Что такое игровой процессор на телефоне
Как выбрать достойный cмартфон для игр? Нужен производительный чипсет или, может, сверхъемкий аккумулятор? А как же «внешность» девайса и удобство пользования? Это далеко не полный перечень вопросов, возникающих, когда нужно решить, какой смартфон лучше купить для развлечений.
Чтобы выбрать действительно крутой девайс, который с легкостью потянет стрелялки, бродилки и прочие игрушки, нужно тщательно разобраться во всех его параметрах, начиная от процессора и заканчивая внешней составляющей. Советы, какой лучше купить телефон для онлайн-развлечений и установленных игр, можно найти в данной статье.
Значение оперативной памяти и графического ядра для производительности
Объем оперативы влияет на скорость запуска приложений и количество одновременно выполняемых задач без необходимости выгружать их в память смартфона, занимая свободное место на накопителе. Тут тоже действует правило «чем больше, тем лучше».
GPU (графическое ядро) — не менее важная составляющая системы. От его мощности также во многом зависит производительность устройства. Особенно это заметно в играх и других ресурсоемких приложениях, требовательных к графике.
Exynos 9810
Двухкристальное устройство вошло в пятерку лучших игровых мобильных процессоров благодаря быстродействию, а еще — хорошим показателям энергоэффективности и отличной графике.
Особенности самсунговского ЦПУ:
1. У процессора — 8 ядер. Четыре из них работают на частоте 1,9 гигагерц, и еще четыре — на 2,9 ГГц. Основан ЦП на 10 нм техпроцессе.
2. Высокий уровень производительности особенно заметен при работе в однопоточном режиме, чего железу под управлением ANDROID OS явно не хватало.
Совет: любителям поиграть на телефоне с большим экраном понравится безрамочный S9 G960F. Он как раз на таком процессоре. Тем же, кто обязательно хочет игровой смартфон, но со сдвоенными камерами, подойдет Note 9 или S9+.
3. Классная графика — чип Mali-G72 MP18 показал себя в играх отлично. При желании вполне комфортно можно играть в мобильную версию PUBG, что уж и говорить о Real Racing 3 или всеми любимых Танках.
Mediatek Helio X30
Мощный 10-ядерный процессор для смартфонов дает хорошую производительность в повседневных задачах и тяжелых играх, что подтверждают отзывы. У этого ЦП — три кластера. Что они собой представляют — в таблице.
Почему рекомендуют:
- За графику отвечает чип PowerVR 7XTP-MP4, частота которого составляет 800 МГц. Решение способно декодировать 10-разрядное видео формата 4K2K при поддержке HDR10.
- Два 14-разрядных процессора обработки изображений дают возможность без труда работать со сдвоенными камерами до 16 мп каждая. Это означает, что телефоны на Хелио Х30 — отличный выбор не только для игр, но и для фото.
- CorePilot 4.0 — технология управления ядрами, которая обеспечивает прирост энергоэффективности на 25% в сравнении с предыдущей моделью.
- Производительность в сравнении с предыдущей версией ЦПУ выросла на 35%, а показатель энергоэффективности — на 50%.
Что такое двухкристальный чипсет?
Почти все современные процессоры для смартфонов имеют двухкристальный чипсет. Он позволяет контролировать распределение мощности CPU в зависимости от нагрузки. Благодаря этому повышается энергоэффективность телефона, да и процессор работает стабильнее.
К примеру, смартфон оснащен восьмиядерным ЦП, однако одновременно могут быть задействованы только 4 из них. Переключение происходит автоматически в зависимости от выполняемых пользователем операций. Ядра с меньшей тактовой частотой предназначены для несложных задач. Более мощные — для требовательных к ресурсам приложений, например, тяжелых игр.
Что такое игровой смартфон?
Игры для смартов – зачастую ресурсоемкие приложения, в которые встроено большое количество графических элементов. В отличие от пользования офисными программами или скроллинга соцсетей игры очень нагружают систему. Они требовательны ко всем составляющим смартфонов, для них нужен высокий уровень производительности чипсета, достаточный объем памяти, емкая батарея и др.
На коробке устройства нет пометки «для игр», класс девайса можно определить по его характеристикам и начинке. Она должна быть достаточно мощной (как у модели Galaxy J7), чтобы потянуть ресурсоемкие приложения. Еще одна отличительная черта хорошего смартфона для игр – цена его будет выше средней. Бюджетные варианты точно не справятся с World of Tanks, но могут потянуть головоломки или, к примеру, карточные игры. Поэтому перед подбором телефона для игр нужно определиться: играем в простые или сложные, требовательные игрушки.
