Для початку важливо відзначити, що процесори як такі, в мобільних гаджетах не використовуються. Справа в тому, що об'єднуючись разом з іншими компонентами вони утворюють SoC - System on a chip або систему-на-кристалі. Це означає, що на одній мікросхемі знаходиться повноцінний комп'ютер, серед компонентів якого - процесор, графічний прискорювач і інші, більш специфічні частини. Як ми і обіцяли, зараз мова піде про процесорах, але в кінці ми скажемо пару слів і про GPU.
версія архітектури
Наступною характеристикою (йдемо від більшого до меншого) мобільного процесора є ядро. Саме використовується в тому чи іншому чіпі ядро і визначає продуктивність, енергоспоживання і тактову частоту процесора. Компанія ARM розробляє ядра серії Cortex, але стороннім виробникам процесорів нічого не заважає використовувати власні. Так, наприклад, надходять компанії Qualcomm (ядра Krait) і Apple (ядра Swift).
Тактова частота
Останньою характеристикою процесора, яка може виявитися корисною користувачеві, є тактова частота. Ця величина показує, скільки тактів здатний відпрацювати процесор за одиницю часу (одну секунду). Наприклад, якщо в специфікаціях до пристрою вказана частота 1,7 ГГц, це означає, що за 1 секунду його процесор здійснить 1 700 000 000 (1 мільярд 700 мільйонів) тактів. Кількість тактів, що витрачається на виконання чіпом однієї операції може різнитися залежно від його типу і самої операції, але, узагальнено, більш висока тактова частота означає більш високу швидкість роботи. Особливо це стає помітно, якщо порівнювати однакові ядра, що працюють на різній частоті. Це значення іноді обмежується виробником, з метою зменшення енергоспоживання (зрозуміло, чим вище швидкість процесора, тим більший струм він споживає) або навіть маркетингу (зараз компанія випускає комунікатор з обмеженням частоти процесора, а через кілька місяців - його поліпшену версію без таких). На щастя, ці обмеження може зняти будь-який власник пристрою, маючи на ньому права суперкористувача (іноді також може знадобитися установка сторонньої прошивки ядра). Важливе зауваження: ядро як обчислювальний елемент і ядро як частина прошивки пристрою англійською мовою мають різні назви (core і kernel відповідно), але на російській позначаються однаково.
Звичайно, на цьому повний список характеристик будь-якого процесора не закінчується, але залишилися дуже специфічні для того, щоб їх було необхідно знати кожному користувачеві.
графічні прискорювачі
Як і обіцяли на самому початку, ми не обійдемо стороною ще один важливий компонент SoC - графічний процесор (GPU) або графічний прискорювач. Неважко здогадатися, що цей компонент відповідає за графічну продуктивність пристрою і використовується, в першу чергу, в іграх. Відповідно, чим краще GPU, тим більше якісні тривимірну графіку і текстури, а також швидкодію (або fps), можна отримати. Також, графічний прискорювач можна використовувати і для відтворення інтерфейсу операційної системи, але, у випадку з Android OS виробники комунікаторів такої можливості можуть і не давати, хоча часто умільцям вдається її включити в неофіційних прошивках. Для виділення власного GPU серед інших деякі виробники можуть заявити про високі характеристики їх прискорювачів, наприклад про кількість так званих "графічних ядер" (у Nvidia Tegra 4 їх аж 72), але зазвичай це всього лише маркетинг. Головне значення для користувача має лише сам використовуваний графічний процесор.
Компанія ARM розробляє GPU серії Mali, але стороннім виробникам чіпів ніщо не заважає використовувати власні графічні прискорювачі. Так надходить, перш за все, компанія Nvidia, яка робить ставку саме на GPU при позиціонуванні чіпів Tegra. Як інший приклад можна привести найбільшого виробника SoC, компанію Qualcomm, в процесорах якої використовуються графічні прискорювачі серії Adreno.
Особливості процесорів в різних ОС
В даний час все описане вище різноманіття процесорів можна знайти, перш за все, в комунікаторах під управлінням Android OS. Ця операційна система є відкритою, тобто, будь-який виробник може використовувати її в будь-яких пристроях. Тому і застосовуватися в Android-пристроях можуть як надбюджетних одноядерні процесори маловідомих компаній з робочою частотою нижче 1 ГГц, так і Ультрапотужні чотириядерні чіпи (причому, ARM стверджує, що це ще не межа) з частотою вище 2 ГГц (такими будуть процесори Qualcomm Snapdragon 800 ). Схоже, що подібна ситуація буде складатися в подальшому і з новими ОС на кшталт Canonical Ubuntu або Mozilla Firefox OS, чий вихідний код також доступний усім бажаючим.
Окремо стоять операційні системи Apple iOS і Blackberry OS. Компанії Apple і Blackberry розробляють ці ОС тільки для власних пристроїв і планомірно збільшують їх продуктивність відповідно до реальних потреб. В результаті, сучасні тривимірні ігри йдуть з максимальною якістю графіки на процесорах, які у випадку з Android OS вважалися б рішенням для середнього сегмента. Користувачі зазначених операційних систем, в свою чергу, не замислюються про потужності використовуваних чіпів, знаючи, що купуючи останнім пристрій в лінійці не будуть відчувати проблем з продуктивністю.
