Arm Cortex-X1 начинает борьбу с мощными процессорами Apple
IPhone SE является убедительным доступным смартфоном не только для своей цены, а потому, что он приносит с собой производительностью флагманского яруса тоже. Процессоры Apple от Apple долгое время имели преимущество перед конкурентами Android как в плане производительности процессора, так и в плане использования графических процессоров. Фактически, Apple настолько убеждена в производительности своих чипсетов Custom-Arm, что готовится исключить Intel из линейки своих ноутбуков.
Чтобы быстро вспомнить ситуацию, iPhone SE за $ 399 превосходит Samsung Galaxy S20 Ultra за $ 1200 в тестах одноядерных процессоров. Это довольно неловко, хотя и не рассказывает всей истории. Samsung Galaxy S20 Ultra по-прежнему превосходит менее дорогой телефон в тестах многоядерности, графики и памяти. Тем не менее, это впечатляющий показатель от пользовательского процессора Arm Lightning от Apple, который подчеркивает текущий дефицит производительности на арене Android.
Присмотритесь: почему iPhone SE быстрее, чем Samsung Galaxy S20 Ultra
Производители Android жаждут конкурировать с CPU и SoC, и они могут просто получить ответ в Arm Cortex-X1. В 2021 году Arm анонсировала два новых высокопроизводительных процессора для мобильных устройств: Cortex-A78 и Cortex-X1. Последнее отклоняется от обычной дорожной карты в стремлении к увеличению производительности за счет обычной площади и энергоэффективности Cortex-A. Хотя еще неизвестно, удастся ли X1 свергнуть или просто соперничать с одноядерным лидером Apple по производительности.
Если вам интересно, как и почему процессоры могут быть такими разными и чего ожидать от Cortex-X1, читайте дальше.
Подробнее: Глубокое погружение Arm Cortex-X1 и Cortex-A78
Что делает процессор более мощным?
Причиной высокого уровня лидерства Apple является то, что она выделяет большую площадь кремния для своих высокопроизводительных деталей. Производительность процессора редко сводится к грубым тактовым частотам. Вместо этого истинная производительность зависит от того, сколько ЦП может сделать с каждым тактом. Говоря в общем, большие процессоры, как правило, делают больше за такт, поскольку у них больше кремниевой области, выделенной для компонентов обработки чисел. Но это стоит больше с точки зрения площади кремния и энергопотребления.
Если немного углубиться, есть несколько ключевых моментов, которые нужно знать о том, как работает процессор, чтобы максимизировать производительность. Во-первых, это ядро выполнения, которое содержит математические и логические блоки, которые фактически выполняют обработку. Наличие большего количества из них для специализированных операций, таких как обучение с плавающей запятой или машинное обучение, может значительно увеличить скорость и число задач, выполняемых одновременно. Apple имеет колоссальные девять из них в своем процессоре A13 Lightning, на 50% больше, чем Cortex-A77.
Процессоры Apple построены с огромным количеством исполнительных блоков и большим количеством кэш-памяти, чтобы делать много с каждым тактом.
Следующим важным фактором является обеспечение того, чтобы эти возможности выполнения имели чем заняться. Здесь вступают в игру модули предсказания ветвления и декодирования / отправки. Выделение большего количества кремния для более крупных, более интеллектуальных предикторов и больших неиспользуемых окон выполнения, которые могут отправлять несколько операций в каждом цикле, максимизирует производительность исполнительных блоков.
Наконец, больше кэш-памяти связывает их вместе. Кэш-память используется для хранения данных, необходимых процессору, без необходимости обращаться к более медленной оперативной памяти. Большие размеры кэшей позволяют хранить больше данных рядом с процессором, ускоряя его выполнение и позволяя более эффективно переключаться между задачами. Опять же, Apple отдает приоритет гораздо большей кэш-памяти L1 и L2, чем процессоры, используемые в современных телефонах Android.
Объяснение внутренней работы нынешнего поколения Arm Cortex-A77
Однако эти устройства занимают кремниевое пространство и потребляют энергию. Разработчик чипа должен оптимизировать свой ЦП с точки зрения стоимости, энергоэффективности и производительности. Кэш-память, например, занимает гораздо больше места, чем базовая АЛУ.
Есть также тема сильно оптимизированных инструкций и исполнительных блоков, которые могут ускорить процесс. Apple имеет лицензию на пользовательскую архитектуру от Arm, что позволяет ей проводить гораздо больше таких оптимизаций, чем разработчикам чипов, которые создают Android-ОС. Но это, вероятно, слишком далеко вниз по кроличьей норе.
Представляем Cortex-X1: ключ к повышению производительности Android
В последние годы Apple выбрала гораздо более мощные процессорные ядра, чем ее конкуренты Android, с широкими конвейерами исполнения и большим объемом кэш-памяти. Arm Cortex-X1, разработанный совместно с партнерами по SoC, представляет собой усиленное ядро ЦП, которое больше, чем мы привыкли в пространстве Android. Вот основной обзор этих двух по сравнению с Cortex-A77 текущего поколения, найденным в Snapdragon 865 и другим новым Cortex-A78 Arm. Помните, что это только подчеркивает некоторые ключевые функции процессора и, конечно, не является полным сравнением.
| Apple A13 Lightning Core | Arm Cortex-X1 | Arm Cortex-A78 | Arm Cortex-A77 | |
|---|---|---|---|---|
| Тактовая частота | 2,66 | ~ 3.0GHz | ~ 3.0GHz | ~ 2.8GHz |
| Количество логических единиц | 6x Арифметическая логическая единица (ALU) | |||
| 3x Плавающая точка (FP) / Вектор | 4x ALU | |||
| 4x FP / SIMD | 4x ALU | |||
| 2x FP / SIMD | 4x ALU | |||
| 2x FP / SIMD | ||||
| Передняя отправка / декодирование | 7-дюймовый декодер | 8-дюймовый декодер | 6-канальный декодер | 6-канальный декодер |
| L1 кеш | 128KB | 64KB | 32 КБ / 64 КБ | 64KB |
| L2 кеш | 8 МБ (общий) | 1MB | 512KB | 512KB |
| Кэш L3 | N / A | 8 МБ (общий) | 4 МБ (общий) | 4 МБ (общий) |
Мы не будем погружаться здесь слишком глубоко, но мы можем видеть общее направление движения. Cortex-X1 может похвастаться четырьмя мощными математическими блоками с плавающей запятой, увеличивающими возможности ядра выполнения до восьми, чтобы сократить разрыв в Apple. X1 имеет еще более широкую диспетчеризацию, чтобы поддерживать эти устройства в полной мере. Сложно напрямую сравнивать иерархию кэша, поскольку необходимо учитывать время ожидания и общее время доступа. Например, Apple L2 используется совместно, а X1 нет, а процессор Arm предлагает общий L3. Однако ясно, что Arm также значительно увеличивает общий доступный кэш с помощью Cortex-X1.
Cortex-X1 расширяет возможности параллельной обработки и объем памяти, напоминающий подход Apple.
Гадать о производительности в 2021 году, основываясь только на этих показателях, было бы бесполезно, и Apple все равно имеет собственный процессор следующего поколения. Суть в том, что Cortex-X1 является отклонением от типичной дорожной карты Arm, чтобы создать больший, более мощный процессор, который определенно имеет сходство в дизайне с процессором Lightning Apple A13. Android SoC следующего поколения, использующие Cortex-X1, несомненно, увидят здоровый прирост производительности одноядерных процессоров, хотя вряд ли они обойдут конкурентов iPhone.
Больше от Arm: анонсированы графики Mali-G78 и Mali-G68
Чего ожидать от смартфонов 2021
О том, как будут развиваться SoC для смартфонов 2021, еще много неизвестно. Для начала, мы еще не знаем, кто из обычных партнеров Arm имеет доступ к электростанции Cortex-X1. Это зависит от того, какие партнеры подписались на программу Arm CXC в этом году. Есть также вопрос о том, сколько ядер X1 могут использовать будущие SoC. Только одно ядро процессора дало бы приличное повышение производительности, и Arm явно использовал пример одного X1 в паре с тремя другими его новыми ядрами Cortex-A78. Но нам понадобятся два ядра X1, чтобы более тесно конкурировать с настройками Apple. Четыре мощных ядра X1 в телефоне маловероятны, учитывая площадь и требования к питанию.
Два ядра Cortex-X1 приблизят Android к Apple, но нам придется ждать анонсов чипов.
Производительность Android следующего поколения зависит от разработчиков SoC так же, как от технологии Arm, поскольку они могут настраивать память, тактовую частоту и расположение ядра. В любом случае, производительность одноядерного процессора, похоже, значительно возрастет с X1 по сравнению с чипами текущего поколения и даже новым Cortex-A78. Учитывая, что SoC, используемые в телефонах Android, уже предлагают превосходные показатели по многоядерности и энергоэффективности, у Apple будет серьезная конкуренция. В следующем году мы можем ожидать как минимум один чипсет для смартфонов на базе Cortex-X1, скорее всего, следующий Snapdragon.
Конечно, производительность смартфона намного больше, чем просто один процессор. Мы также хорошо подошли к моменту очевидного ежедневного прироста производительности только от одного процессора. Графика, обработка изображений, машинное обучение и многое другое вносят свой вклад в безопасность вашего телефона при различных нагрузках, и мы, безусловно, можем ожидать значительных результатов в 2021 году и здесь.
Далее: вот что Samsung говорит о том, что Exynos Galaxy S20 слабее Snapdragon
Источник записи: https://www.androidauthority.com