Советы и рекомендации
Будь в курсе последних новостей из мира гаджетов и технологий
Qualcomm Snapdragon 845
CPU имеет 8 ядер, 4 из которых трудятся на частоте 1,8 ГГц и используются для выполнения несложных задач, а еще 4 — на частоте 2,8 ГГц. Они нужны для работы с приложениями, системные требования которых достаточно высоки.
Совет: если хочется смартфон для игр, можно выбрать ROG Phone с таким процессором — комфортный гейминг обеспечен.
Почему в рейтинге:
- Одна из главных фишек в архитектуре — 3 Мб системного кэша. Благодаря этому процессор не испытывает необходимости регулярно обращаться к ОЗУ, так как является вполне самодостаточным для того, чтобы тянуть игры и другие тяжелые приложения. А если еще и оперативы много, как у ZenFone 5Z — вообще сказка.
- Adreno 630 — графический чип — на 30% производительнее своих предшественников, что оценят любители мобильного гейминга.
- Extended Reality (XR) — при работе с приложениями, которые связаны с VR, заметны положительные изменения, открывающие новые горизонты в этой области. Так, GPU просчитывает 6 уровней свободы в виртуальной или дополненной реальности.
- Благодаря разработке Foveation графический чип максимально точно распознает положение взгляда: виртуальная среда отображается качественнее.
Оптимизации на софтверном уровне
Прежде, чем затронуть тему оптимизации на программном уровне, следует понять, что такое ядро ЦПУ и тактовая частота, а также на что влияют их параметры. Ядро — элемент чипсета, который определяет показатели производительности, энергоэффективности и тактовую частоту ЦП.
Тактовая частота — параметр, который отображает максимальное количество тактов (операций) проца в секунду. Чем выше этот показатель, тем быстрее работает мобильный процессор. С количеством ядер ситуация аналогична, но при переходе с четырех на восемь ядер не стоит ожидать прироста производительности в 2 раза. Причина повышения эффективности работы — прежде всего, в перераспределении выполняемых девайсом процессов. Об этом говорилось выше.
Оптимизация играет не последнюю роль в производительности. И выполняется она за счет программного обеспечения. Один из ярких примеров — гаджеты Apple. iPhone с шестиядерным процессором по производительности вырывается вперед в сравнении с восьмиядерным решением под управлением Android ОС.
Внешние интерфейсы: технология USB OTG
Подключение внешней периферии существенно расширяет игровые возможности девайсов. Для этого используется стандартный кабель: один конец с интерфейсом microUSB, второй – просто USB. Подключать можно джойстики, монитор, даже клавиатуру или мышку.
Телефон в дуэте, к примеру, с геймпадом вполне может заменить приставку. Подобные приспособления позволяют максимально точно контролировать персонажа и действие в игре в целом. Они оснащены множеством кнопок, курками и стиками. Некоторые даже имеют специальные держатели для смартфонов. Очень удобно, такие аксессуары можно эксплуатировать не только дома, но и брать с собой для развлечений в поездку.
Дизайн и удобство эксплуатации
Внешний вид и приятные тактильные ощущения, конечно же, тоже важны при выборе аппарата для игр. Основные параметры, которые важны для комфортного использования геймерского девайса – размер и вес. В среднем характеристики выглядят так:
- габариты экрана – 4,7-5,5 дюймов;
- масса – до 160 гр;
- толщина – минимальная (6-8 мм, например, Moto Z2 Force);
- округлые края и узкие рамочки по периметру дисплея.
Кроме того, в этом пункте выбора первостепенную роль играют личные предпочтения пользователя.
Технические характеристики геймерских смартфонов
Параметры при выборе девайса на первом месте – это факт. Но на какие из них стоит обратить внимание, а какие будут второстепенными? Чипсет, графика, батарея, дисплей, ОС – все это нужно рассмотреть под микроскопом всем, кто желает получить истинно геймерскую модель. Чтобы правильно подобрать игровой телефон по всем главным параметрам и не упустить ничего из виду, стоит ознакомиться со следующими разделами статьи.
Чипсет – «сердце» мобильного девайса. Чем он производительнее и мощнее, тем лучше себя будет чувствовать телефон во время геймерских сражений. То есть никаких вылетов, подвисаний и тормозов.
