RN FAQ #2: процессоры смартфонов, их мощности, разгон и сравнение

2401 / 134
Nvidia Tegra 4i

Думаю, каждый мало-мальски увлечённый человек при покупке первого смартфона задумывался о том, насколько же он мощный. В цифрах, во всяком случае. Например, мой бывший LG G2 имел процессор с четырьмя ядрами по 2,23 ГГц, а тогдашний ноутбук – всего два ядра по 1,5 ГГц каждое. Поэтому сегодняшний Root-Nation FAQ посвящен именно этому – мобильным процессорам и главным вопросам о них.

Офис Qualcomm
Фото: glassdoor.com

Чем отличаются мобильные процессоры от немобильных?

Рядовой пользователь подумает, что если разные процессоры – смартфонный и настольный – имеют одинаковую частоту, то и мощности у них будут одинаковы. На самом же деле от самого по себе процессора зависят разве что циферки в бенчмарке AnTuTu и более специализированных приложениях, а производительность системы зависит от такого понятия, как чипсет, о котором я поговорю позже.

Настольные процессоры используются в работе так же часто, как и в играх. Их эксплуатируют в Sony Vegas, в Photoshop, в редактировании звука, при рендеринге трёхмерных сцен. Процессоры «карманные» – чаще всего в написании текста, при просмотре потокового видео, в задачах минимально нагруженных, а их мощности обеспечивают в основном плавность анимации и скорость обработки несложных запросов.

CISC RISC

Отличия выше исходят из того, что процессоры смартфонов являются так называемыми однокристальными системами. То есть, они на себе уже сразу несут и видеоускоритель, и оперативную память, и системы передачи данных, включая Bluetooth, GPS и 4G. На настольном ПК все эти слоты находятся на материнской плате, и располагаются по определённой схеме, которая и называется «чипсет». И большую часть этих компонентов нужно докупать, в то время как на однокристальной системе они УЖЕ установлены. Ближайший аналог с настольными компьютерами – микро-ПК, вроде Lenovo IdeaCentre Stick 300. Просто добавь воды монитор!

Lenovo IdeaCentre Stick 300

Причиной этому является такой сложный кусок терминологии, как архитектура. Это набор команд, которые определённым способом может тот или иной процессор отрабатывать. То есть, у нас есть, скажем, разговорный русский язык, который изучить не проблема, и который позволяет изъясняться в повседневной жизни. И есть язык научный, богатый терминами, однако значительно более гибкий и технический – его изучить сложно, зато ты сможешь выполнять практически любую поставленную перед тобой задачу.

Архитектура x86, на которой работают 32-битные процессоры для ПК, работает с набором команд CISC, или Complex Instruction Set Computer. Это – технический язык. Архитектура ARM пошла другим путём, и использует упрощённый набор команд RISC, или Reduced Instruction Set Computer. Это упрощённый, разговорный язык. Из данного отличия вытекают и энергоэффективность, и поставленные задачи, и нужда в однокристальных системах. Вариации RISC, кстати, используются и в x64.

Далее – нужно помнить о таком факте, как троттлинг. Это, если кто не знает, процесс замедления работы процессора в связи с его сильным нагревом. Он просто работает на меньшей частоте, чтобы не перегореть. Современные настольные процессоры этой беде мало подвержены, так как на них стоят кулеры, и объёмы системных блоков позволяют воздуху свободно циркулировать внутри, в том числе и через вентиляционные отверстия.

Троттлинг
Фото: blogs.mentor.com

Мобильные процессоры зажаты в лепёшку между, скажем, аккумулятором и дисплеем, и при нагревании троттлинг у них заметен, как никогда. При этом ещё и неприятные ощущения имеют место – если смартфон металлический, то нагреться может до опасных температур, и держать его в руке будет очень неприятно.

Чем отличаются ARM v6, ARM v7 и ARM v8?