Виробники процесорів
Проте, скидати з рахунків інші компанії було б нерозумно. Основним конкурентом Qualcomm є Nvidia, що розробляє процесори з лінійки Tegra, спрямовані на ігрову продуктивність. Такі чіпи дійсно мають певну перевагу перед іншими в сучасних тривимірних іграх, але, разом з тим, мають і деякі недоліки і, фактично, є менш універсальними.
Звичайно, виробництвом ARM процесорів займаються і інші компанії, наприклад STMicroelectronics, але серед процесорів в комунікаторах і планшетах зазвичай можна зустріти продукцію саме зазначених постачальників.
висновок
Незважаючи на те, що ARM є багатопрофільною архітектурою, свою популярність вона здобула саме в мобільних пристроях, де потрібна низьке енергоспоживання, в тому числі в комунікаторах і планшетах. Але якщо компанія ARM Limited, що займається розробками в цій галузі, фактично, є монополістом, то між виробниками, що створюють процесори за ліцензіями ARM, ведеться безперервна боротьба. Втім, це не заважає деяким компаніям її успішно ігнорувати і просто випускати якісні чіпи для своїх пристроїв. Якщо ви вирішили при виборі гаджета дивитися на використовуваний процесор, то пам'ятайте, це має сенс робити не з усіма операційними системами. До того ж, крім чіпів, є безліч інших характеристик, відмінних для кожного сегмента пристроїв, але при виборі флагманського комунікатора дійсно можна звернути увагу саме на використовуваний процесор. У цьому матеріалі ми обговорили основні характеристики мобільних чіпів і лише поверхнево торкнулися пропозицій різних компаній. Проте, такі гіганти як ARM і Qualcomm заслуговують більш детальної розповіді, і ми обов'язково приділимо їм увагу найближчим часом.
Матеріали по темі:
ilyalinov,
плюсую. На двох ядрах андроїд літає. Необхідності в чотирьох нету.
mirex12,
ilyalinov,
образили мишку, написали в норку. Ведрофани, заспокойтеся.
mirex12,
У мене на одному ядрі андройд літає, ну буває гальма при відкритті 25 вкладки в браузері, але за чим
alexsx0622,
у мене і тетріс літає, шкода, що не підтримує 3д ігри;)
Jampwnz,
не повіриш, але у мене GTA VS йде на Cortex A9 1Ггцrockchip 2928. а ти кажеш два ядра, оптимізація і GPU вирішує.
Є Allwiner A13 не вистачає в 3-д тільки 512мб пам'яті.
Ось rockchip 3066 взагалі ідеально, тільки гріється, кажуть 3166 вже не має цього недоліку.
А ось тошиба нетбук на тегра3 я до сих пір плююсь на неї.
alexsx0622,
Pfff, у мене на одному ядрі 400 МГЦ все літає.
ilyalinov,
Ви не осмислили прочтанного, напевно.
systemDinom,
Я про конкретний абзац і в ньому щось все написано дуже зрозуміло.
docZz, все прочитав і все зрозумів.
Поверхнево, але багатьом і цього матеріалу корисно прочитати
А мене ось це здивувало: "Тому і застосовуватися в Android-пристроях можуть як надбюджетних одноядерні процесори маловідомих компаній з робочою частотою нижче 1 ГГц, так і Ультрапотужні чотириядерні чіпи (причому, ARM стверджує, що це ще не межа) з частотою вище 2 ГГц (такими будуть процесори Qualcomm Snapdragon 600). " Хіба 600 ще не випустили? - риторичне питання.
ohdude6, угу, і про восьміядерний Окта - теж ні слова.
А ще особисто мені було б цікаво докладніше почитати про версії арзітектур (і нм).
ohdude6,
Немає ні слова, що ARM v.5 це кнопковий андройд вміє тільки пошту і зателефонувати. V.6 це тільки 2D і max720p
А на V.7 великий бардак, але вміє все, V.9 могутніше V.7, якщо навіть програє по частоті. V / 15 це перемаркірований А.5 потрібен заради фонових програм і для збереження батареї йде разом з V.7
alexsx0622,
Що за маячня!?)))
Alex62ru,
це не вам зрозуміло, а alexsx0622. ники у вас схожі
alexsx0622,
WTF? ARMv15?) Ти походу все наплутав, або тупо не знав. ARMv5, ARMv6, ARMv7 - це архітектури. Раніше були ARM9, але вони не могутніше ARMv7. Ніяких ARMv15 не існує. Те що ти написав (7,9,15) швидше за все ядра Cortex. На ARMv5 можна не тільки пошту відправляти і дзвонити, але і навіть в Игрулька ганяти і іншими справами займатися. І до чого тут кнопковий андроїд? На процесорах з такою архітектурою є також апарати від нокії. І до речі, на ARMv6 є 3D графіка, а макс. дозвіл залежить від GPU
MichaXDS,
c кортексом поплутав, чому раніше v.9 сущесвуют і випускають до сих пір.
3-д на арм 6 шлак і 1080p на них дуже, дуже геморойно
alexsx0622,
ARMv9 поки ще немає. а ось ARM9 - це ARMv4 і ARMv5. Наберіться терпіння і розберіться в родинах, архітектурі і ядрах SoC компанії ARM.
3D і FHD на ARMv6 можливо і залежить від графічного просессора
ohdude6,
спасибі, виправив прикру помилку, звичайно ж Snapdragon 800
Інформативно і позноватально.
sh.bakyt,
Есил у тебе всього один потік - 1 ядру це добре.
Але - Андроїд тим і відрізняється, що часто працює кілька потоків одночасно. Ну найпростіший приклад - на робочому столі може валятися кілька віджетів, постійно відстежують появу нової інформації, плюс плеєр в тлі - ось вам і кілька потоків.
Так що звичайно ж користь від декількох ядер є. Інше питання що два потужних ядра зчаста справляються з цим навантаженням не гірше 4-х слабких - але це вже питання абсолютно окремий.
про архітектуру ні слова. про всякі Блондо-поради - купа мала.
забули сказати про ненажерливості різних ос, хоча б сказали що лінукс жере в 2-3 рази менше свого викидня андроїда.
anz563,
Андройд це віртального машина, хвора це ОС, це KVM не має доступу до заліза все в ява середовищі, звідси і головняк по потужності
в статті написано вступна частина. тобто узагальнена. чого ви різні то. ну знаєте. ви це все. промовчите. іншим корисно буде, не всі такі розумні як ви. я хоч теж особливо нового нічого не дізнався, але читав з цікавістю, тому що написано дуже добре, а вже ниття у вигляді о боже, марну статтю почитав, витратив жалюгідні 5 хвилин свого життя- це взагалі бід. адже половина з вас навіть списати не вміють як слід.
Краще б детальні технічні характеристики всіх популярних мобільних процесорів надрукували. А то написали то що і так всім відомо.
Хоч це і "Вступна частина", а пару таблиць для порівняння характеристик процесора потрібно було привести і не забути про енергоспоживання
Ну, загалом так, нового нічого не прочитав, але з іншого боку, такі статті корисні для новачків, а то доводиться розбиратися у всьому самому. А так прочитав і все зрозуміло)
За статтю спасибі!
Все по поличках!
temagaiva,
А тобі, бува, не приходило в голову, що винна в цьому швидше за все крива китайська прошивка, а вже ніяк не процесор?
Про нанометра ще можна було написати.
Ну і про окремі потоки інструкцій в багатоядерних процесорах як то зім'ято і не дуже зрозуміло вийшло.
Сподіваюся, в основній частині нам розкажуть про архітектуру різних процесорів більш детально, наприклад:
структура різних процесорів і її еволюція (можна привести структурні схеми);
ноу-хау, застосовані в процесорах (наприклад, алгоритми АЛУ, конвеєр, пророкування розгалужень і т.п.);
взаємодія процесора з периферією і оперативною пам'яттю;
системи команд процесорів різних виробників і т.д.
cssru,
На фіга, тут би в проізвиодітелях і архітектурі розібратись. А то он Техас Инструментал є ARM v.7 модель проца, але вона не вміє крутитися не реалтайм ОС і тільки свою, тобто андройд формально можна, реально не можна. ARM той ще зоопарк.
А є експериментальні v.8 вірніше були де на кристалі був імплантований GPS
ось я дивлюся тут спеців багато а хоч один з вас процесор винайшов? звідки ви можете це все знати? і не треба крттіковать статтю. сенс в статті розкрито повністю.
rusil024,
Та НУ? І чим же кортекс А10 від А15 відрізняється? Що таке arm v7, arm v6, в чому принципова відмінність, які ще бувають? де це написано?
Нормальний якісний лікнеп, дуже корисний.
А я то думав, що мова піде про технічну сторону виробництва процесорів - типу: процесор виконує свої рішення задач за рахунок якихось контролерів (дихає легкими, перетравлює шлунком). З усієї статті нове дізнався тільки це: "1,7 ГГц, це означає, що за 1 секунду його процесор здійснить 1 700 000 000 (1 мільярд 700 мільйонів) тактів". Але ось на своєму SE LwW нфска мв, що на 1 ГГц, що на 1,8 ГГц працює однаково!
DONER SE LwW,
я тобі більше скажу, нетбуки з майже однаковим залізом, тільки різними процесорами і частота процесорів може відрізнятися рази в 2 - працюють з однаковою швидкістю
спасибі за статтю!
micro_sd,
це питання виключно до розробників ОС :) якби вони всі були відкриті - без проблем
Це що мікросхема в ДІП-корпусі на головній картинці, поруч з арм процесором?%)