Процессор для смартфона hisilicon

Учи матчасть. Выбираем смартфон по процессору

Во времена мобильных телефонов, которые были «глупыми» и мало что, по нынешним меркам, умели, особого внимания начинке покупатель не уделял. Бо́льшую важность представляли внешний вид, объем памяти для записи телефонных номеров и SMS, позже — «навороты» в виде браузера, почтового клиента и тому подобные. Может, играла роль престижность модели.

Как это часто бывает, все изменила Apple, выпустив джинна из бутылки — оригинальный iPhone. Он дал начало новой моде на девайсы. Хотя «яблочная» корпорация не была первой в сфере «умных телефонов» (ведь задолго до этого существовали IBM Simon, Nokia 9000 Communicator, Qualcomm pdQ 800 и другие), именно она смогла популяризовать направление — своим подходом, созданием должного образа и, что самое главное, экосистемы.

IBM Simon и Ericsson R380s. Фото: textladВ бой ринулись многие, дав толчок развитию технологий, позволяющих нарастить мощность «телефонов» нового поколения — смартфонов в том виде, в котором мы привыкли их видеть. Постепенно мобильные устройства стали походить по своей производительности и возможностям на компьютеры, поэтому ожидания и требования к ним возрастали.

Сегодня рынок устоялся, основных игроков, выпускающих мобильные процессоры, не так много, к тому же они используют решение одной компании Аrm, подстраивая его под себя. Расскажем простыми словами, что это за зверь — мобильный процессор. А позже перейдем к другим компонентам смартфонов. Коротко, о чем пойдет речь:

  • Процессор — CPU — является лишь одним из компонентов SoC. SoC, в свою очередь, — это набор, включающий в себя все необходимые узлы для обеспечения работы мобильного устройства. позволяет увеличить производительность смартфонов и снизить энергопотребление.
  • Вычислительные ядра бывают разные: много — не обязательно хорошо. : чем меньше цифра, тем лучше. — защита от разрушения процессора и необходимость для повышения производительности. программной и аппаратной частей может привести к падению производительности даже самых топовых смартфонов и негативно сказаться на времени автономной работы.
  • Модное веяние: выделенный нейронный процессор, который применяется для обработки фото, идентификации юзера и предметов, создания сценариев и способен на еще более интересные вещи, о которых пользователь и не узнает.

Мобильный процессор, но правильнее — SoC В отличие от домашнего компьютера, смартфон использует несколько иную логику: в случае с умными мобильниками процессором часто называют всю «систему на чипе» — SoC (System-on-a-Chip), или «систему на кристалле». Это набор компонентов, которые выполняют основные функции смартфона — от обработки данных, поступающих из всех источников, до подключения к беспроводным сетям и вывода картинки на экран.

То есть SoC — это собственно вычислительный процессор (CPU), «видеокарта» (GPU), модемы (3G, 5G и тому подобные), модули беспроводной связи (Wi-Fi, Bluetooth) и что угодно еще, но мы будем говорить именно о «процессоре», то есть об основном вычислительном компоненте. Отметим, что существуют и раздельные решения, когда тот или иной компонент не интегрирован, однако основной путь — «все вместе».

Фото: techcenturion.comКакие мобильные процессоры самые-самые? Сейчас к актуальным и топовым относятся: Apple A13 Bionic для iPhone, Snapdragon 855 и 855 Plus для большинства Android-смартфонов, Helio G90, Exynos 990 для смартфонов Samsung, Kirin 990 для Huawei и Honor. Хотя те, что постарше на год-два, не особенно хуже, и средний юзер не ощутит разницы в производительности от слова «вообще».

Многоядерность, тактовая частота Все адекватные производители смартфонов используют сегодня решения с многоядерными процессорами. Многоядерность позволяет эффективнее утилизировать ресурсы. «Многоядерность — это плюс и минус одновременно» Появляется возможность одновременного выполнения нескольких заданий (работа приложений в фоне). Кроме того, в одном CPU обычно компонуются как менее производительные ядра, так и более производительные с разной тактовой частотой. В восьмиядерном процессоре это могут быть «наборы» 4+4, 4+3+1 или другие в зависимости от производителя процессора и требований заказчика.

Нужно набрать SMS или посмотреть список дел? Задействованы «слабые» ядра с низкой частотой, нагрузка на батарейку минимальная. Запустили игру? Включились «сильные» ядра, аккумулятор стал активнее терять заряд. В жизни это означает, что один и тот же смартфон в руках мобильного геймера или любителя поснимать видео в 4K продержится часов пять, а у предпочитающего только звонки и SMS — двое суток.

Фото: Nikkei Asian ReviewМногоядерность — это плюс и минус одновременно. Наличие разных инструментов (ядер) позволяет сделать смартфон универсальным для разных задач. Но в то же время нужно научить их работать правильно со всеми приложениями, а это получается не всегда. Что выливается в проблемы, например, с производительностью (система не понимает, что нужно включить производительные ядра, и все «тупит») или утечкой энергии (работает все на максимуме, аж дым идет, когда не надо). Ядра бывают разные Производители смартфонов используют ядра (архитектуру), разработанные в компании Arm. Дизайн чипов при этом проектируют отдельно: Apple делает свое, Samsung, Huawei, Qualcomm и MediaTek — свое.

Одно и то же ядро (например, Cortex-A77 — самый актуальный вариант) может работать на разной частоте в зависимости от устройства и собственной модификации. Ядра объединяют в кластеры — те самые «наборы».

Фото: anandtech.comОт дизайна зависит, сколько может быть ядер в одном кластере. Общее количество ядер в одном процессоре Android-смартфона обычно составляет восемь (в самых свежих iPhone — шесть). «Количество ядер не указывает на производительность смартфона» big.LITTLE, в свою очередь, расшифровывается просто: есть ядра более производительные (big) и менее производительные (little). Смартфон должен обеспечить плавное переключение на лету между кластерами в зависимости от задач, выполняемых мобильником. Это сложно и иногда работает со сбоями. Логика инженеров Apple и их возможности немного иные. Также есть и другие нюансы, объективно выделяющие «яблоко» из остальных (часто ли вы видели тормозящий iPhone?).

