Nous avons systématisé les données sur différentes puces de smartphones pour montrer plus clairement la différence entre elles et leurs performances. Ils ont tout emballé dans une seule tablette et ont brièvement expliqué de quoi et d'où il venait.
Chaque fabricant a à la fois des modèles réussis où cet équilibre se trouve et qui échouent franchement - où les forces ont jeté tous les cœurs à haute performance, oubliant la mémoire, ne laissant pas de réserve pour des tâches simples et n'enseignant pas à la puce à fonctionner à moitié. Le but de cet article est de montrer comment l'architecture ARM a évolué, quelles solutions sont pertinentes maintenant et lesquelles d'entre elles vous pouvez choisir par vous-même, en vous concentrant sur le scénario d'utilisation d'un smartphone.
ARM et versions familiales majeures
Pour la représentation classique des architectures nucléaires utilisées dans les puces des smartphones modernes, les familles ARMv7 et ARMv8 sont généralement considérées. Ils ont formé la base de nombreuses succursales, à la fois par les auteurs d'ARM Holdings et d'autres sociétés: Qualcomm, Apple, Samsung, Nvidia, etc. La branche la plus populaire est ARMv8-A, qui a ouvert en son temps une nouvelle ère de l'informatique 64 bits massive pour appareils mobiles.
Tous les cœurs informatiques ARM Holdings actuels pour smartphones sont intégrés dans la famille Cortex-A. D'autres développeurs achètent des licences pour eux auprès d'ARM et libèrent leurs puces avec des changements minimes. Mais ils peuvent également traiter l'architecture elle-même ou même tout créer à partir de zéro, tout en ne prenant en charge que l'ensemble d'instructions correspondant. Ainsi, par exemple, Apple, Samsung et certaines autres sociétés agissent. Chez Samsung, ce sont les cœurs Exynos M1, M2 et M3. Apple a la mousson, le mistral, l'ouragan, etc. Nvidia a Denver2. Qualcomm a Kryo et al.
Voyons maintenant le SoC le plus populaire des principaux acteurs de ce marché.
Qualcomm et la ligne Snapdragon
Qualcomm est considéré comme un leader reconnu dans ce domaine. Désormais, le portefeuille de la société comprend plusieurs générations de SoC performants qui ont été distribués en millions d'exemplaires dans le monde. Examinons l'assortiment et mettons en évidence les modèles les plus intéressants.
Snapdragon 4xx - une série de SoC abordables pour smartphones. Peut-être que cette phrase leur est quelque peu grossière, mais certains fabricants essaient de coller ces SoC sous prétexte de souci d'autonomie. Ne les croyez pas. Bien que le Snapdragon 4xx soit vraiment économique, la rentabilité est la conséquence et non la cause.
Snapdragon 425, 427 - Processeurs à 4 cœurs avec prise en charge de la mémoire LPDDR3 à canal unique. Ils fonctionnent à des fréquences allant jusqu'à 1,4 GHz et sont basés sur le cœur Cortex-A53 (architecture ARMv8).
Snapdragon 435 est un processeur à 8 cœurs prenant en charge la mémoire LPDDR3 à canal unique. Il fonctionne à des fréquences allant jusqu'à 1,4 GHz et est à nouveau basé sur le Cortex-A53.
La série Snapdragon 450 utilise également une disposition à 8 cœurs, mais est disponible dans la technologie de processus 14 nm. Nous avons réussi à augmenter les fréquences à 1,8 GHz et le noyau vidéo intégré a pris en charge les résolutions de WUXGA à Full HD + (rapport d'aspect 18 à 9). Le Snapdragon 450 utilise toujours la mémoire monocanal Cortex-A53 (ARMv8) et LPDDR3.
