Процессоры для мобильных устройств – Рейтинг мобильных GPU смартфонов — производительность графики, список сравнения 2019
ARM представила новые процессоры для мобильных устройств / Habr
Британская компания ARM представила новинки для мобильных устройств: процессор Cortex-A77, видеоускоритель Mali-G77 и нейронный процессор (NPU) ARM ML. Новые архитектуры предназначены для производительных смартфонов, 5G и IoT устройств, машин с автопилотом, для работы нейронных сетей и выполнения задач искусственного интеллекта.
Cortex-A77
Cortex-A77 — прямое продолжение прошлогоднего Cortex-A76. Архитектура A76 оказалась крайне удачной и для ARM, и для её лицензиатов. Так чипы Kirin 980 и Snapdragon 855 получили самый большой прирост производительности и энергоэффективности по сравнению с их предшественниками.
Новое ядро A77 во многом соответствует A76: ARM утверждает, что пошла на это специально, чтобы производители могли легко обновить SoC IP. Основные параметры A77 останутся такими же, как у A76: размер L1 кэша составит 64 КБ, а L2 — 256 или 512 КБ. Новые процессоры будут также производиться по техпроцессам 7 нм, а пиковая частота составит 3 ГГц. Заявленное увеличение производительности на 20% ARM получила благодаря переработанной внутренней архитектуре процессора.
Mali-G77
Mali-G77 — это первый «премиальный» графический процессор. Он предназначен для работы на смартфонах игр с тяжелой графикой и приложений, использующих технологии AR и ML. По сравнению с предыдущим поколением G76 у G77 выше производительность в среднем на 30%, а для операций машинного обучения — на 60%.
В G77 ARM применила новую архитектуру Valhall, которая позволяет выполнять на ядре параллельно 16 команд за цикл против 8 в архитектуре Bifrost на G76. В Valhall реализована совместимость с Bifrost и формат сжатия AFBC 1.3, а пропускная способность выросла с 24 до 32 инструкции FP32 за цикл на ядро. Также G77 может обрабатывать 4 текселя за цикл, по сравнению с двумя в G76. При всех этих улучшениях G77 сохранил энергопотребление и площадь на уровне G76, что обещает выпуск более мощных устройств при тех же габаритах.
ARM ML
ARM ML предназначен для смартфонов, «умных» камер, AR/VR устройств, беспилотников и медицинских приборов. Он поддерживает различные виды нейронных сетей, в том числе сверточные и рекуррентные, и может использоваться для классификации и обнаружения объектов, улучшения изображений, распознавания речи и распознавания естественного языка. NPU оптимизирован для совместной работы с Cortex-A77 и Mali-G77. Через ONNX ARM ML поддерживает открытый комплект разработки ARM NN и основные фреймворки для машинного обучения: TensorFlow, TensorFlow Lite, Caffe, Caffe 2.
Новая архитектура ARM ML включает фиксированные функции для развертывания нейронных сетей, создания слоев и работы с отдельными примитивами и операторами. NPU имеет встроенный сетевой контроллер и функцию прямого доступа к памяти, которая управляет всеми переходами в сети, в фоновом режиме извлекает и помещает данные в основную память.
Встроенная память предоставляет централизованное хранилище для весов и карт, сокращая объем трафика во внешнюю память и увеличивая время автономной работы. Также ARM ML позволяет масштабировать систему: в одном кластере можно сконфигурировать до 8 ядер с производительностью 32 триллиона операций в секунду или собрать конфигурацию из 64 NPU.
habr.com
21.12.2019 16:40 Павел Колесников Технологии — Мобильные процессоры
|
Snapdragon 865 — Antutu и GeekBench
Мобильные процессоры — результаты 2019 года
Мощные мобильные чипы
Snapdragon 765G, Kirin 810 и Exynos 980 — что лучше?
Mediatek Dimensity 1000 (MT6889) — обзор 
Снапдрагон 765 и 765Г — обзор
Снапдрагон 865 — обзор
Snapdragon 865 — все, что известно о процессоре до презентации 
Helio P70 — обзор
Samsung Exynos 990 — обзор
Mali-G57 — обзор видеоускорителя
Helio G90T против Kirin 810 — кто лучше
Apple A13 Bionic — обзор
Кирин 990 5G — обзор
Snapdragon 865 и 875 — обзор
Helio G90 — обзор
Мобильные процессоры 2019 — обзор
Snapdragon 665 — обзор
Snapdragon 855+ обзор
Снапдрагон 710 — обзорwww.stevsky.ru
Чего ожидать от процессоров для смартфонов в 2020 году? — android.mobile-review.com
13 сентября 2019
Константин Иванов
Вконтакте
Google+
По материалам Android Authority
Процессоры для смартфонов сейчас переживают бурное развитие. Топовые смартфоны уже давно предлагают производительность, сильно превосходящую необходимый минимум для комфортного серфинга в сети, проверки почты или общения в социальных сетях. Этот минимум преодолен даже в аппаратах средней ценовой категории.
Так что если мы говорим о ранних анонсах чипсетов и устройств, которые появятся в 2020 году, не стоит ждать вау-эффекта от увеличения производительности, как это было ранее. Мы близимся к точке убывающей отдачи. Чипсеты будут производить по слегка улучшенному 7 нм+ техпроцессу, а это означает меньший прирост энергоэффективности в сравнении с предыдущим поколением. Придется подождать массового внедрения 5 нм.
Но это не означает, что в 2020 году на рынке чипсетов наступит затишье. Давайте посмотрим на несколько трендов, которые могут сделать следующий год на рынке мобильных платформ весьма интересным.
У мобильной графики еще достаточно возможностей для улучшения
Если посмотреть на бенчмарки всех недавно представленных мобильных платформ, то можно заметить одну общую черту – у всех у них масса возможностей для улучшения показателей производительности графической подсистемы. Это справедливо как для бюджетных чипсетов, безнадежно отставших от флагманов, так и для топовых платформ, которые вполне могут получить более производительные графические процессоры.
Развитие рынка игровых смартфонов и успех на мобильном рынке консоли Nintendo Switch показывают, что спрос на игровые устройства есть и он растет. Qualcomm даже выпустила улучшенные игровые версии некоторых своих чипсетов, например, Snapdragon 730G. Но на самом деле, на платформах требуется выделять физически больше места для графической подсистемы, а также использовать более энергоэффективные ядра, чтобы обеспечить приемлемый уровень расхода аккумулятора.
Мы уже видели, что Qualcomm сумела добиться 20% прироста производительности при переходе с GPU Adreno 630 на Adreno 640 в платформе Snapdragon 855 и громадного 3,5-кратного скачка производительности в Snapdragon 8xc с его большим Adreno 690. Говоря о большой графической подсистеме, взглянем на распределение места на платформе. Хорошо видно, что на долю GPU не приходится и четверти общей площади чипа.
Для сравнения, в линейке NVIDIA Tegra платформы выпускаются с большим местом именно для графики. Новейшая Tegra Xavier, ориентированная на рынок машинного обучения, выделяет для GPU одну треть общей площади. Конечно, этот чипсет недостаточно энергоэффективен для смартфонов и лишен многих возможностей, которые требуются для такого использования. И Snapdragon 8xc также слишком большой и производительный для смартфонов современных размеров. Но в будущем комбинация более эффективной 5 нм печати, более емких аккумуляторов и более эффективной архитектуры ядер позволит выделять в чипсете больше места для GPU, что обеспечит большую производительность.
Наконец, Samsung и AMD подписали в этом году соглашение, позволяющее в будущих поколениях мобильных платформ использовать архитектуру RDNA. Сделка относится к микроархитектуре поколения после Navi, так что в чипсетах Exynos ее не стоит ждать раньше 2021 или 2022 года. Но само направление показывает, что производители мобильных чипсетов заинтересованы в самом широком спектре возможностей, имеющихся на рынке, чтобы повысить свою конкурентоспособность или добиться большей экономической выгоды.
Более специализированные процессоры
Как уже упоминалось, тренд рынка мобильных чипсетов – выделение пространства на платформе под компоненты для новых гетерогенных вычислений, чтобы повысить производительность не в ущерб энергоэффективности. Hexagon DSP от Qualcomm занимает заметное пространство, как и нейронные процессоры внутри чипсетов Exynos и Kirin.
Мы можем видеть эту тенденцию в приведенных выше снимках, с меньшей площадью области на платформе, зарезервированной для CPU и GPU в Exynos 9820 по сравнению с 9810. Это отчасти связано с внедрением большего нейронного процессора, но также и процессоров для обработки изображения с камеры, компонентов для аппаратного кодирования/декодирования видео и 4G модемов. Все эти компоненты борются за драгоценное пространство во имя повышения энергоэффективности для выполнения наиболее распространенных задач смартфона.
Чипсеты следующего поколения почти наверняка продолжат идти по этому пути. Вероятно, будет задействовано все больше пространства чипсета для роста возможностей машинного обучения. Производители микросхем все чаще применяют собственные разработки в области машинного обучения, поскольку они точнее определяют наиболее распространенные варианты использования, что приводит к расширению спектра возможностей, предлагаемых флагманскими телефонами 2020 года.
В следующем году также появятся более мощные графические процессоры, способные обрабатывать видео с замедленной съемкой 4K и снимки со 100-мегапиксельных камер, а также усовершенствованные сетевые компоненты для высокоскоростных Wi-Fi 6 и 5G модемов. Проще говоря, мобильные чипсеты вышли далеко за рамки простой конструкции CPU/GPU и все больше усложняются.
Интегрированные 4G/5G модемы
С развитием сетей 5G по всему миру было бы очень странно, если бы флагманские чипсеты следующего поколения не поставлялись с интегрированными многорежимными модемами 4G/5G. В конце концов, каждый крупный разработчик чипов уже имеет свой отдельный модем 5G. Это Qualcomm Snapdragon X55, Samsung Exynos 5100 и Huawei Balong 5G01 или 5000. Также ведутся работы по разработке интегрированных модемов следующего поколения для смартфонов 2020 года.
Флагманские чипы нового поколения 5G, безусловно, появятся на рынке, хотя для отдельных регионов могут появиться более дешевые модели только с 4G. Интереснее другое – увидим ли мы интегрированные 5G-модемы на чипсетах среднего уровня уже в 2020 году. Nokia планирует выпустить недорогой 5G телефон, и будет интересно посмотреть, какой чипсет выберет компания.
В качестве альтернативы смартфоны среднего класса могут просто объединить экономически выгодные чипсеты с внешними модемами 5G на соответствующих рынках. MediaTek M70 5G и Exynos 980 выглядят многообещающе для более дешевых 5G телефонов. Надеемся, что Samsung Galaxy A90 5G – это всего лишь первый пример 5G телефонов без типичного флагманского ценника.
Более крупные процессорные ядра
До сих пор мы не говорили о процессорных ядрах, отчасти потому, что производительности процессора уже более чем достаточно. Но это не значит, что интересных изменений не произойдет.
Чипсеты текущего поколения представили новые конфигурации ядра процессора. Уйдет схема 4 + 4 big.LITTLE, а ей на смену придет одно или два огромных ядра в компании двух или трех крупных, лишь ненамного меньших ядер, а также четырех обычных энергоэффективных ядер. Это произойдет по причине все той же конкуренции за область на платформе, а также благодаря росту числа мощных процессорных ядер.
Вам достаточно просто сравнить размер гигантского ядра Samsung M4 с Cortex-A75, чтобы понять, почему Samsung выбрала компоновку 2 + 2 + 4. Ядро новейшего процессора ARM Cortex-A77 на 17 процентов больше ядра A76, а у Samsung ядро следующего поколения может быть еще больше. Точно так же Apple продолжает оснащать свой чипсет большими мощными ядрами. Увеличенные ядра помогают повысить производительность смартфона до уровня ноутбуков нижнего ценового сегмента, а также играют ключевую роль в повышении игрового потенциала. Однако эти большие ядра не всегда равны, как мы видели на Snapdragon 855 в сравнении с Exynos 9820, и в ближайшие годы мы можем столкнуться с большим разбросом в производительности процессора.
Аналогично мы наблюдали, что сокращение до 7 нм улучшило компоновку и энергоэффективность флагманских чипсетов, и вскоре это начнет приносить пользу и чипсетам среднего уровня. Тем не менее, поскольку смартфоны стремятся достичь производительности ноутбуков, разработчикам микросхем необходимо будет уделять особенное внимание компоновке, производительности и аспектам энергопотребления при проектировании своих процессоров. Также остается вопросом, увидим ли мы разницу между чипсетами для телефонов и гибридных ноутбуков на чипсетах ARM в следующем году.
Кроме того, смартфоны не нуждаются в четырех сверхмощных ядрах, тем более что время работы от батареи является главной проблемой. Одно или два ядра для тяжелой работы, поддерживаемые ядрами средней и малой мощности для других задач, кажутся разумным выбором. 2 + 2 + 4 процессорных ядра для телефонов этого поколения, скорее всего, сохранятся до 2020 года. Хотя мы можем увидеть компоновку 4 + 4 в аналогах A77, предназначенных для ноутбуков и устройств, которые требуют высокой пиковой производительности и не так ограничены возможностями батареи.
Заключение. О чипсетах 2020 года в двух словах
Анонсы чипсетов, запланированные на конец этого года, и те, что состоятся в 2020 году, имеют несколько общих черт. Флагманские чипы будут изготовлены по технологии FinFET с размерностью 7 нм или 7 нм+, предлагая лишь незначительные улучшения энергоэффективности по сравнению с предыдущим шагом, связанным с уходом от 10 нм. Смартфоны превзойдут предыдущие показатели производительности процессоров и графики, в то же время переводя в область мейнстрима 5G и возможности машинного обучения.
Тем не менее, рынок высокопроизводительных чипсетов настроен на увеличение разнообразия. Будут расти различия между нестандартными процессорами и графикой, собственными процессорами машинного обучения, уникальными чипсетами 5G и множеством других функций, что еще сильнее увеличит разницу между чипсетами Exynos, Kirin и Snapdragon. Хотя это не обязательно будут изменения в производительности, которые потребители реально могут заметить. Чипсеты среднего уровня, скорее всего, будут развиваться столь же разнообразно. Что еще предстоит выяснить, так это то, как разработчики дорогих чипсетов смогут предоставить 5G покупателям устройств среднего уровня.
android.mobile-review.com
Грамотный выбор мобильных процессоров в смартфонах
Процессоры в мобильных устройствах являются таковыми лишь условно, так как они только отдалённо напоминают те самые компьютерные решения, которые мы представляем при первом упоминании термина «мобильный процессор». Самая технически сложная часть на плате мобильного устройства является «системой на кристалле» или SoC. Иными словами, в мобильных устройствах процессор вместе с различными компонентами одновременно помещается на микросхему. По сути, это совсем иной самостоятельный элемент, из которого затем нереально выделить в отдельности процессор, графический видеопроцессор и интерфейсы для внешних коммуникаций. Подобный способ производства обусловлен тем, что в мобильных девайсах совсем нет свободного места для просторного размещения элементов под корпусом. Конечно, по внешним признакам мобильный процессор мало чем напоминает привычный компьютерный процессор.