Часто в Google Play в подписях к играм и приложениям пишутся фразы а-ля «работоспособность проверена на ARM v6» или «продукт совместим только с ARM v7». Что же такое эти все ARM v%циферка%? Ответ прост – это архитектура, как x86 и x64.

qualcomm-smartphone

В первую очередь отмечаю, что ARM v6 – процессоры 32-битные, и из этого вытекает множество их ограничений. Они не поддерживают большой объём оперативной памяти, не поддерживают больше одного физического ядра, не поддерживают технологию Adobe Flash (из коробки, программно поддержка была допилена почти сразу). ARM v7 поддерживает всё вышеупомянутое, однако всё ещё является 32-битной системой.

Первые микроархитектуры разрядностью 64 бита были представлены ARM в 2010 году – это была ARM v8, которая поддерживалась самыми продвинутыми (на тот момент) моделями процессоров, начиная с Cortex-A53 и Cortex-A57, а также однокристальными системами А7, которые использовались у iPhone 5S и других продуктов Apple 2013 года.

wear-qualcomm

Подводя итог, имеем идеальную реализацию фразы «больше – лучше». ARM v6 хуже ARM v7, ARM v7 хуже ARM v8. Несмотря на это, «шестёрка» из-за низкой цены всё ещё ставится на бюджетные устройства, минимально ориентированные на игры, да и не такие прожорливые по аккумулятору – а как бы не оптимизировались новые модели, с ростом частот растёт и нужда в питании.

Какова иерархия у смартфонных процессоров?

На этот вопрос я обратил внимание ещё давно, когда начали вестись споры – а какой же смартфон мощнее, LG G2 или Samsung Galaxy Note 3? Последний имел восьмиядерный процессор, что на четыре процессора больше, чем у LG, однако превосходил конкурента не так уж сильно – лишь благодаря 3 ГБ оперативной памяти. И мне понравилось, что у Note 3 процессоры не работали вместе. Это натолкнуло меня на аналогию про автомобиль с двумя двигателями, которые не умеют помогать друг другу.

Второй раз этот вопрос встал на днях, когда я решил сравнить чипсеты Qualcomm Snapdragon 650 и 625. Когда я узнал, что у первого есть шесть ядер по 1,8 ГГц, а у второго – целых восемь по 2 ГГц, то, естественно, подумал, что второе лучше. Сайты-сравнения мне выдавали ту же картину. Однако мои коллеги меня поправили, и аргументировали это вот чем.

У Qualcomm Snapdragon 650 шесть ядер – да, однако два из них – Cortex-A72, без пяти минут флагманы смартфоно-ядер. У Snapdragon 625 восемь ядер, и все Cortex-A53. А учитывая особенность работы многозадачности, за мощность отвечает именно самый старший процессор. Вариант A53 лучше A72 лишь по частоте, что вовсе не является ключевой характеристикой:

cortex a53 vs cortex a72

В остальном – начиная с размера кэша L2, который в два раза больше, и заканчивая производительностью по Dhrystone, которая более чем в два раза больше, A72 превосходит А53. Самое же важное отличие – роль ядер в связке big.LITTLE. Это та самая вещь, которая позволяет автомобилю с двумя двигателями быть выгодным приобретением – слабое и энергосберегающее ядро работает на слабые задачи, а в сильные подключается ядро мощное и ресурсоёмкое. А53 может выполнять как роль LITTLE-ядра, так и роль big-ядра, а A72 – только big. Это, как по мне, наиболее чётко выставляет иерархию ядер между собой.

Помимо этого есть ещё другие параметры однокристальной системы. GPU, например. У 650-ки это Adreno 510, у 625-й – 506. Так что в работе с играми, видео и прочей графикой 650-й процессор будет показывать себя лучше. Я лишь упомяну о том, что от процессора в смартфоне зависит максимальное разрешение камеры, поддержка 4G, различных стандартов Bluetooth и Wi-Fi, NFC и GPS. Почему лишь упомяну? Потому что рядовому пользователю это не нужно.

