За что отвечает процессор в вашем смартфоне

За что отвечает процессор в вашем смартфоне

Очень часто при выборе смартфона многие не обращают внимание на процессор, а ведь он очень важен. Вы смотрите на экран, фотографируете, слушаете музыку, печатаете сообщение другу или отправляете SMS — за всё это прямую ответственность несёт процессор. Так давайте же поймём, чем данная аппаратная часть так важна и за что же она отвечает.

Snapdragon 865 — процессор нового поколения от Qualcomm

Не так давно были представлены процессоры Snapdragon 865, Snapdragon 765, Apple A13 Bionic, Exynos 990 и Kirin 990. Это процессоры нового поколения, которые будут устанавливаться во все смартфоны 2020 года. Производители нам говорят, что они стали мощнее, производительнее. Но что понимается под этим словом? Ассоциация с тем, что игры будут иметь более привлекательную графику и работать быстрее, не очень полна. Конечно, это одна из главных целей, но, увы, есть много других причин ценить процессор вашего аппарата.

Какие процессы контролирует чипсет/процессор?

Центра́льный проце́ссор (ЦП; также центра́льное проце́ссорное устро́йство — ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство) — электронный блок, либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера. Иногда называют микропроцессором или просто процессором.

Источник: wikipedia

Внутри чипсета располагается ряд важнейших компонентов смартфона. Основным можно назвать ЦПУ — именно он отвечает за все вычисления и работает с памятью устройства. Далее по важности можно выделить графический чип, который отвечает за обработку информации и её преобразования в формат, пригодный для отображения на экране смартфона. Мобильным процессорам свойственно иметь ISP-чип отвечающий за обработку изображений, поступающих с камер устройства.

Также процессор с недавнего времени стал включать в себя AI-чип, который отвечает за обработку вычислений, связанных с машинным обучением (нейросетями). В чипсет также встраивается модем, основная задача которого — обеспечить качественную связь и быстрый интернет. Ну и, конечно, звуковой чип, от него напрямую зависит качество звука.

Чего стоит ждать от процессоров в 2020 году?

Процессоры 2020 года станут мощнее

• Поддержку 5G
• Вычисления будут выполняться на 25% быстрее
• Улучшенное время работы от одного заряда
• Поддержка камер с разрешением до 200 мегапикселей
• Поддержка экранов с частотой обновления картинки 120 Гц
• Улучшенная обработка AI-вычислений, что поможет ускорить обработку фотографий и время отклика голосовых помощников
• Поддержка Wi-Fi 6

Зная модель процессора пользователь может примерно понимать не только возможности, связанные со скоростью работы устройства, но еще и то, какую камеру аппарат может получить и какого качества могут быть снимки. По модели процессора можно понять максимально поддерживаемую оперативную память. Всё это позволяет еще на этапе анонса процессоров примерно понять, какими возможностями будут обладать устройства нового поколения.

Так, например, Galaxy S20, по слухам, получит камеру на 108 Мп, но это, как вы заметили, не предел. ЖДём 200-Мп решения? Предлагаем обсудить этот вопрос в нашем Телеграм-чате.

Проблемы, с которыми сталкиваются производители

Главной проблемой процессоров является тепловыделение/энергопотребление. Как правило, речь идёт о цифре в 5 Вт. Каждый год производители придумывают способы увеличить мощность чипсета, чтобы при этом не увеличилось его пиковое тепловыделение. Не так давно начали прибегать к использованию тепловых трубок, так как 5 Вт всё же больше показателей старых процессоров. Например, тепловыделение Snapdragon 800 составляет 3 Вт.

Многие приобретают старые устройства на флагманских процессорах по той же цене, что и новые аппараты на современных чипсетах. Как правило, новые телефоны оказываются слабее прошлогодних флагманских решений. Однако стоит учитывать, что новые чипсеты предлагают более быструю скорость Интернета, лучшую обработку изображения камеры, более качественный звуковой чип. Поэтому не всегда прошлогодние флагманы лучше новых среднебюджетных аппаратов, и это стоит учитывать при выборе устройства.