Что же касается компаний, которые занимаются изготовлением чипсетов, то в рейтинг производителей мобильных процессоров для смартфонов попали:
Конечно же, сравнение процессоров смартфонов на практике даст более полную картину их производительности и энергоэффективности. При выборе чипсета для игрового девайса стоит обратить внимание на предложенные в таблице варианты. В настоящий момент это одни из самых производительных чипов.
Графическое ядро – часть чипсета. Оно несет основную нагрузку при играх. Отвечает за создание графики, оттенков и текстур. Некоторые мегапопулярные смартфоны от брендов Apple и Xiaomi работают на мобильном видеоускорителе PowerVR. Meizu частенько отдает предпочтение Mali, Adreno фигурирует в аппаратах фирмы Самсунг. NVidia Tegra пользуется популярностью в планшетах, в телефонах менее распространена.
Какой же графический процессор лучше – можно увидеть в рейтинге, с плюсами и минусами каждого:
В рейтинге видеоускорителей смартфонов нет победителей и побежденных, каждый графический процессор из представленных выше зарекомендовал себя с лучшей стороны в игровых девайсах.
Объем оперативной памяти
Память в девайсах бывает 2-х типов: внутренняя (постоянная) и оперативная. Чем больше первой, тем большее количество игр и приложений поместится внутри телефона. Оперативка выполняет другую миссию: чем ее больше, тем быстрее девайс работает и переключается между поставленными задачами.
Оптимальные показатели для аппаратов, работающих на Android – от 2 гигов (в качестве примера Galaxy J5 2017), для «яблочных» гаджетов – от 1-2 Gb (пример – iPhone 7).
Получить удовольствие от игр на небольшом дисплее с неважным качеством точно не получится.
Для геймерского девайса важны следующие характеристики экрана:
- Матрица. Какой тип матрицы смартфонов лучше всего подойдет для игр? Оптимальные варианты – IPS и Amoled. Такие экраны яркие, контрастные, с отличными углами обзора и цветопередачей.
- Диагональ. Рекомендации по поводу размера экрана – от 4,7 дюймов (например, Huawei P8 lite). Также стоит обратить внимание на фаблеты, габариты которых переваливают за отметку 5,5 дюймов. На таком экране точно можно рассмотреть все детали игры.
- Соотношение сторон. Игры и разнообразные приложения чаще всего охотно занимают всю площадь экрана, без всяких черных полос по бокам. Одно из популярных соотношений сторон геймерских аппаратов – 16 на 9.
На ярком и большом экране будет приятно сыграть и в бродилки, и в стрелялки, и в гоночки.
От этого показателя само собой зависит автономность девайса, т.е. как долго можно будет играть и не обращаться к зарядке. Для геймерских аппаратов энергозапас батареи должен быть не менее 3000 мАч (например, у Galaxy J7 Gold – 3600). В этом случае 3-4 часа непрерывного гейминга будет обеспечено.
Важный нюанс: Девайсы с хорошим экраном быстро «едят» энергетический запас батареи. В этом случае дисплеи с матрицей Amoled наиболее экномичны. Еще один выход из ситуации – купить дополнительно павербанк, чтобы в самый ответственный момент игры не пришлось прерываться на подзарядку агрегата.
Платформа в геймерских аппаратах играет не последнюю роль. Разработчики игр ориентируются на популярные ОС. Лидеры в этом сегменте – Андроид и Apple IOS, а также не такой распространенный Windows Phone. Подробнее о плюсах и минусах каждой ОС – ниже.
ОС Android от Google – число игр и ПО здесь превысило отметку в 1,5 млн. Эта мобильная платформа – с открытым кодом, т.е. разработчики и просто энтузиасты могут самостоятельно создавать ПО для юзеров.
Плюсы операционки:
- большое количество игрушек, в т.ч. бесплатных;
- регулярные обновления, которые исправляют возможные недочеты предыдущих версий ОС.
К минусам относится:
- иногда возникают проблемы совместимости с некоторыми аппаратами.
Следующая операционка – IOS. Это прямой конкурент Гугл. IOS – детище Apple, которое можно встретить в Iphone (например, 6S)
Плюсы данной ОС:
- хорошая оптимизация, благодаря чему игры быстро запускаются и плавно работают;
- все приложения проходят тесты и сертификацию, т.е. проблем с совместимостью нет.
Минусы операционки:
- количество игрушек ограничено и чаще всего они платные.
Следующая OS – Windows Phone. Над ее созданием потрудилась компания Microsoft.
Достоинства данной ОС:
- не требовательна к производительности «железа», девайсы отлично справляются с тяжелыми игрушками, при этом не требуя наличия большого количества памяти или высоких частот от чипсета;
- WM Phone 10 объединила все девайсы в одно семейство, так что настольные игры ПК на Виндовс легко портируются на мобильные гаджеты.
