Видео: Настя и сборник весёлых историй (Септември 2024)
Въпреки че можете да спорите, че напоследък пазарът на процесори за настолни компютри и преносими компютри е доста ограничен и предсказуем, пазарът на процесори за приложения за мобилни телефони и таблети остава изключително жизнен пазар с повече от дузина конкуренти. Тези процесори се движат доста бързо, като миналата година голяма нова функция - четириядрените процесорни приложения - става обичайна тази година.
Следя къде се насочват процесорите и как трябва да се развиват през следващата година. В следващите няколко публикации ще пиша за конкретните процесори, но нека започнем с разглеждане на компонентите, които влизат в чиповете.
Основните градивни елементи
Всички мобилни процесори включват както ядра на процесора, така и графични ядра; повечето съдържащи някои функции за свързване и / или основен хардуер за свързване към мобилна мрежа. (Дори тогава обикновено телефоните изискват отделен RF чип за връзки, плюс отделен чип за свързване за неща като Wi-Fi и Bluetooth.)
Една от причините за толкова голяма конкуренция в мобилното пространство е, че по-голямата част от процесорите за телефони и таблети са изградени върху някаква итерация на ARM архитектурата, или чрез използване на ядра, които ARM Holdings сам проектира, или потребителски ядра, които са изградени с "архитектурен лиценз", по-специално включващ Qualcomm (със своето ядро "Krait") и Apple в мобилното пространство.
Разбира се, има конкурентни архитектури. Intel се опитва да прокара архитектурата x86, която беше толкова популярна в настолни компютри и преносими компютри, а Imagination Technologies също има своята придобита наскоро MIPS архитектура (повече за това по-късно). Все пак ARM наистина доминира на пазара за мобилни процесорни ядра.
Графиката е малко по-разнообразна. Най-известният трети доставчик на графичен IP е Imagination Technologies. Семейството му Power VR се използва в голямо разнообразие от процесори, включително тези от Intel и Apple. ARM се конкурира със своето семейство графични ядра в Мали и редица производители на чипове създават собствена графика, включително Qualcomm с графиката си Adreno и Nvidia с графиката си GeForce.
ARM Cores Навсякъде
ARM всъщност прави няколко различни ядра, вариращи от малки малки ядра, използвани във всички видове устройства, до серията Cortex, която обикновено се наблюдава в мобилните процесори. Дори тук има разнообразие от варианти, вариращи от Cortex-A9 (използван в повечето днешни телефони) до новия по-мощен Cortex-A15 и малкия, енергоефективен Cortex-A7.
Cortex-A9 е сърцето на повечето приложения на трети страни за приложения през последните няколко години, въпреки че тази година много от производителите на процесори за приложения преминават към нови дизайни. Много от тях са базирани на Cortex-A15, който е проектиран за по-висока производителност, и / или Cortex-A7, който е проектиран да използва по-малко енергия. A15 има 40-битово физическо адресно пространство, въпреки че отделните нишки имат достъп само до 32-битови и предлага нова архитектура, която трябва да бъде по-мощна. Broadcom, Nvidia, Samsung, ST-Ericsson и Texas Instruments са обявили планове за процесори, които използват това ядро.
Cortex-A7 е интересен, тъй като е проектиран да използва значително по-малко енергия и да е значително по-малък от Cortex-A9. Както можете да видите на горната диаграма, 28nm реализация на Cortex-A7 може да бъде мъничко - по-малко от половин квадратен милиметър - и да използва само около една трета от мощността на 40 nm Cortex-A9. Въпреки че може да варира малко по отношение на изпълнението, като цяло се очаква всяко ядро на A7 да използва по-малко от 100 миливата мощност, в сравнение с пик от 200 до 300 миливата за A9 и до 500 миливата за A15.
Но най-големият тласък на ARM е към това, което нарича big.LITTLE архитектура, която свързва A7 и A15. При такъв дизайн чип може да има няколко ядра във всяка архитектура, като ядрата с по-ниска мощност работят през повечето време, а чипът преминава към ядра с по-голяма мощност, когато се нуждае от допълнителна производителност, може би при извършване на сложно изчисление вътре игра или дори сложен JavaScript в уеб страница.