В качестве примера приведем флагманский процессор Snapdragon 855+ для Android-смартфонов. Он использует чип с одним высокопроизводительным ядром до 2,84 ГГц, двумя производительными до 2,42 ГГц, построенными на базе Cortex-A76 (они же кастомные Kryo 485 Gold и Kryo 485 Gold Prime), и четырьмя энергосберегающими до 1,8 ГГц на базе Cortex-A55 (Kryo 485 Silver). Итог — три кластера под разную интенсивность работы.

Фото: PCMagИ, как мы видим, ядра, базируясь на одной архитектуре, имеют модификации, что отражается на их тактовой частоте.

Еще один момент: количество ядер не указывает прямо на производительность смартфона. Поэтому восемь слабых ядер уступят компоновке из четырех мощных и четырех малопроизводительных.

Важно также, как производитель позиционирует смартфон. Поэтому заморачиваться по поводу того, какой процессор установлен в свежем флагмане, особенно не стоит: наверняка там будет адекватное решение (актуально для зарекомендовавших себя брендов). Какие-то нанометры «У вас будет 7-нанометровый процессор!» Речь о размерах транзисторов, из которых «собран» CPU. Чем меньше цифра, тем в теории лучше. Когда-то в смартфоны устанавливали 64-нанометровые процессоры, сейчас мейнстримом становится 7 нанометров, однако есть также 8-нанометровые, 10-нанометровые и более «крупные» для смартфонов подешевле и постарше.

Представьте, что на одну и ту же площадь можно установить больше маленьких транзисторов, повысив тем самым общую вычислительную мощность. К тому же они нагреваются меньше, что позволяет еще больше увеличить производительность.

Фото: huawei.comК примеру, 7-нанометровый чип будет производительнее 14-нанометрового при том же напряжении на четверть или таким же по производительности при вдвое сниженном напряжении (и батарея сядет позже).

Но есть нюанс, связанный с маркетингом (куда без него): производители могут использовать разные способы подсчета нанометров и производительности, так что эти цифры носят отчасти условный характер, из-за чего прямое сравнение возможностей процессоров от разных компаний не всегда возможно. Троттлинг Обычно троттлинг означает чрезмерный нагрев процессора, после которого тот снижает частоту и заметно теряет в производительности. Это механизм защиты, придуманный для того, чтобы сохранить целостность CPU в критической ситуации. Отчего случается «плохой троттлинг»? «Если система отвода тепла не продумана, гигагерцы не помогут» Например, из-за желания производителя смартфона «разогнать» ядра процессора, не обеспечив эффективного охлаждения и/или не проведя оптимизацию ПО и других «железных» компонентов. Или чтобы набрать больше баллов в тестах, рекламируя свой телефон как «самый мощный». А еще из-за желания вендоров идти по грани, удерживая максимальную производительность долгое время. По большому счету троттлинг в смартфонах неизбежен, но с ним можно управиться, и чем труднее процессору добраться до точки кипения, тем он эффективнее.

В спецификациях к мобильнику можно заявить о частоте в 2,5 ГГц на все восемь ядер, производительность будет «доказана» в синтетических тестах. В реальности же смартфон не будет справляться с играми или тяжелыми приложениями: первые пару минут все будет хорошо, затем последует сильный нагрев из-за попыток CPU выдавить из себя условные 2,5 ГГц, появятся «фризы», «тормоза», аппарат будет неприятно горячим и станет бесполезным — если система отвода тепла не продумана, а ПО работает плохо.

Оптимизация программной и аппаратной частей Лучше всего обстоят дела у процессоров Apple серии A. Компании не приходится распыляться на сонм моделей, ОС полностью своя, приложения пишутся под ограниченный набор устройств, а не тысячи разных.

Фото: The VergeА некоторые известные компании переболели «детской болезнью»: Huawei настрадалась с Kirin, например, то и дело возникают вопросы к фирменному чипу Samsung Exynos, что подталкивает некоторых покупателей искать смартфоны Samsung на базе Snapdragon. MediaTek постепенно исправляется.

Можно использовать самые последние технологии и техпроцессы, но не достичь гармонии: процессор считается идеальным в проекте, уделывает остальных в тяжелых приложениях, набирает уйму баллов в тестах, а потом не справляется с собственной программной оболочкой. Нейронный процессор Как говорилось в самом начале, процессор как отдельная единица в смартфонах обычно не рассматривается. Ведь, помимо основного, есть дополнительные.

Из тех, что стали «модными» в последнее время, — нейронные процессоры (NPU). Технология может называться по-разному, но такие процессоры призваны выполнять сходные ресурсоемкие задачи ИИ, не задействуя GPU и CPU. Например, они могут распознавать лицо хозяина и предметы, определять сценарии использования мобильного устройства и работать согласно им, генерировать уникальные эмодзи и обрабатывать фото. На самом деле речь идет о более широком спектре задач, но о них пользователь не узнает.

Мобильники с NPU обычно помечены как оснащенные искусственным интеллектом — AI (Apple так не делает, хотя ее «нейронный движок» используется начиная с чипа A11 Bionic). Вероятно, в той или иной мере нейронные сети, машинное обучение и зрение интегрированы во все современные SoC, за исключением совсем бюджетных (но и это вопрос времени). За что еще отвечает процессор? За все в смартфоне: мегапиксели в камере, разрешение экрана, проигрывание видео, объем оперативной памяти, поддержку сетей связи и даже скорость зарядки аккумулятора. Но обо всем этом и многом другом расскажем в следующий раз.