Единственный недочет ОС – за счет малой доли рынка у этой ОС число игр в фирменном магазине не очень велико.
Чем игровые смартфоны отличаются от всех остальных?
Не так давно Xiaomi и ASUS представили игровые смартфоны, и теперь, по слухам, Samsung готовит аналогичное устройство. Неужели производительности современных флагманов не хватает для того, чтобы без проблем тянуть все топовые игры? Или дело в чём-то другом?
Как правило, игровые смартфоны получают агрессивный и слегка аляповатый дизайн, призванный скрыть одну характерную особенность — у них толстый корпус. В тонком корпусе невозможно уместить долгоиграющий аккумулятор, который позволил бы играть под максимальной нагрузкой хотя бы три-четыре часа, и серьёзную систему охлаждения.
Обычные смартфоны рассчитаны примерно на сутки использования в разных режимах: разговор по телефону, просмотр видео, прослушивание музыки, запуск нетребовательных игр, чтение текстов в браузере и т. п. У игровых смартфонов немного иная задача: помимо этого добавляется возможность запуска игр с параметрами, которые по-полной нагружают процессор и видеочип. В таких условиях важно не допустить перегрева аккумулятора (который из-за этого может лопнуть и взорваться), а также предусмотреть эффективное отведение тепла от электронных компонентов и прежде всего процессора.
В процессорах предусмотрена защита, так называемый троттлинг: при достижении определённой температуры тактовая частота снижается, что вызывает уменьшение тепловыделения и, как следствие, производительности. Именно поэтому на обычных смартфонах у вас не получится долго играть в игры с тяжёлой графикой и динамичным геймплеем — они начинают подтормаживать и раздражать.
Бенчмарк AnTuTu прекрасно иллюстрирует эту теорию. Самые производительные смартфоны — игровые аппараты ASUS ROG Phone и Xiaomi Black Shark, они набирают примерно 304 000 и 293 000 баллов. AnTuTu тестирует смартфоны долго и тщательно, учитывая падение производительности процессора из-за нагрева. В ROG Phone и Black Shark используется Snapdragon 845 и примерно такая же начинка, как у всех современных флагманов, но производительность этих смартфонов оказывается гораздо выше за счёт использования более эффективного охлаждения.
Само собой, у игровых смартфонов есть и другие особенности, которые в глазах геймеров выглядят преимуществами, но не особо нужны обычным пользователям. Это качественный и громкий звук, обеспечивающий полноценное погружение в игру, и совместимость с различными аксессуарами, в том числе геймпадами и дополнительными экранами.
О компьютерных процессорах говорят много, а вот о мобильных информации поменьше. Какой же процессор в смартфоне делает его подходящим для работы и игр? Какой вариант лучше выбрать? Об этом и рассказывает статья. В ней — особенности современных процессоров и 5 самых мощных ЦПУ.
Apple A12
Мощный ЦП для айфонов оптимизирован для решения задач, связанных с дополненной реальностью и машинным обучением. Настал тот день, когда умные телефоны становятся еще умнее. Эта модель хотя и имеет меньшее количество ядер в сравнении с другими мобильными процессорами из рейтинга, по производительности не уступает им.
Чем хорош:
1. 6 ядер, мощный графический и звуковой чипы делают этот процессор одним из лучших решений для меломанов и геймеров.
2. Еще быстрее, еще энергоэффективнее. A12 — это плюс 15% к производительности и 40% к показателю энергоэффективности в сравнении с все еще актуальным А11.
3. GPU демонстрирует прирост производительности в 50% в сравнении с предыдущей моделью, что просто не может не радовать поклонников игр: 4 графических ядра — это не шутки.
4. Усовершенствованный алгоритм интегрированного компонента Secure Enclave ускорил процесс идентификации лица пользователя.
Рекомендация: если хочется производительный игровой смартфон на А 12, хороший выбор — Айфон XS, XS Мах или XR.
5. Однокристальная система теперь способна проводить порядка 5 триллионов операций в секунду. Для сравнения, в А 11 данный показатель составляет 600 миллиардов.
Итоги: какой смартфон лучше выбрать для игр?
Напоследок стоит напомнить основные тезисы из всего материала. Каким же должен быть идеальный девайс для игр:
- Чипсет. Тактовая частота от 1,4 ГГц. Количество ядер не менее 2-х, а лучше 4 и больше.
