Нужны ли восемь ядер в смартфоне?
Для сравнения: десктопные системы обладают гораздо более долгой историей — в десятки лет. Однако первый в мире 8-ядерный процессор для настольных компьютеров вышел лишь в октябре 2011 года. Тогда в продажу поступили чипы AMD FX-8120 и FX-8150. Их частота составляет 3,1 ГГц и 3,6 ГГц соответственно, а в режиме Turbo Core возрастает до 4 ГГц и 4,2 ГГц.
Новинки работали на основе многопоточной архитектуры Bulldozer, которая рассматривалась AMD как «золотая середина» между параллельной обработкой одним ядром нескольких потоков и обыкновенным масштабированием с выделением для каждого ядра своего потока команд. Дело в том, что в Bulldozer каждые два x86-ядра изначально попарно объединены в единый модуль. По сути, получается набор из четырех двухъядерных процессоров с общим кэшем L2 и математическим сопроцессором. Главный оппонент такого подхода — технология Intel Hyper-Threading, когда одно физическое ядро способно превращаться в два логических и обрабатывать два независимых процесса одновременно.
Начало 8-ядерным мобильным процессорам было положено компанией ARM, которая предоставляет лицензии на разработку и производство процессоров с одноименной архитектурой. В 2011 году ARM впервые анонсировала концепцию big.LITTLE, которая предлагает несколько принципов взаимодействия между ядрами с разными вариантами архитектуры ARM в рамках одного процессора. Например, в одном чипе может быть реализовано сочетание двух кластеров ядер: производительных Cortex-A15 и энергоэффективных Cortex-A7. Так компания ARM откликнулась на желание пользователей получить мощные мобильные устройства, обладающие хорошим запасом автономности.
В основе самого распространенного варианта big. LITTLE лежит принцип обработки задачи лишь одним кластером — приложение не может быть одновременно распределено по ядрам с разной микроархитектурой. Отправной точкой приложения служит кластер Cortex-A7, по мере возрастания потребностей в производительности планировщик big. LITTLE переключает задачу на «соседние» ядра Cortex-A15. Одним из самых важных вопросов для ARM стала минимизация времени пересылки задач между кластерами, в противном случае при высоком интервале терялись бы все преимущества такой концепции. ARM успешно разрешила проблему, добившись трат на процедуру не более 20 микросекунд (или 0,00002 секунды).
В 2013 году компания Samsung разработала собственный 8-ядерный процессор, использующий концепцию ARM big. LITTLE, и выпустила на его базе флагманский смартфон Samsung Galaxy S4. Правда, восторги общественности по поводу 8-ядерности были не особо громкими — пользователи быстро разобрались, что получили, по сути, два четырехъядерных процессора. Лежащий в основе модели процессор Samsung Exynos 5410 «разгоняется» до 1,6 ГГц при работе Cortex-A15 и до 1,2 ГГц при Cortex-A7.
Комбинирование мощностей принесло свои плоды. Например, британский ресурс Which? сравнил автономность восьми смартфонов, включая Samsung Galaxy S4, HTC One, iPhone 5S и Nokia Lumia 1020. По времени телефонных разговоров модель Samsung вышла на первое место с 1051 минутой, опередив ближайший HTC One на 280 минут. В длительности веб-серфинга разрыв с конкурентами не был столь же разительным, но южнокорейский флагман все равно превзошел свою Mini-версию на 11 минут. В дальнейшем на смену Samsung Exynos 5410 пришел усовершенствованный Exynos 5 5420, с выросшей на 20% производительностью за счет увеличения частот и установки нового графического чипа ARM Mali-T628 MP6. Этот процессор используется в Samsung Galaxy Note 3, который также выпускается в версии с 4-ядерным Qualcomm Snapdragon 800.
К слову, в июле прошлого года был официально представлен процессор MediaTek MT8135, который также использует архитектуру big. LITTLE, но с кластерами по два ядра. Основной особенностью стало то, что MediaTek первой выпустила процессор с гетерогенным алгоритмом работы. Если в процессорах Samsung задачи не могли выполняться одновременно ядрами разной архитектуры, то в MediaTek MT8135 были сняты ограничения по конфигурациям. В процессоре могут одновременно работать как все четыре ядра, так и одно — Cortex-A15 с двумя Cortex-A7. Это, собственно, второй вариант практической реализации концепции big.LITTLE.
В ноябре прошлого года MediaTek анонсировала первый в мире «настоящий» 8-ядерный процессор для мобильных устройств — MediaTek MT6592. Платформа обладает предельной масштабируемостью, будучи способной нагружать и одно ядро, и всю восьмерку. При этом частота процессора может устанавливаться вплоть до 2,3 ГГц в зависимости от пожеланий производителя конкретного устройства. Выбор в пользу ARM Cortex-A7 вызвал некоторое разочарование, все же хотелось видеть более «быстрые» ядра Cortex-A15. MediaTek объяснила, что в процессе подготовки чипсета делала тесты в разных конфигурациях, и именно Cortex-A7 оказался наиболее оптимальным выбором для достижения баланса производительности и энергопотребления. Среди примечательных особенностей MediaTek MT6592 стоит выделить поддержку воспроизведения видео 4k/Ultra HD (3840 x 2160 пикселей). Кроме того, в этом процессоре реализована технология Clear Motion — фирменная разработка для преобразования видео с частотой до 30 к/с в «более плавное» с 60 к/с.
Возникает закономерный вопрос о востребованности полноценных 8-ядерных процессоров, ведь большинство нынешних приложений под Android в лучшем случае оптимально задействуют четыре ядра. Здесь позиция тайваньского чипмейкера выглядит вполне логичной: MediaTek MT6592 нацелен на смартфоны среднего ценового диапазона, с ростом популярности которых (а она как раз постоянно растет) придет и внимание разработчиков. Да и сложно ожидать мгновенного формирования программной базы для нового и пока единственного в своем роде процессора. Уже известно, что под MediaTek MT6592 будет оптимизирован шутер Modern Combat 5, одна из самых ожидаемых игр этого года. Стоит полагать, Gameloft и дальше будет сотрудничать с MediaTek.
Число выпущенных смартфонов с MediaTek MT6592 пока не превышает даже одного десятка моделей. В России первый смартфон с данным процессором собирался запустить в продажу бренд Fly, однако его опередил Highscreen с моделью Highscreen Thor. На примере новинки видно, что с MediaTek MT6592 бренды второго эшелона получили возможность выпускать действительно флагманские продукты, а не только устройства нижнего ценового сегмента.
В Highscreen Thor используется 5-Мп фронтальная и 13-Мп тыльная камеры, объем оперативной памяти составляет 2 Гб, а IPS-экран Sharp обладает разрешением Full HD и выполнен с применением технологий OGS и Full Lamination. Довершают картину тонкий (7,6 мм) корпус, две сменных задних панели (глянцевая белая и матовая черная) и традиционная для смартфонов B-брендов поддержка двух SIM-карт. Отметим, что к концу прошлого года марки второго эшелона впервые приблизили цены отдельных новинок к границе в 15 000 рублей, поэтому цена в 13490 рублей за Highscreen Thor удивления не вызывает.
Еще одним участником 8-ядерной гонки в скором времени станет компания Huawei с топовым процессором Kirin 920. Впрочем, принципиальных технических новшеств ждать не стоит — платформа будет построена по принципу ARM big.LITTLE. Цена смартфонов с этим процессором явно превысит 20 000 рублей, дебютной моделью должен стать ожидаемый в июне Huawei Ascend D3.