Читайте также:  Что такое тактовая частота процессора смартфона

Источник

Процессор для смартфона hisilicon

Qualcomm Snapdragon — самые популярные системы на кристалле, которые устанавливаются в большинство современных смартфонов выше ультра-бюджетного сегмента. Некоторое время назад по охвату с ними могли соперничать MediaTek, но сейчас даже китайские производители перешли на Snapdragon. Тем не менее это не значит, что у Qualcomm нет конкурентов. На рынке также присутствуют Apple, которые делают чипы исключительно для своих устройств Samsung, а также Huawei – довольно популярные, мощные, но пока еще не настолько распространенные. О них и поговорим.

Компания HiSilicon Semiconductor отделилась от Huawei, полностью оставаясь в ее подчинении, в 2004 году. Она считается крупнейшим китайским производителем интегральных схем. Несмотря на отсутствие эксклюзивности, в основном, чипы HiSilicon установлены в устройствах Huawei и Honor.

K3V2 (2012 год)

Первым действительно популярным чипом компании был процессор с труднозапоминаемым названием K3V2, который использовался в Huawei Ascend D Quad XL и планшетах линейки MediaPad 10 HD FHD7. Его характеристики:

  • Выполнен по 40 нм техпроцессу
  • Основан на архитектуре ARMv7
  • Состоит из 4 чипов Cortex-A9, работающих на частоте 1.4 ГГц
  • Поддерживает память LPDDR2

K3V2E (2013)

Изменения в сравнении с прошлым чипом:

  • Получил повышенную частоту 1.5 ГГц
  • Улучшенная поддержка узкополосной передачи Intel

Kirin 620 (первый квартал 2015)

А вот с этого чипа, можно считать, началась явная история систем на кристалле Kirin. Он использовался, например, в Huawei P8 Lite и Honor 4X

  • Выполнен по 28 нм техпроцессу
  • Архитектура ARMv8-A
  • 8 ядер Cortex-A53 с частотой 1.2 ГГц
  • Поддержка 13 Мп камер и Full HD видео
  • Графический ускоритель Mali-450 MP4
  • Поддержка памяти LPDDR3
  • Поддержка двух SIM с LTE
  • Bluetooth v4.0

Kirin 650 (2 квартал 2016), 655 (4 2016), 658 (2 2017), 659 (3 2017)

Популярная серия чипов, которые отличаются между собой только частотой ядер и поддержкой разных технологий связи. Использовались в устройствах, начиная с Huawei P9 Lite и заканчивая Nova 2

  • Выполнены по 16 нм FinFET+ тех процессу
  • 8 ядер Cortex-A53 (4 энергоэффективных с частотой 1.7 ГГц; частота же 4 производительных повышалась с 2 до, 2.12, 2.35 и 2.36 ГГц, соответственно)
  • Графический ускоритель Mali-T830 MP2
  • Kirin 659 получил поддержку Bluetooth v4.2

Kirin 710 (июль 2018)

Этот чип призван стать чем-то средним между 650 серией процессоров и флагманской линейкой 900. Первый процессор HiSilicon, построенный по 12 нм техпроцессу

  • 8 ядер: 4 Cortex-A73 с частотой 2.2 ГГц и 4 Cortex-A53 на 1.7 ГГц
  • Видеоускоритель Mali-G51 MP4
  • Модем Cat.12 (до 600 Мбит/с)

Kirin 910 и 910T (1 квартал 2014 года)

Первые флагманские системы производителя, которые отличались лишь частотой, и использовались, например, в древнем, но конкурентоспособном на момент своего выхода Huawei P7 Ascend

  • Выполнены по 28 нм техпроцессу
  • Архитектура ARMv7
  • 4 ядра Cortex A9 с частотой 1.6 ГГц и 1.8 ГГц, соответственно
  • Графический ускоритель Mali-450 MP4
  • Память LPDDR3
  • Модем Cat.4

Kirin 920, 925 и 928 (2014 год)

Использовались, например, в Huawei Honor 6

  • Выполнены по 28 нм техпроцессу
  • 4 ядра Cortex-A7 (1.3 ГГц) и 4 ядра Cortex-A15 (1.7, 1.8 и 2.0 ГГц, соответственно)
  • Ускоритель Mali-T628 MP4
  • Модем Cat.6 (до 300 Мбит/с)
  • Поддержка камер до 32 Мп

Kirin 930 и 935 (1 квартал 2015 года)

Новая архитектура во флагманской линейке

  • 28 нм техпроцесс
  • ARMv8-A
  • 4 ядра Cortex-A53 (1.5 ГГц) и 4 ядра Cortex-A53 (2.0 и 2.2 ГГц)
  • Mali-T628 MP4
  • Модем Cat.6 (загрузка до 300 Мбит/с и отдача до 50 Мбит/с)

Kirin 950 и 955 (4 квартал 2015 и 2 квартал 2016)

  • 16 нм FinFET+ техпроцесс
  • 4 ядра Cortex-A53 (1.8 ГГц) и 4 Cortex-A72 (2.3 и 2.5 ГГц)
  • Mali-T880 MP4
  • Поддержка памяти LPDDR4

Kirin 960

  • 16 нм техпроцесс
  • 4 ядра Cortex-A53 (1.84 ГГц) и 4 Cortex-A73 (2.36 ГГц)
  • Mali-G71 MP8
  • LPDDR4 – 1800
  • Модем Cat.12 (600 Мбит/с загрузка и 150 Мбит/с отдача)

Kirin 970 (4 квартал 2017)

Все еще актуальный, но уже постепенно передающий права новому поколению флагманский чип — конкурент Snapdragon 845 и Apple A11 Bionic

  • 10 нм техпроцесс FinFET+
  • Выделенный нейроморфный процессор (Neural Processing Unit, NPU)
  • 4 ядра Cortex-A53 (1.84 ГГц) и 4 ядра Cortex-A73(2.36 ГГц)
  • Mali-G72 MP12
  • LPDDDR4X-1866
  • Cat.18 (1.2 Гбит/с загрузка и 150 Мбит/с отдача)

Kirin 980

По заявлениям компании – самый мощный мобильный чип на рынке. Достоверность этого утверждения станет известна 16 октября, когда выйдут смартфоны серии Huawei Mate 20 – первые устройства с этим чипом на борту. Однако уже на момент своего анонса система побила почти с десяток рекордов:

Источник

Правда ли, что китайцы сделали лучший в мире процессор для смартфонов? Обзор Kirin 980 и сравнение с конкурентами (ч.1)

Практически все китайские смартфоны становились успешными после того, как ставили американские процессоры и японские камеры внутрь корпуса, а потом продавали это дешевле конкурентов. А мобильники с китайским процессором были популярны только потому, что стоили 3-5 тысяч рублей. Единственным случаем, когда смартфонный процессор из Китая был не хуже, чем аналоги из США и Южной Кореи, был Huawei (HiSilicon) Kirin. А с выходом Kirin 980 нам обещают, что он лучше любых аналогов. Так ли это на самом деле?

