Сердце Смартфона: Какую Soc Выбрать

Мы систематизировали данные о различных чипах смартфонов, чтобы лучше показать различия между ними и их производительность.

Упаковали все в одну табличку и кратко объяснили, что это и откуда.



Сердце смартфона: какую SoC выбрать

У каждого производителя есть как успешные модели, где этот баланс найден, так и откровенно провальные - где сосредоточились на высокой производительности всех ядер, забыв про память, не оставив резерва для простых задач и не приучив чип работать на половину мощности.

Цель данной статьи — показать, как развивалась архитектура ARM, какие решения актуальны сейчас и какие из них вы можете выбрать для себя, ориентируясь на вариант использования смартфона.



Сердце смартфона: какую SoC выбрать



ARM и основные версии семейства

Семейства ARMv7 и ARMv8 считаются классическим представлением ядерных архитектур, используемых в современных чипах для смартфонов.

Они легли в основу множества веток, авторами которых являются как сама ARM Holdings, так и другие компании: Qualcomm, Apple, Samsung, Nvidia и т. д. Самой популярной веткой сейчас является ARMv8-A, которая в свое время открыла новую эру массовых 64- битовые вычисления для мобильных устройств.

Все текущие вычислительные ядра для смартфонов ARM Holdings объединены в семейство Cortex-A. Другие разработчики покупают для них лицензии у ARM и выпускают свои чипы с минимальными изменениями.

Но они также могут переработать саму архитектуру или создать всё практически с нуля, сохранив лишь поддержку соответствующего набора инструкций.

Так делают, например, Apple, Samsung и некоторые другие компании.

У Samsung это ядра Exynos M1, M2 и M3. У Apple есть Monsoon, Mistral, Hurricane и т. д. У Nvidia есть Denver2. У Qualcomm есть Kryo и другие.

Теперь давайте рассмотрим самые популярные SoC основных игроков этого рынка.



Qualcomm и линейка Snapdragon

Qualcomm считается признанным лидером в этой области.

В портфолио компании сейчас несколько поколений успешных SoC, которые были проданы миллионами копий по всему миру.

Давайте рассмотрим ассортимент и выделим наиболее интересные модели.



Сердце смартфона: какую SoC выбрать

Snapdragon 4xx — серия доступных SoC для смартфонов.

Возможно, эта фраза несколько грубовата по отношению к ним, но некоторые производители пытаются внедрить эти SoC под предлогом заботы об автономности.

Не верьте им.

Хотя Snapdragon 4xx действительно экономичен, эффективность — это следствие, а не причина.

Snapdragon 425, 427 – 4-ядерные процессоры с поддержкой одноканальной памяти LPDDR3. Они работают на частотах до 1,4 ГГц и основаны на ядре Cortex-A53 (архитектура ARMv8).

Snapdragon 435 – 8-ядерный процессор с поддержкой одноканальной памяти LPDDR3. Работает на частотах до 1,4 ГГц и опять же основан на Cortex-A53. Серия Snapdragon 450 также использует 8-ядерную схему, но производится по 14-нм техпроцессу.

Частоты были увеличены до 1,8 ГГц, а встроенное видеоядро приобрело поддержку разрешений от WUXGA до Full HD+ (соотношение сторон 18 к 9).

Snapdragon 450 по-прежнему использует Cortex-A53 (ARMv8) и одноканальную память LPDDR3. Snapdragon 625 и 626 — это первая линейка SoC, получившая зарядку QC 3.0 и производимая в соответствии со стандартами FinFET 14 нм.

Это позволило снизить энергопотребление процессорной части.

Однако отличий от серии 4xx не так много: частота выросла до 2 ГГц у 625 и 2,2 ГГц у 626. Snapdragon 653 — первая SoC среднего класса, созданная с использованием технологии BIG.Little. В его основе лежит комбинация 4-х ядер Cortex-A72 (до 1,95 ГГц) и 4-х ядер Cortex-A53 с частотой до 1,45 ГГц.

Появляется двухканальная память LPDDR3 и графическое ядро с нормальной производительностью.

Телефоны на базе Snapdragon 653 могут быть оснащены дисплеями с разрешением 2560x1600 пикселей.

Snapdragon 630, 636 и 660 – чип 630 здесь выделяется, потому что он закончил свою жизнь, не успев толком ее начать.

Его структура была относительно простой: 8 одинаковых ядер Cortex-A53 (ARMv8) были разделены на 2 кластера по 4 в каждом; он сразу же пошел в производство по техпроцессу 14 нм.

В качестве памяти использовалась двухканальная LPDDR4. Буквально в том же году компания Qualcomm пришла к выводу, что конфигурация Snapdragon 630 не совсем удачна и обновила ее до 636. В ней используются четыре более быстрых ядра Cortex-A73 и четыре ядра Cortex-A53. Snapdragon 636 и 660 — это одна и та же SoC с различиями в максимальной рабочей частоте (1,8 ГГц против 2,2 ГГц), разными графическими ядрами и несколько большей частотой памяти у 660. Snapdragon 835 и 845 — флагманы Qualcomm, используемые в самых современных мобильных телефонах (и даже нетбуках).

