Wir haben Daten auf verschiedenen Smartphone-Chips systematisiert, um den Unterschied zwischen ihnen und ihrer Leistung deutlicher darzustellen. Sie packten alles in eine Tablette und erzählten kurz, was und woher es kam.
Jeder Hersteller hat sowohl erfolgreiche Modelle, bei denen dieses Gleichgewicht gefunden wird, als auch offen gesagt Fehler, bei denen die Kräfte alle Kerne auf Hochleistung gebracht haben, den Speicher vergessen, keine Reserve für einfache Aufgaben gelassen und dem Chip nicht beigebracht haben, mit halber Stärke zu arbeiten. Der Zweck dieses Artikels ist es zu zeigen, wie sich die ARM-Architektur entwickelt hat, welche Lösungen jetzt relevant sind und welche davon Sie selbst auswählen können, wobei Sie sich auf das Szenario der Verwendung eines Smartphones konzentrieren.
ARM und wichtige Familienversionen
Für die klassische Darstellung der in den Chips moderner Smartphones verwendeten Nukleararchitekturen werden üblicherweise die ARMv7- und ARMv8-Familien berücksichtigt. Sie bildeten die Grundlage vieler Niederlassungen, sowohl von den Autoren von ARM Holdings als auch von anderen Unternehmen: Qualcomm, Apple, Samsung, Nvidia usw. Die beliebteste Niederlassung ist ARMv8-A, für die zu ihrer Zeit eine neue Ära des massiven 64-Bit-Computing eröffnet wurde mobile Geräte.
Alle aktuellen ARM Holdings-Rechenkerne für Smartphones sind in die Cortex-A-Familie integriert. Andere Entwickler kaufen Lizenzen für sie von ARM und geben ihre Chips mit minimalen Änderungen frei. Sie können aber auch die Architektur selbst verarbeiten oder sogar alles von Grund auf neu erstellen, wobei nur die entsprechenden Anweisungen unterstützt werden. So handeln beispielsweise Apple, Samsung und einige andere Unternehmen. Bei Samsung sind dies die Exynos M1-, M2- und M3-Kerne. Apple hat Monsun, Mistral, Hurrikan usw. Nvidia hat Denver2. Qualcomm hat Kryo et al.
Schauen wir uns nun den beliebtesten SoC der Hauptakteure auf diesem Markt an.
Qualcomm und die Snapdragon-Linie
Qualcomm gilt als anerkannter Marktführer in diesem Bereich. Jetzt umfasst das Portfolio des Unternehmens mehrere Generationen erfolgreicher SoCs, die weltweit in Millionen von Exemplaren vertrieben wurden. Schauen wir uns das Sortiment an und heben die interessantesten Modelle hervor.
Snapdragon 4xx - eine Reihe erschwinglicher SoC für Smartphones. Vielleicht ist dieser Satz etwas unhöflich für sie, aber einige Hersteller versuchen, diese SoC unter dem Vorwand der Sorge um Autonomie zu halten. Glaube ihnen nicht. Obwohl der Snapdragon 4xx wirklich wirtschaftlich ist, ist die Kosteneffizienz die Konsequenz und nicht die Ursache.
Snapdragon 425, 427 - 4-Kern-Prozessoren mit Unterstützung für einkanaligen LPDDR3-Speicher. Sie arbeiten mit Frequenzen bis zu 1,4 GHz und basieren auf dem Cortex-A53-Kern (ARMv8-Architektur).
Snapdragon 435 ist ein 8-Kern-Prozessor mit Unterstützung für Einkanal-LPDDR3-Speicher. Es arbeitet mit Frequenzen bis 1,4 GHz und basiert wieder auf dem Cortex-A53.
Die Snapdragon 450-Serie verwendet ebenfalls ein 8-Kern-Layout, ist jedoch in der 14-nm-Prozesstechnologie verfügbar. Es ist uns gelungen, die Frequenzen auf 1,8 GHz zu erhöhen, und der integrierte Videokern unterstützt Auflösungen von WUXGA bis Full HD + (Seitenverhältnis 18 zu 9). Der Snapdragon 450 verwendet weiterhin den Einkanalspeicher Cortex-A53 (ARMv8) und LPDDR3.
