 CISC RISC

Відмінності вище виходять з того, що процесори смартфонів є так званими однокристальними системами. Тобто, вони на собі вже відразу несуть і відеоприскорювач, і оперативну пам'ять, і системи передачі даних, включаючи Bluetooth, GPS і 4G. На настільному ПК всі ці слоти знаходяться на материнській платі, і розташовуються за певною схемою, яка і називається «чіпсет». І більшу частину цих компонентів потрібно докуповувати, в той час як на однокристальної системі вони ВЖЕ встановлені. Найближчий аналог з настільними комп'ютерами - мікро-ПК, на зразок Lenovo IdeaCentre Stick 300 . Просто додай води монітор!

 Lenovo IdeaCentre Stick 300

Причиною цього є такий складний шматок термінології, як архітектура. Це набір команд, які певним способом може той чи інший процесор відпрацьовувати. Тобто, у нас є, скажімо, розмовну російську мову, який вивчити не проблема, і який дозволяє висловлюватися в повсякденному житті. І є мова науковий, багатий термінами, проте значно більш гнучкий і технічний - його вивчити складно, зате ти зможеш виконувати практично будь-яке поставлене перед тобою завдання.

Архітектура x86, на якій працюють 32 -бітний процесори для ПК, працює з набором команд CISC, або Complex Instruction Set Computer. Це - технічна мова. Архітектура ARM пішла іншим шляхом, і використовує спрощений набір команд RISC, або Reduced Instruction Set Computer. Це спрощена, розмовна мова. З даної відмінності випливають і енергоефективність, і поставлені завдання, і необхідність в однокристальних системах. Варіації RISC, до речі, використовуються і в x64.

 троттлінг
Фото: blogs.mentor.com

Далі - потрібно пам'ятати про такий факт, як троттлінг. Це, якщо хто не знає, процес уповільнення роботи процесора в зв'язку з його сильним нагріванням. Він просто працює на меншій частоті, щоб не перегоріти. Сучасні настільні процесори майже несхильні до таких проблем, так як на них стоять кулери, і обїеми системних блоків дозволяють повітрю вільно циркулювати всередині, в тому числі і через вентиляційні отвори.

Мобільні процесори затиснуті в коржик між, скажімо, акумулятором і дисплеєм, і при нагріванні троттлінг у них помітний, як ніколи. При цьому мають місце ще й неприємні відчуття - якщо смартфон металевий, то нагрітися може до небезпечних температур, і тримати його в руці буде дуже неприємно.

У чому різниця між ARM v6, ARM v7 і ARM v8?

Часто в Google Play в підписах до ігор і додатків пишуться фрази а-ля «працездатність перевірена на ARM v6» або « продукт сумісний тільки з ARM v7 ». Що ж таке ці всі ARM v%циферка%? Відповідь проста - це архітектура, як x86 і x64.

 qualcomm-smartphone

У першу чергу наголошую, що ARM v6 - процесори 32-бітові, і з цього випливає безліч їх обмежень. Вони не підтримують великий обсяг оперативної пам'яті, не підтримують більше одного фізичного ядра, не підтримують технологію Adobe Flash (з коробки, програмно підтримка була дороблена майже відразу). ARM v7 підтримує все вищезазгадане, проте все ще є 32-бітною системою.

Перші мікроархітектури розрядністю 64 біта були представлені ARM в 2010 році - це була ARM v8, яка підтримувалася найбільш просунутими (на той момент) моделями процесорів, починаючи з Cortex-A53 і Cortex-A57, а також однокристальними системами А7, які використовувалися у iPhone 5S і інших продуктів Apple 2013 року.

 wear-qualcomm

Підводячи підсумок, маємо ідеальну реалізацію фрази «більше - краще». ARM v6 гірше за ARM v7, ARM v7 гірше за ARM v8. Незважаючи на це, «шістка» з-за низької ціни все ще ставиться на бюджетні пристрої, мінімально орієнтовані на ігри, та й не такі ненажерливі по акумулятору - а як би не оптимізували нові моделі, з ростом частот зростає і потреба в живленні.

Яка ієрархія у смартфонних процесорів?

На це питання я звернув увагу ще давно, коли почали вестися суперечки - а який же смартфон могутніше, LG G2 або Samsung Galaxy Note 3? Останній мав восьмиядерний процесор, що на чотири процесори більше, ніж у LG, проте перевершував конкурента не так вже сильно - лише завдяки 3 ГБ оперативної пам'яті. І мені сподобалося, що у Note 3 процесори не працювали разом. Це наштовхнуло мене на аналогію про автомобіль з двома двигунами, які не вміють допомагати один одному.

Другий раз це питання постало на днях, коли я вирішив порівняти чіпсети Qualcomm Snapdragon 650 і 625. Коли я дізнався, що у першого є шість ядер по 1,8 ГГц, а у другого - цілих вісім по 2 ГГц, то, звичайно, подумав, що друге краще. Сайти-порівняння мені видавали ту ж картину. Однак мої колеги мене виправили, і аргументували це ось чим.