Теги

• Мобильные процессоры
• Мобильные технологии
• Операционная система Android

Наши соцсети

Новости, статьи и анонсы публикаций

Зачем смартфону мощный процессор?

Бытует мнение, что современные бюджетные смартфоны, или, во всяком случае, часть из них, отлично справляются практически со всеми задачами, гарантируя высокую производительность. А переплачивать за устройство с мощным процессором, якобы, нет никакого смысла. Но насколько верно такое утверждение? Что такого может сделать флагманский смартфон, чего не сможет бюджетный?

Для того чтобы ответить на эти вопросы, нужно будет не только разобраться в том, какие сценарии использования доступны для современных мобильных устройств, но еще из каких компонентов состоят чипсеты.

Что представляют собой современные мобильные процессоры

Хотя смартфоныв наши дни и позволяют запускать игры, читать и редактировать документы, а также делать массу других операций, но в отличие от системного блока компьютера, в котором пользователь может заменить любые компоненты, в смартфонах и планшетах все построено вокруг процессора и является его неотъемлемой частью.

По сути, мобильный процессор представляет собой однокристальную систему, в которой уже присутствует видеочип, а также различные модули и датчики. На набор функций частично может повлиять производитель, который, к примеру, вправе добавить дополнительные датчики или увеличить количество оперативной и встроенной памяти. Но пользователю уже придется мириться с тем, что есть внутри смартфона, а о возможности апгрейда придется забыть.

Производство мобильных процессоров устроено таким образом, что каждый год выходят новые модели чипов, но далеко не всегда среднестатистический пользователь видит разницу, к примеру, между текущим флагманским процессором, и моделью, которая была самой мощной и технологичной в предыдущем поколении. Но стоит более детально разобраться в вопросе, как выяснится, что разница есть буквально во всем.

Какие процессоры являются мощными

Как кажется поначалу, здесь все предельно просто — чем больше ядер и чем выше их частота, тем мощнее процессор и больше возможностей он предоставляет для пользователя. Если ориентироваться только на эти цифры, может показаться, что часть смартфонов даже мощнее некоторых ПК. Однако многое зависит от архитектуры ядер, а также от графики, которая является составной частью однокристальной системы наряду с процессором.

К примеру, популярные нынче в бюджетном сегменте процессоры только с ядрами Cortex-A53 будут уступать в производительности аналогам с ядрами Cortex-A75 или тем более A76, даже если окажется, что частота последних будет меньше. Но и тут есть подводные камни. Сравним популярные бюджетные чипы MediaTek Helio P22 и Snapdragon 439.

Чип от MTK обладает такими же ядрами, что и продукт от американской компании Qualcomm, но частота чуть выше именно у китайского процессора. Кажется, что Helio P22 предпочтительнее, тем более, что он выдает порой больше баллов в популярных синтетических тестах производительности (к примеру, в Antutu), но, запустив любую игру, сразу ощущаешь, что Snapdragon 439 ведет себя гораздо лучше и стабильнее в плане просадок кадров. Почему же так выходит? А потому, что иногда важнее то, какой видеочип используется в связке с процессором. Есть мнение, что под графику Adreno, используемую Qualcomm, игры и некоторые приложения оптимизированы куда лучше, чем под Mali.

Поспешных выводов из этого делать не следует, так как во флагманских смартфонах тот же Mali отлично справляется с любыми играми, и во всех случаях рассматривать нужно определенные модели процессоров, или, точнее, однокристальных систем.

Игры и приложения

Современные тяжелые игры имеют свойство развиваться в графическом плане, а кроме того в их настройках можно встретить несколько пунктов, позволяющих выбрать тот или иной уровень графики. Со временем могут появляться и новые режимы с улучшенной графикой, а на не слишком мощных мобильных устройствах свежие версии игр и приложений могут банально начать тормозить из-за слишком низких показателей кадров в секунду. Некоторые игры и вовсе не запускаются на смартфонах и планшетах с бюджетными процессорами. Поэтому важно, чтобы в устройстве было как можно более мощное железо, которое могло бы на несколько лет гарантировать отсутствие различных проблем с запуском софта.