Snapdragon 625 und 626 - Die SoC-Reihe ist die erste, die QC 3.0 auflädt und gemäß den Standards des 14-nm-FinFET hergestellt wird. Dies ermöglichte es, den Stromverbrauch des CPU-Teils zu reduzieren. Es gibt jedoch nicht so viele Unterschiede zur 4xx-Serie: Die erhöhte Frequenz beträgt bis zu 2 GHz für 625 und 2,2 GHz für 626.
Der Snapdragon 653 ist der erste Mittelklasse-SoC mit BIG.Little-Technologie. Es basiert auf einer Reihe von 4 Cortex-A72-Kernen (bis zu 1,95 GHz) und 4 Cortex-A53-Kernen mit einer Frequenz von bis zu 1,45 GHz. Es gibt einen zweikanaligen LPDDR3-Speicher und einen Grafikkern mit normaler Leistung. Auf dem Snapdragon 653 basierende Telefone können mit Displays mit einer Auflösung von 2560 x 1600 Pixel ausgestattet werden.
Löwenmaul 630, 636 und 660 - der 630-Chip unterscheidet sich hier als Er beendete sein Leben, bevor er es richtig beginnen konnte. Die Struktur war relativ einfach: 8 identische Cortex-A53 (ARMv8) -Kerne wurden in 2 Cluster zu je 4 aufgeteilt, und die Produktion erfolgte sofort im 14-nm-Herstellungsprozess. Als Speicher verwendet Zweikanal-LPDDR4. Im selben Jahr kam Qualcomm buchstäblich zu dem Schluss, dass die Snapdragon 630-Konfiguration nicht ganz erfolgreich war, und aktualisierte sie auf 636. Sie verwendet vier schnellere Cortex-A73-Kerne und vier Cortex-A53. Snapdragon 636 und 660 sind der gleiche SoC mit Unterschieden in der Maximalfrequenz (1,8 GHz gegenüber 2,2 GHz), verschiedenen Grafikkernen und einer etwas höheren Speicherfrequenz in 660.
Snapdragon 835 und 845 sind Qualcomm-Flaggschiffe, die in den fortschrittlichsten Mobiltelefonen (und sogar Netbooks) verwendet werden. Beide werden in Samsung-Werken mit 10-nm-Prozesstechnologie hergestellt. Sie haben 8 Kerne in der BIG.little-Konfiguration. Der Snapdragon 835 ist eine Integration von vier ARM Cortex-A73-Kernen (ARMv8-A) und ebenso vielen Kryo 280-Kernen (einem modifizierten Cortex-A73-Kern). Unterstützung für QC 4.0 eingeführt. Verwendeter Zweikanalspeicher des neuen Standards - LPDDR4X. Der Adreno 540-Grafikkern ist selbst nach den Standards von 2018 sehr, sehr schnell.
Der erste Snapdragon 845 installierte zwei Paar Kerne Kryo 385 Gold und Silber. Kryo 385 Gold basiert auf der Version Cortex-A75 (ARMv8.2-A), während Silber auf der Version Cortex-A55 (ARMv8.2-A) basiert. Dies ist der nächste Schritt in der Entwicklung der BIG.little-Technologie. Jetzt nennt Qualcomm es ARM DynamIQ. Die Frequenzen von Kryo 385 Gold erreichen 2,8 GHz, während die schwächeren Kryo 385 Silver-Kerne im Gegensatz dazu auf 1,8 GHz abgesenkt werden.
MediaTek
Wenn Sie die Spezifikationen lesen, verstehen Sie, dass das Unternehmen ein echter Fund für Smartphone-Hersteller ist: Es würde auch billiges SoC mit einer Reihe von Kernen produzieren. Sie nehmen eines und machen ein Telefon für weniger als 100-200 US-Dollar mit den Worten: "8 Kerne, 64-Bit usw.!". In der Tat macht MediaTek gute SoCs, aber sie kreuzen sie mit einer mittelmäßigen Bindung, so dass Käufer solche Telefone fürchten. Und doch verfügt MediaTek aus der breiten Palette über wirklich massive ARM-Prozessoren. Gute Lösungen können als zwei Leitungen bezeichnet werden - Helio P und X. Die erste bezieht sich auf das mittlere Segment und die zweite auf fortschrittliche Smartphones.
Die Helio P30-, P25- und P20-Serien sind 8-Kern-4 + 4-Chips, die aus A53-Kernen bestehen. Zu den Vorteilen von Helio gehört der moderne LPDDR4x-Speicher, der sich sicherlich auf Grafiktests auswirkt. Bei Prozessortests ist der Unterschied zwischen den drei SoC-Versionen nicht groß. Der Schwerpunkt von MediaTek lag auf der Entwicklung von Zusatzfunktionen von SoC, wie der Unterstützung von hochauflösenden Bildschirmen, Doppelkameras und dergleichen.
