рейтинг современных процессоров для смартфонов
Лучшие процессоры для смартфона — топ 2020 (декабрь)
Прошлый год был богатым на новинки в области мобильного железа. Инженеры внедрили сразу несколько инновационных решений, что позволило оптимизировать 7 нм техпроцесс, и сделали возможным производство мобильных процессоров по 6 нм технологии.
Характеристики
Сначала рассмотрим, что нужно знать о мобильном процессоре, если девайс приобретается не в качестве «звонилки» и средства работы с браузером и мессенджерами.
Число ядер и потоков
Все современные процессоры разрабатываются на многоядерной архитектуре, зачастую 4 или 8. Но счастье не в количестве, а в числе потоков, которые устройство может обрабатывать параллельно. А это уже зависит от программного обеспечения.
В iPhone не ставятся 8-ядерные процессоры, но 4-х или 6-ядерные решения от Apple превосходят конкурентов, характеристики которых выше. И техпроцесс в этом играет не главную роль.
Архитектура
Строятся на двух разновидностях архитектуры:
В ARM применяется упрощённый набор команд RISC, только реально нужные и используемые программами, играми и ОС. Из-за меньшего числа транзисторов и их размера ARM процессоры потребляют меньше электроэнергии и, соответственно, их тепловыделение ниже. Вторые используют сложный набор команд, которые перед обработкой разделяются на простые инструкции.
Техпроцесс и кэш
Технология обозначается нанометрами (нм) и говорит о габаритах затвора напыленного транзистора – о плотности размещения электронных компонентов на подложке. Эта цифра также говорит о скорости и КПД кристалла. Актуальными на 2019 год являются устройства, произведённые на техпроцессе 18-7 нм.
Интересные сведения
Mediatek и Qualcomm разрабатывают кристаллы только для производителей смартфонов, а Huawei и Apple запустили собственные линии.
Пришло время показать топ процессоров для смартфонов в трёх ценовых сегментах.
Флагманы
Дорогой телефон – имиджевая вещь, которая должна стать полноценным портативным компьютером, игровым планшетом, фотоаппаратом.
Apple A13 Bionic
7-нм чипсет с 6 ядрами: пара высокопроизводительных и 4 энергоэффективных, любителей игр порадуют 4 графических ядра. Оснащенные им устройства потребляют на 40% меньше электрической энергии, в первую очередь за счет отключения питания пассивных в данный момент компонентов.
В состав A13 Bionic входит около 8,5 млрд транзисторов, а нейронный блок представлен 8-ядерным процессором. Производительность последнего равняется 1 терафлопсу.
Qualcomm Snapdragon 865
Snapdragon получил лишь незначительные обновления, которые на общей производительности и эффективности не отразились. Используются те же 4 экономичных, 3 производительных процессора и 1 мощное ядро. Возможно, свет увидит версия чипа с увеличенными частотами.
Главное новшество – работа с памятью LPDDR5, работающей на частоте 2750 МГц с увеличенной пропускной способностью. Нейронный блок научился функционировать с одиночными камерами, разрешение которых достигает 200 МП, и двойными с разделительной способностью до 25 МП. Чипсет пишет 8K видео и сверхзамедленные ролики с 960 кадрами в секунду. Встроенный модем поддерживает скорость загрузки до 2500 МБ/с.
Kirin 990 и 990 5G
Один из первых флагманских SoC с поддержкой 5G, созданный с применением технологии EUV на усовершенствованном 7-нм техпроцессе. Состоит из более чем 10,2 млрд транзисторов, что больше, чем у A13. При эксплуатации в высокоскоростных 5G-сетях потребляет на 44% меньше электроэнергии. В ресурсоемких задачах демонстрирует прирост производительности около 30%.
Двойной нейроморфный сопроцессор ускоряет машинное обучение, необходимое для съемки. Дополнительное NPU ядро занимается более простыми вычислениями, например, распознанием лица. При этом потребляет в 34 раза меньше электроэнергии, чем основное ядро.
Kirin 990 не поддерживает 5G, поставляется с одним NPU ядром, пониженными частотами мощных ядер и производится без EUV-фотолитографии.
Samsung Exynos 9820
Новые флагманы от южнокорейской корпорации выпускаются на кристалле Exynos 9810. Производятся с 2 мощными ядрами по 2 ГГц, 4 производительными и парой слабых. Вместе с видеоускорителем Mali-G76 MP12 такие чипы справятся с любой трёхмерной игрой. Энергоэффективность кристалла улучшена вдвое, по сравнению с предыдущим поколением, а производительность – на 25%; видеочип быстрее на 40% и почти на треть экономичнее.
