Tegra, Exynos и Snapdragon: почему много ядер - не значит плохо?
Трем гигантам Nvidia, Qualcomm и Samsung удалось произвести настоящий фурор, представив на выставке электроники CES следующее поколение мобильных процессоров. Количество ядер увеличивается с каждым годом, наделяя мобильные устройства небывалой до сих пор производительностью, однако, думаю, что некоторые из вас задались вопросом: нужна ли вообще такая гонка процессоров? Я попытаюсь обьяснить, почему безумие ядер не так уж и безумно, как кажется на первый взгляд.
Больше ядер - больше мощи и экономии
До перехода на двухъядерные процессоры в сегменте ПК, который приблизительно можно датировать 2005 годом, в сфере процессоров происходила настоящая гонка вооружений. Принцип "Даешь больше гигагерц!" превратился в одно из конкурентных преимуществ. Но в конечном итоге эта концепция достигла своих пределов. Одноядерные процессоры, которые в то время часто разгоняли до 4 ГГц, генерировали слишком много тепла и не были эффективными.
После этого произошло изменение в подходах: больше ядер вместо увеличения тактовой частоты. Такие процессоры не только могут демонстрировать лучшую производительность в результате распределения работы между несколькими ядрами и выполнения таким образом большего количества задач одновременно. Они также энергоэффективными, потому что отдельные ядра получили возможность работать на более низкой тактовой частоте. Конечно, нельзя сказать, что процессор с четырьмя ядрами в четыре раза производительней одноядерного процессора, однако в них уменьшается теплоотдача и процессор, а также система в целом немного "разгружается".
Новая схема значительно продуктивней, чем принцип использования только одного ядра: два ядра с тактовой частотой 500 МГц демонстрируют меньше напряжения, чем одноядерный процессор с тактовой частотой 1 ГГц. Однако производительность увеличивается: двухъядернику требуется меньше времени для решения одной и той же задачи по сравнению с одноядерным процессором.
Этот многоядерный принцип действует сейчас и в мобильной сфере: благодаря процессорам с двумя, четырьмя и больше ядрами не только требовательные 3D-игры идут "как по маслу", но и более простые повседневные задачи, такие как серфинг в Интернете, просмотр электронной почты итд. выполняются существенно быстрее. Торможения и подвисания при соответсвующем ПО и драйверах должны остаться в прошлом. Смартфоны или планшеты превращаются постепенно в универсальных "мастеров на все руки", которые потенциально могут заменить стационарные ПК.
Вспомогательное ядро для простых задач
Как Exynos 5 от Samsung, так и Tegra 4 от Nvidia получили так называемые "вспомогательные ядра - Companion-Core”. В то время как в Tegra 4 используется только одно такое ядро, в Exynos 5 используется целый квартет дополнительных ядер, работающих по технологии big.LITTLE. Благодаря ей группы ядер могут меняться: первая группа более мощных ядер Cortex-A15 предназначена для обработки сложных задач, вторая группа ядер Cortex-A7 берет на себя обработку стандартных процессов. В остальном же принципы работы процессоров Samsung и Nvidia схожи.
Вспомогательные ядра предназначены для выполнения стандартных задач и фоновых процессор, не требующих большой вычислительной мощи. Это позволяет экономить заряд, так как "прожорливые" ядра задействуются не так часто, как раньше.
Qualcomm использует в своих процессорах Snapdragon 800 и 600 аналогичный принцип, хотя в них вы и не найдете вспомогательных ядер. Вместо этого производитель процессоров опирается на принцип асинхронной тактовой частоты: если для выполнения какой-либо задачи ядру достаточно небольшой мощности, тогда его тактовая частота будет автоматически уменьшена независимо от остальных ядер. Эта схема хороша также тем, что позволяет значительно сэкономить заряд.
Однако небольшое энергопотребление - не единственный важный аспект. Появление требовательных приложений и игр, передача изображения в качестве 4K итд. предполагает, что мобильные устройства будут "поспевать" за новыми видами контента. Область применения смартфонов и планшетов постоянно расширяется. Не стоит забывать и о растущих потребностях пользователей. Вполне логично, что производители мобильных процессоров стараются не отставать.
Критики, в том числе и конкурент Nvidia, считают, что архитектура Qualcomm не подходит для мобильных платформ. Сейчас сложно сказать, кто прав, в настоящее время остается только догадываться об их возможностях. Однако асинхронная тактовая частота уже применялась в последнем поколении процессоров Snapdragon и можно предположить, что процессоры от Qualcomm не так уж и безнадежны.
Скоро мечты воплотятся в реальность
Осталось совсем недолго ждать появления первых гаджетов с новыми процессорами на борту и тогда уже можно будет судить об их работее более точно. Пользователи, которые время от времени проверяют почту или общаются в чатах, конечно, не заметят особых изменений, однако те, кто привык работать с множеством приложений, а также использовать свой планшет или смартфон для работы с мутимедийным контентом, будут приятно удивлены. Однако более эффективное
управление ресурсами и сниженное потребление энергии должно порадовать всех.