Современный рынок мобильных процессоров представлен широким спектром решений от Qualcomm, MediaTek, Samsung, Nvidia, Huawei, Allwinner и Intel. Как правило, производители бюджетных устройств предпочитают решения от тайваньской компании MediaTek. Историю своего успеха MediaTek начала писать не так давно, ведь стала широко известна во всем мире в последнее десятилетие, когда организовала выпуск «систем на кристалле» (мобильных процессоров). На сегодняшний день MediaTek является одной из крупнейших бесфабричных полупроводниковых компаний в мире.
Бренд MediaTek предлагает доступные решения, которые приглянулись многим производителям мобильных устройств. Помимо доступной стоимости современные высокотехнологичные решения от тайваньской корпорации стали отвечать интересам производителей и общим тенденциям развития мобильных процессоров. Компания в полной мере идет в ногу со временем, ведь ее решения полностью отвечают требованиям потребителей. Отечественные бренды достаточно плодотворно сотрудничают с MediaTek, например, все смартфоны российской компании Highscreen основаны на процессорах тайваньского бренда. MediaTek занимается разработкой мобильных процессоров, предлагая свои наработки крупнейшим производителям для их последующего полноценного производства. Своего рода это корпорация знаний и технологий, где продукт разрабатывается, но не производится.
Процессор Highscreen Zera U является флагманским решением в популярной серии Zera.
Учитывая все основные характеристики мобильных процессоров, в первую очередь важно обратить внимание на версию архитектуры. В настоящее время наиболее популярной является архитектура ARM от компании ARM Limited, подавляющее большинство мобильных решений основано именно на ней. Intel разрабатывает свою мобильную архитектуру х86, проводя параллели с компьютерными процессорами. Однако решения на этой платформе существуют лишь у основных партнеров крупнейшего производителя компьютерных процессоров. Дела с мобильными процессорами у Intel складываются куда хуже, чем с компьютерными решениями, поэтому продукты от Intel не нашли заметного признания на мобильном рынке. Архитектура ARM «системы на кристалле» имеет несколько версий, однако для рядового пользователя это не столь важно, учитывая то, что проблем с совместимостью софта все меньше с каждым годом. Разработчики программного обеспечения не дистанцируются от всевозможных вариантов, разрабатывая софт под актуальные версии и оптимизируя его для более старых версий архитектуры.
Другой важной характеристикой мобильного процессора является ядро. Именно ядро определяет производительность, энергопотребление и тактовую частоту процессора. Безусловно, важно понимать, что количество ядер не являются определяющим фактором в производительности устройства, ведь необходимо учитывать совокупность всех технических характеристик «системы на кристалле» и условий работы мобильного процессора на определенной платформе, оптимизацию программного обеспечения. В то же время никто не отменял многоядерность, а её преимущества действительно имеют место быть. От количества ядер зависит количество обрабатываемых процессов в определенный период времени. Таким образом, выполнение сложных задач равномерно или в необходимом объеме распределяется на все ядра процессора, достигая лучших показателей производительности.
Важно, чтобы программное обеспечение поддерживало работу с многопоточностью процессора. В противном случае, если программа не умеет работать с несколькими ядрами одновременно, то незадействованные ядра будут отключаться в целях энергосбережения. Современные мобильные процессоры умеют определять наиболее оптимальные условия для запуска соответствующих приложений, чтобы подобрать наилучшие условия для своей работы. Примером подобного процессора является MediaTek MT6592, построенный на восьми ядрах.
Данное решение используется в смартфоне российского бренда Highscreen Ice 2. Восьмиядерный процессор позволит обеспечить максимально быструю работу устройства за счет оперативной обработки информации на всех активных ядрах, работающих на частоте 1,4ГГц, а при необходимости в процесс будут задействованы остальные ядра процессора на частоте до 1,7ГГц. Highscreen Ice 2 сможет без проблем работать с большими файлами и офисными документами, не даст послабление устройство в мобильных играх.