- Графика. Проверенные варианты – Mali, Adreno, PowerVR.
- Память. Оперативка – объем от 2 гигов, встроенная – от 32 гигов.
- Экран. Габариты, начиная от 4,7-5 дюймов, с матрицей IPS или AMOLED.
- Батарея. Емкость от 3000 миллиампер-часов.
Не лишним будет, чтобы в девайсе была предусмотрена возможность расширить при необходимости память. Внешний вид аппарата полностью зависит от вкусов его будущего владельца. А вот такие дополнительные аксессуары, как геймпад добавят комфорта в использовании телефона.
Определившись, какой телефон лучше купить для игр, можно смело отправляться за его покупкой и быть уверенным в приобретении действительно стоящего экземпляра.
Будь в курсе последних новостей из мира гаджетов и технологий
Рейтинг мобильных процессоров
Хороший мобильный процессор — это не только достаточная производительность, которой хватает для веб-серфинга и простых казуальных игр. Но это также отличное быстродействие при одновременной работе с несколькими программами, в ресурсоемких играх. Ниже — особенности 5 мощных игровых моделей ЦПУ для мобильных телефонов.
Сравнение производительности современных смартфонов и компьютеров
Ни для кого не секрет, что за последние 10 лет телефоны сделали качественный скачок — если тогда они воспринимались в основном как звонилки, с крайне урезанным браузером и почти без возможности проигрывать видео, то сейчас это полноценные мультимедийные устройства с нормальными браузерами и плеерами, пакетом MS Office, играми, оснащенные камерами, способными снимать 4К видео — в общем, казалось бы, это полноценный ПК в кармане.
Это же мнение активно развивают и компании-производители: Apple продвигает iPad как замену ПК, Microsoft и Samsung представили док-станции, с помощью которых можно превратить смартфон в рабочее место. И поэтому у многих может сложиться впечатление, что по производительности смартфоны уже ничуть не хуже ПК (ну или хотя бы ноутбуков). Однако, забегая вперед — это далеко не так.
Разумеется, возникает вопрос — как сравнить производительность смартфонов, построенных на ARM-процессорах, и ПК, построенных на x86? Конечно, есть кроссплатформенные тесты типа GeekBench, однако их проблема в том, что их результаты крайне сильно зависят от оптимизации бенчмарка под ту или иную архитектуру или даже процессор — к примеру, GeekBench не видит кэш L3 у процессоров Apple, а ведь он достаточно серьезно влияет на скорость вычисления. Поэтому нам нужен бенчмарк, который использует «понятные» всем процессорам команды, которые никак не зависят от системы — и на эту роль хорошо подходит Linpack, который меряет FLOPS.
Что же такое FLOPS? Это единица измерения производительности устройства, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду оно может сделать. Операции с плавающей запятой происходят «внутри» процессора и никак не зависят от системы, а только от быстродействия самого процессора. И второй плюс — в отличие от высокоуровневых бенчмарков, тестирующих отдельно процессор и отдельно видеокарту, никто не мешает вычислить производительность и того, и другого во FLOPS.
Увы, нормального Linpack под iOS я не нашел (есть один, но он не поддерживает х64-вычисления, что, разумеется, скажется на производительности). А вот под Android он есть, и поддерживает х64 — можно его бесплатно скачать в Google Play. Для тестов был взят практически топовый по современным меркам Snapdragon 820, и его результат — порядка 2.7 GFLOPS:
Тут, разумеется, возникает вопрос — это много или мало? Увы — это мало: к примеру, Intel Core i3-7100U, низковольтный современный процессор от Intel, набирает порядка 40 GFLOPS. Сравнимый с Snapdragon 820 результат (3.2 GFLOPS) набрал Pentium 4 на 3.4 ГГц:
То есть топовые смартфоны имеют тот же уровень производительности, что и топовые ПК 2004-2005 годов. Отсюда опять же возникает вопрос: почему на таком слабом по современным меркам процессоре Android работает вполне себе шустро? Тут все просто — Android изначально оптимизировали под слабые устройства, и поэтому никаких проблем с быстродействием нет. Ровно также на Pentium 4 летала Windows XP — эта ОС могла работать на процессорах с частотой в 300 МГц, то есть на порядок ниже. Это же касается и мобильных браузеров — они работают в масштабе 1:2, а то и 1:3 — то есть реальное разрешение в браузере будет не 1920х1080, а 640х360 — поэтому опять же нет никаких тормозов.