Популярные синтетические тесты производительности тоже не стоят на месте — их разработчики постоянно либо выпускают новые версии софта, либо дополняют уже существующие приложения сложными графическими тестами. Причина такого поведения банальна — старые бенчмарки не способны по полной нагрузить постоянно появляющиеся на рынке новые мощные устройства, и это также указывает на развитие мобильных процессоров. Размер приложений тоже увеличивается — софт занимает в памяти устройства все больше места, а для бюджетных процессоров это может стать серьезной нагрузкой.

Быстрая работа

Именно мощные многоядерные процессоры с большим количеством оперативной памяти делают современные устройства по-настоящему многозадачными. Пользователю попросту уже не нужно себя в чем-то ограничивать — можно запустить тяжелую игру, при этом одновременно ведя запись с экрана, а при необходимости, к примеру, и вовсе дополнительно свернуть приложение youtube, разместив маленькое окошко с видео где-нибудь в углу экрана.

Но если отталкиваться от более реальных и популярных в повседневной жизни задач, то в интернет-браузере получится открыть множество вкладок, а в фоновом режиме появится возможность удерживать множество приложений, мгновенно между ними переключаясь. Это будет востребовано для тех пользователей, кто пользуется большим количеством мессенджеров, но это также актуально и для другого софта.

Качественные фото и видео

Когда речь заходит о мобильных устройствах, да и не только о них, то большая часть пользователей убеждена в том, что чем больше мегапикселей в камере, тем качественнее будет итоговый результат. В некоторых случаях это действительно дает отличную детализацию, но так происходит не всегда. И вовсе не удивителен тот факт, что даже в флагманах 2019 года хоть и присутствует режим съемки, к примеру, в разрешении 40 Мп, но производитель рекомендует в настройках выставлять 16, 13 или даже 10 Мп. И, действительно, не на всех смартфонах можно ощутить разницу между снимками в 40 и 10 МП.

А все дело в том, что сейчас количество мегапикселей не так важно (хотя бывают и исключения), особенно в случае с компактными модулями камер, которые имеют определенные ограничения по сравнению со специализированной техникой. В этом случае на первый план выходит постобработка фотографий, и для качественных снимков нужен не только хороший софт, но и мощный процессор, который сможет максимально быстро создать хороший кадр. Также мощное железо, которое должно работать в связке с быстрой памятью, понадобится для того, чтобы камера поддерживала большое количество режимов, в том числе качественную ночную съемку и запись видео с разрешением 4K при 60 кадрах в секунду.

Навигация и связь

Как правило, именно однокристальная система с мощным процессором и прочими качественными компонентами обеспечивает отличное качество навигации. Выражается это в том, что современные мощные смартфоны по сравнению с бюджетными аналогами могут не только работать со всеми видами навигационных систем (а это, помимо GPS и ГЛОНАСС, еще BEIDOU, GALILEO и QZSS), но и видеть при одинаковых условиях большее количество спутников.

Также железо влияет на скорость так называемого «холодного старта», когда смартфон оказывается без интернета и доступа к различным сетям в том месте, где он раньше не бывал, и перед ним стоит задача определить местоположение только по спутникам.

Качество связи и скорость интернета тоже зависят от компонентов однокристальной системы, а беспроводные модули с развитием технологий могут получать все новые стандарты и кодеки, поэтому мощные процессоры влияют даже на качество звука.

Разрешение экрана

Мощные процессоры позволяют использовать в смартфоне дисплеи с разрешением FullHD и выше, тогда как у бюджетных аппаратов часто максимальный показатель ограничивается разрешением HD+ (1600×720 и ниже). Количество пикселей напрямую влияет на качество изображения, хотя у дисплеев есть еще масса критериев, которые важны для получения хорошей картинки. Существует мнение, что разрешения FullHD более чем достаточно для любого смартфона, но учитывая, что мобильные устройства в будущем наверняка все чаще будут использоваться для погружения в мир виртуальной реальности, а это предполагает нахождение смартфона возле глаз, то в этом случае чем выше разрешение экрана, тем лучше. При этом современные устройства позволяют выбрать пользователю разрешение экрана самостоятельно, так что не стоит бояться слишком сильного сокращения срока жизни устройства от одного заряда.

