Чем восемь ядер процессора смартфона лучше четырех? Вся правда о многоядерных процессорах Сколько бывает ядер внутри процессора.

Обнаружили неприятную проблему предела тактовой частоты. Достигнув порога в 3 ГГц, разработчики столкнулись с значительным ростом энергопотребления и тепловыделения своих продуктов. Уровень технологий 2004 года не позволял существенно уменьшить размеры транзисторов в кремниевом кристалле и выходом из сложившейся ситуации стала попытка не наращивать частоты, а увеличить количество операций, выполняемых за один такт. Переняв опыт серверных платформ, где многопроцессорная компоновка уже была испытана, было решено объединить два процессора на одном кристалле.

С тех пор прошло немало времени, в широком доступе появились ЦП с двумя, тремя, четырьмя, шестью и даже восемью ядрами. Но основную долю на рынке до сих пор занимают 2 и 4-ядерные модели. Изменить ситуацию пытаются в AMD, но их архитектура Bulldozer не оправдала надежд и бюджетные восьмиядерники все еще не очень популярны в мире. Поэтому вопрос, что лучше: 2 или 4-ядерный процессор , до сих пор остается актуальным.

Разница между 2 и 4-ядерным процессором

На аппаратном уровне основное отличие 2-ядерного процессора от 4-ядерного – количество функциональных блоков. Каждое ядро, по сути, представляет собой отдельный ЦП, оснащенный своими вычислительными узлами. 2 или 4 таких ЦП объединены между собой внутренней скоростной шиной и общим контроллером памяти для взаимодействия с ОЗУ. Другие функциональные узлы тоже могут быть общими: у большинства современных ЦП индивидуальной является кэш-память первого (L1) и второго (L2) уровня, блоки целочисленных вычислений и операций с плавающей запятой. Кэш L3, отличающийся относительно большим объемом, один и доступен всем ядрам. Отдельно можно отметить уже упомянутые AMD FX (а также ЦП Athlon и APU серии A): у них общими являются не только кэш-память и контроллер, но и блоки вычислений с плавающей запятой: каждый такой модуль одновременно принадлежит двум ядрам.

Схема четырехъядерного процессора AMD Athlon

С пользовательской точки зрения разница между 2 и 4-ядерным процессором заключается в количестве задач, которые ЦП может обработать за один такт. При одинаковой архитектуре, теоретическая разница будет составлять 2 раза для 2 и 4 ядер или 4 раза для 2 и 8 ядер, соответственно. Таким образом, при одновременной работе нескольких процессов, увеличение количества должно повлечь за собой рост быстродействия системы. Ведь вместо 2 операций четырехъядерный ЦП за один момент времени сможет выполнять сразу четыре.

Чем обусловлена популярность двухъядерных ЦП

Казалось бы, если увеличение числа ядер влечет за собой рост производительности, то на фоне моделей с четырьмя, шестью или восемью ядрами у двухядерников нет никаких шансов. Тем не менее, мировой лидер на рынке ЦП, компания Intel, ежегодно обновляет ассортимент своей продукции и выпускает новые модели всего с парой ядер (Core i3, Celeron, Pentium). И это на фоне того, что даже в смартфонах и планшетах на такие ЦП пользователи смотрят с недоверием или презрением. Чтобы понять, почему самые популярные модели – именно процессоры с двумя ядрами, следует учесть несколько основных факторов.

Intel Core i3 — самые популярные 2-ядерные процессоры для домашнего ПК

Проблема совместимости . При создании программного обеспечения разработчики стремятся сделать так, чтобы оно могло функционировать как на новых компьютерах, так и уже существующих моделях ЦП и ГП. Учитывая ассортимент на рынке, важно обеспечить, чтобы игра нормально работала и на двух ядрах, и на восьми. Большинство всех существующих домашних ПК оснащены двухъядерным процессором, поэтому поддержке таких компьютеров уделяется больше всего внимания.

