Porady

Poznajmy technologię – Jak działają procesory mobilne? Ranking wydajności

6 kwietnia 2016, Aktualizacja 1 marca 2018Lenovo

Procesory mobilne rozwijają się obecnie bardzo dynamicznie. Rośnie liczba rdzeni oraz ich taktowanie. Zmniejsza się proces technologiczny, a poprawia wydajność energetyczna. Jednocześnie na rynku wciąż dużo jest urządzeń z procesorami starszych generacji. Nawet one mają po kilka rdzeni, zupełnie jak nowe układy. Dlatego przy wyborze zakupie potrzebna jest odrobina fachowej wiedzy o mobilnych procesorach. Inaczej można nieświadomie kupić urządzenie o niewystarczającej wydajności. Oto nasz ranking procesorów mobilnych.

W smartfonach i tabletach znajdziemy procesory o dwóch architekturach: ARM oraz x86. Druga z nich, którą wykorzystuje Intel, używana jest także w pecetach. Z ARM korzysta wielu producentów, np. Qualcomm czy MediaTek i z tego względu jest znacznie popularniejsza. Z punktu widzenia użytkownika najważniejsza różnica między tymi dwiema technologiami to możliwość uruchomienia systemu Windows na procesorach x86. Układy ARM nie obsługują aktualnej wersji systemu Microsoftu.

Procesory stosowane w smartfonach i tabletach dość szybko zostały rozwinięte w układy wielordzeniowe. Podobnie jak w przypadku pecetów, producenci spotkali się z wyzwaniem rosnącego zużycia energii i temperatury pracy w układach jednordzeniowych o wysokim taktowaniu. Wyjściem było produkowanie układów wielordzeniowych o niższych zegarach. Kolejnym ważnym krokiem w rozwoju była specjalizacja jednostek obliczeniowych. Rdzenie procesorów ARM podzielono na bloki – energooszczędne o niskim taktowaniu, wykorzystywane do zadań o małym zapotrzebowaniu na moc obliczeniową. Rdzenie taktowane wysoką częstotliwością otrzymują zadania najbardziej wymagające – obsługują m.in. gry i multimedia. Aktualnie najczęściej stosowany podział to 2 lub 4 rdzenie wydajne i od 2 do 6 rdzeni o niskim taktowaniu. Ale konfiguracji jest więcej. Rozwiązanie otrzymało nazwę big.LITTLE i jest wykorzystywane w znakomitej większości urządzeń mobilnych.

procesory mobilne

Specjalizacja rdzeni okazała się rozwiązaniem idealnie pasującym do specyfiki pracy smartfonu. W przeciwieństwie do komputerów, które działają zadaniowo i są wyłączane lub usypiane w przerwach między pracą, urządzenia mobilne działają non-stop. Smartfony mają  znacznie skromniejsze zasoby energii i z tego powodu procesory mobilne nie mogą składać się wyłącznie z rdzeni o wysokim zegarze i wydajności. Z pomocą przychodzą jednostki o niskiej wydajności, które podtrzymują pracę, gdy np. zablokowany telefon spoczywa w kieszeni – wówczas obciążenie akumulatora jest minimalne.

Stosowanie ograniczonej liczby wydajnych rdzeni ma swoje uzasadnienie także w sposobie działania oprogramowania. Tworzenie aplikacji przystosowanych do pracy równoległej, które potrafią korzystać z wielu rdzeni naraz jest trudniejsze niż pisanie oprogramowania działającego na jednym wątku. Nie wszystkie aplikacje mobilne potrafią wykorzystać pełny potencjał wielordzeniowych procesorów. Dobrze radzi sobie z tym, np. przeglądarka Chrome, czy programy testujące wydajność urządzeń. W innych przypadkach różnica wydajności między procesorem sześcio-, a ośmiordzeniowym może być niezauważalna. Dlatego najnowsze układy mają najczęściej tylko dwa wydajne rdzenie o wysokim taktowaniu.

Mimo to część producentów stawia na procesory z dużą liczbą jednostek obliczeniowych. Przoduje tu MediaTek, który właśnie wprowadził na rynek układ Helix 20, z 10 rdzeniami. Firma zaprojektowała swoje urządzenie z głową. Tylko dwa rdzenie to najwydajniejsze jednostki Cortex-A72 o taktowaniu 2.5GHz. Towarzyszą mu 4 rdzenie Cortex-A53, z zegarem 2 GHz i 4 energooszczędne z zegarem 1.4 GHz. Taka kombinacja pozwala optymalnie wykorzystać moc obliczeniową całego procesora, w zależności od potrzeb urządzenia. Ale są też producenci, którzy ograniczają liczbę rdzeni. Układ Snapdragon 820 firmy Qualcomm ma tylko 4 jednostki obliczeniowe Kyro, a Nvidia Tegra K1 tylko dwa rdzenie Denver. Porównanie tych układów wyłącznie na podstawie liczby rdzeni i ich taktowania nie jest miarodajne. Rzeczywiste osiągi pokazują dopiero specjalistyczne programy testujące wydajność na danym systemie operacyjnym.