Энергоэффективность

Самые энергоэффективные решения достаются вначале именно смартфонам с новыми мощными процессорами, а уже потом, спустя какое-то время, можно надеяться на их появление и в бюджетном сегменте. Большую роль для обеспечения энергоэффективности играет техпроцесс, а на конец 2019 года флагманские процессоры обладают размерностью 7 нм, что существенно снижает их площадь и положительно сказывается на уменьшении потребления энергии. С другой стороны, чипы становятся все более мощными, но, за счет наличия энергоэффективных ядер, смартфоны могут работать довольно долго даже при максимальной нагрузке.

Итоги

Вне зависимости от вариантов использования мощные процессоры смартфонам без сомнений нужны. В том числе благодаря им обычный кнопочный телефон смог эволюционировать в по-настоящему мультимедийное устройство, которое хоть и не может полностью заменить компьютер, игровую приставку, фотоаппарат и прочие девайсы, но делает пользователя максимально мобильным, позволяя ему в кармане держать девайс, способный, так или иначе, решить множество задач. Причем обычно чем мощнее смартфон или планшет, тем быстрее и качественнее можно справиться с поставленными целями — флагманские решения влияют как на скорость интернета, так и на качество навигации и всех других функций. И суждение о том, что мощный чип нужен только для любителей поиграть в игры, необходимо перенести в разряд мифов.

Учи матчасть. Выбираем смартфон по процессору

Во времена мобильных телефонов, которые были «глупыми» и мало что, по нынешним меркам, умели, особого внимания начинке покупатель не уделял. Бо́льшую важность представляли внешний вид, объем памяти для записи телефонных номеров и SMS, позже — «навороты» в виде браузера, почтового клиента и тому подобные. Может, играла роль престижность модели.

Как это часто бывает, все изменила Apple, выпустив джинна из бутылки — оригинальный iPhone. Он дал начало новой моде на девайсы. Хотя «яблочная» корпорация не была первой в сфере «умных телефонов» (ведь задолго до этого существовали IBM Simon, Nokia 9000 Communicator, Qualcomm pdQ 800 и другие), именно она смогла популяризовать направление — своим подходом, созданием должного образа и, что самое главное, экосистемы.

IBM Simon и Ericsson R380s. Фото: textlad

В бой ринулись многие, дав толчок развитию технологий, позволяющих нарастить мощность «телефонов» нового поколения — смартфонов в том виде, в котором мы привыкли их видеть. Постепенно мобильные устройства стали походить по своей производительности и возможностям на компьютеры, поэтому ожидания и требования к ним возрастали.

Сегодня рынок устоялся, основных игроков, выпускающих мобильные процессоры, не так много, к тому же они используют решение одной компании Аrm, подстраивая его под себя. Расскажем простыми словами, что это за зверь — мобильный процессор. А позже перейдем к другим компонентам смартфонов.

Коротко, о чем пойдет речь:

• Процессор — CPU — является лишь одним из компонентов SoC. SoC, в свою очередь, — это набор, включающий в себя все необходимые узлы для обеспечения работы мобильного устройства.
• Многоядерность процессоров позволяет увеличить производительность смартфонов и снизить энергопотребление.
• Вычислительные ядра бывают разные: много — не обязательно хорошо.
• Нанометровый техпроцесс: чем меньше цифра, тем лучше.
• Троттлинг — защита от разрушения процессора и необходимость для повышения производительности.
• Плохая оптимизация программной и аппаратной частей может привести к падению производительности даже самых топовых смартфонов и негативно сказаться на времени автономной работы.
• Модное веяние: выделенный нейронный процессор, который применяется для обработки фото, идентификации юзера и предметов, создания сценариев и способен на еще более интересные вещи, о которых пользователь и не узнает.

Мобильный процессор, но правильнее — SoC

В отличие от домашнего компьютера, смартфон использует несколько иную логику: в случае с умными мобильниками процессором часто называют всю «систему на чипе» — SoC (System-on-a-Chip), или «систему на кристалле». Это набор компонентов, которые выполняют основные функции смартфона — от обработки данных, поступающих из всех источников, до подключения к беспроводным сетям и вывода картинки на экран.