Понастоящем обявените лицензополучатели на комбинираната архитектура включват CSR, Fujitsu, MediaTek, Renesas Mobile и Samsung Electronics. Първото съобщение за това беше Exynos 5 Octa на Samsung, но други производители като Renesas изглежда са много по-назад. На изложението ARM демонстрира как комбинацията big.LITTLE може да спести енергия.
A15 и A7 ще бъдат последвани от Cortex-A57 и A53, които също ще бъдат присъединени в big.LITTLE схема, като ниската мощност A53 работи през повечето време, но A57 е наличен, когато е необходима повече мощност. Въпреки че и двете са 64-битови процесори, първоначално те ще работят с 32-битови операционни системи, които не могат да адресират повече от 4 GB, ограничението на 32-битовите процесори при повечето обстоятелства. (Тези ядра също ще намерят път в процесори, насочени към пазара на сървъри, където е необходима по-голяма памет.)
Но ние не виждаме само един подход. Изглежда, че всеки доставчик на процесори има различен подход към своите висок клас процесори. Samsung и Renesas предлагат четири A15 и четири A7. Nvidia натиска четири A15s с пълна мощност плюс ядро с ниска мощност. MediaTek и други използват просто четири A7. ST-Ericsson рекламира A9 ядра, но с по-бърза скорост.
И тогава има компаниите, които имат "архитектурни лицензи". Те по същество позволяват на фирмите да създават ядра, които имат уникални функции, но все още са съвместими с ARM архитектурата. Тази архитектура - ефективно наборът от инструкции - е имала множество вариации, като A9, A7 и A15 всички използват това, известно като ARMv7. Предстоящите A53 и A57 използват по-нова версия, която поддържа 64-битови изчисления, известни като ARMv8.
Много компании имат архитектурни лицензи. Може би най-известният е Qualcomm, който използва ядрото си "Krait" в повечето си текущи процесори (макар и да използва A7s в най-ниския клас). Krait е съвместимо с ARMv7 ядро. Marvell проектира свои собствени ядра в своята линия от процесори Armada. Apple не разкрива повечето подробности за своите процесори, но се смята, че е проектирала свои собствени ядра за своите A6 и A6X процесори за iPhone и iPad. Първите процесорни ядра, които са съвместими с ARMv8, вероятно ще бъдат в сървърни чипове, като AppliedMicro X-Gene, но е вероятно много от другите компании, които правят съвместими с ARM ядра, да следват това. Например, Nvidia обяви планове за създаване на собствено ядро, наречено „Project Denver“ за мобилен процесор, което трябва да излезе през 2015 г.
Алтернативите x86 и MIPS
Докато архитектурата на ARM доминира в мобилните телефони и таблети, има алтернативи. Intel вдига най-много шум напоследък със серия от продукти и пътна карта за семейството си Atom, насочени към мобилни устройства. Компанията показа нов процесор, насочен към ниския край на пазара на смартфони, наречен Z2420 (с кодово име Lexington) на CES през януари, а на Mobile World Congress представи платформата си Clover Trail +, ръководена от двуядрените / четири- нишка Atom Z2580, работеща на честота до 2GHz.
Въпреки че компанията показва телефони, базирани на Atom, от известно време, само през последната година такива телефони наистина го пуснаха на пазара. Intel казва, че сега има 10 дизайна на мобилни телефони, базирани на чипа си Atom в повече от 20 страни, и изтъква такива функции като поддръжка на HDR камери без размиване на движението. Настоящите процесори Atom на Intel са направени по 32 nm технология, но компанията планира да премине към 22 nm технологията FinFET, която използва в своите Core процесори около края на годината. Разбира се Intel отдавна доминира в сегмента на преносимите компютри и постигна известен напредък с таблетите и кабриолетите, базирани на Atom и Core, и тази година. Ще обсъдя подробностите, когато стигна до отделните доставчици на процесори в следващата публикация.