Теперь давайте на минутку представим, что в телефоне действительно стоит Pentium 4 (вообще говоря — предположение вполне себе верное: если программа под ПК требует процессор определенной производительности, то оптимизированная под мобильные ОС версия программы с тем же функционалом вряд ли будет иметь меньшие системные требования). Что из современного софта мы сможем запустить?
- Microsoft Office 2016 — требуется 1 ГГц процессор и 1 ГБ ОЗУ. У нас же 3 ГГц и 3-6 ГБ ОЗУ, так что проблем с запуском нет, более того — офисный пакет от MS уже был несколько лет назад как портирован.
Второй миф, который запустила Nvidia больше 5 лет назад на презентации своего процессора Tegra 2 — это игры «консольного уровня». Что самое забавное — с тех пор каждый производитель счел своим долгом на презентациях говорить, что вот сейчас мы точно достигли уровня консолей. Только вот вопрос — каких?
В одном из самых мощных смартфонов современности, Apple iPhone 6s, стоит видеочип PowerVR GT 7600, производительность которого, если судить по сайту AnandTech, составляет 115 GFLOPS:
В iPhone 7 стоит чип GT 7600 PLUS, который является разогнанной версией 7600, то есть его производительность составляет 130-140 GFLOPS. Ближайшая из относительно современных видеокарт с такой же производительностью — Nvidia GT 610:
Чтобы было понятнее — это видеокарта-затычка пятилетней давности, охлаждаемая пассивно и стоящая на данные момент меньше 2 тысяч рублей. От середнячка предыдущего поколения видеокарт Nvidia — GTX 960 — она отстает в 15 раз, а производительность в современных играх аховая: GTA 5 идет в 800х600 на минимальных настройках с 25-30 fps, Witcher 3 в 1024х768 опять же на минимальной графике выдает 7-10 fps. Консоли предыдущего поколения, PlayStation 3 и Xbox 360, выдают порядка 220-250 GFLOPS, то есть они вдвое мощнее графического процессора в iPhone 7! В итоге получается, что топовые мобильные видеочипы имеют производительность между PlayStation 2 и 3, то есть уровень видеокарт 2004-2005 года. Поэтому предел мечтаний — игры того времени, что мы и видим: под мобильные ОС с хорошей графикой были портированы GTA вплоть до San Andreas (2004), Half-Life 2 (2004), Titan Quest (2006).
Что же в итоге? А в итоге топовые смартфоны и планшеты имеют уровень производительности компьютеров 2004-2005 года, поэтому говорить о полноценной работе и играх на них просто смешно: их предел это мультимедиа и серфинг в интернете, а все рассказы производителей о том, что планшеты и смартфоны заменят ПК — увы, просто байки.
Будь в курсе последних новостей из мира гаджетов и технологий
На что способен процессор в смартфоне? Возможности, о которых мы даже не задумываемся
Что такое процессор в смартфоне? «Ну, это чип, отвечающий за производительность выполнения операций» — приходит на ум самый простой и очевидный ответ. Он правильный, но процентов на десять. Рассказываем, почему.
Высокая конкуренция в мобильном сегменте привела к поразительным темпам развития процессоров, и от поколения к поколению они не только увеличивают производительность и снижают потребность в энергии, но также поразительно быстро расширяют функциональность наших устройств. Графика лучших мобильных игр, просмотр 4K HDR видео на смартфоне, качество съемки фото и записи видео, бескомпромиссная защита данных, функции, связанные с машинным обучением и искусственным интеллектом, стоящие уже на пороге скорости передачи данных в сетях 5G — все это о процессорах.
Ядра: производительные, экономичные, графические, интеллектуальные
Мы привыкли к слову «процессор», подразумевая системы на кристалле, такие как Exynos 990 в флагманских смартфонах Samsung. На самом деле мобильные процессоры устроены куда сложнее и не ограничиваются ядрами центрального процессора для вычислений. Архитектура мобильных чипов предусматривает наличие эффективных ядер с высокой частотой и значительным энергопотреблением для ресурсоемких операций, а также более медленных и экономичных ядер для нетребовательных задач и фоновых процессов. С ними соседствуют графические ядра GPU, которые дают возможность запускать на смартфонах такие зрелищные игры как Call of Duty Mobile или Vainglory и даже играть в компьютерные хиты прошлых лет типа GTA или Max Payne. Но связка вычислительных и графических ядер — это еще не все.