Кто есть кто в процессорах для смартфонов

Производителей умных телефонов сегодня бесконечное количество, а вот создателей процессоров гораздо меньше. Даже гики часто утомляются следить, кто и в каких количествах нынче «штампует ядра» для новых мобильников, поэтому для начала вспомним всех, кто «в главных ролях»:

  • Apple— создаёт хорошие (это признают даже ненавистники iOS) процессоры для iPhone и iPad по своим собственным рецептам, никому их не продаёт. Но отличий от среднестатистического процессора для Android-смартфона и без того слишком много, чтобы кто-то попытался скрестить «железо» для Айфона с «мозгами» Андроида.
  • Qualcomm— один из старейших и самых уважаемых производителей процессоров для смартфонов и планшетов. Поставляет начинку в мобильники с «лохматых» времён (угадайте-ка, какие процессоры использовались в кнопочных мобильниках Siemens и BenQ-Siemens?), в эпоху становления Android поначалу был одним из многих поставщиков для Samsung/HTC/LG/Sony и др., но вовремя смекнул, что конкурентов нужно «мочить в сортире», потому что потом это окупится.

План сработал — Qualcomm достал из одного кармана (в который платят сотовые операторы за оборудование для вышек) бешеное количество денег, а потом вложил всё это в процессоры. Прыгнул по качеству исполнения на недосягаемые в начале 2010-х высоты для конкурентов, после чего Broadcom, Intel, Marvell, NVIDIA и Texas Instruments постепенно «утонули» и исчезли из поля зрения, а Qualcomm начал отбивать затраты и «грести деньги лопатами», потому что поначалу альтернатив не было. Периодически ленится и почивает на лаврах, пока

  • MediaTek— главная надежда и опора всего «китайпрома», производитель самых дешёвых процессоров для смартфонов. Постепенно «выехал» из совсем уж подвального качества изготовления на среднее, и частично отмылся от репутации «если в смартфоне стоит MediaTek, вся начинка смартфона — хлам несусветный». Несколько раз тужился и пытался выпускать процессоры для флагманских смартфонов, но не получалось. В итоге кормится с того, что выпускает чуть более горячие и прожорливые, но и более дешёвые (в сравнении с Qualcomm) процессоры для смартфонов стоимостью 5-30 тысяч рублей.
  • Spreadtrum— MediaTek «курильщика». Торгует с максимально нищими производителями смартфонов, ради бюджетов которых брезгуют пошевелить пальцем все остальные конкуренты. Качество процессоров соответствующее. Количество глюков в прошивке — обхохочешься. Но покупателей «Смартфон андроид четыре ядра 4g большой сенсорный экран, две SIM, 3 тысячи рублей» на Aliexpress это не останавливает.
  • Samsung— самый жадный и хитрый производитель среди всей честной компании создателей процессоров. По заветам Ильича решил «захватить почту и телеграф», то есть, в случае со смартфонами, создавать процессоры, экраны и камеры самостоятельно, и покупать их на стороне, только если антимонопольное законодательство заставит (а вы думали, откуда берутся Galaxy S9 на процессорах Qualcomm Snapdragon?), или если Qualcomm/MediaTek получится «прогнуть» под закупочную цену процессоров до уровня Spreadtrum.

Свои собственные процессоры Samsung Exynos создаёт по принципу «ешь, что дают» для бюджетных моделей и «покажем Квалкому Кузькину мать!» во флагманских смартфонах. И ведь действительно показывают, время от времени, но чаще всего недорабатывают в мелочах и сохраняют репутацию «вечно вторых» по уровню исполнения процессоров для Android. А теперь, возможно, даже третьих, потому что…

  • Huawei— ещё одни «мастера импортозамещения» наравне с Samsung, только теперь уже из Китая. Начинали конструировать процессоры Kirin себе в убыток, когда оказалось, что Qualcomm неохотно торгуется с «какими-то там китайцами» в сравнении с Samsung или LG/Sony. Продолжили выпускать процессоры, когда продажи смартфонов «полетели», уже по самсунговским соображениям — чтобы все деньги шли в один карман, а цена и стабильность работы смартфонов Huawei не зависела от посторонней корпорации. А чуть позже собственные процессоры стали гарантией, что США не смогут сказать «вы будете делать, как мы скажем, или вот вам санкции!», как это было с ZTE.

Ни один из «придворных» производителей не проделал такой путь из боли и превозмогания, как HiSilicon. Первые массовые Kirin в смартфонах и планшетах (K3V2E, 910, 920) в 2012-2014 гг. были медлительны, прожорливы и бестолковы настолько, что энтузиасты вздыхали и причитали «лучше бы MediaTek установили». В 2015 году, когда Qualcomm внезапно всех подвёл, Kirin 930 внезапно стали вторыми по крутизне процессорами в мире после сверхудачного Exynos 7420 в более дорогих Samsung.

После этого китайцы окончательно уверовали в себя и правильность своего пути, начали вкладывать в разработку процессоров гораздо больше средств и стабильно входили в тройку/двойку (смотря по каким критериям оценивать Samsung Exynos) самых крутых производителей процессоров для мобильников. И вот теперь, в конце 2018 года, появился чип, который претендует на первое место по сумме всех своих качеств. Об отдельных характеристиках мы говорим позже, а сначала изучим в процессоре. процессор.

Kirin 980 против всех

Техпроцесс или «высокая культура быта производства»

Чтобы не углубляться в термины совсем глубоко, просто помните: чем меньше цифра техпроцесса — тем меньше нагрев и энергопотребление, если мы изучаем процессоры с одинаковыми ядрами. Или, если речь идёт о новых ядрах, «выше потолок», до которого можно эти ядра раскочегарить на одном и том же тесном пространстве внутри корпуса мобильника. Поэтому 8 ядер Cortex-A53 2 ГГц на старом техпроцессе 28 нм в MediaTek Helio P10 медленнее, чем эти же 8 ядер Cortex-A53 2 ГГц на новом техпроцессе у Snapdragon 625.

Читайте также:  Intel Xeon E5 1650V4 Broadwell EP 3600MHz LGA2011 3 L3 15360Kb отзывы

Внедрение каждого нового техпроцесса на процессорных фабриках — долгий и болезненный процесс, но «подковать блоху» по-новому каждые 1-2 года всё же приходится. В итоге Huawei принес в жертву Kirin 970 на новый техпроцесс, чтобы Kirin 980 «отомстил за брата» и опередил всех конкурентов:

Qualcomm:

2016 год — Snapdragon 835 (Q3 2016), 10 нм

2017 год — Snapdragon 845 (Q4 2017), 10 нм

Samsung:

2017 год — Exynos 8895 (Q2 2017), 10 нм

2018 год — Exynos 9810 (Q1 2018), 10 нм

Huawei:

2017 год — Kirin 970 (Q4 2017), 10 нм

2018 год — Kirin 980 (Q4 2018), 7 нм.

Кто переделывает процессоры под себя, а кто использует готовые? И почему?

Новое железо для смартфонов появляется далеко не с чистого листа — все ныне существующие производители процессоров для Android-мобильников стали клиентами британской компании ARM. Это такой ГОСТ, Windows и «Газпром» одном лице — можно пытаться жить в частном порядке и без него, но это часто обходится невыгодно, а ещё есть риск, что ты невзначай тронешь не принадлежащие тебе ресурсы.

Так вот — производители смартфонов платят ARM за лицензирование процессорной и графической составляющей новых поколений, после чего британцы рассылают всем товарищам выше по списку документацию на ядра Cortex и игровую графику Mali. После этого у получателей есть выбор — сколько ядер использовать в процессоре, сколько мегагерц выдавать каждому из них, сколько ядер выдать графике. Или пойти в «гараж с напильником» и при помощи своих собственных программистов переделать ядра на свой лад.

Apple всегда «колхозит» что-то совершенно не похожее на изначальные ядра ARM для отдельно стоящей iOS, поговорим о них в другой раз.

MediaTek и Spreadtrum переделками не увлекаются (дорогое удовольствие, да ещё есть риск сделать хуже, чем было), а вот Qualcomm всегда перелопачивал стандартные процессорные ядра, делал их чуть быстрее и экономичнее, а потом переименовывал из Cortex в Krait или Kryo. Практически всегда получается удачно, поэтому у энтузиастов всего мира складывается впечатления, будто Qualcomm создаёт особенные ядра «ручной работы», аналогов которым нет.

Samsung до недавнего времени участия в этой гонке не принимал, но восторги в адрес Qualcomm задевают корейское самолюбие, поэтому с выходом процессора Exynos 8890 (Galaxy S7) эти ребята тоже ввязались в соревнование «наше кунг-фу круче вашего!».

Huawei поначалу не дорабатывал процессорную часть вовсе и использовал готовые ядра ARM (до 2017 года), а вот в Kirin 980 первым из всех конкурентов перешёл на мощные ядра нового поколения.

Китайцы долго запрягают, но быстро едут

Об эволюции процессорных ядер в смартфонах достаточно помнить следующее: типичный флагманский процессор включает в себя блок из четырёх экономичных ядер и четырёх мощных ядер. Первые работают при низкой нагрузке, вторые включаются, когда от смартфона нужно требуется работать «на все деньги».

В Android-смартфонах есть три вида экономичных ядер:

Cortex-A7 — древний, образца 2011 года, в флагманах больше не встречается

Cortex-A53 — самые «попсовые» экономичные ядра, вышли в свет в конце 2013 года, но по сей день составляют основу большинства бюджетных, и «половинку» некоторых флагманских процессоров.

Cortex-A55 — новейшие экономичные ядра. Анонсированы в мае 2017 года, на 15% экономичнее и на 20-30% быстрее, чем Cortex-A53.

И три вида производительных ядер:

Cortex-A72 — очень быстрые, очень прожорливые, очень горячие ядра образца 2015 года. Появились в «межсезонье», когда часть производителей (Samsung, Qualcomm) предпочитала старые Cortex-A57, в упрощённом исполнении сделали «суперзвездой» бюджетный Xiaomi Redmi Note 3 Pro, в флагманском варианте стали удачной (хоть и ненасытной) основной прорывных Huawei P9 и Honor 8.

Cortex-A73 — чуть улучшенный вариант A72 с меньшим уровнем нагрева и небольшим приростом производительности + возможностью работать с новой графикой Mali G71, а не «тухлятиной» T880. Основа всех самсунговских процессорных экспериментов и просто самый популярный тип ядер в флагманских процессорах последних лет.

Cortex-A75 — первые ядра, которые можно подключать не блоком по 4 штуки, а в любых количествах и любых комбинациях даже с маломощными и другими архитектурно Cortex-A55. В повседневных задачах (интернет, запуск приложений и переключение между ними, открытие документов или установка приложений) слабо отличаются от Cortex-A73, зато отлично «выдрессированы» на совместную работу с камерой, «фотошоп» или распознавание речи. Словом, на работу с искусственным интеллектом. В случае с Snapdragon 845 могли ощущаться революцией, но ирония заключается в том, что ядра A73 в Snapdragon 835 были слишком улучшены, чтобы разница с 845 бросалась в глаза.