Сложность распараллеливания задач . Чтобы обеспечить эффективное задействование всех ядер, вычисления, производимые в процессе работы программы, следует разделить на равные потоки. Например, задача, которая может оптимально задействовать все ядра, выделив каждому из них по одному или два процесса — одновременная компрессия нескольких видеороликов. С играми – сложнее, так как все выполняемые в них операции взаимосвязаны. Несмотря на то, что основную работу выполняет графический процессор видеокарты, информацию для формирования 3d-картинки подготавливает именно ЦП. Сделать так, чтобы каждое ядро обрабатывало свою порцию данных, а затем подавало ее ГП синхронно с другими, достаточно сложно. Чем больше одновременных потоков вычислений нужно обрабатывать – тем тяжелее реализация задачи.

Преемственность технологий . Разработчики программного обеспечения используют для своих новых проектов уже существующие наработки, подвергающиеся неоднократной модернизации. В отдельных случаях доходит до того, что такие технологии уходят корнями в прошлое на 10-15 лет. Разработка, основанная на проекте десятилетней давности, кардинальной переработке для идеальной оптимизации поддается очень неохотно, если не совсем никак. Как следствие, наблюдается неспособность софта рационально использовать аппаратные возможности ПК. Игра S.T.A.L.K.E.R. Зов Припяти, вышедшая в 2009 году (в эпоху расцвета многоядерных ЦП) построена на движке 2001 года, поэтому не умеет нагружать более, чем одно ядро.

S.T.A.L.K.E.R. полноценно задействует только одно ядоро 4-ядерного ЦП

Такая же ситуация и с популярной онлайн-РПГ World of Tanks: движок Big World, на котором она базируется, создан в 2005 году, когда многоядерные ЦП еще не воспринимались, как единственно возможный путь развития.

World of Tanks тоже не умеет распределять нагрузку на ядра равномерно

Финансовые сложности . Следствием этой проблемы является предыдущий пункт. Если создавать каждое приложение с нуля, не используя имеющиеся технологии, его реализация обойдется в баснословные суммы. К примеру, стоимость разработки GTA V составила более 200 млн долларов. При этом, некоторые технологии все равно не были созданы «из чистого листа», а позаимствованы из предыдущих проектов, так как игра писалась под 5 платформ сразу (Sony PS3, PS4, Xbox 360 и One, а также ПК).

GTA V оптимизирована под многоядерность и умеет равномерно загружать процессор

Все эти нюансы не позволяют в полной мере использовать потенциал многоядерных процессоров на практике. Взаимозависимость производителей аппаратного обеспечения и разработчиков софта порождает замкнутый круг.

Какой процессор лучше: 2 или 4-ядерный

Очевидно, что при всех преимуществах потенциал многоядерных процессоров до сих пор остается нереализованным до конца. Некоторые задачи вообще не умеют равномерно распределять нагрузку и работают в один поток, другие – делают это с посредственной эффективностью, и лишь малая доля ПО полноценно взаимодействуют со всеми ядрами. Поэтому вопрос, какой лучше процессор, 2 или 4 ядра , купить, требует внимательного изучения текущей ситуации.

На рынке представлены продукты двух производителей: Intel и AMD, отличающиеся особенностями реализации. Advanced Micro Devices традиционно делают упор на многоядерность, в то время как «Интел» неохотно идут на такой шаг и наращивают количество ядер только если это не приводит к снижению удельной производительности в расчете на ядро (избежать которого очень сложно).

Увеличение количества ядер снижает итоговую производительность каждого из них

Как правило, общая теоретическая и практическая производительность многоядерного ЦП ниже, чем аналогичного (построенного на такой же микроархитектуре, с тем же техпроцессорм) с одним ядром. Вызвано это тем, что ядра используют общие ресурсы, и это не лучшим образом сказывается на быстродействии. Таким образом, нельзя просто приобрести мощный четырех- или шестиъядерный процессор с расчетом на то, что он точно не будет слабее двухъядерника из той же серии. В некоторых ситуациях – будет, при том ощутимо. В качестве примера можно привести запуск старых игр на компьютере с восьмиядерным процессором AMD FX : FPS при этом порой ниже, чем на аналогичном ПК, но с четырехъядерным ЦП.

