Что такое чипсет в айфоне

Процессоры в мобильных гаджетах — какие бывают и что лучше

Содержание

Содержание

На рынке десктопных процессоров все достаточно понятно — здесь лидерство делят компании Intel и AMD. Если же говорить о мобильных процессорах, то тут все несколько сложнее. Каждый из брендов предлагает свои модели, причем некоторые из них эксклюзивно стоят только в конкретных гаджетах. Мы расскажем о ведущих производителях мобильных процессоров и рассмотрим их ассортимент.

В чем разница между мобильными и десктопными процессорами?

Если не вдаваться в многочисленные технические особенности, то главным отличием можно назвать архитектуру.

Архитектура — это совокупность принципов построения, общая схема расположения элементов на кристалле и схема взаимодействия ПО с чипом.

В десктопных моделях используется архитектура x86/x64, однако инженерам так и не удалось добиться требуемой энергоэффективности, несмотря на все попытки. Процессоры потребляли слишком много энергии из-за необходимости дополнительных преобразований, поэтому не подходили для мобильной техники. В итоге разработчики предложили использовать новую архитектуру RISC (reduced instruction set computer) вместо существующей CISC (complex instruction set computing).

В CISC-архитектуре каждая команда имеет свой формат и длину, из-за чего процессору требуется больше времени и ресурсов на обработку. В RISC-архитектуре команды имеют не только общую длину, но и формат. Благодаря этому процессоры на RISC более энергоэффективны, быстрее обрабатывают команды и требуют меньшего объема ОЗУ, что делает их практически идеальным кандидатом для мобильной электроники.

Развитием RISC занялась компания ARM Limited, которая представила усовершенствованную архитектуру под названием ARM. Стоит отметить, что эта компания не только создает собственные вариации процессоров, но и предоставляет лицензии на свои разработки. В итоге на базе предоставленных ARM ядер крупные бренды создают авторские топологии и фирменные процессоры, о которых мы и поговорим далее.

Apple

Разрабатывать процессоры с собственной топологией компания Apple начала лишь в 2010 году, презентовав свой первый iPad. Модель процессора A4 построена на ядре ARM Cortex-A8 и стала началом всей линейки, которая продолжается до сегодняшнего дня. Кстати, в смартфонах первого поколения до iPhone 4 в Apple использовали микропроцессоры от Samsung.

С 2010 года Apple выпустили более 15 моделей в линейке, каждая последующая была усовершенствованием предыдущей и, как правило, устанавливалась в новой модели iPhone или iPad.

Компания Apple была одной из первых, кто понял все преимущества RISC-архитектуры в мобильном сегменте. В паре с ОС собственной разработки инженерам удавалось выпускать одни из самых мощных моделей, которые на 50–100 % обгоняли по производительности топовые продукты других брендов.

В среднем с каждым новым поколением процессоров Apple удавалось наращивать производительность от 1,3 вплоть до 2 раз.

Более того, в определенных тестах процессоры серии A не уступают в производительности десктопным моделям, показывая схожие или даже лучшие результаты. Мощнейшим прорывом можно назвать Apple M1 — это система на кристалле ARM-архитектуры, которая используется уже не только в iPad Pro, но и в последних MacBook.

За графику в мобильных процессорах до A11 отвечали ускорители от PowerVR, а, начиная с A11, инженеры Apple ставили собственное GPU, но используя лицензированное ПО.

Компанию Apple без преувеличения можно назвать одним из лидеров в области мобильных процессоров. Многолетний опыт и подгонка «железа» под операционную систему позволяют получать высочайшие результаты. Однако процессоры от Apple устанавливаются исключительно в технику этого бренда.

Qualcomm

Конкуренцию «купертиновцам» составляют инженеры из компании Qualcomm — одной из крупнейших фирм по разработке и исследованию беспроводных средств связи и систем на кристалле. В частности, компания известна процессорами линейки Snapdragon. Производство первых SoC фирма начала в 2007 году, предоставляя процессоры для HTC, Acer, Asus, LG, Huawei и других брендов. В период с 2007 по 2012 годы были созданы четыре поколения моделей S1–S4 по техпроцессу 28 нм и больше.

В поколениях до S4 архитектуру разрабатывали на базе собственных ядер, которые являются модифицированными версиями ARM-Cortex.

С 2013 года компания представила пять основных линеек своих процессоров, нацеленных на разные классы устройств:

Источник

Кто делает процессоры для iPhone, iPad, iPod Apple

Компания Apple производитель iPhone работает по схеме аутсорсинга. Apple занимается только разработкой процессоров. В процессорах используется архитектура ARM. Физически процессоры производит Тайванськая компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Company.

Что такое архитектура ARM и ядра процессоров iPhone, iPad, iPod

Если более детально то в основе процессоров архитектура ARM. ARM архитектура — это набор команд которые поддерживает процессор. Набор команд разрабатывает компания ARM Limited, также компания разрабатывает ядра процессоров. ARM лицензирует другим компаниям право производить процессоры с использованием набора команд в своих процессорах и ядер разработанных ARM.

Компании которые лицензируют у компании ARM право разрабатывать процессоры с архитектурой ARM. В своих лабораториях разрабатывают собственные процессоры. Берут ядра объединяют их в пул, разрабатывают как они будут взаимодействовать между собой и с памьятью, добавляют графические ядра, модули GSM, WiFi и так далее. В итоге получается процессор. Так в лоборатории Apple делают процессоры. Свои процессоры Apple обознчает A10, A11, A12, A13.

На каких заводах производятся процессоры A12, A13 компании Apple

Разработанный процессор надо сделать на заводе. Иготовить законченный продукт, который можно устанавливать в смартфоны. Производство процессоров требует соответствующего дорогостоящего оборудования. В мире существует несколько десятков компаниий, которые имеют соответствующее оборудование для производства процессоров. Одна из таких компаний Taiwan Semiconductor Manufacturing Company.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company — компания которая заниматся производством процессоров под заказ, в том числе и по чертежах заказчика. Apple заказывает у TSMC изготовление процессоров для смартфонов iPhone, iPad, iPod. Отметим, что компания TSMC производит около 20% всех процессоров в мире с архитектурой ARM. Процессоры TSCM делает для многих компаний, например процессоры TSCM поставляет для HiSilicon, MediaTek, Huawei, Realtek, AMD, NVIDIA, Qualcomm, ARM Holdings, Altera, Xilinx, Apple, Broadcom, Conexant, Marvell, Intel

Источник

#Эхо73: почему у iPhone самый мощный чипсет и как Arm это исправит

Содержание

Кратчайшей строкой

Обратил внимание, что мой Samsung Galaxy Note 9 значительно дольше устанавливает приложения из Google Play Store, чем другие смартфоны. При этом приложения из собственного магазина приложений Samsung ставятся быстро.

Решил провести наглядный опыт, установив приложение «Радио Arzamas». К слову, отличные подкасты, стоят недорого, горячо рекомендую. Очень интересные курсы, но вступительная музыка перед каждой лекцией вызывает тоску и депрессию. Такое ощущение, что у них девиз «Даже интересные образовательные курсы должны вызывать тоску!».

Отвлеклись. Итак, приложение на Mi Note 10 Pro скачалось и установилось за 11 секунд. А на Galaxy Note 9 скачалось за 9 секунд и устанавливалось ещё 23 секунды.

Не сталкивались с подобным?

Про цены на смартфоны #1

Как покупатели мы любим низкие цены. Но для производителя подобная политика чревата неприятными последствиями.

Однако после того, как на рынок поступили аппараты уже без сервисов Google, многие оказались неприятно удивлены тем, что новые модели стоят ровно столько же. Где же дисконт за отсутствие Google? Оказалось, что его нет и быть не может.

Huawei долго и упорно приучала к тому, что это не очередной китайский заводик на коленке, а большая корпорация. Именно поэтому и смартфоны стоят не три копейки. И теперь компания продолжает стратегию, говоря, что вы платите за продукт в целом. Люди повозмущались, но в целом смирились, и продажи идут.

Например, по итогам первого квартала 2020 года смартфоны Honor/Huawei заняли 32,5% рынка в штуках и 21,7% в рублях. Huawei по-прежнему находится в тройке лидеров. Соответственно, можно говорить, что компания достойно переживает кризис.

А по другую сторону находятся Xiaomi и realme, приучившие к тому, что хорошие смартфоны могут стоить дешево. В прошлом месяце у обоих производителей прошли анонсы новых продуктов. У realme это серия realme 6, а у Xiaomi много чего, но конкретно говорим про Redmi 9 и Mi 10.

Надо сказать, что и на realme 6 pro, и на Redmi 9 Pro установлена справедливая цена в размере 22 тысяч рублей. Но привыкшие к низким ценам люди сразу начали возмущаться, почему так дорого. Ответ-то простой – ну столько оно стоит, это ж бизнес, а не благотворительность, – только неприятный.

Также интересно будет понаблюдать за поведением Mi 10. Это, пожалуй, самый дорогой массовый флагман Xiaomi. И вот интересно, готовы ми-фаны к такому или нет.

Про цены на смартфоны #2

В прошлом выпуске рассуждал, убийцей каких именно флагманов должен стать новый Pocophone от Xiaomi. И тут подъехали данные от Counterpoint о продажах Samsung в Корее. Посмотрите на то, какие модели пользовали популярностью год назад и сейчас. В 2019 году 4 места из 5 занимали флагманы актуальные или почти актуальные.

Спустя год, как видим, только Galaxy Note 10 прочно обосновался в сердечках корейцев. И я их понимаю! На первое место вышел А90, которые окрестили «доступный премиум». Зачем нужен флагман, когда и смартфоны подешевле ничем не хуже?

Когда готовил материал к «Новинкам», обнаружил, что у бюджетной модели M11 от Samsung нет Samsung Pay (при наличии NFC и Google Pay) и Samsung Pass. Нет этих важных и полезных сервисов и на старших моделях M-серии.

Вероятно, причина в том, что Samsung отдала часть производства на аутсорсинг – М-серию и частично А-серию. Данные аппараты производятся на сторонних китайских фабриках по классической схеме всех подобных устройств. У фабрик есть заготовки, они затачиваются под Samsung, брендируются и продаются. И если устанавливать фирменную оболочку One UI 2.0 ещё доверяют, то Samsung Pay и Pass предпочитают не давать. Всё-таки одна технология отвечает за деньги, а вторая – это продвинутый биометрический менеджер паролей. Обе технологии прекрасны и восхитительны.

Новые дизайны Arm Holdings

В начале мая был рассказ про MediaTek, в рамках которого затронули и Arm Holdings. Если забыли, то Arm Holdings – это главная компания на рынке мобильных процессоров. Qualcomm, Samsung, Huawei, Apple, MediaTek покупают у неё дизайны и лицензии на процессоры.

Кратко про Arm Holdings

Если забыли, то вот небольшая справка про Arm.

Бизнес Arm Holdings заключается в том, что она занимается исследованиями, разрабатывая дизайны новых чипсетов, продавая лицензии всем, кто хочет использовать разработки.

У Arm Holdings есть несколько основных типов лицензий:

Соответственно, Arm Holdings зарабатывает на лицензиях, а также на роялти в размере 1-2% от цены каждого проданного чипсета. В каком-то смысле Arm Holdings, несмотря на то, что не так известна, устроилась значительно лучше, чем Intel или AMD. Её технология занимает 90% рынка мобильных устройств. На её стороне практически все производители, которые заинтересованы в развитии ARM чипсетов. Открытость в данном случае играет на руку. Любой может зайти на сайт и выбрать, что он хочет. Например, к премиальному ядру Cortex-A77 рекомендуется докупить Cortex-A55, и, конечно, нужно не забыть прикупить ещё и графику.

И каждый год примерно в это время Arm Holdings представляет свои разработки. Для рядового потребителя это событие в целом неинтересное, так как его плоды он увидит только спустя примерно месяцев 10, когда в сеть начнут проникать утечки про новый чипсет от Qualcomm или Samsung в контексте скорого запуска флагманов.

Как правило, Arm Holdings показывает новые процессоры Arm Cortex и графику Mali. С названиями обычно тоже всё просто: был Cortex-A77, стал A78, а в следующем году будет А79. Вроде всё обычно и предсказуемо. Но в этот раз Arm приятно удивили, так как их анонсы говорят о том, что в будущем рынок мобильной электроники встряхнётся и мы увидим новые интересные устройства. Но давайте по порядку.

Во-первых, посмотрите, как видит Arm современный чипсет. Это процессор, графика и нейропроцессор, отвечающий за машинное обучение, – говоря проще, искусственный интеллект. Все три процессора изрядно прибавили в производительности по сравнению с прошлым годом.

Новые CPU – это топовые Cortex-A78. Если коротко, то они будут на 20% мощнее, чем текущее поколение A77, используемое в том же Snapdragon 865. По утверждению Arm, А78 в целом на 20% энергоэффективнее, чем смартфоны 2019 года на A77. Новый процессор позволяет достичь той же производительности, что и у А77, потратив на это на 50% энергии меньше.

Arm задумалась об энергоэффективности по двум причинам. Во-первых, 5G – очень прожорливая технология. Во-вторых, ожидается, что будет всё больше девайсов со складными экранами, которым нужны энергоэффективные, а главное, высокопроизводительные решения.

Но говоря про A78, стоит отметить, что прирост в производительности и энергоэффективности достигается за счёт нового техпроцесса – 5 нм. Если сделать А78 по текущим 7 нм, то прирост производительности будет в районе 8%, а энергоэффективности – и того меньше, около 5%.

У новой графики Mali G78 всё тоже хорошо. Формальный прирост производительности – 25%.

На презентации пролили свет на ситуацию с драйверами. Если помните, то в декабре на своей гавайской конференции, куда я не поехал, так как нет визы, и это до сих пор меня гнетёт, Qualcomm рассказали, что новым чипсетам будет доступна опция обновления графических драйверов. И уже некоторым моделям Xiaomi приходят такие обновления драйверов.

Сама Arm Holdings заинтересована в развитии темы. И ведет работу вместе с Google и другими производителями смартфонов и чипсетов, чтобы организовать обновление драйверов через Google Play Store.

Занятно, что Arm Holdings, как и AMD с Nvidia, продумывает интеграцию трассировки лучей. Хотя мне скорее кажется, что речь немного о другом. Например, у Nvidia трассировка лучей доступна только у видеокарт с наличием выделенных процессоров с ИИ. Соответственно, трассировка лучей – это своего рода тест для искусственного интеллекта, доказывающий, что он может «додумывать» картинку. И в случае с Nvidia трассировка лучей стала лишь началом. Так, в этом году представили DLSS 2.0, то есть технологию, когда ИИ достраивает картинку самостоятельно до более высокого разрешения и качества, чем её своими силами отрендерила бы видеокарта. Попутно освобождаются вычислительные мощности, то есть растёт производительность.

Таким образом, и AMD, и Arm Holdings хотят трассировку лучей не потому, что это красиво и пользователи смартфонов аж умирают, как хотят видеть блики, а так как это открывает новые возможности в плане производительности.

В случае с Arm Holdings трассировка лучей важна ещё и с точки зрения имиджа, чтобы показать, что мобильные устройства ничем не уступают компьютерам.

Cortex-X1 – ядро, которое победит iPhone

В 2016 году Arm представила программу «Built on Arm Cortex». До этой программы у производителей смартфонов была проблема. У них не было возможности менять микроархитектуру процессоров. Таким образом, если они хотели добавить что-то непредусмотренное, то им нужно было самим с нуля разрабатывать свою микроархитектуру. А подобные вещи требуют значительного уровня навыка, которого нет у многих производителей смартфонов. Он им банально не нужен.

С 2016 года Arm пошла навстречу, и производители смогли просить о помощи по внедрению нужных им доработок. При этом сохранялись коммерческая тайна и конкуренция. Доработки каждого производителя оставались при нем, и Arm не делилась ими с другими. Благодаря этой программе производители смартфонов смогли выжимать большую производительность из чипсета, например, заставляя выполнять его большее количество инструкций за цикл, чем это предусмотрено по стандарту.

В 2020 году программа получила дальнейшее развитие, так как ряду производителей нужна производительность, которая не укладывается в рамки типичных решений. Arm представила Cortex-X1.

Обычно чипсеты представляют собой комбинации высокопроизводительных и энергоэффективных ядер. Например, А77 и А55. Теперь может быть ещё и суперъядро Cortex-X1. Оно нацелено на максимальную производительность, отринув всю энергоэффективность. Будет очень «жрущим».

Посмотрите, какое оно большое!

Интересный момент, что при описании цели Cortex-X1 прозвучала фраза, что это ядро должно сделать текущие решения более конкурентоспособными по сравнению с другими arm-дизайнами. А тут далеко ходить не надо, чтобы понять, о ком идёт речь.

Чипсеты Qualcomm, Samsung, Huawei и MediaTek вчистую проигрывают решениям от Apple в плане производительности на одно ядро.

Apple, разрабатывая чипсеты под себя, подошла к вопросу повышения продуктивности рационально. Чипсет А13 Bionic делался конкретно под iPhone. Это кастомное решение. Соответственно, Apple может позволить себе выделить для высокопроизводительных частей чипсета больше места. И вполне логично, что за один такт процессор с большей площадью может выполнить больше операций.

Также Apple выделила своим чипсетам больше кэша. Например, если посмотреть на Snapdragon 865, то у него у ядра А77 размер L2 кэша 512 КБ. В то время как у Apple это 4096 КБ. L1 кэш тоже больше у Apple – 128 КБ против 64 КБ. Это позволяет процессорам быстрее выполнять операции, выигрывая время, которое тратят конкуренты, «бегая» до оперативной памяти.

Android-производители, к сожалению, таких доработок позволить себе не могут. Например, та же кэш-память – очень энергозатратная вещь, которую Apple компенсирует тем, что может добиться максимальной оптимизации софт-железо. Для Android, который делается один на всех, это не вариант.

Соответственно, Cortex-X1 — это ответ Apple. С поправкой на те ограничения, что Arm должна дать дизайн, который подойдет всем производителям. Но в данном случае на презентации прозвучала фраза про некую избранную группу, с которой ведется сотрудничество.

Итак, что же такого в Х1? Во-первых, уже на тестовых слайдах видно, что увеличился размер кэша всех уровней: Cortex-X1: 1MB priv-L2, 8MB L3 cache, когда у Cortex-A78 (32kB) / Cortex-A77 512KB priv-L2, 4MB L3 cache. Ну а на картинках выше вы видели призыв обратить внимание на размеры. Ядро действительно большое на фоне обычных ядер.

Заключение

Догнать Apple в плане производительности – это благое дело. Но главный вопрос – во что это выльется.

Можно предположить, что:

И последний пункт вызывает у меня больше всего вопросов. Сегодня уже средних по производительности чипсетов хватает для запуска любых приложений. Как хотя бы теоретически (кроме идеи раскладных смартфонов) можно использовать такой прирост производительности? Смартфоны уже пишут 8К видео и позволяют его редактировать, поддерживают графику почти настольного уровня, при подключении к монитору превращаются в полноценные компьютеры. Чего нам не хватает?

Источник