Mobilní chipsety aneb co tepe uvnitř vašeho Androidu?
Vašek Švec
V jednom kuse slýcháme, jak nějaký telefon svým výkonem rozdrtil svou konkurenci a jak další generace hardwaru přinese několikanásobný nárůst výkonu a drastické snížení spotřeby. Kdo, nebo co však za těmito výsledky a sliby stojí? V tomto článku se na základní problematiku mobilních chipsetů podíváme a zároveň si vysvětlíme základní pojmy s ní spjaté.
Hlavní hráči ARM a Intel
V první řadě jsou to společnosti ARM a Intel. ARM se stará z většiny především o vývoj nových procesorových jader a grafických čipů. Výrobcům chipsetů, jakými jsou například MediaTek, Samsung či Huawei HiSilicon, následně tyto návrhy licencuje a dodává některé komponenty pro výrobu finálních čipových řešení. Intel drží vývoj i výrobu výhradně ve své režii a výrobcům telefonů a tabletů dodává již hotové čipové sady.
Někde na pomezí pak stojí Qualcomm – ten dříve hojně využíval vlastní jádra Krait se základem v jádrech Cortex od ARM. V současných procesorech se však spoléhá výhradně na návrh ARM. Qualcomm by se pak k podobnému řešení měl vrátit u procesoru v připravovaném chipsetu Snapdragon 820, kde budou použita vlastní jádra Kryo navazující právě na starší jádra Krait.
Procesory postavené na technologiích ARMu se pak označují jednoduše jako ARM procesory, zatímco produkty Intelu jsou postaveny na základech, které se využívají také v běžných počítačích a aktuálně využívají x86 architekturu Silvermont. Současné moderní procesory pak využívají 64bit instrukční sadu.
Harvard vs. big.LITTLE
Aby to však nebylo tak jednoduché, procesory ARM se dle použité architektury v zásadě dělí na dvě větve. První, starší, ale stále hojně využívaná je architektura Harvard. Ta v současnosti umožňuje použití až 8 procesorových jader stejného typu. Budoucnost však patří, čím dál častěji využívané, architektuře big.LITTLE. Díky té mohou výrobci své čipové sady osadit například čtyřmi velmi výkonnými a čtyřmi slabšími, ale na spotřebu energie méně náročnějšími jádry.
Jakub Kárník
Někteří výrobci pak pracují také na vývoji procesorů s 10 jádry. Příkladem může být například MediaTek a jeho chispet Helio X20. Právě jeho procesor používá 4 jádra Cortex-A53 o taktu 1,5 GHz, 4 jádra Cortex-A53 taktovaná na 2,0 GHz a 2 výkonná jádra Cortex-A57 taktovaná na 2,5 GHz. Význam big.LITTLE procesorů s šesti a více jádry však nespočívá ani tak v maximalizaci výkonu, ale zvýšení jejich efektivity a jakémsi “odstupňování” výkonu. V praxi procesor sám pozná, jak vysoký výkon je po něm požadován a na základě toho využívá buď úsporná, nebo výkonná jádra.
Trochu zmatku pak opět přináší americký Qualcomm se svými osmijádrovými procesory v chipsetech střední třídy Snapdragon 615 a 616. Ty sice využívají 2 sady jader, jedná se však o jádra stejného typu (Cortex-A53) pracující pouze s rozdílnými maximálními frekvencemi – zde se stále jedná o architekturu Harvard. Zmást se nás pokouší také Huawei a jeho chipsety HiSilicon Kirin 930/935. Ty pro změnu využívají procesory se čtveřicí slabších jader Cortex-A53 a čtveřicí upravených a výkonnějších jader Cortex-A53e – zde se jedná o heterogenní big.LITTLE procesor.
Záleží na typu jader?
Jak zde již padlo, zatímco Intel vyvíjí procesory včetně samotných jader sám, procesory většiny výrobců obsahují technologie ARM, především se zde jedná o použití procesorových jader. V mnoha případech pak nemusí rozhodovat počet či frekvence, ale právě typ jader. U nejlevnějších smartphonů se pravděpodobně ještě setkáte s procesory ARM využívající architekturu Harvard a již starší jádra Cortex-A7. O něco modernější telefony pak často disponují 64bitovými procesory s jádry Cortex-A53.
Oproti tomu starší big.LITTLE procesory disponují čtyřmi výkonnými jádry Cortex-A17 a čtyřmi úspornými Cortex-A7. Nejvýkonnějším procesorům současnosti pak výkon dodává kombinace výkonných jader Cortex-A57 a úsporných Cortex-A53. Poslední zmíněnou kombinaci využívají také nejvybavenější telefony současnosti, jako například Samsung Galaxy S6, LG G Flex 2, Sony Xperia Z5 či HTC One M9. S výjimkou Samsungu, který používá chipset Exynos 7420 z vlastní dílny, jsou všechny zmíněné telefony vybaveny Snapdragonem 810 od Qualcommu.
Vývoj však pokračuje stále kupředu, a tak se již na rok 2016 plánují čipové sady využívající nová jádra Cortex-A72 ve spojení s, již dobře známými, úspornými jádry Cortex-A53. Tato novinka má již tradičně přinést vyšší výkon v kombinaci s nižší spotřebou. Prvními chipsety, kde bude toto řešení nasazeno, budou HiSilicon Kirin 950 a MediaTek Helio X20.
GeekBench 3
K otestování výkonu procesoru se hodí například benchmark GeekBench 3, který dokáže měřit výkon v jednojádrových i vícejádrových operací. Na výsledky námi testovaných telefonů se můžete podívat zde:
A co grafický výkon?
Grafický výkon je pro řadu uživatelů důležitější než výpočetní výkon procesoru. Vždyť co dokáže reálný výkon současných telefonů a tabletů otestovat více než graficky propracovaná hra? Nejčastěji se setkáváme s grafikami Adreno od Qualcommu, PowerVR od Imagination Technologies či Mali od ARM. Čipy Mali ve svém označení často nesou příponu označující počet grafických jader.
Nejpoužívanější grafické čipy:
- Mali-400 – Již poměrně starý čip, se kterým se v současnosti setkáváme pouze v levnějších telefonech. Nabídne základní herní výkon a nové hry s propracovanější grafikou mu již činí problémy.
- Adreno 306 – Grafický čip z dílny Qualcommu použitý například u Snapdragonu 410. Poskytuje sice základní herní výkon, až na nejnáročnější výjimky si poradí s většinou současných her.
- Mali-T720 – Konkurent čipu Adreno 306, tentokrát pocházející z dílen ARM. Výkon je v obou případech srovnatelný.
- Adreno-405 – Čip používaný v základních osmijádrových procesorech Qualcomm. Poradí si se všemi současnými hrami, ty nejnáročnější na něm však běží s citelně sníženými detaily.
- Mali-T760 – Nejdostupnější vstupenka k vysokému grafickému výkonu. Poradí si se všemi současnými hrami, kdy nedostatek výkonu poznáte jen zřídka kdy.
- PowerVR G6430 – Obstarává grafickou akceleraci u chipsetů z dílny Intelu. Svým výkonem spadá do vyšší třídy.
- Adreno 330 – S tímto grafickým čipem se setkáváme u starších hiendových chipsetů Qualcomm. Poskytuje nepatrně vyšší výkon než Mali-760 a PowerVR G6430.
- Adreno 430 – Současná špička z dílny amerického Qualcommu, zvládá bez obtíží i nejnáročnější hry.
- Mali-T760MP8 – Jak padlo již výše, grafické čipy Mali obvykle existují hned v několika variantách. Z nich nejvíce vyčnívá vrcholná varianta Mali-T760. Zatímco většinou se s tímto čipem setkáme ve verzích MP2 a MP4, nejvýkonnější telefony jako například Samsung Galaxy S6 disponují jeho verzí s větším počtem jader pracujících na vyšší frekvenci. Tento grafický čip se pak řadí k současné špičce.
- Mali-T880 – Nejnovější grafický čip Mali se teprve představí v již zmíněných chipsetech HiSilicon Kirin 950 a MediaTek Helio X20.
- Nvidia Maxwell – Zatím nejvýkonnější grafický čip, který nalezneme v ARM procesoru, obsahuje 256 jader. Nalezneme jej například v konzoli Shield, do mobilního zařízení s Androidem se (zatím?) nedostal.
Grafický výkon lze otestovat například pomocí benchmarku 3D Mark. Na výsledky námi testovaných telefonů se můžete podívat níže.
Adam Kurfürst
Libor Foltýnek
Jana Skálová
Komentáře (21)
Přidat komentář