Нужна ли сегодня многоядерность

Значит ли это, что много ядер не нужно? Несмотря на то, что вывод кажется закономерным — нет. Легкие повседневные задачи (такие как веб-серфинг или работа с несколькими программами одновременно) положительно реагируют на увеличение числа ядер процессора. Именно по этой причине производители смартфонов делают упор на количество, опуская на второй план удельную производительность. Opera (и другие браузеры на движке Chromium), Firefox запускают каждую открытую вкладку в виде отдельного процесса, соответственно, чем больше ядер – тем быстрее переход между вкладками. Файловые менеджеры, офисные программы, проигрыватели – сами по себе не являются ресурсоемкими. Но при потребности часто переключаться между ними многоядерный процессор позволит повысить производительность системы.

Браузер Opera каждой вкладке присваивает отдельный процесс

В компании Intel осознают это, потому технология HuperThreading, позволяющая ядру обрабатывать второй поток силами неиспользуемых ресурсов, появилась еще во времена Pentium 4. Но она не позволяет в полной мере компенсировать недостаток производительности.

В «Диспетчере задач» 2-ядерный процессор с Huper Threading отображается, как 4-ядерный

Создатели игр, тем временем, постепенно наверстывают упущенное. Появление новых поколений консолей Sony Play Station и Microsoft Xbox простимулировало разработчиков уделять больше внимания многоядерности. Обе приставки созданы на базе восьмиядерных чипов AMD, поэтому теперь программистам не нужно тратить уйму сил на оптимизацию при портировании игры на ПК. С ростом популярности этих консолей — с облегчением смогли вздохнуть и те, кто разочаровался в приобретении AMD FX 8xxx. Многоядерники усиленно отвоевывают позиции на рынке, о чем можно убедиться на примере обзоров.

Корпорация Intel начала продажи своих восьмиядерных процессоров Core i7-9700K и Core i9-9900K с разблокированным множителем для платформы LGA1151 v2 неделю назад. Новые CPU дороже своих шестиядерных предшественников, что в итоге сделает системы на их базе дороже существующих. Однако спрос на данные микросхемы таков, что в настоящее время новинки едва доступны в рознице.

Процессоры Intel Core девятого поколения: семейный портрет

На протяжении многих лет Intel предлагала лишь две модели процессоров с разблокированным множителем для своей mainstream-платформы LGA115x в каждом поколении продуктов. В разное время компания делала исключения (например, выпустив «разблокированный» Pentium в 2014 году), но, как правило, Intel предлагала «разблокированный» Core i5 и «разблокированный» Core i7. В прошлом году процессорный гигант также добавил в семейство Core i3 с разблокированным множителем с целью удовлетворить потребности энтузиастов с ограниченным бюджетом. В этом году Intel снова поменяла правила игры. Вместо того, чтобы расширять семейство «разблокированных» чипов для LGA1151 v2-платформы ещё одним недорогим процессором, компания решила поднять планку и вместо этого предложить процессор Core i9.

На сегодняшний день модельный ряд процессоров Core девятого поколения с разблокированным множителем состоит из трёх продуктов: восьмиядерного Core i9-9900K с технологией Hyper-Threading и 16-Мбайт кешем, восьмиядерного Core i7-9700K с 12-Мбайт кешем и шестиядерного Core i5-9600K с 9-Мбайт кешем. Помимо большего количества ядер на моделях класса i7/i9, все новые процессоры на аппаратном уровне избавлены от уязвимостей Specter и Meltdown, а также используют припой в качестве интерфейса между кремниевым кристаллом и процессорным теплорассеивателем. Новый термоинтерфейс (soldered thermal interface material, STIM) обеспечивает лучшую теплопроводность, чем паста, которую Intel использовала в последние годы, поэтому логично ожидать, что указанные процессоры будут обладать хорошим потенциалом для разгона.

Большие кристаллы = высокие цены

Intel использует различные версии своего технологического процесса 14 нм для изготовления процессоров с 2014/2015 года. Как следствие, добавление вычислительных ядер, увеличение вместимости кеша третьего уровня, а также модификации норм производства для увеличения тактовых частот неизбежно увеличивают размеры кристалла CPU и их себестоимость.