Die älteren Mikrochips X27 und X30 sind in ihrer Struktur einzigartig. Sie kosten nicht zwei, sondern drei Cluster von ARM-Kernen. Die Lösung ist außergewöhnlich und interessant. In der Praxis ist die Bewertung der Leistung einer solchen Schaltung noch schwieriger, da sie je nach Belastung getrennt arbeiten.
Huawei Kirin
Ein weiterer Spieler auf dem Markt, der seine eigenen Entwicklungen bevorzugt. Im Allgemeinen ist Huawei seit Jahren auf dem Weg zu Olympus und hat sich daher entschlossen, SoC natürlich unter Verwendung der ARM-Lizenz zu entwickeln. Im Allgemeinen handelt es sich hierbei um typische SoCs mit den üblichen Eigenschaften, mit Ausnahme des Wunsches von Huawei, mit der Zeit Schritt zu halten. Daher werden Elemente der AI-Verarbeitung wie der NPU-Coprozessor schrittweise in den SoC eingeführt. Darüber hinaus verfügt Huawei über große Forschungszentren in Europa. Hat es Huawei geschafft, die Spitzenreiter einzuholen, werden wir jetzt sehen.
Kirin 6xx - für Mittelklasse-Handys. Diese SoCs konkurrieren mit dem Snapdragon 4xx. Sie haben 8 Kerne in einer 4 + 4-Konfiguration. Leider ist die Leistung des Grafiksystems unzureichend. Dies ist der Hauptnachteil der 6xx-Serie. Kirin 658, 655 und 650 sind einander sehr ähnlich. Huawei übertaktet sie allmählich und ändert die Indizes. Gleichzeitig bleibt der grafische Teil unverändert und basiert auf dem Mali-T830 MP2-Kern. Es gibt Unterstützung für den bereits stillgelegten LPDDR3-Speicher. Für 658 wurde ein Audit durchgeführt und ein aktualisiertes Kommunikationsmodul (802.11 b / g / n / ac) angezeigt. Dennoch sind ältere Versionen von 9xx von großem Interesse.
Kirin 9xx Diese 8-Kern-SoCs sind etwas schneller als die Mediatek Helio X-Linie, obwohl sie weniger Kerne haben. SoC erwies sich als Standard ohne Innovation, aber sie funktionieren perfekt und sparen Unternehmensgeld. Im Allgemeinen weisen die Kirin-Trios 970, 960, 955 typische Eigenschaften auf, die zeigen, wie die Evolution fortschreitet. 955, der einen Satz A72 + A53-Kerne besaß, ersetzte sie schließlich durch A73 + A53. Die Frequenzen nahmen ab, der Stromverbrauch sank und aufgrund interner Optimierungen der A73-Kerne stellte sich heraus, dass die Leistung irgendwo zwischen Snapdragon 835 und 660 lag. Daher gab der nächste Schritt beim Ersetzen durch schnelleren Speicher einen Impuls, der es uns ermöglicht, Snapdragon 835 zu gleichen Bedingungen entgegenzuwirken. Die Ergebnisse sind ehrlich gesagt gut. übertreffen die Leistung von 10-Kern-Helio, die anscheinend Huawei und verfolgt.
Unabhängig davon muss über die Effizienz des NPU-Coprozessors gesprochen werden, da das Ergebnis wirklich merkwürdig ist. Wie viele Rezensenten feststellen, weisen Smartphones auf der Basis von Kirin 970 eine gute Autonomie auf, vor allem aufgrund der Übertragung einiger spezifischer Berechnungen auf den Coprozessor, beispielsweise wenn die Kamera arbeitet und Aufnahmeszenarien ermittelt werden. Außerdem werden die für KI-Anwendungen typischen Aufgaben zeitweise beschleunigt. Außerdem werden Anwendungsfälle für Smartphones analysiert, im Voraus für den Start vorbereitet oder für eine bessere Autonomie in den Ruhezustand versetzt.