Samsung Mongoose M2 —Samsung запрыгнул в уходящий поезд и попытался тюнинговать старый Cortex-A72 на новый лад в эпоху Cortex-A73. Получилось не очень, потому что, хоть M2 и был быстрее, чем ядра Snapdragon 835 и Kirin 960 в работе с офисными документами, автофокусом камеры и скорости сохранения страниц, в интернет-браузерах и по скорости установки/запуска приложений Exynos 8895 уже на архитектурном уровне был позади. Поэтому Galaxy S8 кажется таким «тормозным», хотя он ещё далеко не архаичный смартфон. Samsung в доработке процессорных ядер был не опытен и повёл себя, как новичок в тренажёрном зале — «качал» не те мышцы.

Корейцы стиснули зубы и год спустя выпустили процессор с ядрами M3 Meerkat. Если с маломощными ядрами никаких новостей не ожидалось с самого начала, то блок из четырёх M3 — самый огромный 4-головый блок «мощных» ядер среди всех процессоров для Android-смартфонов! Даже круче, чем процессор в iPhone, у которого из шести ядер только два настолько же большие и мощные. Самсунг даже впихнул менее мощную игровую графику, чтобы оставить больше места для процессорных ядер на микросхеме.

Но эти титанические ядра… не могут работать в полную мощность на своих заявленных 2.7 ГГц при полной нагрузке! Маркетинговые 2.7 ГГц может выдать только одно нагруженное ядро M3! Как только нагрузка становится более-менее серьёзной и подключается второе ядро, быстродействие падает до 2.3 ГГц. Три-четыре ядра — до 1.79 ГГц. А если не давать Exynos 9810 «просохнуть» и заставлять работать в пределе (зимой, например, когда смартфон не может перегреться), процессор потребляет, в среднем, на 30% больше энергии, чем Snapdragon 845. При полной нагрузке разогревается и сбавляет мощность ещё раньше. В общем, даже «голые» ядра Cortex-A75 оказываются гораздо лучше по соотношению быстродействия, стабильности и прожорливости в повседневном режиме.

Источник



HiSilicon: все о разработке чипсетов для Huawei

Huawei стремительно превращается в компанию, которая сама обеспечивает себя компонентами для своих устройств. Очень вероятно, что вы сейчас читаете эти строки с одного из ее смартфонов, поскольку сейчас это третий производитель в мире. Если вы пользуетесь смартфоном Huawei, тогда, возможно, за работу ваших приложений отвечает чипсет Kirin, разработанный HiSilicon, принадлежащей Huawei компании по производству полупроводников, базирующейся в Шэньчжэне.

Также как и основные соперники Apple и Samsung, Huawei разрабатывает собственные процессоры. Это дает компании больший контроль над тем, как взаимодействуют ее «железо» и софт, в итоге результат превосходит тот, которого можно было бы ожидать, глядя на спецификации. И в этом смысле HiSilicon превратилась в незаменимую часть успеха мобильного подразделения Huawei. Линейка процессоров HiSilicon расширялась с годами, распространяясь не только на флагманские продукты, но и на средний сегмент. Итак, поговорим подробнее о HiSilicon, компании, производящей чипсеты для Huawei.

Краткая история HiSilicon

Huawei – ветеран в телеком-бизнесе. Компания была основана в 1987 Реном Женфеем, бывшим инженером Народно-освободительной армии Китая, что исторически повлияло на отношение к компании правительства США, в чем мы могли убедиться и совсем недавно.

Мобильное подразделение Huawei появилось в 2003 году, а первый телефон, C300, вышел в 2004. В 2009 году Huawei U8820, также известный как T-Mobile Pulse, стал первым телефоном компании на Android. В 2012 Huawei выпустила свой первый 4G смартфон Ascend P1. А прежде чем начать заниматься смартфонами, Huawei обеспечивала пользователей по всему миру сетевым телекоммуникационным оборудованием, и это остается основой бизнеса компании сегодня.

HiSilicon была основана в 2004 для разработки различных интегрированных схем и микропроцессоров для пользовательской и промышленной электроники, включая чипы для роутеров и модемов, входящих в сетевое оборудование. Но только при Ричарде Ю, возглавившем Huawei в 2011 году и занимающем этот пост по сей день, компания стала искать возможности самой разрабатывать чипсеты для телефонов. Причина была проста: собственные чипы позволили бы Huawei выделиться среди других китайских производителей. Первым значимым мобильным чипом Kirin была серия K3 в 2012, хотя тогда Huawei и продолжала использовать чипы от других разработчиков в большинстве своих смартфонов. И только в 2014 появился нынешний бренд мобильных чипсетов Kirin. На Kirin 910 работали такие аппараты, как P6 S, MediaPad и Ascend P7.

Как и у других разработчиков чипсетов, процессоры HiSilicon основаны на архитектуре ARM. Но, в отличие от других, HiSilicon не создает кастомизированные процессоры на архитектуре ARM. Компания берет готовые ARM компоненты, такие как процессор Cortex-A73 CPU и графические ускорители Mali, и интегрирует в свои решения, как и в случае с другими своими разработками, включая модемы и процессоры для обработки изображения.

Также Huawei не продает чипы для смартфонов сторонним компаниям, а использует их только в своих смартфонах. Несмотря на это, другие большие игроки воспринимают их как серьезных конкурентов.

Противостояние HiSilicon и Qualcomm

В недавнем интервью The Information менеджер HiSilicon заявил, что компания видит Qualcomm своим «конкурентом № 1». Однако это соперничество – далеко не новость, компании постепенно перешли от дружественного партнерства к хладнокровному противостоянию. Huawei была главным покупателем процессоров Snapdragon от Qualcomm и продолжает использовать ее чипы в некоторых удачных по соотношению цены и качества смартфонах Honor. Проблема для Qualcomm состоит в том, что Huawei вышла на третье место в мире на мировом рынке смартфонов и одновременно все активнее использует свои чипы HiSilicon. Qualcomm не просто потеряла главного партнера. Рост Huawei выдавливает с рынка другие бренды, которые используют процессоры Snapdragon.

