Чотириядерні процесори в мобільних пристроях - плюси і мінуси

У NVidia вирішили пришпорити ринок і додати головного болю своїм основним конкурентам, зокрема, компанії Qualcomm. Випустивши на ринок чіпсет Nvidia Tegra 2 на початку 2011 року, в Nvidia не зупинилися і продовжили розробки. Про характеристики Tegra 2, плюси і мінуси, а також продуктивності цього рішення ми говорили в одному з матеріалів, не бачу сенсу повторюватися.

Що дає телефону NVIDIA Tegra2 - огляд продуктивності

За минулі півроку на ринку багато що змінилося, якщо спочатку чіпсет Nvidia Tegra 2 позиціонувався як рішення для флагманських моделей, то сьогодні його можна зустріти в планшетах ціною близько 300 доларів. Фактично, ринок перевів Tegra 2 в середній ціновий сегмент, а кількість пристроїв, що використовують його, становить від 10 до 12 мільйонів штук (оцінка Nvidia). Пристойний показник для новачка, який тільки увійшов на ринок. У 2011-2012 року використання Tegra2 в мобільних телефонах і планшетах тільки посилиться, точкою зростання для Nvidia залишається зміна технічного процесу, тоді життєвий цикл можна буде продовжити і далі. Але ключовим продуктом для компанії на 2011-2012 роки стає Nvidia Tegra 3, а головна родзинка цього чіпсета - процесор Kal-El. Крім того, що це буде один з перших комерційно доступних процесорів з чотирма ядрами, це також досить унікальне рішення по тим технологіям, що знайшли в ньому застосування.

Проект Kal-El: чотири ядра краще, ніж два

Зростанням кількісних характеристик нікого давно не здивувати. Ми звикли до того, що частота процесорів зростає рік від року, як і кількість ядер. Для більшості споживачів це незаперечний факт, що так і повинно відбуватися, це схоже сходу сонця і заходу. У момент появи перших двоядерних процесорів більшість людей вирішило, що такі процесори будуть прожорливее, ніж ті, що застосовувалися в телефонах і планшетах на той момент. Одне з основних нарікань полягало в тому, що продуктивність буде висока, але ось швидкість розряду батарейки зросте пропорційно. Побоювання не виправдалися, двоядерні процесори і продукти, засновані на них, не мають ніякої різниці з попереднім поколінням пристроїв. Найчастіше різниця в часі роботи обумовлена різними екранами, профілем використання, але ніяк не процесором. Це можна вважати доведеним фактом, тому міркування про те, що 4 або 8-ядер будуть споживати більшу потужність, негативно впливати на час роботи пристрою, можна віднести до тих же забобонам. Втім, в Nvidia з цифрами в руках вирішили довести, що це не так, і нижче ми обговоримо цей момент. Але зараз хотілося зупинитися на ключовий особливості процесора Kal-El, а саме його п'ята процесорі. Так, я не помилився, в цьому процесорі використовується чотири основних ядра і одне додаткове, яке назвали CPU Companion. На блок-схемі це ядро виділено окремо.

У цьому SoC використовується технологія, яку в Nvidia назвали Variable Symmetric Multiprocessing (vSMP) і заодно отримали на неї патент. Логіка дуже проста, більша частина операцій мобільного пристрою пов'язана не з переглядом відео, іграми або тому подібними ресурсоємними операціями, а з повсякденними речами - обробкою дзвінків, отриманням пошти у фоновому режимі і так далі. Ніякої необхідності в роботі основного процесора немає, тут в роботу вступає п'ятий ядро, яке і назвали компаньйоном. На рівні чіпсета приймається рішення, як розподіляти навантаження, і коли потрібен тільки цей компаньйон, а коли потрібна робота кількох ядер. Зі зрозумілих причин процесор-компаньйон обмежили по частоті, він повинен був бути ефективний по енергоспоживанню.

З таблички видно, що частота процесора обмежена, а також він споживає менше енергії. Найкраще це видно на наступному графіку.

Але давайте тепер уявімо, як працює Kal-El, з усіма п'ятьма ядрами, це видно на графіку.

При цьому ядро-компаньйон використовується для звичайних завдань, наприклад, для додатків, що працюють у фоновому режимі, отриманні пошти, перегляді звичайного відео і так далі. Як тільки потрібно більше ресурсів, це ядро відключається і включається перша ядро. При роботі з флешем підключається ще одне ядро, в складних іграх, перегляді важких інтернет-сторінок, насичених графікою та відео, включаються всі 4 ядра.

У подібній організації роботи немає нічого нового, так спеціалізовані DSP відповідали за обробку, наприклад, музики в телефонах Nokia давним-давно, що дозволяло добитися більшого часу роботи. Рівно те ж саме стосується роботи з телефоном, коли не потрібно задіяти основний процесор, цим займається спеціалізований чіп. Тобто, в самій логіці рішення новизни нуль. Але Nvidia придумала таке рішення не на порожньому місці, компанія програє як Qualcomm, так і TI тим, що не може запропонувати повністю готову систему на чіпі (SoC), що включає в себе, в тому числі і родючості. Сьогодні інтеграція Tegra 2 при масовому виробництві обходиться дорожче, ніж використання аналогічних рішень від Qualcomm, і технічно дещо складніше. Виграш в тому, що рішення від Nvidia з'являються швидше, компанія ініціює розробку ігор під них. Але сьогодні Nvidia починає йти рівно в тому ж напрямку, тобто проект Kal-El можна розглядати як перший цеглинка в майбутньому SoC, який інтегрує в себе не тільки процесор, графіку, але і родючості.

Складається цікава ситуація, в Nvidia нав'язують ринку швидкість появи більш продуктивних рішень і агресивно нарощують свої продажі, тут мова йде не тільки і не стільки про технології, скільки про позиціювання таких рішень. Крім компанії Samsung, жоден виробник не готовий показати чотириядерні процесори в 2011 році для мобільних пристроїв. Традиційні гравці, такі як Qualcomm, цю гонку програють поки на місяці, бажання скоротити розрив у них не спостерігається.

Продуктивність і споживана потужність Kal-El

До появи телефонів і планшетів на Nvidia Tegra 3 нам залишається тільки довіритися тим даним продуктивності та споживання енергії, що призводить сама компанія Nvidia. Зі зрозумілих причин на ринку немає конкуруючих рішень з чотирьохядерними процесорами, тому порівняння йде з кращими двоядерними рішеннями. Можливо, що це не зовсім справедливо, але деяке уявлення про можливості всіх подібних рішень дані порівняння дають.

У таблиці нижче наводиться порівняння з Nvidia Tegra 2, виграш в різних режимах роботи очевидний.

У тестовому додатку в Nvidia домоглися меншого енергоспоживання при використанні 2х ядер.

Наступний графік дуже цікавий, він показує продуктивність Kal-El і наскільки менше енергії він споживає. Вражає.

Розглядаючи ці графіки, треба пам'ятати, що в реальному житті приріст буде не таким великим і на нього впливає безліч інших факторів (версія ОС, інші компоненти телефону і так далі).

Для любителів вимірювати продуктивність наведу пару інших таблиць.

Дуже короткий висновок

У Nvidia поспішають нав'язати свої правила гри ринку мобільних телефонів і планшетів. Поки успіхи компанії видно на ринку планшетів, з телефонами не все так безхмарно, партнери в особі LG, Motorola не надто успішні в цілому. Але можна говорити про те, що з нарощуванням потужності процесорів, виходом нових версій компанія почне розширювати свою присутність і потіснить існуючих гравців. От'есть близько 12 мільйонів пристроїв у них їй вже вдалося, що можна вважати прекрасним результатом для першого року продажів. У 2012 році в компанії очікують, що зможуть продати близько 40 мільйонів чіпсетів для мобільних пристроїв. Про це та багатьох інших питаннях ми поговоримо в інтерв'ю з віце-президентом Nvidia, що відповідає за технології - Тоні Тамас (Tony Tamasi). Інтерв'ю з'явиться в найближчі дні.

Ті, хто хоче прочитати більш докладно про технології, що використовуються в Kal-El, може завантажити два документи Nvidia:

Обговорення на форумі>>>

Посилання по темі

	Що дає телефону NVIDIA Tegra2 - огляд продуктивності
	Огляд GSM / UMTS-смартфона LG Optimus 2x (P990)
	Огляд GSM / UMTS-смартфона LG Optimus 2x (P990). Частина друга
	Огляд Android 3.0 планшета Motorola Xoom