Snapdragon 625 et 626 - La gamme SoC est la première à recevoir la charge QC 3.0 et produite selon les normes FinFET 14 nm. Cela a permis de réduire la consommation d'énergie de la partie CPU. Cependant, il n'y a pas tellement de différences par rapport à la série 4xx: la fréquence accrue peut atteindre 2 GHz pour 625 et 2,2 GHz pour 626.
Le Snapdragon 653 est le premier SoC de milieu de gamme propulsé par la technologie BIG.Little. Il est basé sur un ensemble de 4 cœurs Cortex-A72 (jusqu'à 1,95 GHz) et 4 cœurs Cortex-A53 à une fréquence allant jusqu'à 1,45 GHz. Il y a une mémoire LPDDR3 double canal et un cœur graphique avec des performances normales. Les téléphones basés sur le Snapdragon 653 peuvent être équipés d'écrans d'une résolution de 2560x1600 pixels.
Snapdragon 630, 636 et 660 - la puce 630 se distingue ici, comme il a mis fin à sa vie avant de pouvoir la démarrer correctement. Sa structure était relativement simple: 8 cœurs Cortex-A53 (ARMv8) identiques ont été divisés en 2 groupes de 4 chacun; il est entré en production immédiatement sur le processus de fabrication à 14 nm. Comme la mémoire utilisée LPDDR4 double canal. Littéralement la même année, Qualcomm a conclu que la configuration du Snapdragon 630 n'était pas entièrement réussie et l'a mise à niveau vers 636. Il utilise quatre cœurs Cortex-A73 plus rapides et quatre Cortex-A53. Les Snapdragon 636 et 660 sont les mêmes SoC avec des différences de fréquence maximale (1,8 GHz contre 2,2 GHz), des cœurs graphiques différents et une fréquence de mémoire légèrement plus élevée dans 660.
Snapdragon 835 et 845 sont des produits phares Qualcomm utilisés dans les téléphones mobiles les plus avancés (et même les netbooks). Les deux sont produits par une technologie de processus de 10 nm dans les usines Samsung. Ils ont 8 cœurs dans la configuration BIG.little. Le Snapdragon 835 est une intégration de quatre cœurs ARM Cortex-A73 (ARMv8-A) et autant de cœurs Kryo 280 (un cœur Cortex-A73 modifié). Prise en charge de QC 4.0. Mémoire double canal utilisée du nouveau standard - LPDDR4X. Le noyau graphique Adreno 540, même selon les normes de 2018, est très, très rapide.
Le premier Snapdragon 845 a installé deux paires de noyaux Kryo 385 Gold et Silver. Kryo 385 Gold est basé sur la version Cortex-A75 (ARMv8.2-A), tandis que Silver est basé sur le Cortex-A55 (ARMv8.2-A). Il s'agit de la prochaine étape du développement de la technologie BIG.little. Maintenant, Qualcomm l'appelle ARM DynamIQ. Les fréquences du Kryo 385 Gold atteignent 2,8 GHz, tandis que les noyaux Kryo 385 Silver les plus faibles, au contraire, sont abaissés à 1,8 GHz.
MediaTek
En lisant les spécifications, vous comprenez que l'entreprise est une vraie trouvaille pour les fabricants de smartphones: elle produirait également du SoC bon marché avec un tas de cœurs. Vous en prenez un et faites un téléphone pour moins de 100-200 $ avec les mots: "8 cœurs, 64 bits, etc.!". En fait, MediaTek fait de bons SoC, mais ils les croisent avec une liaison médiocre, donc les acheteurs se méfient de ces téléphones. Et pourtant, parmi la large gamme, MediaTek possède des processeurs ARM vraiment massifs. Les bonnes solutions peuvent être appelées deux lignes - Helio P et X. La première concerne le segment intermédiaire et la seconde pour les smartphones avancés.
Les séries Helio P30, P25 et P20 sont des puces 4 + 4 à 8 cœurs, constituées de cœurs A53. Parmi les avantages d'Helio, il y a la mémoire LPDDR4x moderne, qui affectera certainement les tests graphiques. Dans les tests de processeur, la différence entre les trois versions de SoC n'est pas grande. MediaTek a mis l'accent sur le développement de fonctionnalités auxiliaires du SoC, telles que la prise en charge des écrans haute résolution, des caméras doubles et similaires.
Les anciennes puces X27 et X30 sont uniques dans leur structure. Ils ne coûtent pas deux, mais trois grappes de cœurs ARM. Eh bien, la solution est extraordinaire et intéressante. En pratique, évaluer les performances d'un tel circuit est encore plus difficile, car ils fonctionnent séparément en fonction des charges.
Huawei Kirin
Un autre acteur du marché qui préfère ses propres développements. En général, Huawei se dirige vers Olympus depuis des années et a donc décidé de commencer à développer SoC, naturellement, en utilisant la licence ARM. En général, ce sont des SoC typiques avec les caractéristiques habituelles, à l'exception du désir de Huawei de suivre le temps. Par conséquent, des éléments du traitement de l'IA comme le coprocesseur NPU sont progressivement introduits dans le SoC. De plus, Huawei possède de grands centres de recherche en Europe. Huawei a-t-il réussi à rattraper les dirigeants, nous verrons maintenant.
Kirin 6xx - pour les téléphones portables de milieu de gamme. Ces SoC rivalisent avec le Snapdragon 4xx. Ils ont 8 cœurs dans une configuration 4 + 4. Hélas, les performances du système graphique sont insuffisantes. C'est le principal inconvénient de la série 6xx. Les Kirin 658, 655 et 650 se ressemblent beaucoup. Huawei les overclocke progressivement et modifie les indices. Dans le même temps, la partie graphique reste inchangée et elle est basée sur le cœur Mali-T830 MP2. Il existe un support pour la mémoire LPDDR3 déjà retirée. Un audit a été réalisé pour le 658 et un module de communication mis à jour est apparu (802.11 b / g / n / ac). Mais encore, les anciennes versions de 9xx sont d'un grand intérêt.
Kirin 9xx Ces SoC à 8 cœurs sont un peu plus rapides que la gamme Mediatek Helio X, bien qu'ils aient moins de cœurs. Le SoC s'est avéré être standard, sans innovation, mais il fonctionne parfaitement et permet à l'entreprise d'économiser de l'argent. En général, les trios Kirin 970, 960, 955 ont des caractéristiques typiques, qui montrent comment se déroule l'évolution. 955, possédant un ensemble de cœurs A72 + A53, les a finalement remplacés par A73 + A53. Les fréquences ont diminué, la consommation d'énergie a diminué et, en raison des optimisations internes des cœurs A73, il s'est avéré atteindre des performances quelque part entre Snapdragon 835 et 660. Par conséquent, la prochaine étape avec le remplacement par une mémoire plus rapide a donné une impulsion qui nous permet de contrer Snapdragon 835 sur un pied d'égalité. Les résultats sont franchement bons, surpasser les performances de Helio 10 cœurs, qui apparemment Huawei et poursuivi.
Séparément, il faut dire sur l'efficacité du coprocesseur NPU, car le résultat est vraiment curieux. Comme le notent de nombreux critiques, les smartphones basés sur le Kirin 970 font preuve d'une bonne autonomie, principalement en raison du transfert de certains calculs spécifiques au coprocesseur, par exemple lorsque l'appareil photo fonctionne et détermine des scénarios de prise de vue. De plus, il accélère parfois les tâches typiques des applications d'IA. De plus, il analyse les cas d'utilisation des smartphones, les prépare à l'avance pour le lancement ou les met en veille pour une meilleure autonomie.