По некоторым оценкам, Core i7-7700K имеет площадь кристалла около 125 мм 2 , Core i7-8700K увеличил размер ядра до 151 мм 2 , а Core i9-9900K «вырос» до 177 мм 2 . Исторически у Intel не было проблем с себестоимостью кристаллов площадью 177 мм 2 (это размер 22-нм Core i7-4770K), но стоит иметь в виду, производственные циклы имеют тенденцию становиться длиннее с каждым новым техпроцессом, а значит растёт и условная стоимость каждого квадратного миллиметра кремниевого кристалла.

По причине увеличения себестоимости Intel подняла рекомендованные цены* на процессоры Coffee Lake с разблокированным множителем на $15-20 в прошлом году. В этом году компания не только увеличила цены на «разблокированные» Core i5/i7 девятого поколения на $5-15, но также представила Core i9 с колоссальной для данной платформы ценой в $488, что на $114 выше цены модели i7-9700K.

*RCP — recommended customer price — цена процессора в tray-исполнении в количестве 1000 единиц. Обычно розничная цена чипа Intel на $5-15 выше RCP за исключением случаев острого дефицита.

В целом увеличение RCP на $5-15 для «разблокированных» Core i5/i7 девятого поколения (по сравнению с аналогами предыдущего поколения) не выглядит слишком страшным: за эти деньги клиенты получают дополнительные ядра (i7), более высокие тактовые частоты (i5), а также увеличенный потенциал для разгона благодаря STIM.
Также очевидно, что RCP новых чипов по-прежнему на $20-35 выше, чем цены на четырёхъядерные процессоры Intel с разблокированным множителем для настольных ПК, но спишем это на инфляцию. С другой стороны, Core i9-9900K стоит на $149 выше типичного топового LGA115x чипа Intel, выпущенного в 2013-2017 годах и существенно поднимает планку стоимости производительных компьютеров на базе mainstream-платформы компании. Впрочем, цена Core i9-9900K существенно ниже стоимости ориентированного на HEDT-сегмент процессора Core i7-9800X, который оценивается в $589.

Для любителей разного рода метрик можно добавить, что с выпуском восьмиядерных процессов для инфраструктуры LGA1151 v2 компания Intel снизила стоимость процессорного ядра до $47 в случае с моделью Core i7-9700K, что является самой низкой ценой ядра процессора класса i7 за всё время.

Восьмиядерные Core i7 и Core i9: пока в красной книге

Несмотря на более высокие цены по сравнению с предшественниками, процессоры Core девятого поколения довольно сложно купить. При этом, если шестиядерный Core i5-9600K ещё можно найти, то восьмиядерные Core i7-9700K и Core i9-9900K заслуживают внесения в красную книгу, согласно проверке ряда розничных торговцев журналистами с сайта AnandTech .

При исследовании предложений от 27 интернет-магазинов из США, Западной Европы и скандинавских стран выяснилось следующее:

• Процессоры Core i9-9900K фактически невозможно купить по цене хоть сколько-то близкой к RCP. Даже магазины в США продают данные процессоры по $580 (что немногим ниже $589 за Core i7-9800X), тогда как в Западной Европе их стоимость может взлетать до $1000-1300 даже без учёта НДС. Примечательно, что в скандинавских странах новых микросхем нет вообще, а первые поставки ожидаются в начале ноября. Из 27 проверенных магазинов CPU есть в наличии у семи (при этом Amazon.de продаёт эти чипы только в комплекте с материнскими платами и памятью).
• Процессоры Core i7-9700K также продаются по завышенным ценам. Однако если в США премия за наличие на складе составляет пару десятков долларов, а новинку можно получить за $420, то по эту сторону Атлантики стоимость новинок варьируется от $470 до $595 без НДС. Скандинавские магазины планируют начать продажи i7-9700K в начале ноября по ценам от $426 до $467 без НДС. Из 27 исследованных магазинов новый чип оказался в наличии лишь у восьми.
• Ситуация с ценой и доступностью несколько лучше у процессоров Core i5-9600K, но и тут не так много поводов для радости. С одной стороны, крупные торговцы в США не пытаются получить премию за данные изделия, их можно купить за $280. К сожалению, компании вроде Amazon или Newegg просто не имеют данных чипов в наличии. Их коллеги из Западной Европы готовы продавать Core i5-9600K, но зачастую по завышенным ценам: от $327 до $416 без налогов. В большинстве скандинавских стран новинку также можно приобрести, выложив $309-325 без учёта НДС. Из 27 исследованных магазинов как минимум 18 имели процессоры i5-9600K на складе на момент написания данной заметки (26 октября).

Вслед за коллегами из США мы решили провести наше собственное мини-исследование доступности новых процессоров Intel в России.

Как видно из таблицы, Core i9-9900K — довольно редкий (и дорогой) гость и в российской рознице. Приобрести Core i7-9700K и Core i5-9600K существенно проще, поскольку они есть на складах трёх из четырёх проверенных магазинов.

Что касается стоимости, то можно отметить, что восьмиядерные процессоры Core i9-9900K и Core i7-9700K продаются исключительно по существенно завышенным ценам даже без учёта НДС. Стоимость шестиядерного Core i5-9600K смотрится довольно адекватно в случае с магазинами DNS и Регард, однако один из их конкурентов явно пытается заработать премию на новинке.

Выводы

Intel начала выпуск девятого поколения процессоров Core для настольных компьютеров с трёх флагманских моделей с разблокированным множителем, нацеленных на энтузиастов. Это необычная тактика для компании, поскольку, как правило, Intel представляет семейство новых CPU, ориентированных на различные сегменты рынка и типы систем. Например, далеко не все OEM-производители заинтересованы в «разблокированных» процессорах, поскольку они не поддерживают возможности для разгона в подавляющем большинстве своих систем. Между тем две из трёх новых моделей предлагают восемь вычислительных ядер, что неизбежно привлечёт как энтузиастов, так и производителей ПК. Кроме того, микросхемы Intel Core девятого поколения не подвержены уязвимостям Spectre и Meltdown на аппаратном уровне, а эта особенность привлечёт обеспокоенных безопасностью пользователей. О планах Intel в отношении восьмиядерных процессоров с блокированным множителем (то есть Core i7-9700) на данный момент неизвестно ничего. Однако если такой продукт не будет выпущен, все клиенты Intel (канал, розница, OEM и другие) будут бороться за поставку двух моделей CPU именно им.

На данный момент купить Intel Core i9-9900K практически невозможно ни в США, ни в Скандинавии. Что касается России и Западной Европы, то предложение очень ограничено, а стоимость этих процессоров чрезмерно высока, что свидетельствует о том, что количество поставленных Intel CPU невелико и заведомо неспособно удовлетворить спрос. Учитывая, что магазин Amazon.com ни разу не успел обозначить продукт как «на складе», очевидно, что компания даже не осуществила поставки по всем предварительным заказам. Иными словами, даже крупнейший продавец в мире не смог получить достаточное количество подобных CPU.

Ситуация с наличием на складах Core i7-9700K несколько лучше: процессор можно купить в России и ряде стран Западной Европы, но не в США и Скандинавии. Хотя данный CPU предлагается большим количеством магазинов, чем Core i9-9900K, цена на новинку весьма высока. Судя по всему, поставки процессоров несколько ограничены со стороны производителя.

Что касается Core i5-9600K, он доступен практически во всём мире, но зачастую его стоимость выше разумной, особенно по сравнению с ценой Core i5-8600K, который уступает новинке лишь 100 МГц в базовой тактовой частоте.

Как неоднократно отмечала Intel, спрос на высокопроизводительные процессоры в этом году бьёт рекорды. Компания пытается произвести требуемое количество CPU, вследствие чего ей даже пришлось расширять производственные мощности для 14-нм продукции. С точки зрения количества обрабатываемых кремниевых пластин, то оно осталось неизменным. Intel выпускает их ровно столько, сколько выпускала ранее, однако спрос на многоядерные Xeon и премиальные Core (заведомо более сложные в производстве продукты) чрезмерно высок. Так или иначе, на сегодняшний день очевидно, что розничные торговцы не получают достаточного для удовлетворения спроса количества процессоров Core i7-9700K и Core i9-9900K. До тех пор, пока проблема не будет решена, на них предсказуемо сохранятся высокие цены.

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.

Эти пояснения были опубликованы в статье «Octa-core vs Quad-core: Does it make a difference?» на страницах ресурса Trusted Reviews .

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

Но ключевое различие между этими двумя типами процессоров 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! Данное решение необходимо для смартфона, работающего от аккумулятора, но не для головного устройства, постоянно питающегося от бортовой сети автомобиля.

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 Trasted Reviews.

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 устройстве? Такой необходимости нет, например Apple, обеспечивает 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. 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.

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 и G Flex 2, ставший 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 .

Знаете ли вы другие преимущества восьмиядерных процессоров смартфонов?

Для офисного, домашнего или игрового компьютера не так уж и сложно выбрать подходящий процессор. Нужно лишь определиться с потребностями, немного ориентироваться в характеристиках и ценовых диапазонах. Нет смысла досконально изучать самые мелкие нюансы, если вы не «гик», но нужно понимать на что обращать внимание.

Например, можно искать процессор с большей частотой и кеш-памятью, но, не обратив внимание на ядро чипа, можно попасть впросак. Ядро, по сути, и есть основной фактор производительности, а остальные характеристики плюс-минус. В общих чертах могу сказать, что чем дороже продукт в линейке одного производителя, тем он лучше, мощнее, быстрее. Но процессоры AMD дешевле аналогичного у Intel.

• Процессор стоит выбирать в зависимости от поставленных задач. Если в обычном режиме у вас работает около двух ресурсоёмких программ, то лучше купить двухъядерный «камень» с высокой частотой. Если же используется больше потоков – лучше остановить свой выбор на многоядернике той же архитектуры, пусть даже с меньшей частотой.
• Гибридные процессоры (с встроенной видеокартой) позволят сэкономить на покупке видеокарты, при условии, что играть в навороченные игры вам не надо. Это почти все современные процессоры Intel и AMD серии A4-A12, но у AMD графическое ядро сильнее.
• Вместе со всеми процессорами с пометкой «ВОХ» должен поставляться кулер (конечно, простенькая модель, которой не хватит для высоких нагрузок, но для работы в номинальном режиме — то что надо). Если нужен крутой кулер, то .
• На процессоры с пометкой «ОЕМ» распространяется годовая гарантия, на ВОХ – трехлетняя. Если срок гарантии, предоставляемой магазином меньше – лучше задуматься над тем, чтобы поискать другого распространителя.
• В некоторых случаях есть смысл купить проц с рук, таким образом можно сэкономить около 30% суммы. Правда, такой способ покупки связан с определенным риском, поэтому необходимо обращать внимание на наличие гарантии и репутацию продавца.

Основные технические характеристики процессоров

Теперь о некоторых характеристиках, о которых всё же стоит упомянуть. Не обязательно вникать, но будет полезно чтобы понять мои рекомендации конкретных моделей.

Каждый процессор имеет свой сокет (платформу) , т.е. название разъёма на материнской плате под который он предназначен. Какой бы вы ни выбрали процессор, обязательно смотрите на соответствие сокетов. На данный момент существует несколько платформ.

• LGA1150 – не для топовых процессоров, используется для офисных компьютеров, игровых и домашнего медиацентра. Встроенная графика начального уровня, кроме Intel Iris/Iris Pro. Уже выходит из оборота.
• LGA1151 – современная платформа, рекомендуется для будущего апгрейда на более новые «камни». Сами по себе процессоры не сильно быстрее предыдущей платформы, т.е., смысла апгрейдиться на неё особо нет. Но зато здесь присутствует более мощное встроенное графическое ядро серии Intel Graphics, поддерживается память DDR4, но она не даёт сильного выигрыша в производительности.
• LGA2011-v3 – топовая платформа, предназначенная для построения высокопроизводительных настольных систем на базе системной логики Intel X299, дорого, устарело.
• LGA 2066 (Socket R4) - разъём для HEDT (Hi-End) процессоров Intel архитектуры Skylake-X и Kaby Lake-X, пришёл на замену 2011-3.

• AM1 для слабых, энергоэкономичных процессоров
• AM3+ распространённый сокет, подходит для большинства процессоров AMD, в т.ч. для высокопроизводительных процессоров без интегрированного видеоядра
• AM4 создан для микропроцессоров с микроархитектурой Zen (бренд Ryzen) с встроенной графикой и без неё, и всех последующих. Появилась поддержка памяти DDR4.
• FM2/FM2+ для бюджетных вариантов Athlon X2/X4 без встроенной графики.
• sTR4 — тип разъёма для HEDT семейства микропроцессоров Ryzen Threadripper. Схож с серверными сокетами, самый массивный и для настольных компьютеров.

Есть устаревшие платформы, покупать которые можно в целях экономии, но нужно учесть, что новых процессоров для них делать уже не будут: LGA1155, AM3, LGA2011, AM2/+, LGA775 и другие, которых нет в списках.

Наименование ядра. Каждая линейка процов имеет своё название ядра. Например, у Intel сейчас актуальны Sky Lake, Kaby Lake и самый новый Coffee Lake восьмого поколения. У AMD – Richland, Bulldozer, Zen. Чем выше поколение — тем более высокопроизводительный чип, при меньших энергозатратах, и тем больше внедрено технологий.

Количество ядер: от 2 до 18 штук. Чем больше – тем лучше. Но тут есть такой момент: программы, которые не умеют распределять нагрузку по ядрам будут работать быстрее на двухядернике с бОльшей тактовой частотой, чем на 4-х ядерном, но с меньшей частотой. Короче, если нет чёткого технического задания, то работает правило: больше – лучше, и чем дальше, тем это будет правильнее.

Техпроцесс , измеряется в нанометрах, например – 14nm. Не влияет на производительность, но влияет на нагрев процессора. Каждое новое поколение процессоров изготавливается по новому техпроцессу с меньшим nm. Это означает, что если взять процессор предыдущего поколения и примерно такой же новый, то последний будет меньше греться. Но, так как новые продукты делают более быстрыми, то и греются они примерно так же. Т.е., улучшение техпроцесса даёт возможность производителям делать более быстрые процессоры.

Тактовая частота , измеряется в гигагерцах, например — 3,5ГГц. Всегда чем больше – тем лучше, но только в пределах одной серии. Если взять старый Pentium с частотой в 3.5ГГц и какой-нибудь новый, то старый будет медленнее во много раз. Это объясняется тем, что у них совсем разные ядра.

Почти все «камни» способны разгоняться, т.е. работать на большей частоте, чем та, что указана в характеристиках. Но это тема для разбирающихся, т.к. можно спалить процессор или получить нерабочую систему!

Объем кэш памяти 1, 2 и 3 уровней , одна из ключевых характеристик, чем больше, тем быстрее. Первый уровень самый важный, третий — менее значим. Напрямую зависит от ядра и серии.

TDP – рассеиваемая тепловая мощность, ну или насколько при максимальной нагрузке. Меньшее число означает меньший нагрев. Без чётких личных предпочтений на это можно не обращать внимание. Мощные процессоры потребляют 110-220 Ватт электроэнергии в нагрузке. Можно ознакомиться с диаграммой примерного потребления энергии процессорами Интел и АМД под обычной нагрузкой, чем меньше, тем лучше:

Модель, серия : не относится к характеристикам, но тем не менее я хочу рассказать как понять какой процессор лучше в рамках одной серии, не особо вникая в характеристики. Название процессора, например « состоит из серии « Core i3″ и номера модели «8100». Первая цифра означает линейку процессоров на каком-то ядре, а следующие — это его «индекс производительности», грубо говоря. Так, мы можем прикинуть, что:

• Core i3-8300 быстрее, чем i3-8100
• i3-8100 быстрее, чем i3-7100
• Но i3-7300 будет шустрее, чем i3-8100, несмотря на более младшую серию, потому что 300 сильно больше чем 100. Думаю, суть вы уловили.