Оба производятся по 10-нм техпроцессу на заводах Samsung. В конфигурации BIG.little у них 8 ядер.

Snapdragon 835 представляет собой интеграцию четырех ядер ARM Cortex-A73 (ARMv8-A) и такого же количества Kryo 280 (модифицированного ядра Cortex-A73).

Введена поддержка QC 4.0. Используется двухканальная память нового стандарта – LPDDR4X. Графическое ядро Adreno 540 даже по меркам 2018 года очень и очень быстрое.



Сердце смартфона: какую SoC выбрать

Впервые Snapdragon 845 имеет две пары ядер Kryo 385 Gold и Silver. Kryo 385 Gold основан на версии Cortex-A75 (ARMv8.2-A), а Silver — на Cortex-A55 (ARMv8.2-A).

Это следующий шаг в развитии технологии BIG.little. Qualcomm теперь называет его ARM DynamIQ. Частоты у Kryo 385 Gold достигают до 2,8 ГГц, а у более слабых ядер Kryo 385 Silver, наоборот, понижены до 1,8 ГГц.



МедиаТек

Читая характеристики, понимаешь, что компания — настоящая находка для производителей смартфонов: конечно, она выпускает дешевые SoC с кучей ядер.

Берешь один и делаешь телефон стоимостью менее 100-200 долларов со словами: «8 ядер, 64-бит и т. д.!» На самом деле MediaTek делает хорошие SoC, но смешивает их с посредственным железом, поэтому покупатели относятся к таким телефонам настороженно.

И все же среди широкого ассортимента MediaTek есть действительно массовые процессоры ARM. Хорошими решениями можно назвать две линейки — Helio P и X. Первая относится к среднему сегменту, а вторая — к продвинутым смартфонам.



Сердце смартфона: какую SoC выбрать

Серии Helio P30, P25 и P20 представляют собой 8-ядерные чипы конфигурации 4+4, состоящие из ядер A53. Одним из преимуществ Helio является современная память LPDDR4x, что, безусловно, сказывается на графических тестах.

В процессорных тестах разница между тремя версиями SoC невелика.

MediaTek сосредоточилась на разработке вспомогательных функций SoC, таких как поддержка экранов высокого разрешения, двух камер и тому подобного.

Старшие микросхемы Х27 и Х30 уникальны по своей структуре.

Они содержат не два, а три кластера ядер ARM. Что ж, решение неординарное и интересное.

На практике оценить работоспособность такой схемы еще сложнее, поскольку они работают раздельно в зависимости от нагрузки.



Сердце смартфона: какую SoC выбрать



Хуавей Кирин

Еще один игрок на рынке, отдающий предпочтение собственным разработкам.

В общем, компания Huawei уже несколько лет прокладывает себе путь на Олимп и решила заняться разработкой SoC, естественно, с использованием ARM-лицензии.

В целом это типичные SoC со знакомыми характеристиками, за исключением стремления Huawei идти в ногу со временем.

Поэтому в SoC постепенно внедряются элементы для обработки задач искусственного интеллекта, такие как сопроцессор NPU. Кроме того, у Huawei есть крупные исследовательские центры в Европе.

Теперь посмотрим, удалось ли Huawei догнать лидеров.



Сердце смартфона: какую SoC выбрать

Kirin 6xx – для мобильных телефонов средней ценовой категории.

Эти SoC конкурируют с Snapdragon 4xx. У них 8 ядер в конфигурации 4+4. К сожалению, производительность графической системы недостаточна.

Это главный недостаток серии 6хх.

Кирин 658, 655 и 650 очень похожи друг на друга.

Huawei постепенно их ускоряет и меняет индексы.

При этом графическая часть осталась неизменной и основана на ядре Mali-T830 MP2. Имеется поддержка устаревшей памяти LPDDR3. Для 658 был проведен аудит и появился обновленный модуль связи (802.11 b/g/n/ac).

Но все же больший интерес представляют старые версии 9хх.

Кирин 9хх.

Эти 8-ядерные SoC немного быстрее, чем линейка Helio X от Mediatek, хотя у них меньше ядер.

SoC оказались стандартными, без инноваций, но работают отлично и экономят деньги компании.

В целом трио Kirin 970, 960, 955 имеет типичные характеристики, показывающие, как происходит эволюция.

955, имея набор ядер A72+A53, со временем заменил их на A73+A53. Были понижены частоты, снизилось энергопотребление, а за счет внутренней оптимизации ядер А73 удалось добиться производительности где-то между Snapdragon 835 и 660. Поэтому следующий шаг с заменой на более быструю память дал толчок, позволяющий ей на равных конкурировать со Snapdragon 835. Результаты, прямо скажем, хорошие, превосходят производительность 10-ядерного Helio, чего, видимо, и добивалась Huawei.

Сердце смартфона: какую SoC выбрать

Отдельно стоит сказать об эффективности сопроцессора NPU, ведь результат действительно интересный.

Как отмечают многие авторы обзоров, смартфоны на базе Kirin 970 демонстрируют хорошую автономность в первую очередь за счет передачи на сопроцессор некоторых специфических вычислений — например, при работе с камерой и определении сценариев съемки.

Это также значительно ускоряет задачи, типичные для приложений искусственного интеллекта.

Плюс анализирует сценарии использования смартфонов, заранее готовя их к запуску или усыпляя для большей автономности.



Samsung

Флагманским устройствам Samsung свойственна двойственность: на рынке есть модели на базе чипов Snapdragon, что – сюрприз! — производятся на линиях Samsung и на базе собственной SoC Exynos. Интересно, что Exynos производятся по тому же техпроцессу, что и Snapdragon, но имеют явное преимущество по производительности.

Есть несколько версий, почему корейцы так поступают. Наиболее правдоподобная идея заключается в том, что для пользователей США (именно там продаются модели с «драконом» на борту) придется лицензировать некоторые технологии вроде CDMA, а у Qualcomm они уже есть.

В любом случае результат очень хороший.

Так, установленный в Samsung S8 процессор Exynos 8895 имел четыре фирменных ядра M2 Mongoose с частотой 2,1 ГГц и четыре ядра A53 с частотой 1,7 ГГц.

В обновленном Exynos 9810 ядра обновили до M3 Mongoose, попутно подняв частоту до 2,9 ГГц, а четыре низкопроизводительных ядра обновили до A55. Видео было обновлено до Mali G72, что снова делает его одним из самых высокопроизводительных решений наравне с Adreno 630 в Snapdragon 845.

Сердце смартфона: какую SoC выбрать

В итоге Samsung S9+ на базе Exynos по синтетическим тестам имеет значение самый быстрый Android-смартфон и превосходит аналогичные модели Snapdragon. При этом не флагманские.

Samsung также производит сильные аппараты среднего класса — серию Galaxy A — опять же на базе собственных процессоров.

Прошлогодний A7 базировался на Exynos 7 Octa 7880: 8 ядер Cortex A53 с частотой 1,9 ГГц, Mali-G71 MP2 и двухканальная память LPDDR4. Характеристики Soc позволили ему на равных конкурировать со Snapdragon 625. Смартфон Galaxy A8, который готовится к выпуску в этом году, будет иметь новый Exynos 7 Octa 7885, в котором два ядра были заменены на A73, частоты были изменены.

увеличена до 2,2 ГГц, а для оставшихся шести А53 частота снижена до 1,6 ГГц.

Таким образом удалось повысить производительность и увеличить автономность.

Интересно, что у Octa 7885 есть, можно сказать, младший брат Exynos 5 Hexa 7872, который содержит в себе два старших A73 (с частотами 2 ГГц) и 4 A53, работающих на еще меньшей частоте 1,4 ГГц.

Первые смартфоны на базе этого чипа вот-вот пойдут в производство и обещают хорошее соотношение цены и качества.



Сравнительная таблица производительности SoC

Чтобы вам было проще разобраться во всем этом многообразии, мы собрали все основные характеристики в таблицу, добавив туда усредненные результаты теста Geekbench4 из открытой базы данных компании-разработчика и официальный рейтинг .

А также результаты GFXBench: Манхэттен.



Сердце смартфона: какую SoC выбрать

(Нажмите, чтобы увеличить) Глядя на таблицу, важно помнить, что многие приложения для смартфонов пока плохо рассчитаны на многопоточность, поэтому производительность на ядро, отображаемая в тесте Geekbench 4 Single, также является очень важным показателем.



выводы

Главный вывод, который можно сделать, рассматривая весь этот «зоопарк», заключается в том, что несмотря на уровень кастомизации ядер, именно их семейство определяет конечную производительность.

Если вы хотите получить высокопроизводительное решение, то выбирайте смартфон с SoC, содержащим ядра Cortex-A72, A73 или A75. Но если вам не важны десятые доли секунды в отклике смартфона, но вы хотите сэкономить, то Cortex-A53 вам подойдет как нельзя лучше.

Также не стоит забывать, что медленная оперативная память или ее объем менее 2 ГБ могут «задушить» любой высокопроизводительный процессор.

Теги: #arm #Процессоры #Смартфоны #Гаджеты #чипы #soc #м.

видео #м.

видео #snapdragon

Вместе с данным постом часто просматривают:

Автор Статьи


Зарегистрирован: 2019-12-10 15:07:06
Баллов опыта: 0
Всего постов на сайте: 0
Всего комментарий на сайте: 0
Dima Manisha

Dima Manisha

Эксперт Wmlog. Профессиональный веб-мастер, SEO-специалист, дизайнер, маркетолог и интернет-предприниматель.