Highscreen Ice 2
Аналогичный процессор, но усовершенствованной версии Turbo с тактовой частотой 2ГГц, получил другой смартфон компании — Highscreen Hercules. К слову, количественный показатель ГГц особо важен для мобильных игр. Достоверно известно, чем выше тактовая частота мобильного процессора, тем интереснее и перспективнее возможности устройства в игровом процессе. Тактовая частота позволяет определить, сколько тактов способен обработать процессор за одну секунду. Более высокая тактовая частота экспериментальным путем позволяет установить то, что скорость работы мобильного устройства при работе с большим количеством фоновых приложений не будет снижаться.
Highscreen Hercules
Другой и не менее важной особенностью мобильного процессора является графический ускоритель. Графический сопроцессор, он же GPU, отвечает за качество графики в приложениях. Чем мощнее графический ускоритель, тем качественнее будет происходить прорисовка текстур и трехмерной графики. Но не стоит забывать, что этот параметр задействован не только для поддержания достаточного уровня FPS в играх, благодаря его возможностям на практике отображается фирменный интерфейс операционной системы.
В целом, на рынке присутствуют два крупных игрока в данной сфере, ARM разрабатывает GPU серии Mali, а Qualcomm работает над графическими ускорителями серии Adreno. По сути, мощь графического процессора порой не менее важна, чем тактовая частота процессора, поэтому важно подобрать такое устройство, чтобы в нем был достойный графический процессор. Подобные примеры действительно существуют, и даже бюджетные устройства получают неплохие графические ускорители. Так, Mali-400MP2 установлен совместно с процессором MT6582 в Highscreen Pure F, благодаря чему даже бюджетное устройство неплохо справится с современным игровым процессом. Highscreen Verge получил аналогичную мобильную графическую подсистему, поэтому на смартфоне можно смело запускать большинство актуальных мобильных приложений развлекательного видео-контента. К тому же не возникнут проблемы в работе фирменной оболочки, ведь отечественные смартфоны работают с интерфейсом «чистого» Android, разработанного непосредственно в Google.
Highscreen Verge
Производители современных мобильных процессоров давно пустились в гонку технологий. И «венцом победителя» соревнований в области технологического процесса мобильных процессоров стали «нанометры». В настоящее время большинство решений выпускается по норме 28 нм, но уже сегодня есть процессоры, выпущенные с рекордными 14 нм! Чем меньше количество нм, тем быстрее проходит передающий сигнал с наименьшими затратами благодаря уменьшающейся площади сопротивления. В результате, энергопотребление процессора заметно понижается, поэтому нанометры в первую очередь оказывают влияние на энергопотребление мобильного процессора.
Несмотря на то, что мобильный процессор является «сердцем» любого современного девайса, не стоит забывать о других технических компонентах мобильных устройств. От их оптимального подбора производителем и слаженной работы зависит то, насколько долго вас будет радовать смартфон. Нельзя со счетов сбрасывать качество программного обеспечения, ведь не в последнюю очередь на работу устройства оказывает влияние софт. Оптимизация софта должна быть на приемлемом уровне, а если с ней существуют проблемы, то даже максимально возможное количество ядер мобильного процессора не спасет от зависаний и лагов. Но это уже проблема не потребителя, а головная боль для производителей. Поэтому приходится выбирать оптимальное решение, помня о всех особенностях и технических характеристиках мобильного устройства. Нет смысла в погоне за цифрами, которыми нас так умело привлекают маркетологи.
Даже доступные устройства с грамотно подобранными комплектующими смогут стабильно работать, если использовать официальный и качественный софт. На платформе Android стоит обратить внимание на решения Highscreen, ведь устройства отечественного бренда используют оптимальную платформу и фирменную оболочку Android, которая работает вполне уверенно и стабильно даже на самом простом железе.
cameralabs.org