Qualcomm Snapdragon 855
8-ядерный чип, созданный Qualcomm совместно с Samsung. Платформа оснащена модулем для работы с 5G сетями с теоретической пропускной способностью до 5 Гбит/с (и 2 Гбит/с для LTE), Wi-Fi 6-го поколения с шифрованием WPA3 и Bluetooth 5-го поколения.
Производится по 7-нм техпроцессу – наиболее совершенному, применяемом в массовом производстве, в 2019 году. Переход повысил частоту всех ядер:
Каждое из них оснащено собственным кэшем 3-го уровня, что ускоряет быстродействие.
HiSilicon Kirin 980
Первая Soc, выпущенная на 7-нм техпроцессе, который презентовал:
Apple Bionic A12
Первым в рейтинге мобильных процессоров для смартфонов в 2018 году является усовершенствованный A11. A12 состоит из 6 ядер. NPU обрабатывает графику. 4 слабых кристалла наполовину экономичнее используемых в Bionic A11, а топовые – на 15% быстрее. Графическая система Apple основана на 4-х ядерной архитектуре, способна полноценно заменить компьютер в области видео- и графического монтажа, игр и трехмерных редакторов.
В состав нейронного процессора входит 8 чипов, обгоняющих A11 почти на порядок, при повышении экономичности на четверть.
Средний ценовой сегмент
Запредельной производительностью и её запасом «середнячки» не похвастаются, но они повседневные помощники миллионов пользователей. В рейтинг производительных процессоров для смартфонов вошли следующие чипсеты.
Helio G90 и G90T
Занимают переходную позицию между топовыми и средними по производительности чипсетами. Выпускаются на базе 12-нм техпроцесса и состоят из двух кластеров по 4 ядра. Графика Mali-G76 справляется с любыми играми на платформе на максимальных настройках. Разница между G90 и G90T – в частотах. Производительный кластер работает на частоте 2,05 ГГц и 2 ГГц соответственно, а энергоэффективный – 800 и 720 МГц.
Поддерживают до 10 ГБ ОЗУ стандарта LPDDR4, двойные камеры с разрешением модулей до 24 и 16 МП или одинарные (до 64 МП). Работают в двух Wi-Fi сетях с разными диапазонами одновременно.
Kirin 810
SoC с парой кластеров производительных и экономичных ядер, которые на 10% производительнее, чем у Snapdragon 730. Графика Mali-G52 MP6 быстрее графического чипа в Kirin 710 на 60%. Однокристальная система производится по 7-нм технологии и оснащается поддержкой игровой платформы Kirin Gaming+ для оптимизации игр. Работает с 4 камерами. Собственный нейромодуль DaVinci обгоняет производительность аналогичного процессора в Snapdragon 855.
Snapdragon 765
Чипсет представлен 1 мощным, 1 производительным и 6 экономичными ядрами. Графика Adreno 620 на 1/5 быстрее, чем в Snapdragon 730 и справляется с любой игрой на максимальных настройках графики. Внедрена поддержка 12 ГБ ОЗУ и быстрая зарядка QuickCharge 4+. Поставляется со встроенным модулем 5G с теоретической пропускной способностью до 3,7 Гб/с.
Mediatec Helio P70
Основа Helio P70 – двухкластерный чип, состоящий из Cortex А53 и A73, функционирующих при частоте 2 ГГц. Энергоэффективность от такого решения не пострадала нисколько из-за оптимизированного алгоритма распределения мощности. В первые ряды платформа не попадает по одной причине – слабоватый графический ускоритель Mali-G72, несмотря на повышение рабочей частоты до 900 МГц. Графическая карта больше рассчитана на любителей мультимедиа: умеет определять сцены фотографий, улучшать их качество «на лету».
HiSilicon Kirin 710
Ядра однокристальной системы разделены на пару кластеров:
Производится по 12-нанометровому технологическому процессу. Оснащена платформа графическим ускорителем Mali-G51, который поддерживает технологию GPU Turbo – система ускорения обработки графической информации, повышающая эффективность до 60%. Динамическое изменение питающего напряжения и частоты функционирования шины и SoC снизили потребление электроэнергии на треть. Видеочип распознаёт лица людей.
Qualcomm Snapdragon 636
Презентована платформа в 2017 году, но в последующие полтора года она набирала популярность среди потребителей смартфонов среднего ценового сегмента. Команда потрудилась и достигла поставленного результата – получить энергоэффективный процессор, обладающий высокой производительностью. Кластер состоит из пары блоков: по 4 Cortex A73 с частотой 1,8 ГГц в пике и A53, которые могут разогнаться только до 1,6 ГГц. После активируются «старшие братья».
Графика отводится Adreno 509, 128 исполнительных блоков которого работают при 720 МГц. Большинство трехмерных игр устройство потянет лишь на средних настройках графики, в ином случае нужного fps ждать не придётся.