Ситуация стала сложной, уже когда HiSilicon анонсировала свои первые мобильные процессоры. Несмотря на то, что Huawei все еще покупала чипы у Qualcomm, последняя начала серьезно менять информацию о продуктах, беспокоясь, что Huawei может поделиться ей с HiSilicon. И, возможно, эти опасения были небезосновательны: работа сотрудников Huawei над Nexus 6P вместе с Google многому научила их в области оптимизации «железа» и софта.

Читайте также:  Процессор ксенон какой сокет

Помимо чипсетов, гиганты также воюют за патенты, связанные с интернетом вещей и другими развивающимися технологиями, в особенности касающимися 5G. Qualcomm была основным держателем патентов на промышленные стандарты CDMA, 3G и 4G, что, наряду с интегрированными модемами в чипсетах, быстро вознесло процессоры Snapdragon на вершину экосистемы Android. И распространение 5G представляет угрозу для этого лидерства, поскольку Huawei претендует на патенты в пользовательских и промышленных технологиях 5G, что неизбежно приводит к столкновению компаний.

Qualcomm по-прежнему является более крупным игроком. В прошлом году во всех сегментах рынка она заработала $22.3 млрд, что намного больше, чем показатель HiSilicon в $5.6 млрд. Но не будем забывать, Qualcomm продает свои чипсеты всем, а чипсеты HiSilicon использует только Huawei.

Линейка чипсетов HiSilicon Kirin

Последний флагманский чипсет HiSilicon – Kirin 970. Он стоит в нескольких топовых смартфонах Huawei, включая Mate 10, P20 Pro, и в недорогом Honor View 10. И как и можно ожидать от чипа, на котором работают дорогие топовые модели, он включает в себя множество высокопроизводительных компонентов. Восьмиядерный процессор с ядрами Cortex-A73 и A53 работает в паре с графическим ускорителем Mali-G72 MP12, что делает этот чип самым мощным у HiSilicon на настоящий момент. Компания также улучшила компоненты, отвечающие за обработку изображений и видео, добавив поддержку топовых функций, а топовый модем позволяет выжать максимум из самых быстрых в мире сетей LTE.

Одна из самых значимых функций – это использование нейронного процессора. Kirin 970 от HiSilicon следует за Qualcomm и Apple по пути использования специальных аппаратных компонентов для ускорения машинного обучения, задачи которого варьируются от распознавания речи до обработки изображения. И то, насколько быстро Huawei добавила эту технологию в «середнячка» Honor View 10, может говорить о том, что компания хочет быстро включить преимущества машинного обучения в число достоинств всей своей линейки смартфонов. И новые функции P20 Pro, связанные с искусственным интеллектом, должны быть добавлены и в Mate 10 Pro.

Предшественник Kirin 970, Kirin 960, во многих отношениях сходный чип, но в нем отсутствует новый нейронный процессор, также как и ряд обновленных возможностей обработки изображения и свойств модема. Однако это мощный чип, который стоит как в топовых моделях Huawei, так и в более бюджетных представителях бренда Honor. И в то время как Huawei продолжает использовать чипы от Qualcomm в ряде моделей среднего сегмента, Kirin 659 рассчитан на более дешевые модели, которым не нужна высокая производительность.

Kirin 970 Kirin 960 Kirin 659
CPU 4x Cortex-A73 2.36 ГГц
4x Cortex-A53 1.84 ГГц
4x Cortex-A73 2.36 ГГц
4x Cortex-A53 1.84 ГГц
4x Cortex-A53 2.36 ГГц
4x Cortex-A53 1.70 ГГц
GPU Mali-G72 MP12
850 МГц
Mali-G71 MP8
1037 МГц
Mali-T830 MP2
900 МГц
NPU Есть Нет Нет
RAM LPDDR4x
1833 МГц
LPDDR4
1800 МГц
LPDDR3
933 МГц
LTE Cat 18 Cat 12 Cat 6
Node 10 нм FinFET+ 16 нм FinFet 16 нм FinFet+

Продуктовая линейка HiSilicon может быть легко разделена на две большие категории. Серия Kirin 900 – это флагманские чипсеты и их лучшие функции. Kirin 600 – более дешевая опция для среднего сегмента, использующая менее производительные процессор и графику и лишенная компонентов для обработки изображений, которые Huawei использует в своих топовых конфигурациях камеры. Обе категории продолжат анонсироваться в порядке возрастания, позволяя отслеживать самые крутые новинки.

Мы еще не видели топового чипа с использованием новейшей ARM технологии DynamIQ и процессорных ядер Cortex-A75 и A55 CPU, хотя HiSilicon быстро перешел на новейшую технологию видеопроцессоров. Переход к этой новой технологии потребует более значительного пересмотра чипсета, чем в предыдущих обновлениях, так что анонсы в этих линейках могут последовать в конце 2018 года.

Заключение

HiSilicon, как и Huawei, быстро развивалась в последние пять лет. Она эволюционировала от малоизвестного игрока рынка чипсетов к большой компании, соперничающей с крупными брендами. По мере того, как растут продажи устройств Huawei и Honor, растет и влияние HiSilicon на рынке мобильных процессоров.

Производимые компанией чипсеты – это та сила, которая способна вывести смартфоны Huawei в лидеры. А кроме того, компания находится на самом острие развития машинного обучения. Это, а также более широкое внедрение 5G обеспечивают HiSilicon и Huawei крайне прочную позицию.

Источник

Битва чипсетов: Kirin или Snapdragon — что лучше?

При покупке Android-смартфона каждый пользователь пытается найти самый лучший вариант в своей ценовой категории, сравнивая сильные стороны, дизайн и технические характеристики устройств. Однако в последнем случае у некоторых могут возникнуть проблемы, связанные с обилием производителей чипов и их моделей, на базе которых работают современные смартфоны. Если вы тоже запутались в выборе — сохраняйте материал в закладки. Мы сравнили два самых популярных мобильных чипсета и готовы ответить на весьма рациональный вопрос — какой же все-таки лучше.

Что представляет собой чипсет в смартфоне?

Сердцем мобильных гаджетов является так называемая Система на Кристалле, или же System-on-a-Chip (далее SoC). Это плата, на поверхности которой располагаются центральный процессор с его ядрами, графический ускоритель, контроллеры оперативной и постоянной памяти и беспроводные модули связи. Также могут встречаться и дополнительные ядра, служащие для работы нейронных сетей, например.

Таким образом, чипсет в смартфоне или планшете является самой важной составляющей — именно от установленного чипа будет зависеть производительность, стабильность и энергоэффективность устройства в первую очередь.

Почему именно Kirin и Snapdragon?

Помимо сравниваемых в данной статье производителей мобильных чипов, в настоящее время существует еще несколько компаний, таких как Apple Ax, Samsung Exynos и MediaTek (MTK). На их фоне преимущества Kirin и Snapdragon разглядеть несколько проще, и вот почему: чипами Apple Ax снабжаются только устройства от Apple на базе iOS, а сравнивать SoC для разных операционных систем не совсем корректно. MediaTek и Exynos установлены на гораздо более малом количестве смартфонов, из-за чего на подобных устройствах зачастую хромает оптимизация ОС, ее стабильность и энергопотребление.

В случае со Snapdragon, ситуация противоположная — чипы от Qualcomm Inc. стоят на огромном количестве мобильных гаджетов от умных-часов до ноутбуков. В связи с отличным качеством, передовыми технологиями во флагманских решениях и высокой популярностью, у смартфонов на Snapdragon сбои в работе ПО случаются крайне редко. Этот факт положительно сказывается на работе как бюджетных, так и флагманских устройств.

SoC Kirin разрабатывает компания HiSilicon Technologies по заказу бренда Huawei&Honor. И в отличие от Samsung Exynos, китайская компания активно работает над улучшениями как в аппаратной, так и софтверной направлениях. Huawei самостоятельно оптимизирует свое ПО под свои же чипы, из-за чего смартфоны этого бренда показывают себя с наилучшей стороны.

Преимущества HiSilicon Kirin

Чипы, производимые для Huawei, не являлись выдающимися вплоть до 2018 года. Даже у флагманских устройств были проблемы с подсистемой памяти, высоким потреблением энергии и слабым графическим ускорителем. Но уже в конце прошлого года вышел Kirin 980, который получил множество значимых изменений. Среди них стоит выделить архитектуру Dynamic Core, позволяющую использовать несколько типов ядер. Так, для серфинга в интернете используются слабые и энергоэффективные ядра, а для требовательных игр подключались остальные, производительные ядра с повышенной частотой и напряжением. Это помогло избавиться от высокого энергопотребления при повседневном использовании.

Достоинства Qualcomm Snapdragon

На момент выхода конкурента от Huawei лучшим решением от Qualcomm являлся Snapdragon 855. Процессор не имел поддержки 5G сетей, уступал в работе нейросетей и не мог опередить Kirin 990 в CPU и GPU тестировании. Однако этому есть логическое объяснение — Snapdragon 855 вышел раньше своего оппонента.

Для конкуренции с более мощными чипами с поддержкой 5G сетей Qualcomm представила второй за год SoC под названием Snapdragon 855 Plus. Новинка получила обновленные модуль связи и Kryo ядра, построенные на базе тех же топовых Cortex A76, но с увеличенной частотой. Производительность графического ядра возросла на 15 %. Так как Kirin получает обновления лишь раз в год, компания Qualcomm смогла сравняться с HiSilicon, выпустив обновленную версию своего чипа.

Даже в случае со Snapdragon 855 Plus, Kirin 990 оказался немного лучше в одноядерном тесте CPU. Чего не скажешь о мультипоточном режиме работы, где даже 855 чип от Qualcomm практически не уступает Kirin 990.

Таким образом, как Qualcomm, так и Kirin разрабатывают отличные чипы для мобильных устройств. Результаты тестов показывают, что чипы, производимые для Huawei&Honor, составляют серьезную конкуренцию смартфонам на базе Qualcomm. Кроме того, пониженная стоимость производства чипов Kirin также отражается и на стоимости конечных смартфонов.

Что лучше для игр?

Говоря о графических ускорителях, Qualcomm никогда не уступает своим конкурентам в тестировании GPU. Обусловлено это наличию ускорителей Adreno, которые обладают более высокой производительностью и энергоэффективностью в сравнении с ускорителями Mali, использующимися в чипах Kirin и MediaTek. Из-за высокой популярности Adreno, разработчики при создании игр используют более совершенные API, что лучше сказывается на оптимизации. Но, как следствие, графические ускорители Adreno дороже своих конкурентов.

Графика от Mali имеет меньше шейдерных блоков, менее внушаемые показатели GFlops в производительности. Также ускорители хуже справляются с распределением нагрузок на графические ядра. Единственное, чем Mali удивляет — высокая тактовая частота графических ядер, которая положительно сказывается в части игр. Но отсюда вытекают проблемы с повышенным потреблением энергии и рабочими температурами ядер. Главным преимуществом графики Mali является ее стоимость.

Если вам важна игровая производительность смартфона, то Adreno, использующаяся в чипах Qualcomm, будет намного предпочтительнее. Mali, как более доступная альтернатива, подойдет для людей либо совершенно не интересующихся тяжелыми ААА-играми, либо играющих довольно редко.

Вердикт

Среди обозреваемых сегодня производителей чипов нельзя выделить лучшего — каждый чип хорош в определённых ситуациях. Если вы хотите получить максимально технологичное железо за более доступную стоимость — флагманский Kirin отлично подойдет. Если же вы используете смартфон в том числе и для игр — более оптимальным решением станет Qualcomm от 600 серии.

Источник