Samsung
Die Flaggschiff-Geräte von Samsung haben eine Dualität: Sie sind als Modelle auf Snapdragon-Chips auf dem Markt erhältlich, was eine Überraschung ist! - werden auf Samsung-Linien und auf der Basis eines eigenen Exynos SoC hergestellt. Es ist interessant, dass Exynos nach einem ähnlichen technischen Verfahren wie Snapdragon hergestellt werden, aber sie haben einen klaren Leistungsvorteil. Es gibt verschiedene Versionen, warum Koreaner dies tun. Die plausibelste Idee ist, dass US-Benutzer (nämlich Modelle mit einem „Drachen“ an Bord) einige Technologien wie CDMA lizenzieren müssten, während Qualcomm sie bereits besitzt. In jedem Fall ist das Ergebnis sehr gut.
Der im Samsung S8 installierte Exynos 8895 verfügte über vier native M2-Mungokerne mit einer Frequenz von 2,1 GHz und vier A53-Kerne mit einer Frequenz von 1,7 GHz. Im aktualisierten Exynos 9810 wurden die Kerne auf M3 Mongoose aktualisiert, wobei gleichzeitig die Frequenz auf 2,9 GHz erhöht wurde, und vier Kerne mit geringer Leistung wurden auf A55 aktualisiert. Das Video wurde auf das Mali G72 aktualisiert, was es zusammen mit dem Adreno 630 im Snapdragon 845 erneut zu einer der leistungsstärksten Lösungen machte.
Infolgedessen gilt das Samsung Syntax-basierte Exynos-basierte Samsung S9 +
als das schnellste Android-Smartphone und übertrifft ähnliche Snapdragon-Modelle.
Gleichzeitig sind sie keine Flaggschiffe. Samsung produziert auch starke Mitten - die Galaxy A-Serie - wieder basierend auf seinen eigenen Prozessoren. Der letztjährige A7 basierte auf Exynos 7 Octa 7880: 8 Coretex A53-Kernen mit einer Frequenz von 1,9 GHz, Mali-G71 MP2 und Zweikanal-LPDDR4-Speicher.
Die Eigenschaften von Soc ermöglichten es ihm, mit dem Snapdragon 625 gleichberechtigt zu konkurrieren. Das Galaxy A8-Smartphone, das in diesem Jahr auf den Markt kommen soll, wird mit dem neuen Exynos 7 Octa 7885 ausgestattet sein, bei dem zwei Kerne durch A73 ersetzt wurden, die Frequenzen auf 2,2 GHz erhöht wurden und für die restlichen sechs Die A53-Frequenz wurde auf 1,6 GHz reduziert. So konnten sowohl Produktivität als auch Autonomie gesteigert werden.
Interessanterweise hat der Octa 7885 einen jüngeren Bruder, Exynos 5 Hexa 7872, in dem es zwei ältere A73 (mit Frequenzen von 2 GHz) und 4 A53 gibt, die mit noch niedrigeren 1,4 GHz arbeiten. Die ersten auf diesem Chip basierenden Smartphones gehen in Produktion und versprechen ein gutes Preis-Leistungsverhältnis.
Produktivitäts-SoC-Vergleichstabelle
Um Ihnen das Verständnis dieser Vielfalt zu erleichtern, haben wir alle Hauptmerkmale in der Tabelle zusammengefasst und die durchschnittlichen Geekbench4-Testergebnisse aus der offenen Datenbank des Entwicklungsunternehmens und die
offizielle Bewertung hinzugefügt. Sowie die Ergebnisse von GFXBench: Manhattan.
(Zum Vergrößern anklicken)Bei der Überprüfung der Tabelle ist zu beachten, dass viele Smartphone-Anwendungen für Multithreading immer noch schwach geschärft sind. Daher ist die im Geekbench 4 Single-Test gezeigte Leistung pro Kern ebenfalls ein sehr wichtiger Indikator.
Schlussfolgerungen
Die wichtigste Schlussfolgerung, die aus der Betrachtung dieses gesamten „Zoos“ gezogen werden kann, ist, dass trotz des Grads der Anpassung der Kerne ihre Familie die endgültige Produktivität bestimmt. Wenn Sie eine Hochleistungslösung erhalten möchten, wählen Sie die Option eines Smartphones mit SoC, das den Kern Cortex-A72, A73 oder A75 enthält. Aber wenn Ihnen die Zehntelsekunde in der Antwort des Smartphones nicht wichtig ist, Sie aber sparen möchten, ist der Cortex-A53 genau das Richtige für Sie.
Vergessen Sie auch nicht, dass langsamer RAM oder eine Größe von weniger als 2 GB jeden Hochleistungsprozessor "erwürgen" kann.