Qualcomm CPU

Мы выбираем смартфон именно за счёт отдельных элементов, поскольку их, в отличие от ПК, нельзя заменить. Мы не можем докупить смартфону модуль NFC, если это, конечно, не Project Ara (который, видимо, уже не взлетит), а к персональному компьютеру это можно сделать легко. И смартфон мы выбираем, глядя на его, скажем, поддержку 4G, или количество оперативной памяти, или качество экрана – будь то AMOLED или самый обычный TFT. Соответственно, мы не выбираем чипсет напрямую, а через отдельные компоненты, на нём стоящие.

Насколько же важно количество ядер в процессоре?

Тут ситуация, на самом деле, очень хитрая. Легко сказать, что больше ядер равно большему тепловыделению, и чем ядро мощнее, тем больше оно жрёт батарею. Однако нет – чем лучше техпроцесс, тем выше мощность и тем МЕНЬШЕ тепловыделение. А в связи с big.LITTLE потребление аккумулятора ведёт себя не так предсказуемо. Да и важность – понятие очень персональное.

Разумеется, для просмотра 4К-видео одноядерный процессор не подойдёт. Для игр на движке Unreal Engine 4 с тесселяцией, сглаживанием и ambient occlusion не каждый компьютерный процессор подходит, чего уж говорить о мобильном. Если нервируют тормоза в меню или переключение между программами слишком длительное – да, нужны процессоры помощнее.

helio-x20

При этом часть задач можно решить исключительно увеличением количества ядер, а другую часть – улучшением их качества. Если много не очень прожорливых задач сразу, то ядра решают, если парочка, но дико тяжёлых, то решают уже частоты, кэш, общая производительность и так далее. Вопрос питания и, что немаловажно, нагрева, тоже непрост, потому что новые модели обычно и в этом плане более оптимизированы. С уверенностью я могу сказать лишь одно – больше ядер не означает лучше.

Есть ли смысл разгонять мобильные процессоры?

Думаю, что каждый из нас хотя бы раз слышал о разгонах процессора, видеокарты, даже оперативной памяти! И в связи с популярностью данного процесса возникает такой вот вопрос – а стоит ли вообще делать это на смартфоне?

Да, смысл есть. Но обо всём по порядку. Во-первых, без root-доступа разгон сделать не выйдет, ибо частоты у стоковой прошивки намертво фиксированы. Далее, необходимо установить простенькую утилиту AnTuTu CPU Master, в которой содержится всего пара ползунков. Выставляем их на нужный процент, повышать рекомендуется не больше, чем на 20%, хотя спецы с 4PDA умудрялись на 60% разгоняться без ущерба устройству. Перезагружаем смартфон – и voilà, до следующей смены частоты у нас официально разогнанный смартфон!

antutu-cpu-master

Теперь, когда мы выяснили, КАК разгонять смартфон, выясним – ЗАЧЕМ. Логично, не правда ли? Да, с увеличением частоты на 20% мы повысим производительность, однако ни в играх, ни в меню это заметно не будет. Если игра у вас тормозит, то спасти ситуацию разгон не сможет – она либо слишком плохо оптимизирована, либо у вас GPU или оперативной памяти не хватает, и процессор от лагов скорее всего не спасёт.

Так что повышение не принесёт результатов, лишь увеличит потребление чего? Правильно, питания. Тут вот и скрывается моя извращённая логика. Можно повышать частоты, а можно их и занижать! Да, это приведёт к понижению производительности, однако в критических ситуациях будет шанс, что устройство проработает намного дольше.

Опять же – нет гарантии, что такие манипуляции приведут к ощутимым изменениям, ведь смартфоны обычно оптимизируются под работу с частотами. Тем не менее, шанс есть, и он уж точно более ощутим, чем шанс получить производительность OnePlus 3 из какой-нибудь бюджетного смартфончика.


РЕКОМЕНДУЕМ! СВЕЖЕЕ ВИДЕО НА НАШЕМ YOUTUBE-КАНАЛЕ: