vspishkacraft.ru → Графика

Вся правда о многоядерных процессорах. Нужны ли восемь ядер в смартфоне? Что лучше 4 8 ядерный процессор

Новые процессоры Core 8-го поколения (Coffee Lake). Среди прочего, компания заявила, что новый 6/12-ядерный Core i7-8700K - лучший игровой процессор от Intel (измерено по fps на выборке AAA-игр). Кроме того, компания впервые доукомплектовала семейство Core i5 шестиядерными чипами.

Core i7-8700K - явный флагман среди всех представленных новинок. В игре Gears of War он показывает fps на 25% больше по сравнению с процессором 7-го поколения Core i7-7700K (4 ядра, 8 потоков). Понятно, что наибольший выигрыш в производительности должны получить многопоточные приложения (если уж тут стало 12 потоков). Так и есть: если одновременно играть в Player Unknown: Battlegrounds , при этом вести запись и видеотрансляцию в интернет, то выигрыш в производительности составляет 45%, сообщили представители Intel.

Конечно, выигрыш в производительности получат не только игроки, но и пользователи других многопоточных приложений. Например, существенная разница должна наблюдаться в программах вроде Adobe Premiere Pro для видеомонтажа, хотя Intel не даёт бенчмарков, это просто предположение.

Все новые процессоры изготовлены по техпроцессу, который Intel называет 14-нм++, то есть это третье поколение 14-нанометрового техпроцесса (два плюсика соответствуют двум улучшениям от оригинального варианта).

Основные характеристики процессоров 8-го поколения

CPU	Кол-во ядер	Частота (базовая)	Частота (boost)	Кэш L3	TDP
i7-8700K ($359)	6/12	3,8 ГГц	4,7 ГГц	12 МБ	95 Вт
i7-8700 ($303)	6/12	3,2 ГГц	4,6 ГГц	12 МБ	65 Вт
i5-8600K ($257)	6/6	3,6 ГГц	4,3 ГГц	9 МБ	95 Вт
i5-8400 ($182)	6/6	2,8 ГГц	4,0 ГГц	9 МБ	65 Вт
i3-8350K ($168)	4/4	4,0 ГГц	нет	6 МБ	91 Вт
i3-8100 ($117)	4/4	3,6 ГГц	нет	6 МБ	65 Вт

Процессоры Core i5 и i7 работают с памятью DDR4-2666, а Core i3 - с памятью DDR4-2400.

Увеличив количество ядер по всей линейке процессоров, Intel как будто играет на поле AMD, то есть пытается выстроить стратегию защиты против конкурента. Увеличенное количество ядер на процессорах по той же цене является одной из ключевых стратегий, на которой основано предложение AMD Ryzen. С другой стороны, сама Intel очень редко увеличивает количество ядер в своих CPU. Сделав это сейчас, она не просто предлагает пользователям более лучший продукт, но и наносит удар по конкуренту.

Intel увеличивает количество ядер в своих не-HEDT процессорах впервые с 2006 года, когда вышел Core 2 Extreme QX6700. До настоящего момента, если вы хотели больше четырёх ядер, нужно было переходить на процессоры HEDT (high-end desktop). Теперь более чем 4-ядерные процессоры наконец-то стали стандартными. На такие жертвы приходится идти Intel, чтобы противостоять Ryzen!

В новых процессорах пришлось слегка уменьшить тактовую частоту. У Core i7-8700K базовая тактовая частота на 500 МГц меньше, чем у Kaby Lake i7-7700K. Впрочем, в турбо-режиме частота уже на 200 МГц больше, что довольно странно. По мнению некоторых экспертов, уменьшение базовой тактовой частоты связано с ограничениями на максимальное энергопотребление. На это намекает то, что TDP в i7-8700K по сравнению i7-7700K выросло незначительно: с 91 до 95 Вт.

Пометка “К” в названии чипа означает также, что эти чипы разлочены для оверклокинга. По количеству ядер и объёму кэша L3 они не отличаются от своих собратьев без “К”, но изначально работают на более высокой частоте и выделяют больше тепла, то есть потребляют больше энергии.