Традиционният конкурент на Intel в x86 процесори, AMD, също беше на Mobile World Congress, показвайки Temash, неговия предстоящ процесор, насочен към Windows таблети и хибриди. Това ще бъде налично както в двуядрен, така и в четириядрен вариант, а AMD показва демонстрации за това как той превъзхожда съществуващата платформа Clover Trail. Това ще бъде предвидено през първата половина на 2013 г. AMD все още няма платформа за телефон.
Другата CPU архитектура, която видяхме в мобилните устройства, идва от MIPS, която наскоро беше придобита от Imagination Technologies. MIPS предлага три нива със своето семейство процесорни ядра Aptiv, включително линията Pro-Aptiv, насочена към процесори на приложения. Представителите на въображението отбелязват, че MIPS продава 64-битови ядра от 20 години и казват, че компанията има за цел да достави 25 процента от всички процесорни ядра през следващите четири до пет години. Засега по-голямата част от MIPS процесорите излизат на пазари като мрежи, инфраструктура и приставки, но Ingenic прави процесор за мобилни устройства и компанията очаква да види повече акцент в тази област. MIPS наскоро обяви нова версия на архитектурата, наречена V5 и очаква първоначалните чипове да се появят по-късно тази година.
Графика: Изненадваща конкуренция
Ако ARM доминира в ядрата за мобилни приложения, Imagination Technologies доминира в мобилните графични ядра, въпреки че е изправена пред нарастваща конкуренция.
Въображението днес се представя най-вече чрез неговата серия PowerVR 5, включително разширението му 5XT, което добавя някои възможности, позволяващи OpenGL ES 3.0 възможности. Най-висок клас днес е SGX 544MP4 - "4" показва броя на графичните ядра. Много компании поддържат графики за въображение, включително Apple, Intel, MediaTek, ST-Ericsson, Ingenic, Allwinner и Texas Instruments. Въпреки че Apple по принцип не го потвърждава, сегашният процесор на A6X на iPad има четириядрена PowerVR SGX 554MP4 графика. (Въображението показа това на своя щанд на Mobile World Congress.) По-късно компанията потвърди, че Samsung Exynos 5410 Octa също използва тези графики.
Движейки се напред, компанията популяризира PowerVR серия 6, която ще поддържа DirectX 10 и Open GL ES 3.0. Това ще се предлага с между един и шест групи графики, вариращи от G6100 до най-горния 6630. Въображението казва, че има 10 лицензополучатели за VR6 графика.
Въображението също избутва отделна графична възможност под формата на PowerVR видео ядра, която включва декодиране и кодиране на видео. Компанията казва, че лицензополучателите са доставили повече от 500 милиона от тези ядра.
Сред лицензираните графики, най-големият конкурент на Imagination е ARM, който предлага своите ядра на Mali GPU (графични процесорни ядра). ARM казва, че сега има 75 лицензополучатели за това и очаква, че 240 милиона процесори ще доставят с тази технология през 2013 г. По-конкретно, компанията тръби как комбинацията може да се използва за неща като изчистване на GPU, демонстриране на компютърна фотография, откриване на лица и др. и игри в реално време.
В рамките на семейство Мали има няколко градации, включително семействата Mali-400 и -450, насочени най-вече към смартфоните за масовия пазар, и семейството Mali-T600, насочени повече към високия край.
Сред компаниите, които използват ядра на Мали, са Samsung Electronics, Leadcore, MediaTek, Spreadtrum, ST-Ericsson, AllWinner и Rockchip. Ако забележите някакво припокриване със списъка на Imagination, това е така, защото някои компании използват различни графики в различни процесори.
Но може би най-големите конкуренти на лицензираните графични ядра са уникалните графики, които много от производителите на приложни процесори включват. Qualcomm вероятно е бил най-успешният, използвайки широко своята Adreno графика в своето семейство процесори Snapdragon. Това също се предлага в различни аромати, в зависимост от пазара, за който чипът е предназначен. Nvidia вероятно е направила най-много в използването на графика като диференциатор, като говори за своята GeForce графика и за това как е взела своето наследство на компютърни игри и приложи това към мобилните процесори. Broadcom има и собствена мултимедийна технология, известна като VideoCore.
Ще разгледам конкретните доставчици на чипове повече в следващата си публикация.