То есть SoC — это собственно вычислительный процессор (CPU), «видеокарта» (GPU), модемы (3G, 5G и тому подобные), модули беспроводной связи (Wi-Fi, Bluetooth) и что угодно еще, но мы будем говорить именно о «процессоре», то есть об основном вычислительном компоненте. Отметим, что существуют и раздельные решения, когда тот или иной компонент не интегрирован, однако основной путь — «все вместе».

Фото: techcenturion.com

Какие мобильные процессоры самые-самые? Сейчас к актуальным и топовым относятся: Apple A13 Bionic для iPhone, Snapdragon 855 и 855 Plus для большинства Android-смартфонов, Helio G90, Exynos 990 для смартфонов Samsung, Kirin 990 для Huawei и Honor. Хотя те, что постарше на год-два, не особенно хуже, и средний юзер не ощутит разницы в производительности от слова «вообще».

Apple iOS, экран 4.7″ IPS (750×1334), Apple A13 Bionic, ОЗУ 3 ГБ, флэш-память 64 ГБ, камера 12 Мп, 1 SIM

Apple iOS, экран 4.7″ IPS (750×1334), Apple A10 Fusion, ОЗУ 2 ГБ, флэш-память 32 ГБ, камера 12 Мп, аккумулятор 1960 мАч, 1 SIM

Onliner рекомендует

Apple iOS, экран 6.1″ IPS (828×1792), Apple A12 Bionic, ОЗУ 3 ГБ, флэш-память 64 ГБ, камера 12 Мп, аккумулятор 2942 мАч, 1 SIM

Многоядерность, тактовая частота

Все адекватные производители смартфонов используют сегодня решения с многоядерными процессорами. Многоядерность позволяет эффективнее утилизировать ресурсы.

«Многоядерность — это плюс и минус одновременно»

Появляется возможность одновременного выполнения нескольких заданий (работа приложений в фоне). Кроме того, в одном CPU обычно компонуются как менее производительные ядра, так и более производительные с разной тактовой частотой. В восьмиядерном процессоре это могут быть «наборы» 4+4, 4+3+1 или другие в зависимости от производителя процессора и требований заказчика.

Нужно набрать SMS или посмотреть список дел? Задействованы «слабые» ядра с низкой частотой, нагрузка на батарейку минимальная. Запустили игру? Включились «сильные» ядра, аккумулятор стал активнее терять заряд. В жизни это означает, что один и тот же смартфон в руках мобильного геймера или любителя поснимать видео в 4K продержится часов пять, а у предпочитающего только звонки и SMS — двое суток.

Фото: Nikkei Asian Review

Многоядерность — это плюс и минус одновременно. Наличие разных инструментов (ядер) позволяет сделать смартфон универсальным для разных задач. Но в то же время нужно научить их работать правильно со всеми приложениями, а это получается не всегда. Что выливается в проблемы, например, с производительностью (система не понимает, что нужно включить производительные ядра, и все «тупит») или утечкой энергии (работает все на максимуме, аж дым идет, когда не надо).

Ядра бывают разные

Производители смартфонов используют ядра (архитектуру), разработанные в компании Arm. Дизайн чипов при этом проектируют отдельно: Apple делает свое, Samsung, Huawei, Qualcomm и MediaTek — свое.

Одно и то же ядро (например, Cortex-A77 — самый актуальный вариант) может работать на разной частоте в зависимости от устройства и собственной модификации. Ядра объединяют в кластеры — те самые «наборы».

Фото: anandtech.com

От дизайна зависит, сколько может быть ядер в одном кластере. Общее количество ядер в одном процессоре Android-смартфона обычно составляет восемь (в самых свежих iPhone — шесть).