В чипе есть сигнальный процессор DSP для обработки изображения с камеры. При нажатии кнопки спуска затвора за доли секунды в нем происходят десятки тысяч операций — а в итоге мы получаем снимок настолько высокого качества, что это идет вразрез законам оптики. С недавних пор добавились ядра NPU для работы систем машинного обучения и искусственного интеллекта. Даже если не вникать в их практическое применение, это уже звучит как небольшое технологическое чудо. Наконец, частью мобильного процессора в нашем нынешнем его понимании являются изолированные сверхзащищенные модули для самых чувствительных данных. Те самые, которые хранят биометрию, связки логинов и паролей, обеспечивают сохранность платежной информации и даже могут превратить смартфон в неприступный бастион, полностью зашифровав его память, и сделают это без потери производительности.
Зачем искусственный интеллект появился в смартфонах, как он используется и почему это важно
C недавних пор с ядрами центрального процессора и графической подсистемы в мобильных чипах начали соседствовать нейронные со-процессоры, используемые для аппаратного ускорения алгоритмов искусственных нейронных сетей, компьютерного зрения, распознавания голоса, машинного обучения и других методов искусственного интеллекта. Лучше всего AI технологии сейчас представлены в мобильной фотографии.
Сочетание двух ядер NPU с цифровым сигнальным процессором дает возможность совершать до пятнадцати миллиардов операций в секунду, как следствие, процесс работы алгоритмов незаметен для пользователя, но результат видно очень хорошо. А вообще, эти технологии и их работе на аппаратном уровне находятся в самом начале своего пути развития, так что хоть и нельзя преуменьшать важность мобильной фотографии, но в будущем мы наверняка увидим еще больше захватывающих сценариев использования NPU.
Нам давно хватает мощности процессоров, зачем им постоянно превосходить себя
Далеко в прошлом остались КПК, коммуникаторы и смартфоны, в обзорах которых непременно фигурировал абзац текста с ответом на вопрос, будет ли устройство подтормаживать при выполнении базовых задач типа анимаций интерфейса и запуска приложений. Вопрос производительности мобильных процессоров не встает уже больше десяти лет, но это вовсе не означает, что пришло время остановиться в развитии. Во-первых, гонка за повышение мощности чипов идет одновременно с работой над снижением их энергопотребления. И два эти показателя тесно между собой связаны. Кроме того, смартфоны сейчас стали настолько дружелюбными к пользователям, что не всегда мы осознаем потребность в производительности у процессов, происходящих в фоне и без прямого участия со стороны человека.
Кому-то покажется: ой, да зачем этот ежегодный прирост мощности, когда мне всего-то и нужно полистать ленты соцсетей, снять видео и скинуть его друзьям в мессенджере, ну и в дороге убить время за играми. Но именно для этих «простых» задач и привычной нам скорости их выполнения нужна та самая гонка производительности и способность NPU выполнять до 15 000 000 000 операций в секунду. Довольно иронично, что прирост мощности процессоров в итоге приводит к тому, что мы перестаём думать о том, какая мощность нужна смартфону, чтобы записывать и моментально сохранять видео в высоком качестве (а в актуальных флагманах Galaxy это формат до 8K UHD при 30 кадрах в секунду) с одновременным перекодированием для уменьшения размера файла и улучшением качества картинки посредством алгоритмов. А потом, например, в VSCO, одним нажатием «перекрасить» получившийся ролик с помощью пленочных фильтров или как-то иначе его отредактировать, причем все действия и их последствия происходят в реальном времени, без продолжительного рендеринга и ожидания результата.
Но существуют и более требовательные задачи, что лучше всего видно на примере ориентированной на продуктивность линейке Galaxy Note. Использование стилуса и рукописный ввод, многозадачность с одновременной работой даже требовательных программ, режим Dex с десктопным пользовательским опытом и работой с приложениями на большом экране.
Еще выше качество графики, еще меньше задержек
В графических ядрах тоже идет постоянный поиск баланса между производительностью и энергоэффективностью. Exynos 990 оснащен графическим процессором ARM Mali G77 MP11 и благодаря новой архитектуре Valhall он стал до 20% быстрее, но в то же время экономичней. А в сочетании с приростом мощности CPU и поддержке быстрой оперативной памяти LPDDR5 качество графики очень заметно улучшается, повышается плавность картинки даже в самые динамичные моменты геймплея, сокращается время ожидания при загрузках.
Кроме того, на уровне процессора реализована поддержка экранов с высокой частотой обновления — до 120 Гц. На практике это обеспечивает значительно более плавную отрисовку всех движений на экране, а главное, поддерживается некоторыми разработчиками в играх. Например, частота обновления 120 Гц доступна в Dead Trigger 2, BADLAND, Temple Run 2, C.A.T.S., Subway Surf, UNKILLED, Rayman Adventures и других играх, где можно увидеть все возможности связки топового дисплея и флагманского процессора.