Wskazówką przy ocenie możliwości układu powinien też być proces technologiczny, w którym wytworzono procesor. To wartość podawana w nanometrach, która w przybliżeniu oddaje wielkość tranzystora w procesorze. Mniejszy proces technologiczny charakteryzuje się lepszą sprawnością energetyczną. To pozwala podnieść taktowanie procesora, przy jednoczesnym zachowaniu akceptowalnej temperatury pracy i obciążenia akumulatora.

Procesor to główny element decydujący o wydajności urządzenia. Ale nie jedyny. Pozostałe to układ graficzny, pojemność pamięci RAM i rozdzielczość ekranu. Ten ostatni parametr może dziwić. Ale każdy, kto uruchamiał gry na swoim domowym pececie wie, jaki wpływ na płynność działania peceta ma podniesienie rozdzielczości. Podobnie jest w urządzeniach mobilnych. Z tym, że tu rozdzielczość obrazu jest stała i narzucona przez parametry wyświetlacza. Dlatego kupując smartfon warto zastanowić się czy ultra-wysoka rozdzielczość ekranu, np. QHD jest naprawdę potrzebna. Przy przekątnej 5 cali wystarczająca może okazać się Full HD.

Ilość pamięci RAM decyduje o tempie otwierania aplikacji przy pracy wielozadaniowej, a wydajność układu graficznego daje się odczuć, np. w grach. O ile, producenci coraz częściej dają możliwość wyboru modeli z różną ilością RAMu to rodzaj układu graficznego jest determinowany przez użyty model procesora. Dzieje się tak dlatego, że procesor główny i graficzny są częścią jednego układu SoC (System-on-a-chip). Na szczęście, w większości przypadków, wydajność GPU jest  dobrze dopasowana do możliwości głównej jednostki obliczeniowej.

Wybierając smartfon czy tablet należy uważać na modele ze starszymi generacjami procesorów – szczególnie gdy szukamy urządzenia o wysokiej wydajności. Możliwości układu ARM najłatwiej rozpoznać po procesie technologicznym oraz nazwie rdzeni procesora. W architekturze big.LITTLE kolejne generacje niskowydajnych rdzeni to: Cortex-A7 i Cortex A53 dla rdzeni energooszczędnych oraz Cortex-A15, Cortex-A57 i Cortex-A72 dla rdzeni o wysokim taktowaniu. Niemniej, w tańszych smartfonach można spotkać się z rdzeniami tylko jednego rodzaju, ale o różnym taktowaniu. Np. procesor Snapdragon 615 ma 4 rdzenie Cortex-A53 z zegarem 1.7 GHz, oraz 4 zegarem 1 GHz.

wydajnosc_procesorow

W przypadku procesorów x86 nie ma podziału na rdzenie mniej i bardziej wydajne. Zamiast tego stosuje się dynamiczną regulację taktowania, w zależności od chwilowego zapotrzebowania na moc obliczeniową. Pobór mocy i częstotliwość zegara rośnie w momentach wytężonej pracy i spada, gdy urządzenie nie jest wykorzystywane do wymagających zadań. Wydajność procesorów Intela można określić na podstawie rodziny procesora, liczby rdzeni oraz ich taktowania. Najniższe modele z rodziny Atom x3 stosowane są w smartfonach. Mają od 2 do 4 rdzeni o maksymalnym taktowaniu 1.4 GHz. Wytwarzane są w procesie technologicznym 28 nm. Wydajniejsze od nich, rodziny Atom x5 i x7, znajdziesz w tabletach. Wszystkie wytwarzane są w procesie 14 nm i mają po 4 rdzenie. Najwydajniejszy model z rodziny x5 to Z8550 o maksymalnym taktowaniu 2.4 GHz. Jego odpowiednikiem z rodziny x7 jest Z8750 z zegarem do 2.56 GHz. Ten najnowszy mobilny układ Intela znalazł się np. w biznesowym tablecie z Windows 10 – Lenovo ThinkPad 10.



Udostępnij

Powiązane Artykuły

Czy powinniśmy korzystać tylko z oryginalnych ładowarek? - technologiczne mity

Lenovo

Czy robot-przyjaciel wkradłby się w łaski Zucha? [futurologia]

Lenovo

Poznajmy technologię: Jak działa czytnik linii papilarnych?

Lenovo

Komentarze do artykułu


widget instagram lenovo
widget twitter lenovo
widget facebook lenovo
widget youtube lenovo