«Количество ядер не указывает на производительность смартфона»

big.LITTLE, в свою очередь, расшифровывается просто: есть ядра более производительные (big) и менее производительные (little). Смартфон должен обеспечить плавное переключение на лету между кластерами в зависимости от задач, выполняемых мобильником. Это сложно и иногда работает со сбоями. Логика инженеров Apple и их возможности немного иные. Также есть и другие нюансы, объективно выделяющие «яблоко» из остальных (часто ли вы видели тормозящий iPhone?).

В качестве примера приведем флагманский процессор Snapdragon 855+ для Android-смартфонов. Он использует чип с одним высокопроизводительным ядром до 2,84 ГГц, двумя производительными до 2,42 ГГц, построенными на базе Cortex-A76 (они же кастомные Kryo 485 Gold и Kryo 485 Gold Prime), и четырьмя энергосберегающими до 1,8 ГГц на базе Cortex-A55 (Kryo 485 Silver). Итог — три кластера под разную интенсивность работы.

Фото: PCMag

И, как мы видим, ядра, базируясь на одной архитектуре, имеют модификации, что отражается на их тактовой частоте.

Еще один момент: количество ядер не указывает прямо на производительность смартфона. Поэтому восемь слабых ядер уступят компоновке из четырех мощных и четырех малопроизводительных.

Важно также, как производитель позиционирует смартфон. Поэтому заморачиваться по поводу того, какой процессор установлен в свежем флагмане, особенно не стоит: наверняка там будет адекватное решение (актуально для зарекомендовавших себя брендов).

Какие-то нанометры

«У вас будет 7-нанометровый процессор!» Речь о размерах транзисторов, из которых «собран» CPU. Чем меньше цифра, тем в теории лучше. Когда-то в смартфоны устанавливали 64-нанометровые процессоры, сейчас мейнстримом становится 7 нанометров, однако есть также 8-нанометровые, 10-нанометровые и более «крупные» для смартфонов подешевле и постарше.

Представьте, что на одну и ту же площадь можно установить больше маленьких транзисторов, повысив тем самым общую вычислительную мощность. К тому же они нагреваются меньше, что позволяет еще больше увеличить производительность.

Фото: huawei.com

К примеру, 7-нанометровый чип будет производительнее 14-нанометрового при том же напряжении на четверть или таким же по производительности при вдвое сниженном напряжении (и батарея сядет позже).

Но есть нюанс, связанный с маркетингом (куда без него): производители могут использовать разные способы подсчета нанометров и производительности, так что эти цифры носят отчасти условный характер, из-за чего прямое сравнение возможностей процессоров от разных компаний не всегда возможно.

Троттлинг

Обычно троттлинг означает чрезмерный нагрев процессора, после которого тот снижает частоту и заметно теряет в производительности. Это механизм защиты, придуманный для того, чтобы сохранить целостность CPU в критической ситуации. Отчего случается «плохой троттлинг»?

«Если система отвода тепла не продумана, гигагерцы не помогут»

Например, из-за желания производителя смартфона «разогнать» ядра процессора, не обеспечив эффективного охлаждения и/или не проведя оптимизацию ПО и других «железных» компонентов. Или чтобы набрать больше баллов в тестах, рекламируя свой телефон как «самый мощный». А еще из-за желания вендоров идти по грани, удерживая максимальную производительность долгое время. По большому счету троттлинг в смартфонах неизбежен, но с ним можно управиться, и чем труднее процессору добраться до точки кипения, тем он эффективнее.

В спецификациях к мобильнику можно заявить о частоте в 2,5 ГГц на все восемь ядер, производительность будет «доказана» в синтетических тестах. В реальности же смартфон не будет справляться с играми или тяжелыми приложениями: первые пару минут все будет хорошо, затем последует сильный нагрев из-за попыток CPU выдавить из себя условные 2,5 ГГц, появятся «фризы», «тормоза», аппарат будет неприятно горячим и станет бесполезным — если система отвода тепла не продумана, а ПО работает плохо.

Источник https://androidinsider.ru/zhelezo/za-chto-otvechaet-proczessor-v-vashem-smartfone.html

Источник https://club.dns-shop.ru/blog/t-78-smartfonyi/23723-zachem-smartfonu-moschnyii-protsessor/

Источник https://tech.onliner.by/2020/03/11/processory-3