У Qualcomm Snapdragon 650 шість ядер - так, проте два з них - Cortex-A72, без п'яти хвилин флагмани смартфоно-ядер. У Snapdragon 625 вісім ядер, і всі Cortex-A53. А з огляду на особливість роботи багатозадачності, за потужність відповідає саме найстарший процесор. Варіант A53 краще A72 лише по частоті, що зовсім не є ключовою характеристикою:

 cortex a53 vs cortex a72

В іншому - починаючи з розміру кеша L2, який в два рази більше, і закінчуючи продуктивністю по Dhrystone, яка більш ніж в два рази більше, A72 перевершує А53. Найважливіша ж відмінність - роль ядер в зв'язці big.LITTLE. Це та сама річ, яка дозволяє автомобілю з двома двигунами бути вигідним придбанням - слабке і енергозберігаюче ядро працює на слабкі завдання, а на сильні підключається ядро потужне та ресурсоємне. А53 може виконувати як роль LITTLE-ядра, так і роль big-ядра, а A72 - тільки big. Це, як на мене, найбільш чітко виставляє ієрархію ядер між собою.

Крім цього є ще інші параметри однокристальної системи. GPU, наприклад. У 650-ки це Adreno 510, у 625-й - 506. Так що в роботі з іграми, відео та іншої графікою 650-й процесор буде показувати себе краще. Я лише згадаю про те, що від процесора в смартфоні залежить максимальний дозвіл камери, підтримка 4G, різних стандартів Bluetooth і Wi-Fi, NFC і GPS. Чому лише згадаю? Тому що пересічному користувачеві це не потрібно.

 Qualcomm CPU

Ми вибираємо смартфон саме за рахунок окремих елементів, оскільки їх, на відміну від ПК, не можна замінити. Ми не можемо докупити смартфону модуль NFC, якщо це, звичайно, не Project Ara (який, мабуть, вже не злетить), а персональному комп'ютеру це можна зробити легко. І смартфон ми вибираємо, дивлячись на його, скажімо, підтримку 4G, або кількість оперативної пам'яті, або якість екрану - будь то AMOLED або самий звичайний TFT. Відповідно, ми не вибираємо чіпсет безпосередньо, а через окремі компоненти, які на ньому стоять.

Наскільки ж важлива кількість ядер в процесорі?

Тут ситуація, насправді, дуже хитра. Легко сказати, що більше ядер - більше тепловиділення, і чим ядро потужніше, тим більше воно жере батарею. Однак - чим краще техпроцес, тим вище потужність і тим МЕНШЕ тепловиділення. А в зв'язку з big.LITTLE споживання акумулятора поводиться не так передбачувано. Та й важливість - поняття дуже персональне.

Зрозуміло, для перегляду 4К-відео одноядерний процесор не підійде. Для ігор на движку Unreal Engine 4 з тесселяцією, згладжуванням і ambient occlusion не кожен комп'ютерний процесор підходить, чого вже говорити про мобільний. Якщо нервують лаги в меню або перемикання між програмами занадто тривале - так, потрібні процесори більш потужні.

 helio-x20

При цьому частину завдань можна вирішити виключно збільшенням кількості ядер, а іншу частину - поліпшенням їх якості. Якщо багато не дуже ненажерливих завдань відразу, то ядра вирішують, якщо парочка, але важких, то вирішують уже частоти, кеш, загальна продуктивність і так далі. Питання живлення і, що важливо, нагріву, теж непрості, тому що нові моделі зазвичай і в цьому плані більш оптимізовані. З упевненістю я можу сказати лише одне - більше ядер означає краще.

Чи є сенс розганяти мобільні процесори?

Думаю, що кожен з нас хоча б раз чув про розгонах процесора, відеокарти, навіть оперативної пам'яті! І в зв'язку з популярністю даного процесу виникає таке ось питання - а чи варто взагалі робити це на смартфоні?

Так, сенс є. Але про все по порядку. По-перше, без root-доступу розгін зробити не вийде, бо частоти у стокової прошивки намертво фіксовані. Далі, необхідно встановити простеньку утиліту AnTuTu CPU Master, в якій міститься всього пара повзунків. Виставляємо їх на потрібний відсоток, підвищувати рекомендується не більше, ніж на 20%, хоча фахівці з 4PDA примудрялися на 60% розганятися без шкоди пристрою. Перезавантажуємо смартфон - і voilà, до наступної зміни частоти у нас офіційно розігнаний смартфон!

 antutu-cpu-master

Тепер, коли ми з'ясували, ЯК розганяти смартфон, з'ясуємо - НАВІЩО. Логічно, чи не так? Так, зі збільшенням частоти на 20% ми підвищимо продуктивність, однак ні в іграх, ні в меню це помітно не буде. Якщо гра у вас лагає, то врятувати ситуацію розгін не зможе - вона або занадто погано оптимізована, або у вас GPU або оперативної пам'яті не вистачає, і процесор від лагів швидше за все не врятує.

Так що збільшення не дасть результатів, лише збільшить споживання чого? Правильно, живлення. Тут ось і ховається моя збочена логіка. Можна підвищувати частоти, а можна їх і занижувати! Так, це призведе до зниження продуктивності, проте в критичних ситуаціях буде шанс, що пристрій пропрацює набагато довше.

Знову ж - немає гарантії, що такі маніпуляції приведуть до відчутних змін, адже смартфони зазвичай оптимізуються під роботу з частотами. Проте, шанс є, і він вже точно більш відчутний, ніж шанс отримати продуктивність OnePlus 3 з якої-небудь бюджетного смартфончика.