То же самое касается и AMD.

А вы будете играть на компьютере?

Следующий момент, с которым нужно заранее определиться: игровое будущее компьютера. Для «Весёлой фермы» и других простеньких онлайн-игр подойдёт любая встроенная графика. Если покупать дорогую видеокарту в планы не входит, но поиграть хочется, тогда нужно брать процессор с нормальным графическим ядром Intel Graphics 530/630/Iris Pro, AMD Radeon RX Vega Series. Пойдут даже современные игры в Full HD 1080p разрешении на минимальных и средних настройках качества графики. Можно играться в World of Tanks, GTA, Доту и другие.

• Комментарии (227 )

• ВКонтакте

Минский Ремонтник


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  • Ответить

    Ответить

BRedScorpius


Ответить

aleksandrzdor


Ответить

• Елена Малышева
  

  Ответить

  • Алексей Виноградов
    

    Ответить

Дмитрий


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Леонид


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Леонид


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Сергей


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  • Сергей
    

    Ответить

    • Алексей Виноградов
      

      Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Станислав


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Владислав


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Александр


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Александр


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Игорь Новожилов


Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  • Ответить

    • Алексей Виноградов
      

      Ответить

Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Александр С.


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александ С.
  

  Ответить

  • Ответить

Алексей Виноградов


Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

Александр С.


Ответить

Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Александр С.


Ответить

Ответить

Вячеслав


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Дмитрий


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

Константин


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Виталий


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

  Григорий
  

  Ответить

Дмитрий


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

  • Ответить

Александр С.


Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

Леонид


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

  • Леонид
    

    Ответить

Ответить

Владимир


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Ответить

серега


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

  • Ответить

Леонид


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

Наталья


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Андрей


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

Андрей


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  • Алексей Виноградов
    

    Ответить

Андрей


Ответить

Андрей


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Андрей


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

Андрей


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Андрей


Ответить

Андрей


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Александр С.


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Андрей


Ответить

Александр С.


Ответить

Андрей


Ответить

Александр С.


Ответить

Андрей


Ответить

Александр С.


Ответить

Андрей


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Андрей


Ответить

Александр


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

  • Александр
    

    Ответить

    • Александр С.
      

      Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Максим


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Андрей


Ответить

Андрей


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Андрей


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Ответить

• Ответить

  • Андрей
    

    Ответить

    Александр С.
    

    Ответить

Алексей Виноградов


Ответить

Дмитрий


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

  Александр С.
  

  Ответить

Максим


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Александр


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

  • Александр
    

    Ответить

Александр С.


Ответить

• Ответить

Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Дмитрий


Ответить

Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Александр С.


Ответить

Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  • Ответить

    • Алексей Виноградов
      

      Ответить

    • Александр С.
      

      Ответить

толик дукалис


Ответить

Новичек


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

  • Новичек
    

    Ответить

Ответить

• Новичек
  

  Ответить

  • Ответить

    • Новичек
      

      Ответить

Константин


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Ответить

• Ответить

  • Александр С.
    

    Ответить

    • Ответить

      • Александр С.
        

    Ответить

Искандар


Ответить

Ответить

Ответить

Владимир


Ответить

• Александр С.
  

  Ответить

Ответить

Андрей


Ответить

Ответить

Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

Сергей


Ответить

Леонид


Ответить

• Алексей Виноградов
  

  Ответить

  • Леонид
    

    Ответить

    • Алексей Виноградов
      

      Ответить

Виктор
Сен 17, 2018

Ответить

• Виктор
  Сен 17, 2018

  Ответить

  • Александр С.
    Ноя 13, 2018

    Ответить

Татьяна
Янв 04, 2019

Ответить

Виктор
Апр 19, 2019

Ответить

• Алексей Виноградов
  Апр 19, 2019

  Ответить

A
Июл 12, 2019

Ответить

вася
Дек 15, 2019