Все процессоры работают в сокете LGA 1151 с новым чипсетом Intel Z370, более продвинутом, чем чипсет Z270 для процессоров Kaby Lake. Здесь чуть увеличилась тактовая частота памяти, количество линий PCI 3.0 выросло до 40, есть встроенная поддержка Thunderbolt 3.0. Переход на новые материнские платы в любом случае был необходим, потому что шестиядерные процессоры требуют новых способов подвода энергии с материнской платы, сказал Ананд Шриватса (Anand Srivatsa), генеральный менеджер десктопных платформ в Intel.

Все процессоры также поддерживают технологию ускорения памяти Intel Optane. Сейчас устройство Intel Optane работает как своеобразный аналог SSD для тех данных, которые попали в кэш, даже если на компьютере установлен HDD.

Приём заказов на новые микросхемы начинается 5 октября. Поставки начнутся 20 октября 2017 года.

Первые компьютерные процессоры с несколькими ядрами появились на потребительском рынке ещё в середине двухтысячных, но множество пользователей до сих пор не совсем понимает — что это такое, многоядерные процессоры, и как разобраться в их характеристиках.

Видео-формат статьи «Вся правда о многоядерных процессорах»

Простое объяснение вопроса «что такое процессор»

Микропроцессор — одно из главных устройств в компьютере. Это сухое официальное название чаще сокращают до просто «процессор») . Процессор — микросхема, по площади сравнимая со спичечным коробком . Если угодно, процессор — это как мотор в автомобиле. Важнейшая часть, но совсем не единственная. Есть у машины ещё и колёса, и кузов, и проигрыватель с фарами. Но именно процессор (как и мотор автомобиля) определяет мощность «машины».

Многие называют процессором системный блок — «ящик», внутри которого находятся все компоненты ПК, но это в корне неверно. Системный блок — это корпус компьютера вместе со всеми составляющими частями — жёстким диском, оперативной памятью и многими другими деталями.

Функция процессора — вычисления . Не столь важно, какие именно. Дело в том, что вся работа компьютера завязана исключительно на арифметических вычислениях. Сложение, умножение, вычитание и прочая алгебра — этим всем занимается микросхема под названием «процессор». А результаты таких вычислений выводятся на экран в виде игры, вордовского файла или просто рабочего стола.

Главная часть компьютера, которая занимается вычислениями — вот, что такое процессор .

Что такое процессорное ядро и многоядерность

Испокон процессорных «веков» эти микросхемы были одноядерными. Ядро — это, фактически, сам процессор. Его основная и главная часть. Есть у процессоров и другие части — скажем, «ножки»-контакты, микроскопическая «электропроводка» — но именно тот блок, который отвечает за вычисления, называется ядром процессора . Когда процессоры стали совсем небольшими, то инженеры решили совместить внутри одного процессорного «корпуса» сразу несколько ядер.

Если представить процессор в виде квартиры, то ядро — это крупная комната в такой квартире. Однокомнатная квартира — это одно процессорное ядро (крупная комната-зал), кухня, санузел, коридор… Двухкомнатная квартира — это уже как два процессорных ядра вместе с прочими комнатами. Бывают и трёх-, и четырёх, и даже 12-комнатные квартиры. Также и в случае с процессорами: внутри одного кристалла-«квартиры» может быть несколько ядер-«комнат».

Многоядерность — это разделение одного процессора на несколько одинаковых функциональных блоков. Количество блоков — это число ядер внутри одного процессора.

Разновидности многоядерных процессоров

Бытует заблуждение: «чем больше ядер у процессора — тем лучше». Именно так стараются представить дело маркетологи, которым платят за создание такого рода заблуждений. Их задача — продавать дешёвые процессоры, притом — подороже и в огромных количествах. Но на самом деле количество ядер — далеко не главная характеристика процессоров.

Вернёмся к аналогии процессоров и квартир. Двухкомнатная квартира дороже, удобнее и престижнее однокомнатной. Но только если эти квартиры находятся в одном районе, оборудованы одинаково, да и ремонт у них схожий. Существуют слабенькие четырёхядерные (а то и 6-ядерные) процессоры, которые значительно слабее двухядерных. Но поверить в это сложно: ещё бы, магия крупных чисел 4 или 6 против «какой-то» двойки. Однако именно так и бывает весьма и весьма часто. Вроде как та же четырёхкомнатная квартира, но в убитом состоянии, без ремонта, в совершенно отдалённом районе — да ещё и по цене шикарной «двушки» в самом центре.

Сколько бывает ядер внутри процессора?

Для персональных компьютеров и ноутбуков одноядерные процессоры толком не выпускаются уже несколько лет, а встретить их в продаже — большая редкость. Число ядер начинается с двух. Четыре ядра — как правило, это более дорогие процессоры, но отдача от них присутствует. Существуют также 6-ядерные процессоры, невероятно дорогие и гораздо менее полезные в практическом плане. Мало какие задачи способны получить прирост производительности на этих монструозных кристаллах.

Был эксперимент компании AMD создавать и 3-ядерные процессоры, но это уже в прошлом. Получилось весьма неплохо, однако их время прошло.

Кстати, компания AMD также производит многоядерные процессоры, но, как правило, они ощутимо слабее конкурентов от Intel. Правда, и цена у них значительно ниже. Просто следует знать, что 4 ядра от AMD почти всегда окажутся заметно слабее, чем те же 4 ядра производства Intel.

Теперь вы знаете, что у процессоров бывает 1, 2, 3, 4, 6 и 12 ядер. Одноядерные и 12-ядерные процессоры — большая редкость. Трёхядерные процессоры — дело прошлого. Шестиядерные процессоры либо очень дороги (Intel), либо не такие уж сильные (AMD), чтобы переплачивать за число. 2 и 4 ядра — самые распространённые и практичные устройства, от самых слабых до весьма мощных.

Частота многоядерных процессоров

Одна из характеристик компьютерных процессоров — их частота. Те самые мегагерцы (а чаще — гигагерцы). Частота — важная характеристика, но далеко не единственная . Да, пожалуй, ещё и не самая главная. К примеру, двухядерный процессор с частотой 2 гигагерца — более мощное предложение, чем его одноядерный собрат с частотой 3 гигагерца.

Совсем неверно считать, что частота процессора равна частоте его ядер, умноженной на количество ядер. Если проще, то у 2-ядерного процессора с частотой ядра 2 ГГц общая частота ни в коем случае не равна 4 гигагерцам! Даже понятия «общая частота» не существует. В данном случае, частота процессора равна именно 2 ГГц. Никаких умножений, сложений или других операций.

И вновь «превратим» процессоры в квартиры. Если высота потолков в каждой комнате — 3 метра, то общая высота квартиры останется такой же — всё те же три метра, и ни сантиметром выше. Сколько бы комнат не было в такой квартире, высота этих комнат не изменяется. Так же и тактовая частота процессорных ядер . Она не складывается и не умножается.

Виртуальная многоядерность, или Hyper-Threading

Существуют ещё и виртуальные процессорные ядра . Технология Hyper-Threading в процессорах производства Intel заставляет компьютер «думать», что внутри двухядерного процессора на самом деле 4 ядра. Очень похоже на то, как один-единственный жёсткий диск делится на несколько логических — локальные диски C, D, E и так далее.

Hyper- Threading — весьма полезная в ряде задач технология . Иногда бывает так, что ядро процессора задействовано лишь наполовину, а остальные транзисторы в его составе маются без дела. Инженеры придумали способ заставить работать и этих «бездельников», разделив каждое физическое процессорное ядро на две «виртуальные» части. Как если бы достаточно крупную комнату разделили перегородкой на две.

Имеет ли практический смысл такая уловка с виртуальными ядрами ? Чаще всего — да, хотя всё зависит от конкретных задач. Вроде, и комнат стало больше (а главное — они используются рациональнее), но площадь помещения не изменилась. В офисах такие перегородки невероятно полезны, в некоторых жилых квартирах — тоже. В других случаях в перегораживании помещения (разделении ядра процессора на два виртуальных) смысла нет вообще.

Отметим, что наиболее дорогие и производительные процессоры класса Core i7 в обязательном порядке оснащены Hyper- Threading . В них 4 физических ядра и 8 виртуальных. Получается, что одновременно на одном процессоре работают 8 вычислительных потоков. Менее дорогие, но также мощные процессоры Intel класса Core i5 состоят из четырёх ядер, но Hyper Threading там не работает. Получается, что Core i5 работают с 4 потоками вычислений.

Процессоры Core i3 — типичные «середнячки», как по цене, так и по производительности. У них два ядра и никакого намёка на Hyper-Threading. Итого получается, что у Core i3 всего два вычислительных потока. Это же относится и к откровенно бюджетным кристаллам Pentium и Celeron . Два ядра, «гипе-трединг» отсутствует = два потока.

Нужно ли компьютеру много ядер? Сколько ядер нужно в процессоре?

Все современные процессоры достаточно производительны для обычных задач . Просмотр интернета, переписка в соцсетях и по электронной почте, офисные задачи Word-PowerPoint-Excel: для этой работы подойдут и слабенькие Atom, бюджетные Celeron и Pentium, не говоря уже о более мощных Core i3. Двух ядер для обычной работы более чем достаточно. Процессор с большим количеством ядер не принесёт значительного прироста в скорости.

Для игр следует обратить внимание на процессоры Core i3 или i5 . Скорее, производительность в играх будет зависеть не от процессора, а от видеокарты. Редко в какой игре потребуется вся мощь Core i7. Поэтому считается, что игры требуют не более четырёх процессорных ядер, а чаще подойдут и два ядра.

Для серьёзной работы вроде специальных инженерных программ, кодирования видео и прочих ресурсоёмких задач требуется действительно производительная техника . Часто здесь задействуются не только физические, но и виртуальные процессорные ядра. Чем больше вычислительных потоков, тем лучше. И не важно, сколько стоит такой процессор: профессионалам цена не столь важна.

Есть ли польза от многоядерных процессоров?

Безусловно, да. Одновременно компьютер занимается несколькими задачами — хотя бы работа Windows (кстати, это сотни разных задач) и, в тот же момент, проигрывание фильма. Проигрывание музыки и просмотр интернета. Работа текстового редактора и включённая музыка. Два процессорных ядра — а это, по сути, два процессора, справятся с разными задачами быстрее одного. Два ядра сделают это несколько быстрее. Четыре — ещё быстрее, чем два.

В первые годы существования технологии многоядерности далеко не все программы умели работать даже с двумя ядрами процессора. К 2014 году подавляющее большинство приложений отлично понимают и умеют пользоваться преимуществами нескольких ядер. Скорость обработки задач на двухядерном процессоре редко увеличивается в два раза, но прирост производительности есть почти всегда.

Поэтому укоренившийся миф о том, что, якобы, программы не могут использовать несколько ядер — устаревшая информация. Когда-то действительно было так, сегодня ситуация улучшилась кардинально. Преимущества от нескольких ядер неоспоримы, это факт.

Когда меньше ядер у процессора — лучше

Не следует покупать процессор по неверной формуле «чем больше ядер — тем лучше». Это не так. Во-первых, 4, 6 и 8-ядерные процессоры ощутимо дороже своих двухядерных собратьев. Значительная прибавка в цене далеко не всегда оправдана с точки зрения в производительности. К примеру, если 8-ядерник окажется лишь на 10% быстрее CPU с меньшим количеством ядер, но будет в 2 раза дороже, то такую покупку сложно оправдать.

Во-вторых, чем больше ядер у процессора, тем он «прожорливее» с точки зрения энергопотребления. Нет никакого смысла покупать гораздо более дорогой ноутбук с 4-ядерным (8-поточным) Core i7, если на этом ноутбуке будут обрабатываться лишь текстовые файлы, просматриваться интернет и так далее. Никакой разницы с двухядерником (4 потока) Core i5 не будет, да и классический Core i3 лишь с двумя вычислительными потоками не уступит более именитому «коллеге». А от батарейки такой мощный ноутбук проработает гораздо меньше, чем экономичный и нетребовательный Core i3.

Многоядерные процессоры в мобильных телефонах и планшетах

Мода на несколько вычислительных ядер внутри одного процессора касается и мобильных аппаратов. Смартфоны вместе с планшетами с большим количеством ядер почти никогда не используют все возможности своих микропроцессоров. Двухядерные мобильные компьютеры иногда действительно работают чуть быстрее, но 4, а тем более 8 ядер — откровеннейший перебор. Аккумулятор расходуется совершенно безбожно, а мощные вычислительные устройства попросту простаивают без дела. Вывод — многоядерные процессоры в телефонах, смартфонах и планшетах — лишь дань маркетингу, а не насущная необходимость. Компьютеры — более требовательные устройства, чем телефоны. Два процессорных ядра им действительно нужны. Четыре — не помешают. 6 и 8 — излишество в обычных задачах и даже в играх.

Как выбрать многоядерный процессор и не ошибиться?

Практическая часть сегодняшней статьи актуальна на 2014 год. Вряд ли в ближайшие годы что-то серьёзно поменяется. Речь пойдёт только о процессорах производства Intel. Да, AMD предлагает неплохие решения, но они менее популярны, да и разобраться в них сложнее.

Заметим, что таблица основана на процессорах образца 2012-2014 годов. Более старые образцы имеют другие характеристики. Также мы не стали упоминать редкие варианты CPU, например — одноядерный Celeron (бывают и такие даже сегодня, но это нетипичный вариант, который почти не представлен на рынке). Не следует выбирать процессоры исключительно по количеству ядер внутри них — есть и другие, более важные характеристики. Таблица лишь облегчит выбор многоядерного процессора, но конкретную модель (а их десятки в каждом классе) следует покупать только после тщательного ознакомления с их параметрами: частотой, тепловыделением, поколением, размером кэша и другими характеристиками.

Процессор	Количество ядер	Вычислительные потоки	Типичная область применения
Atom	1-2	1-4	Маломощные компьютеры и нетбуки. Задача процессоров Atom — минимальное энергопотребление. Производительность у них минимальна.
Celeron	2	2	Самые дешёвые процессоры для настольных ПК и ноутбуков. Производительности достаточно для офисных задач, но это совсем не игровые CPU.
Pentium	2	2	Столь же недорогие и малопроизводительные процессоры Intel, как и Celeron. Отличный выбор для офисных компьютеров. Pentium оснащаются чуть более ёмким кэшем, и, иногда, слегка повышенными характеристиками по сравнению с Celeron
Core i3	2	4	Два достаточно мощных ядра, каждое из которых разделено на два виртуальных «процессора» (Hyper-Threading). Это уже довольно мощные CPU при не слишком высоких ценах. Хороший выбор для домашнего или мощного офисного компьютера без особой требовательности к производительности.
Core i5	4	4	Полноценные 4-ядерники Core i5 — довольно дорогие процессоры. Их производительности не хватает лишь в самых требовательных задачах.
Core i7	4-6	8-12	Самые мощные, но особенно дорогие процессоры Intel. Как правило, редко оказываются быстрее Core i5, и лишь в некоторых программах. Альтернатив им просто нет.

Краткий итог статьи «Вся правда о многоядерных процессорах». Вместо конспекта

Ядро процессора — его составная часть. Фактически, самостоятельный процессор внутри корпуса. Двухядерный процессор — два процессора внутри одного.
Многоядерность сравнима с количеством комнат внутри квартиры. Двухкомнатные лучше однокомнатных, но лишь при прочих равных характеристиках (расположение квартиры, состояние, площадь, высота потолков).
Утверждение о том, что чем больше ядер у процессора, тем он лучше — маркетинговая уловка, совершенно неверное правило. Квартиру ведь выбирают далеко не только по количеству комнат, но и по её расположению, ремонту и другим параметрам. Это же касается и нескольких ядер внутри процессора.
Существует «виртуальная» многоядерность — технология Hyper-Threading. Благодаря этой технологии, каждое «физическое» ядро разделяется на два «виртуальных». Получается, что у 2-ядерного процессора с Hyper-Threading лишь два настоящих ядра, но эти процессоры одновременно обрабатывают 4 вычислительных потока. Это действительно полезная «фишка», но 4-поточный процессор нельзя считать четырёхядерным.
Для настольных процессоров Intel: Celeron — 2 ядра и 2 потока. Pentium — 2 ядра, 2 потока. Core i3 — 2 ядра, 4 потока. Core i5 — 4 ядра, 4 потока. Core i7 — 4 ядра, 8 потоков. Ноутбучные (мобильные) CPU Intel имеют иное количество ядер/потоков.
Для мобильных компьютеров часто важнее экономичность в энергопотреблении (на практике — время работы от батареи), чем количество ядер.

В чем различия между четырехъядерными и восьмиядерными процессорами смартфонов? Объяснение достаточно простое. В восьмиядерных чипах в два раза больше процессорных ядер, чем в четырехъядерных. На первый взгляд восьмиядерный процессор представляется вдвое более мощным, не так ли? На самом деле ничего подобного не происходит. Чтобы понять, почему восьмиядерность процессора не удваивает производительность смартфона вдвое, потребуются некоторые пояснения. Будущее в сфере процессоров смартфонов уже наступило. Восьмиядерные процессоры, о которых совсем недавно можно было только мечтать, получают все большее распространение. Но, оказывается, их задача состоит не в том, чтобы повысить производительность устройства.

Четырех- и восьмиядерные процессоры. Производительность

Сами термины «восьмиядерный» и » четырехъядерный» отражают число ядер центрального процессора.

Но ключевое различие между этими двумя типами процессоров - по крайней мере по состоянию на 2015 год - состоит в способе установки процессорных ядер.

В четырехъядерном процессоре все ядра способны работать одновременно, обеспечивая быструю и гибкую многозадачность, делая более ровными 3D-игры и повышая скорость работы камеры, а также осуществляя другие задачи.

Современные восьмиядерные чипы, в свою очередь, просто состоят из двух четырехъядерных процессоров, которые распределяют между собой различные задачи в зависимости от их типа. Чаще всего в восьмиядерном чипе присутствует набор из четырех ядер с более низкой тактовой частотой, чем во втором наборе. Когда требуется выполнить сложную задачу, за нее, разумеется, берется более быстрый процессор.

Более точным термином, чем «восьмиядерный» стал бы «двойной четырехъядерный». Но это звучит не так красиво и не подходит для маркетинговых задач. Поэтому эти процессоры называют восьмиядерными.

Зачем нужны два набора процессорных ядер?

В чем причина сочетания двух наборов процессорных ядер, передающих задачи один другому, в одном устройстве? Для обеспечения энергоэффективности.

Более мощный центральный процессор потребляет больше энергии и батарею приходится чаще заряжать. А аккумуляторные батареи намного более слабое звено смартфона, чем процессоры. В результате - чем более мощен процессор смартфона, тем более емкая батарея ему нужна.

При этом для большинства задач смартфона вам не понадобится столь высокая вычислительная производительность, какую может обеспечить современный процессор. Перемещение между домашними экранами, проверка сообщений и даже веб-навигация - не столь требовательные к ресурсам процессора задачи.

Но HD-видео, игры и работа с фотографиями такими задачами являются. Поэтому восьмиядерные процессоры достаточно практичны, хотя элегантным это решение назвать трудно. Более слабый процессор обрабатывает менее ресурсоемкие задачи. Более мощный - более ресурсоемкие. В итоге сокращается общее энергопотребление по сравнению с той ситуацией, когда обработкой всех задач занимался бы только процессор с высокой тактовой частотой. Таким образом, сдвоенный процессор прежде всего решает задачу повышения энергоэффективности, а не производительности.

Технологические особенности

Все современные восьмиядерные процессоры базируются на архитектуре ARM, так называемой big.LITTLE.

Эта восьмиядерная архитектура big.LITTLE была анонсирована в октябре 2011 года и позволила четырем низкопроизводительным ядрам Cortex-A7 работать совместно с четырьмя высокопроизводительными ядрами Cortex-A15. ARM с тех пор ежегодно повторяла этот подход, предлагая более способные чипы для обоих наборов процессорных ядер восьмиядерного чипа.

Некоторые из основных производителей чипов для мобильных устройств сосредоточили свои усилия на этом образце «восьмиядерности» big.LITTLE. Одним из первых и наиболее примечательных стал собственный чип компании Samsung, известный Exynos. Его восьмиядерная модель использовалась начиная с Samsung Galaxy S4, по крайней мере в некоторых версиях устройств компании.

Сравнительно недавно Qualcomm также начала применение big.LITTLE в своих восьмиядерных чипах Snapdragon 810 CPU. Именно на этом процессоре базируются такие известные новинки рынка смартфонов, как HTC One M9 и G Flex 2, ставший большим достижением компании LG.

В начале 2015 года NVIDIA представила Tegra X1, новый суперпроизводительный мобильный процессор, который компания предназначает для автомобильных компьютеров. Основной функцией X1 является его вызываемый консольно («console-challenging») графический процессор, который также основывается на архитектуре big.LITTLE. То есть он также станет восьмиядерным.

Велика ли разница для обычного пользователя?

Велика ли разница между четырех- и восьмиядерным процессором смартфона для обычного пользователя? Нет, на самом деле она очень мала, считает Йон Манди.

Термин «восьмиядерный» вносит некоторую неясность, но на самом деле он означает дублирование четырехъядерных процессоров. В итоге получаются два работающих независимо четырехъядерных набора, объединенных одним чипом для повышения энергоэффективности.

Нужен ли восьмиядерный процессор в каждом современном смартфоне. Такой необходимости нет, полагает Йон Манди и приводит пример Apple, обеспечивающих достойную энергоэффективность своих iPhone при всего двухъядерном процессоре.

Таким образом, восьмиядерная архитектура ARM big.LITTLE является одним из возможных решений одной из самых важных задач, касающихся смартфонов - времени работы от одной зарядки батареи. По мнению Йона Манди, как только найдется другое решение этой задачи, так и прекратится тренд установки в одном чипе двух четырехъядерных наборов, и подобные решения выйдут из моды.

В чем различия между четырехъядерными и восьмиядерными процессорами смартфонов? Объяснение достаточно простое. В восьмиядерных чипах в два раза больше процессорных ядер, чем в четырехъядерных. На первый взгляд восьмиядерный процессор представляется вдвое более мощным, не так ли? На самом деле ничего подобного не происходит. Чтобы понять, почему восьмиядерность процессора не удваивает производительность смартфона вдвое, потребуются некоторые пояснения. уже наступило. Восьмиядерные процессоры, о которых совсем недавно можно было только мечтать, получают все большее распространение. Но, оказывается, их задача состоит не в том, чтобы повысить производительность устройства.

Четырех- и восьмиядерные процессоры. Производительность

Сами термины «восьмиядерный» и « четырехъядерный» отражают число ядер центрального процессора.

Но ключевое различие между этими двумя типами процессоров — по крайней мере по состоянию на 2015 год — состоит в способе установки процессорных ядер.

Зачем нужны два набора процессорных ядер?

Более мощный центральный процессор потребляет больше энергии и батарею приходится чаще заряжать. А аккумуляторные батареи намного более слабое звено смартфона, чем процессоры. В результате — чем более мощен процессор смартфона, тем более емкая батарея ему нужна.

При этом для большинства задач смартфона вам не понадобится столь высокая вычислительная производительность, какую может обеспечить современный процессор. Перемещение между домашними экранами, проверка сообщений и даже веб-навигация — не столь требовательные к ресурсам процессора задачи.

Но HD-видео, игры и работа с фотографиями такими задачами являются. Поэтому восьмиядерные процессоры достаточно практичны, хотя элегантным это решение назвать трудно. Более слабый процессор обрабатывает менее ресурсоемкие задачи. Более мощный — более ресурсоемкие. В итоге сокращается общее энергопотребление по сравнению с той ситуацией, когда обработкой всех задач занимался бы только процессор с высокой тактовой частотой. Таким образом, сдвоенный процессор прежде всего решает задачу повышения энергоэффективности, а не производительности.

Технологические особенности

Все современные восьмиядерные процессоры базируются на архитектуре ARM, так называемой big.LITTLE.

Велика ли разница для обычного пользователя?

Таким образом, восьмиядерная архитектура ARM big.LITTLE является одним из возможных решений одной из самых важных задач, касающихся смартфонов — времени работы от одной зарядки батареи. По мнению Йона Манди, как только найдется другое решение этой задачи, так и прекратится тренд установки в одном чипе двух четырехъядерных наборов, и подобные решения .

Знаете ли вы другие преимущества восьмиядерных процессоров смартфонов?

AMD FX: 8-ядерные процессоры сначала пришли на десктопы

Принцип работы одного из вариантов big. LITTLE

На практике концепция big. LITTLE впервые была опробована на Samsung Galaxy S4

Принцип работы архитектуры big. LITTLE в MediaTek MT8135

Modern Combat 5 — первая игра с оптимизацией под MediaTek MT6592

Highscreen Thor раньше всех показал в России «настоящие» 8 ядер

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.