Най-производителните процесори за смартфони

Систематизирахме данни за различни чипове за смартфони, за да покажем разликата между тях и тяхната производителност. Събрахме всичко в една-единствена електронна таблица и дадохме кратко обяснение за това какво има там и откъде идва. Всеки производител има както успешни модели, при които е намерен този баланс, така и откровени провали – когато усилията са хвърлени за висока производителност на всички ядра, забравяйки за паметта, не оставяйки резерв за прости задачи и не научавайки чипа да работи на половин мощност. Целта на тази статия е да покаже как се е развила архитектурата на ARM, кои решения са актуални днес и кои от тях можете да изберете за вашия смартфон.

ARM и основни версии на фамилията

Семействата ARMv7 и ARMv8 се считат за класически представители на основните архитектури, използвани в съвременните чипове за смартфони. Те са в основата на много филиали, както на ARM Holdings, така и на други компании: Qualcomm, Apple, Samsung, Nvidia и др. Най-популярен сега е клонът ARMv8-A, който навремето постави началото на нова ера на масови 64-битови изчисления за мобилни устройства.
Всички настоящи изчислителни ядра на ARM Holdings за смартфони са от фамилията Cortex-A. Други разработчици купуват лицензи за ARM и произвеждат своите чипове с минимални промени. Но те могат също така да преработят самата архитектура или да изградят почти всичко отначало, като запазят само поддръжката на съответния набор от инструкции. Apple, Samsung и някои други компании правят това, например. Samsung разполага с ядра Exynos M1, M2 и M3. Apple има Monsoon, Mistral, Hurricane и др.д. Nvidia – Денвър2. Kryo на Qualcomm и др.

Сега нека разгледаме най-популярните SoC на основните играчи на този пазар.

Марки

Можем да започнем с отдавна търсените марки. Те уверено заемат своята ниша на пазара, като са водещи по отношение на продажбите. Като се има предвид нивото на конкуренция в тази област, можем да си представим колко ефективни са тези устройства, известни с надеждността си.

• HiSilicon. Китайска компания, фокусирана върху производството на оптични устройства, комуникационни чипове, усъвършенствани електронни устройства от ново поколение. Уникалността на процесорите на този производител е в оптималното съотношение между цена и качество. По отношение на ефективността устройството може лесно да се сравни с техните западни колеги, най-добрите китайски процесори. С това цената им е значително по-ниска.
• Samsung. Марката вече участва активно в истинска технологична надпревара, в която единственият й ясен конкурент е Apple. Корейците също така инсталират своя собствена електроника в марковите процесори. Въпреки това други компании също могат да използват чиповете.
• Apple. Всяко устройство на марката е оборудвано с патентован процесор. И те се радват на голямо търсене, имат отлична репутация и получават много положителни отзиви от обикновени потребители и експерти.
• Mediatek. Китайската компания е много търсена в целия свят, тъй като произвежда широка гама от електроника, иновативни и надеждни устройства.
• Qualcomm. Известната компания работи успешно от 1985 г. Тук експерти с впечатляващо ниво на опит и талантливи инженери създават и тестват комуникационни устройства. Производителят на процесори дълго време остава най-големият, най-надеждният и добре познат в света. Продуктите са широко разпространени, почти никога не предизвикват проблеми, работят гладко. Фактор, който е от значение за потребителите: искате да купите електроника, която ще издържи най-дълго.

Лесно е да се прочетат прегледи, основни спецификации на устройствата и насоки на производителите, за да се направят окончателните заключения. Това е от значение, когато взискателните потребители искат устройство с мощен и надежден процесор, който ще издържи. Може да се справя със сериозни натоварвания, осигурява стабилна производителност.

Qualcomm и гамата Snapdragon

Qualcomm се счита за признат лидер в тази област. В портфолиото на компанията вече има няколко поколения успешни SoC, които са продадени в милиони екземпляри по целия свят. Нека разгледаме гамата и да откроим най-интересните модели.

Snapdragon 4x е серия достъпни SoC за смартфони. Изразът може да е малко суров за тях, но някои производители се опитват да вкарат тези SoCs под предлог, че се грижат за живота на батерията. Не им вярвайте. Въпреки че Snapdragon 4xx наистина е икономичен, икономичността е следствие, а не причина.

Snapdragon 425, 427 – 4-ядрен процесор с поддръжка на единична памет LPDDR3. Работи на честота до 1,4 GHz и се базира на ядрото Cortex-A53 (архитектура ARMv8). Snapdragon 435 – 8-ядрен процесор с поддръжка на едноканална памет LPDDR3. Работи на честота до 1,4 GHz, отново на базата на Cortex-A53.

Серията Snapdragon 450 също използва 8 ядра, но се произвежда по 14 nm технология. Честотата е увеличена до 1,8 GHz, а вграденото видеоядро поддържа резолюции от WUXGA до Full HD+ (съотношение на страните 18 към 9). Snapdragon 450 все още използва Cortex-A53 (ARMv8) и едноканална памет LPDDR3.

Snapdragon 625 и 626 – гамата SoC е първата, която получава зареждане с QC 3.0 и произведени в 14 nm FinFET норми. Това намалява консумацията на енергия на процесорната част. Въпреки това няма много разлики спрямо серията 4xx: повишена честота до 2 GHz за 625 и 2,2 GHz за 626.

Snapdragon 653 е първият SoC от среден клас, който използва технологията BIG.Little. Базиран на комбинация от 4 ядра Cortex-A72 (до 1,95 GHz) и 4 ядра Cortex-A53 с честота до 1,45 GHz. Появяват се двуканална памет LPDDR3 и графично ядро с нормална производителност. Телефоните, базирани на Snapdragon 653, могат да бъдат оборудвани с дисплеи с резолюция 2560×1600 пиксела.

Snapdragon 630, 636 и 660 – тук се откроява чипът 630, т.к. той приключи живота си, преди да е имал възможност да започне. Структурата му е сравнително проста: 8 идентични ядра Cortex-A53 (ARMv8), разделени на 2 клъстера по 4, той се произвежда по 14 nm процес. Използвана е двуканална памет LPDDR4. Точно същата година Qualcomm стигна до заключението, че конфигурацията на Snapdragon 630 не е съвсем правилна и я надгради до 636. Използва четири по-бързи ядра Cortex-A73 и четири ядра Cortex-A53. Snapdragon 636 и 660 са едни и същи SoC с разлики в максималната скорост (1,8 GHz срещу 2,2 GHz), различни графични ядра и малко по-висока честота на паметта в 660.

Snapdragon 835 и 845 са флагманите на Qualcomm, които се използват в най-модерните мобилни телефони (и дори нетбуци). И двата продукта се произвеждат по 10nm процес в заводите на Samsung. Имате 8 ядра в конфигурация BIG.малко. Snapdragon 835 е интеграция на четири ядра ARM Cortex-A73 (ARMv8-A) и толкова Kryo 280 (модифицирано ядро Cortex-A73). Въведена е поддръжка на QC 4.0. Използва двуканална памет по нов стандарт – LPDDR4X. Графичното ядро Adreno 540 е много, много бързо дори по стандартите на 2022 г.

Snapdragon 845 за първи път разполага с две двойки ядра Kryo 385 Gold и Silver. Kryo 385 Gold на базата на Cortex-A75 (ARMv8.2-A), а Silver е Cortex-A55 (ARMv8.2-A). Това е следващата стъпка в развитието на BIG.малко. Qualcomm вече го нарича ARM DynamIQ. Ядрата на Kryo 385 Gold са с тактова честота до 2,8 GHz, докато по-слабите ядра на Kryo 385 Silver са понижени до 1,8 GHz.

Платформи за мобилни устройства

Повечето мобилни устройства вече работят с платформата Android. Това е безплатна операционна система, базирана на ядрото на Linux, популяризирана от Google, поради което много производители на електроника я използват за своите джаджи.

Втората най-популярна платформа е iOS, която се инсталира само на продукти на Apple. Изходният код е патентован и никой друг производител не може да използва тази операционна система в своите устройства.

Третата най-разпространена платформа е Windows Phone, която се популяризира от Microsoft. Това също е патентована, затворена система, въпреки че притурките за нея се правят от много независими разработчици.

MediaTek

Когато прочетете спецификациите, разбирате, че компанията е дар от Бога за производителите на смартфони – тя наистина произвежда евтини SoC с много ядра. Вземате един от тях и правите телефон, който струва по-малко от 100-200 долара, с думите: – „8 ядра, 64-битов и т.н.п.!“. Всъщност MediaTek произвежда някои хубави SoC, но ги смесва с посредствени чипове, така че купувачите са предпазливи към тези телефони. И все пак сред широката гама от MediaTek има наистина масово произвеждани ARM процесори. Нелоши решения могат да се намерят в две продуктови линии – Helio P и X. Първият принадлежи на средния сегмент, а вторият е за напреднали смартфони.

Сериите Helio P30, P25 и P20 са 8-ядрени чипове с конфигурация 4+4, съставена от ядра A53. От предимствата на Helio – модерната памет LPDDR4x, която със сигурност се отразява на графичните тестове. При тестовете на процесора разликата между трите версии на SoC не е голяма. MediaTek набляга на разработването на допълнителни функции на SoC, като поддръжка на екран с висока резолюция, двойни камери и други подобни.
По-старите чипове X27 и X30 са уникални по своя дизайн. Те имат не два, а три клъстера от ядра ARM. Е, решението е необичайно и интересно. На практика оценката на ефективността на такава схема е още по-трудна, тъй като те работят поотделно в зависимост от натоварването.

A13 Bionic

6-ядреният чипсет A13 Bionic беше обявен през 2019 г. Този подобрен чип на известната компания Apple е предназначен за таблети и смартфони. В момента процесорът разполага с най-мощната графика. Поне това е високопоставеното изявление, което Apple се осмели да направи при представянето на новия продукт.

Чипсетът има 2 ядра: Lightning на 2660 MHz и 4 ядра Thunder на 1600 MHz, средно с 20% по-мощен от A12 Bionic, а също и с 30% по-енергийно ефективен. A13 Bionic е единственият 6-ядрен чипсет, но въпросът не е в броя на ядрата, а в начина им на работа.

Huawei Kirin

Друг пазарен играч, който предпочита собственото си развитие. Най-общо казано, от няколко години Huawei си проправя път към Olympus и решава да навлезе в разработването на SoC, разбира се, използвайки лиценза на ARM. Като цяло, това са типични SoCs с обичайните спецификации, с изключение на желанието на Huawei да бъде в крак с времето. Ето защо постепенно в SoC се въвеждат елементи за обработка на задачи с изкуствен интелект като копроцесор NPU. Освен това Huawei има големи изследователски центрове в Европа. Дали Huawei е успяла да настигне лидерите, предстои да разберем.

Kirin 6xx – за мобилен телефон от среден клас. Тези SoC се конкурират със Snapdragon 4x. Те имат 8 ядра в конфигурация 4+4. Уви, производителността на графичната система е недостатъчна. Това е основният недостатък на серията 6xx. Kirin 658, 655 и 650 много си приличат един на друг. Huawei постепенно ги овърклоква и променя индексите. В същото време графичната част остава същата и се основава на ядрото Mali-T830 MP2. Има поддръжка за вече оттеглената памет LPDDR3. Моделът 658 е основно ремонтиран и вече има подобрен комуникационен модул (802.11 b/g/n/ac). Но все пак по-старите версии на 9xx са по-интересни.

Kirin 9xx. Тези 8-ядрени SoCs са малко по-бързи от линията Helio X на Mediatek, макар и с по-малко ядра. SoC са стандартни, без иновации, но работят чудесно и спестяват пари на компанията. Като цяло триото Kirin 970, 960, 955 има типични характеристики, които показват еволюцията. Моделът 955, който имаше набор от ядра A72+A53, в крайна сметка ги замени с A73+A53. Честотите са намалели, консумацията на енергия е спаднала, а благодарение на вътрешните оптимизации ядрата A73 са успели да достигнат производителност някъде между Snapdragon 835 и 660. Ето защо още един ход с преминаването към по-бърза памет даде тласък да се изправи на равна нога със Snapdragon 835. Резултатите са откровено добри, надминавайки тези на 10-ядрения Helio, което очевидно е целта на Huawei.

Отделно трябва да кажем за ефективността на копроцесора NPU, защото резултатът е наистина любопитен. Както бе отбелязано от много рецензенти, смартфоните, базирани на Kirin 970, показват добра автономия главно чрез прехвърляне на някои от специфичните изчисления към копроцесора – например, когато камерата и определянето на сценариите за снимане. Той също така ускорява в пъти задачите, специфични за приложенията с изкуствен интелект. Освен това анализира сценариите на използване на смартфоните, като ги подготвя за стартиране или ги приспива за по-добър живот на батерията.

Основни характеристики

И така, първо, нека отбележим, че всички съвременни микропроцесори включват редица специфични компоненти. Процесорът включва доста транзистори. Колкото по-малки са тези компоненти, толкова по-малко енергия консумира чипсетът. Специалистите, които работят по прегледи на мобилни технологии, първоначално обръщат внимание на технологичния процес. Такива измервания се извършват в нанометри.

Ако сравним чипсетите, които са изработени по 12M и 30M технологичен процес, то при тактова честота с еднакви характеристики и брой ядра ще има различно количество консумация на енергия. Т.е. Смартфонът с втори процесор ще трябва да свързва зарядното устройство по-често, дори при една и съща операционна система, а другите спецификации са същите.

Намалената консумация на енергия се дължи на факта, че миниатюрните транзистори са в състояние да предоставят намален ресурс като топлина.

Заслужава си да се обърне внимание и на броя на ядрата в процесора. Не мислете, че 8-ядрено устройство ще се окаже по-мощно от 4-ядрено. Не е така. Дори списък на най-добрите смартфони с мощен процесор ще може да потвърди горните думи. Например Qualcomm има редица водещи решения в миналото, които са базирани на 4 ядра, имат по-висока тактова честота, което е третият най-важен критерий. На този фон много други компании пускаха 8-ядрени устройства, но тактовата им честота беше чувствително понижена.

Разбира се, има и случаи, в които 8-ядрените чипсети се представят много по-добре. Например, това може да се случи, когато се изпълнява просто приложение с едно ядро. Но ако 4-ядреният продукт има по-голямо и по-енергийно ефективно ядро, си струва да осъзнаете, че приложението ще се включва много по-бързо.

Всъщност си струва да разгледаме тази специфика от гледна точка на това, че в реалния живот разликата между 8-ядрените и 4-ядрените чипсети не се забелязва с просто око. Нашият ТОП ще бъде достоен пример за тази ситуация. Смартфоните все по-често работят при големи натоварвания, като поемат наистина големи задачи за обработка на данни, дори и да са във фонов режим. Без значение как ще го нарежете, тактовата честота и броят на ядрата могат да повлияят на цялостната производителност на приложенията и операционната система.

След като разгледахме тази информация, нека преминем към въпроса кой процесор е най-добрият за смартфон тази година. За това спомага TOP.

Samsung

Флагманските устройства на Samsung се характеризират с двойственост: на пазара има както модели, базирани на чип Snapdragon, които – изненада! – произведени по линиите на Samsung, както и базирани на собствения Exynos SoC на Samsung. Интересно е, че Exynos се произвеждат с подобен процесор като Snapdragon, но имат ясно изразено предимство по отношение на производителността. Съществуват няколко версии защо корейците правят точно това. Най-правдоподобната идея изглежда е, че за потребителите в САЩ (където се продават моделите с „дракон“ на борда) ще трябва да лицензираме някаква технология като SDMA, докато Qualcomm вече разполага с нея. Във всеки случай резултатът е много добър.
Например Exynos 8895, инсталиран в Samsung S8, има четири собствени ядра M2 Mongoose с тактова честота 2,1 GHz и четири ядра A53 с тактова честота 1,7 GHz. В обновения Exynos 9810 ядрата са подобрени до M3 Mongoose, което повишава честотата до 2,9 GHz, докато четирите ядра от нисък клас са подобрени до A55. Видеото е надградено до Mali G72, което го прави едно от най-високопроизводителните решения, наравно с Adreno 630 в Snapdragon 845.

В резултат на това Samsung S9+, задвижван от Exynos, е най-бързият смартфон с Android, като побеждава моделите, базирани на Snapdragon, в синтетични тестове.

Въпреки това флагманите не са единствените. Samsung пуска и солиден среден клас – серията Galaxy A – отново базиран на собствени процесори. Миналогодишният A7 се базираше на Exynos 7 Octa 7880: 8 ядра Sogtech A53 с тактова честота 1,9 GHz, Mali-G71 MP2 и двуканална памет LPDDR4.

Соц характеристиките му позволиха да се конкурира наравно със Snapdragon 625. Предстоящият по-късно тази година смартфон Galaxy A8 ще бъде оборудван с новия Exynos 7 Octa 7885, в който две ядра са заменени с A73, което повишава честотите до 2,2 GHz, докато останалите шест ядра A53 са намалени до 1,6 GHz. По този начин успяхме да увеличим производителността и живота на батерията.

Интересно е, че Octa 7885 има нещо, което може да се нарече по-малък брат – Exynos 5 Hexa 7872, който разполага с два старши A73 (с тактова честота 2 GHz) и 4 A53, работещи на още по-ниска честота 1,4 GHz. Първите смартфони, базирани на този чип, са на път да влязат в производство и обещават добро съотношение цена/производителност.

Кой процесор е най-добрият за смартфон с Android

В заключение, нека обобщим и изберем най-бързия процесор днес. Всички чипсети, разгледани днес, са авангардни, но само един е най-добрият.

Спот	Име	Описание	Рейтинг
1	Snapdragon 865	Най-мощният и енергийно ефективен процесор за 2020 г.	★★★★★
2	Exynos 990	Продуктивен чип от Samsung, който става първият с RAM по стандарта LPDDR5.	★★★★★
3	Snapdragon 855 Plus	Първият 5G процесор на Qualcomm с отлична производителност за игри.	★★★★★
4	Snapdragon 855	Най-популярният флагмански чип за 2022 г.	★★★★★
5	Exynos 9825	Мощен, но доста противоречив процесор от Galaxy Note 10.	★★★★★
6	Kirin 990	Хладен хардуер от Huawei, който се конкурира с чиповете на Qualcomm и Samsung.	★★★★★

Процесорът Snapdragon 865 е победителят в класацията. Нито един производител на хардуер все още не може да настигне Qualcomm по отношение на стабилността и енергийната ефективност. Може би чиповете на Samsung и Huawei ще могат да изпреварят американската компания в бъдеще, но засега те не изглеждат толкова добре, колкото флагманските „дракони“.

4.6/5 – (31 гласа)

Сравнителна таблица за производителността на SoC

За да ви помогнем да се ориентирате в цялото разнообразие, събрахме основните спецификации в таблица, като добавихме средните бенчмаркове Geekbench4 от публичната база данни на производителя и официалните рейтинги. А също и резултатите от GFXBench: Manhattan.

(Кликнете, за да увеличите)

При прегледа на таблицата е важно да се има предвид, че много приложения за смартфони все още не са настроени добре за многонишковост, така че производителността на ядро, показана в теста Geekbench 4 Single, също е много важен показател.

В обобщение

С това завършва списъкът с най-добрите процесори за смартфони, които ще се появят на пазара през 2022 г. Надяваме се, че успяхме да изясним ситуацията. Имайте предвид, че такива чипсети не се вграждат единствено в смартфони, а често могат да бъдат открити в спецификациите на таблети. Това, което ги отличава от процесорите за персонални компютри и лаптопи, е ARM-архитектурата, която е пригодена за работа с Windows Phone, Android, iOS команди.

Известно е, че вариантите на чипсета са доста многобройни. Освен това съставът се актуализира редовно. Доставчиците празнуват с нови модели. След като анализирахме класациите, става ясно, че всеки ще може да се сдобие с приличен смартфон, както флагмански, така и бюджетни модели, в които процесорът ще осигури отлични характеристики на работа.

Заключение

Основният извод, който може да се направи от разглеждането на цялата тази „зоологическа градина“, е, че въпреки степента на персонализация на ядрата, тяхното семейство е това, което определя крайната производителност. Ако искате високопроизводително решение, изберете вариант на смартфон със SoC с ядра Cortex-A72, A73 или A75. Но ако десети от секундата в реакцията на смартфона не са от значение за вас, а искате да спестите пари, тогава Cortex-A53 ще ви пасне добре.
Също така имайте предвид, че бавната оперативна памет или по-малко от 2 GB оперативна памет може да „задуши“ всеки високопроизводителен процесор.

7. Exynos 1080

Exynos 1080 е представен публично през 2019 г., за да се използва в смартфони от среден и флагмански клас. Топ мениджър на Samsung говори за новия и подобрен чипсет. Той има четири ядра Cortex-A78 и четири ядра Cortex-A55.

Видеоускорителят Mali-G78 отговаря за качеството на графиката. Не е безсмислено да се отбележи, че процесорът се подготвя за инсталиране в смартфоните Galaxy S. В интервю с Imao Kai той сподели, че Exynos 1080 е надхвърлил 650 000 точки в AnTuTu. Вероятно след оптимизация чипсетът ще покаже по-впечатляващ резултат.