Вычислительная фотография — новая реальность
Опираясь только лишь на законы оптики, качество мобильной фотографии и возможности съемки видео в какой-то момент должны были упереться в физические размеры устройств. И при этом остаться на неудовлетворительном уровне. В смартфонах небольшие объективы, сквозь которые проходит мало света, и крошечные матрицы, на которые этот свет попадает. А мы, тем временем, как само собой разумеющееся ждем от флагманского смартфона возможность делать качественные фото с зумом, записывать видео с рук и не думать о тряске, фотографировать ночью при минимальном количестве источников света. При этом результат не просто нам нравится, зачастую он превосходит компактные камеры, лучше оснащенные с точки зрения оптики, но лишенные возможностей обработки изображения, которые дает мобильный процессор.
Связка нейропроцессора (NPU) и процессора обработки изображений (ISP) в Exynos 990 проводит колоссальное количество операций, часть из которых происходит еще до нажатия кнопки съемки, а часть — в момент и сразу после. Это дает возможность автоматически подбирать параметры съемки, адаптированные к конкретному объекту. Например, определяя лицо в кадре, искусственный интеллект автоматически корректирует сцену в соответствии с условиями освещения и тоном кожи человека. Процессор обработки изображений также предлагает алгоритмы для уменьшения шума, улучшения текстур и устранения артефактов по краям изображения. Кроме того, алгоритмы собирают информацию из соседних пикселей в один для улучшения качества, склеивают несколько изображений с разной экспозицией, чтобы получить больше информации о цвете в самых темных и светлых частях картинки, нивелируют дрожание рук при съемке, повышают контурную резкость, делают цвета более яркими. Все эти операции и те удивительные результаты, которые мы получаем на смартфоне, получили название «вычислительная фотография» и они не были бы возможны без постоянного развития процессоров.
Процессор как цифровой бастион
С тем количеством информации, которую хранят наши смартфоны, непозволительно игнорировать вопрос безопасности. А когда речь идет о самых чувствительных данных, в дело вступают не только программные, но также и аппаратные инструменты защиты на уровне архитектуры процессора. Они позволяют надежно защитить определённую часть данных, всю память устройства, предотвратить возможность программного взлома и аппаратного при физическом доступе злоумышленника к смартфону.
Например, в Exynos 990 используется механизм шифрования DRAM с улучшенной защитой и повышенной скоростью доступа к данным. Реализована защита от клонирования памяти, генерирующая ключ на основе уникальных параметров каждого чипа. Есть отдельное хранилище iSE, функционирующее отдельно от среды операционной системы. Последнее, например, используется для биометрии и платежной информации — того, к чему ни при каких условиях не должно быть доступа у злоумышленника.
Мобильные чипы завтрашнего дня
Чего ждать от новых поколений Exynos и развития рынка мобильных процессоров в целом? Из самого очевидного, это будет продолжение роста производительности и повышение энергоэффективности. Как следствие, мы увидим дальнейшее улучшение качества съемки, новые возможности мобильных приложений, лучшую графику в играх. Едва ли снизится внимание к вопросам безопасности и защиты данных.
Но больше всего усилий наверняка будет связано с ростом производительности, а может, даже количества ядер NPU для развития машинного обучения и искусственного интеллекта, а также все связанное с сетями 5G. А уж какое этому будет практическое применение — узнаем в ближайшем будущем. Наверняка, мобильные процессоры еще не раз смогут нас удивить
HiSilicon Kirin 980
Хорошие показатели энергоэффективности и быстродействия — определяющие черты этого мобильного процессора. ЦП отлично показал себя в современных играх, что подтверждают отзывы любителей смартфонного гейминга.
Чем интересен:
- Высокая производительность в повседневных задачах и во время игрового процесса — еще не все, чем может похвастаться 7 нанометрового Kirin 980. Так, с активным GPU Turbo в играх повышается не только FPS, но и энергоэффективность. Это позволяет меньше расходовать заряд аккумулятора во время геймплея.
- Нейроморфный процессор теперь двойной: это гарантирует, как утверждает производитель, повышенное быстродействие в задачах, которые связаны с обучением. Смартфон на новом процессоре от Хуавей сможет за минуту распознать 4,5 тысячи изображений, а за 6 секунд — объекты на полтысячи фото, при этом не по контурам, а по деталям.
Читайте также: