Sistematizamos datos en varios chips de teléfonos inteligentes para mostrar más claramente la diferencia entre ellos y su rendimiento. Empacaron todo en una tableta y contaron brevemente de qué y de dónde provenía.
Cada fabricante tiene dos modelos exitosos donde se encuentra este equilibrio, y francamente fallando, donde las fuerzas arrojaron todos los núcleos a un alto rendimiento, olvidando la memoria, sin dejar una reserva para tareas simples y sin enseñarle al chip a trabajar a media potencia. El propósito de este artículo es mostrar cómo ha evolucionado la arquitectura ARM, qué soluciones son relevantes ahora y cuáles puede elegir usted mismo, centrándose en el escenario de uso de un teléfono inteligente.
ARM y las principales versiones familiares
Para la representación clásica de las arquitecturas nucleares utilizadas en los chips de los teléfonos inteligentes modernos, se consideran comúnmente las familias ARMv7 y ARMv8. Formaron la base de muchas sucursales, tanto por los autores de ARM Holdings como por otras compañías: Qualcomm, Apple, Samsung, Nvidia, etc. La sucursal más popular es ARMv8-A, que en su momento abrió una nueva era de computación masiva de 64 bits para dispositivos móviles
Todos los núcleos informáticos actuales de ARM Holdings para teléfonos inteligentes están integrados en la familia Cortex-A. Otros desarrolladores compran licencias para ellos de ARM y lanzan sus chips con cambios mínimos. Pero también pueden procesar la arquitectura en sí o incluso crear todo desde cero, mientras mantienen solo soporte para el conjunto correspondiente de instrucciones. Entonces, por ejemplo, Apple, Samsung y algunas otras compañías actúan. En Samsung, estos son los núcleos Exynos M1, M2 y M3. Apple tiene Monzón, Mistral, Huracán, etc. Nvidia tiene Denver2. Qualcomm tiene Kryo et al.
Ahora echemos un vistazo al SoC más popular de los principales jugadores en este mercado.
Qualcomm y la línea Snapdragon
Qualcomm es considerado un líder reconocido en este campo. Ahora, la cartera de la compañía incluye varias generaciones de SoC exitosos que se han distribuido en millones de copias en todo el mundo. Veamos el surtido y destaquemos los modelos más interesantes.
Snapdragon 4xx: una serie de SoC asequibles para teléfonos inteligentes. Quizás esta frase sea algo grosera para ellos, pero algunos fabricantes están tratando de mantener estos SoC con el pretexto de preocupación por la autonomía. No les creas. Aunque el Snapdragon 4xx es realmente económico, la rentabilidad es la consecuencia, no la causa.
Snapdragon 425, 427: procesadores de 4 núcleos con soporte para memoria LPDDR3 de un solo canal. Operan a frecuencias de hasta 1.4 GHz y se basan en el núcleo Cortex-A53 (arquitectura ARMv8).
Snapdragon 435 es un procesador de 8 núcleos con soporte para memoria LPDDR3 de un solo canal. Opera a frecuencias de hasta 1.4 GHz y se basa nuevamente en el Cortex-A53.
La serie Snapdragon 450 también utiliza un diseño de 8 núcleos, pero está disponible en la tecnología de proceso de 14 nm. Logramos aumentar las frecuencias a 1.8 GHz, y el núcleo de video integrado recibió soporte para resoluciones de WUXGA a Full HD + (relación de aspecto 18 a 9). El Snapdragon 450 todavía utiliza la memoria de un solo canal Cortex-A53 (ARMv8) y LPDDR3.
Snapdragon 625 y 626: la línea de SoC es la primera en recibir QC 3.0 de carga y se produce de acuerdo con los estándares de FinFET de 14 nm. Esto permitió reducir el consumo de energía de la parte de la CPU. Sin embargo, no hay tantas diferencias con respecto a la serie 4xx: la frecuencia aumentada es de hasta 2 GHz para 625 y 2.2 GHz para 626.
El Snapdragon 653 es el primer SoC de gama media con tecnología BIG.Little. Se basa en un grupo de 4 núcleos Cortex-A72 (hasta 1,95 GHz) y 4 núcleos Cortex-A53 a una frecuencia de hasta 1,45 GHz. Hay memoria LPDDR3 de doble canal y un núcleo de gráficos con rendimiento normal. Los teléfonos basados en Snapdragon 653 pueden equiparse con pantallas con una resolución de 2560x1600 píxeles.
Snapdragon 630, 636 y 660: el chip 630 se distingue aquí, como Terminó su vida antes de que pudiera comenzarla correctamente. Su estructura era relativamente simple: se dividieron 8 núcleos Cortex-A53 (ARMv8) idénticos en 2 grupos de 4 cada uno; entró en producción inmediatamente en el proceso de fabricación de 14 nm. Como la memoria utilizaba LPDDR4 de doble canal. Literalmente en el mismo año, Qualcomm llegó a la conclusión de que la configuración Snapdragon 630 no fue del todo exitosa y la actualizó a 636. Utiliza cuatro núcleos Cortex-A73 más rápidos y cuatro Cortex-A53. Snapdragon 636 y 660 son el mismo SoC con diferencias en la frecuencia máxima (1.8 GHz versus 2.2 GHz), diferentes núcleos gráficos y una frecuencia de memoria ligeramente mayor en 660.
Snapdragon 835 y 845 son los buques insignia de Qualcomm utilizados en los teléfonos móviles más avanzados (e incluso en los netbooks). Ambos son producidos por tecnología de proceso de 10 nm en las fábricas de Samsung. Tienen 8 núcleos en la configuración BIG.little. El Snapdragon 835 es una integración de cuatro núcleos ARM Cortex-A73 (ARMv8-A) y tantos núcleos Kryo 280 (un núcleo Cortex-A73 modificado). Se introdujo el soporte para QC 4.0. Memoria de doble canal utilizada del nuevo estándar: LPDDR4X. El núcleo de gráficos Adreno 540, incluso para los estándares de 2018, es muy, muy rápido.
El primer Snapdragon 845 instaló dos pares de núcleos Kryo 385 Gold y Silver. Kryo 385 Gold se basa en la versión Cortex-A75 (ARMv8.2-A), mientras que Silver se basa en el Cortex-A55 (ARMv8.2-A). Este es el siguiente paso en el desarrollo de la tecnología BIG.little. Ahora Qualcomm lo llama ARM DynamIQ. Las frecuencias de Kryo 385 Gold alcanzan 2.8 GHz, mientras que los núcleos Kryo 385 Silver más débiles, por el contrario, se reducen a 1.8 GHz.
MediaTek
Al leer las especificaciones, comprende que la compañía es un verdadero hallazgo para los fabricantes de teléfonos inteligentes: también produciría SoC barato con un montón de núcleos. Tomas uno y haces un teléfono por menos de $ 100-200 con las palabras: "¡8 núcleos, 64 bits, etc.!". De hecho, MediaTek hace buenos SoC, pero los cruzan con un enlace mediocre, por lo que los compradores desconfían de tales teléfonos. Y, sin embargo, entre la amplia gama, MediaTek tiene procesadores ARM realmente masivos. Las buenas soluciones se pueden llamar dos líneas: Helio P y X. La primera se refiere al segmento medio y la segunda a los teléfonos inteligentes avanzados.
Las series Helio P30, P25 y P20 son chips 4 + 4 de 8 núcleos, que consisten en núcleos A53. Una de las ventajas de Helio es la moderna memoria LPDDR4x, que ciertamente afectará las pruebas gráficas. En las pruebas de procesador, la diferencia entre las tres versiones de SoC no es grande. MediaTek hizo hincapié en el desarrollo de características auxiliares de SoC, como el soporte para pantallas de alta resolución, cámaras duales y similares.
Los antiguos microchips X27 y X30 son únicos en su estructura. No cuestan dos, sino tres grupos de núcleos ARM. Bueno, la solución es extraordinaria e interesante. En la práctica, evaluar el rendimiento de dicho circuito es aún más difícil, ya que funcionan por separado dependiendo de las cargas.
Huawei Kirin
Otro jugador en el mercado que prefiere sus propios desarrollos. En general, Huawei ha estado llegando a Olympus durante años, por lo que decidió comenzar a desarrollar SoC, naturalmente, utilizando la licencia ARM. En general, estos son SoC típicos con las características habituales, con la excepción del deseo de Huawei de mantenerse al día. Por lo tanto, elementos del procesamiento de IA como el coprocesador NPU se están introduciendo gradualmente en el SoC. Además, Huawei tiene grandes centros de investigación en Europa. Si Huawei logró ponerse al día con los líderes, veremos ahora.
Kirin 6xx: para teléfonos móviles de gama media. Estos SoCs compiten con el Snapdragon 4xx. Tienen 8 núcleos en una configuración 4 + 4. Por desgracia, el rendimiento del sistema gráfico es insuficiente. Este es el principal inconveniente de la serie 6xx. Kirin 658, 655 y 650 son muy similares entre sí. Huawei los está acelerando gradualmente y cambiando los índices. Al mismo tiempo, la parte gráfica permanece sin cambios y se basa en el núcleo Mali-T830 MP2. Hay soporte para retirar la memoria LPDDR3. Se realizó una auditoría para 658 y apareció un módulo de comunicación actualizado (802.11 b / g / n / ac). Pero aún así, las versiones anteriores de 9xx son de gran interés.
Kirin 9xx Estos SoC de 8 núcleos son algo más rápidos que la línea Mediatek Helio X, aunque tienen menos núcleos. El SoC resultó ser estándar, sin innovación, pero funcionan perfectamente y ahorran dinero a la empresa. En general, los tríos Kirin 970, 960, 955 tienen características típicas, que muestran cómo avanza la evolución. 955, que posee un conjunto de núcleos A72 + A53, eventualmente los reemplazó con A73 + A53. Las frecuencias disminuyeron, el consumo de energía disminuyó y, debido a las optimizaciones internas de los núcleos A73, resultó alcanzar un rendimiento en algún lugar entre Snapdragon 835 y 660. Por lo tanto, el siguiente paso con la sustitución por una memoria más rápida dio un impulso que nos permite contrarrestar Snapdragon 835 en igualdad de condiciones. Los resultados son francamente buenos, superó el rendimiento de Helio de 10 núcleos, que aparentemente Huawei y perseguía.
Por separado, hay que decir acerca de la eficiencia del coprocesador NPU, porque el resultado es realmente curioso. Como señalan muchos críticos, los teléfonos inteligentes basados en Kirin 970 demuestran una buena autonomía principalmente debido a la transferencia de algunos cálculos específicos al coprocesador, por ejemplo, cuando la cámara funciona y determina los escenarios de disparo. Además, acelera las tareas típicas de las aplicaciones de IA a veces. Además, analiza los casos de uso de teléfonos inteligentes, los prepara de antemano para su lanzamiento o los pone a dormir para una mejor autonomía.
Samsung
Los dispositivos insignia de Samsung tienen una dualidad: están presentes en el mercado como modelos basados en chips Snapdragon, ¡lo cual es una sorpresa! - se producen en las líneas de Samsung y en base a su propio Exynos SoC. Es interesante que los Exynos se realicen con un proceso técnico similar al de Snapdragon, pero tienen una clara ventaja en términos de rendimiento. Hay varias versiones de por qué los coreanos hacen esto. La idea más plausible es que para los usuarios estadounidenses (es decir, modelos con un "dragón" a bordo) tendrían que licenciar algunas tecnologías como CDMA, mientras que Qualcomm ya las tiene. En cualquier caso, el resultado es muy bueno.
Entonces, Exynos 8895 instalado en el Samsung S8, tenía cuatro núcleos nativos M2 Mongoose con una frecuencia de 2.1 GHz y cuatro núcleos A53 con una frecuencia de 1.7 GHz. En el Exynos 9810 actualizado, los núcleos se actualizaron a M3 Mongoose, aumentando simultáneamente la frecuencia a 2.9 GHz, y cuatro núcleos de bajo rendimiento se actualizaron a A55. El video se actualizó al Mali G72, lo que lo convirtió nuevamente en una de las soluciones de mayor rendimiento junto con el Adreno 630 en el Snapdragon 845.
Como resultado, el Samsung S9 + basado en Exynos basado en Syntax de Samsung
se considera el teléfono inteligente Android más rápido y supera a modelos Snapdragon similares.
Al mismo tiempo, no son los más emblemáticos. Samsung también produce medios potentes, la serie Galaxy A, nuevamente basada en sus propios procesadores. El A7 del año pasado se basó en núcleos Exynos 7 Octa 7880: 8 coretex A53 con una frecuencia de 1.9 GHz, Mali-G71 MP2 y memoria LPDDR4 de doble canal.
Las características de Soc le permitieron competir en igualdad de condiciones con el Snapdragon 625. El teléfono inteligente Galaxy A8, que está a punto de ser lanzado este año, tendrá el nuevo Exynos 7 Octa 7885, en el cual dos núcleos fueron reemplazados por A73, frecuencias aumentadas a 2.2 GHz y para los seis restantes La frecuencia de A53 se redujo a 1.6 GHz. Por lo tanto, fue posible aumentar tanto la productividad como la autonomía.
Curiosamente, el Octa 7885 tiene un hermano menor, Exynos 5 Hexa 7872, en el que hay dos A73 más antiguos (con frecuencias de 2 GHz) y 4 A53, que funcionan a 1,4 GHz aún más bajos. Los primeros teléfonos inteligentes basados en este chip están a punto de entrar en producción y prometen una buena relación precio / rendimiento.
Cuadro comparativo de productividad SoC
Para facilitarle la comprensión de toda esta diversidad, hemos recopilado todas las características principales de la tabla, agregando los resultados promedio de la prueba Geekbench4 de la base de datos abierta de la empresa de desarrollo y la
calificación oficial . Así como los resultados de GFXBench: Manhattan.
(Click para ampliar)Al revisar la tabla, es importante recordar que muchas aplicaciones de teléfonos inteligentes todavía están ligeramente afiladas para el subprocesamiento múltiple, por lo que el rendimiento por núcleo que se muestra en la prueba Geekbench 4 Single también es un indicador muy importante.
Conclusiones
La principal conclusión que se puede extraer al considerar todo este "zoológico" es que, a pesar del nivel de personalización de los núcleos, es su familia la que determina la productividad final. Si desea obtener una solución de alto rendimiento, elija la opción de un teléfono inteligente con SoC que contenga el núcleo Cortex-A72, A73 o A75. Pero si las décimas de segundo en la respuesta del teléfono inteligente no son importantes para usted, pero hay un deseo de ahorrar, entonces el Cortex-A53 será muy adecuado para usted.
Además, no olvide que la RAM lenta o su tamaño inferior a 2 GB pueden "estrangular" a cualquier procesador de alto rendimiento.