Samsung
Les appareils phares de Samsung ont une dualité: ils sont présents sur le marché en tant que modèles basés sur des puces Snapdragon, ce qui est une surprise! - sont produits sur les lignes Samsung et sur la base de son propre SoC Exynos. Il est intéressant de noter que les Exynos sont fabriqués sur un processus technique similaire à Snapdragon, mais ils ont un net avantage en termes de performances. Il existe plusieurs versions des raisons pour lesquelles les Coréens font cela. L'idée la plus plausible est que pour les utilisateurs américains (à savoir, les modèles avec un «dragon» à bord), ils devraient sous licence certaines technologies comme CDMA, tandis que Qualcomm les a déjà . En tout cas, le résultat est très bon.
Ainsi, Exynos 8895 installé dans le Samsung S8, avait quatre cœurs M2 Mongoose natifs avec une fréquence de 2,1 GHz et quatre cœurs A53 avec une fréquence de 1,7 GHz. Dans l'Exynos 9810 mis à jour, les cœurs ont été mis à niveau vers M3 Mongoose, augmentant simultanément la fréquence à 2,9 GHz, et quatre cœurs basse performance ont été mis à jour vers A55. La vidéo a été mise à niveau vers le Mali G72, ce qui en fait à nouveau l'une des solutions les plus performantes avec l'Adreno 630 dans le Snapdragon 845.
En conséquence, le Samsung S9 + basé sur Exynos basé sur Syntax de Samsung
est considéré comme le smartphone Android le plus rapide et surpasse les modèles similaires de Snapdragon.
En même temps, ce ne sont pas des produits phares. Samsung produit également des intermédiaires solides - la série Galaxy A - basés à nouveau sur ses propres processeurs. L'année dernière, l'A7 était basé sur Exynos 7 Octa 7880: 8 cœurs A53 coretex avec une fréquence de 1,9 GHz, Mali-G71 MP2 et mémoire LPDDR4 double canal.
Les caractéristiques de Soc lui ont permis de rivaliser sur un pied d'égalité avec le Snapdragon 625. Le smartphone Galaxy A8, qui est sur le point de sortir cette année, aura le nouveau Exynos 7 Octa 7885, dans lequel deux cœurs ont été remplacés par A73, des fréquences augmentées à 2,2 GHz et pour les six autres. La fréquence A53 a été réduite à 1,6 GHz. Ainsi, il a été possible d'augmenter à la fois la productivité et l'autonomie.
Fait intéressant, l'Octa 7885 a un frère cadet, Exynos 5 Hexa 7872, dans lequel il y a deux A73 plus anciens (avec des fréquences de 2 GHz) et 4 A53, fonctionnant à 1,4 GHz encore plus bas. Les premiers smartphones basés sur cette puce sont sur le point d'entrer en production et promettent un bon rapport prix / performances.
Tableau de comparaison de la productivité du SoC
Pour vous permettre de comprendre plus facilement toute cette diversité, nous avons rassemblé toutes les principales caractéristiques du tableau, en ajoutant les résultats des tests Geekbench4 moyens de la base de données ouverte de la société de développement et la
note officielle . Ainsi que les résultats de GFXBench: Manhattan.
(Cliquer pour agrandir)Lors de l'examen du tableau, il est important de se rappeler que de nombreuses applications de smartphone sont encore faiblement affinées pour le multithreading, de sorte que les performances par cœur présentées dans le test Geekbench 4 Single sont également un indicateur très important.
Conclusions
La principale conclusion que l'on peut tirer en considérant l'ensemble de ce «zoo» est que, malgré le niveau de personnalisation des noyaux, c'est leur famille qui détermine la productivité finale. Si vous souhaitez obtenir une solution hautes performances, choisissez l'option d'un smartphone avec SoC, contenant le noyau Cortex-A72, A73 ou A75. Mais si les dixièmes de seconde dans la réponse du smartphone ne sont pas importants pour vous, mais qu'il y a une envie d'économiser, alors le Cortex-A53 vous conviendra parfaitement.
N'oubliez pas non plus qu'une RAM lente ou sa taille inférieure à 2 Go peut "étrangler" tout processeur haute performance.