Samsung Exynos 7885
На момент выхода в 2018 году был одним из мощнейших среди флагманов, сейчас же он крепкий орешек среднего ценового сегмента, изготовленный по 14-нм технологии. Совместим с новейшим стандартом Wi-Fi, Bluetooth 5-й версии и 4G. LTE-модуль ограничивает скорость сети до 600 Мбит/с и работает с двумя SIM-картами одновременно.
Формула кластеров нетипичная для большинства аналогов: пара Cortex-A73, отвечающих за производительность, и шесть Cortex-A53, которые занимаются повседневными задачами. Чип позволяет вести съёмку в 4K, но стабильностью в таком режиме не отличается. Запись и воспроизведение Full HD+ вопросов не вызывают.
Бюджетные
Рассмотрим лучшие дешевые процессоры для смартфона на Андроид, который применяется в качестве средства связи и получения сведений из интернета: звонки, мессенджеры, браузер, просмотр фильмов в HD, создание снимков среднего качества. Еще в 2014 году они были флагманами.
Helio P25
Helio P25 производится по 16-нм техпроцессу и состоит из кластеров по 4 ядра: 2,6 и 1,6 ГГц. Последние обрабатывают видео с ультравысоким разрешением, задействуются в играх, монтаже роликов и иных ресурсоёмких задачах. Оптимизация производственного процесса снизила расход электроэнергии. Видеочип Mali-T880 MP2 обрабатывает картинку во всех играх при среднем её качестве.
HiSilicon Kirin 659
Как и все современные мобильные процессоры, состоит из 8 ядер, входящих в единый кластер. Половина Cortex-A53 разогнаны на заводе и работают на частоте 2,36 Гц, половина – при 1,7 ГГц. Бюджетный графический чип Mali-T830 с частотой 900 МГц характеризуется отменной оптимизацией – тянет все игры при средних настройках и HD разрешении. С
Qualcomm Snapdragon 450
Первый 14-нм SoC, разработанный для дешевых смартфонов. Отменная оптимизация работы 8 × Cortex-A53 на частоте 1,8 ГГц позволила добиться непревзойдённой автономности. Видеокарта GPU Adreno 506 относит устройство к ряду неигровых, но виртуальные развлечения запускать позволяет, однако удовольствия от картинки многих из них не подарит.
Samsung Exynos 7870
Устройства с Exynos 7870 опережают конкурентов при схожей цене. Несмотря на 8 ядер, выполненных по технологии FinFET (14 нм), преимущество им обеспечивает гетерогенная многокомпонентная обработка данных (та же производительность при меньшем на 30% энергопотреблении).
В таблице ниже приведён наш рейтинг процессоров для смартфонов 2018-2019 гг.
Рейтинг процессоров для смартфонов (2020, обновляется)
Друзья, в этом тексте мы покажем сразу несколько авторитетных рейтингов и тестов для процессоров в смартфонах, приведём ряд бенчмарков для графических процессоров, расскажем всю необходимую теорию. Однако если вам интересно бегло взглянуть на топ только самых лучших, наиболее производительных мобильных процессоров, то он, на наш взгляд, выглядит так:
Оценить, на что способен процессор в том или ином смартфоне – непростая задача. Выбор здесь куда более сложный и многообразный, чем между моделями Intel и AMD для стационарных компьютеров. На помощь приходят рейтинги процессоров для смартфонов. Они необходимы, так как даже в линейке одного производителя всё может быть довольно запутанно.
К примеру, знайте ли вы, что новый Exynos 990 от Samsung по графической производительности колоссально уступает Snapdragon 865, хотя в AnTuTu и ряде иных тестов эти процессоры идут максимально близко друг к другу. Или что различия между Kirin 980 и 985 настолько велики, что это, по сути, два совершенно разных процессора, причём новый 985 уступает 980.
Часто такие тонкости неочевидны даже подготовленным пользователям. Новичкам же и вовсе приходится ориентироваться вслепую.
См. также: рейтинг производителей смартфонов 2021;
См. также: самые ожидаемые смартфоны (наиболее интересные девайсы, которые ещё только готовятся к выходу).
Лучшие процессоры для смартфонов в 2020
Прежде чем перейти к конкретным цифрам, результатам тестов и рейтингам, давайте бегло взглянем на основные бренды мобильных процессоров и стоящих за ними разработчиков.
Таблица сравнения самых мощных мобильных процессоров для смартфонов 2020: Snapdragon, Mediatek, Exynos, Kirin и Apple Ax. Тесты: AnTuTu 8, GeekBench 5 и 3DMark IceStorm. Кликните для увеличения
Пять перечисленных выше компаний – лишь ключевые и актуальные на сегодняшний день поставщики мобильных SoC (однокристальная система, мобильный процессор). Немало разработчиков под натиском конкуренции вынуждены были практически уйти с рынка процессоров для смартфонов. Так, например, случилось с американскими Texas Instruments и Nvidia (чипы Tegra).
Таблица отличий Kirin 990 5G и Kirin 990 – двух самых мощный процессоров Huawei на сегодняшний день. Разница выделена в частотах центрального процессора, блоках ИИ-ускорителя (NPU) и встроенном модеме
Их мобильных процессоров в рейтингах ниже нет, так как найти данные решения можно лишь в самых бюджетных или относительно редких девайсах.
Рейтинг мобильных процессоров: тест производительности AnTuTu
Самый популярный сегодня бенчмарк (тест) сравнения процессоров в смартфонах – AnTuTu. Он хорош тем, что оценивает не только производительность ядер центрального процессора, но и мощь встроенного в процессор графического ускорителя, что важно для игр и ряда приложений, а также скорость оперативной памяти. В сумме это даёт итоговый балл и чем он больше, тем лучше.
Цифры рейтинга – не истина в последней инстанции, кроме того, они могут слегка меняться от теста к тесту и тем более от разных смартфонов, пусть даже с одним и тем же процессором. Мы использовали в основном официальные чарты AnTuTu 8 за июнь и взяли с них лучшие результаты, которые удалось показать тому или иному процессору. Через запятую указан смартфон, на котором шло тестирование. Рейтинг:
Первые 8 мест Топ-10 AnTuTu за июнь 2020 занимают Android-смартфоны со Snapdragon 865 (Apple здесь не учитывается, а результатов 865 Plus пока ещё нет). Ближайший преследователь – Exynos 990. Аппараты с ним занимают лишь 9 и 10 место
Самым мощным процессором в среднем ценовом сегменте, по версии AnTuTu, глобально сейчас является Snapdragon 765G, однако в ближайшие месяцы его вытеснят Kirin 820 и Dimensity 820. Они уже лидируют в китайской версии бенчмарка
Главная особенность Helio G85, а также G80 и G70 – использование пары мощных ядер А75, что пару лет назад были сердцем мощнейших чипов, включая Snapdragon 845. Mediatek G70/80 и 85 впервые приносят эти ядра в сегмент бюджетных смартфонов (например, Redmi 9)
Таблица сравнения новых бюджетных Mediatek Helio G25 и G35, что уже легли в основу доступных смартфонов Redmi и Realme нового поколения
Лидеры рейтинга – Snapdragon 865 и его усиленная версия 865 Plus. Последняя отличается от базового варианта увеличенными частотами GPU и главного ядра CPU. 865 Plus уже анонсирован официально, но девайсам с ним ещё только предстоит в ближайший месяц поступить на рынок. Самыми первыми станут игровые ASUS ROG Phone 3 и Lenovo Legion Duel (он же Legion Pro).
Официальных данных о производительности смартфона Lenovo пока нет, а вот ASUS для ROG Phone 3 заявила показатели в AnTuTu на уровне 655 тысяч баллов.
Lenovo Legion – один из двух первых гаджетов на рынке со Snapdragon 865 Plus. Впрочем, ещё до конца лета следует ждать целый ряд других анонсов смартфонов на базе обновлённого процессорного флагмана
Базовый Snapdragon 865 сейчас показывает лучший результат (
609 000) в составе флагмана Oppo. В остальных гаджетах процессор также выдаёт впечатляющие цифры. В частности, в глобальном Android-рейтинге AnTuTu за июнь 2020 смартфоны со Snapdragon 865 от Oppo, Xiaomi, OnePlus и Vivo занимают первые 8 позиций. Ближайший соперник – Exynos 990 в составе Galaxy S20 Ultra расположился лишь 9 месте.
В целом, повторим, что этот рейтинг не стоит воспринимать как нечто абсолютно объективное. К самому AnTuTu также немало вопросов, поэтому его цифры – лишь примерный ориентир. Тем более от теста к тесту даже один и тот же процессор в одном и том же смартфоне в зависимости от ситуации, доступного объёма ОЗУ и версии прошивки может выдавать немного разные результаты.
Не стоит думать и что девайс, набирающий в тесте 60 тысяч баллов против 600 тысяч у лидеров, в 10 раз медленнее. В большинстве обычных, не требующих вычислительной мощности задач, вы можете вообще не почувствовать принципиальной разницы даже между флагманским и бюджетным процессором. Разница, как правило, видна в играх, в «тяжёлых» приложениях и поддержке отдельных технологий.
Отдельно от остальных стоит Apple со своими процессорами А, предназначенными для iPhone и iPad. У них свои уникальные ядра, графические ускорители собственной разработки и множество фирменных технологий. Из Android-лагеря подобное есть только у Qualcomm Snapdragon
Ещё одно уточнение нужно сделать для процессоров Apple. По заявлению создателей бенчмарка AnTuTu, сравнивать в нём результаты процессоров, работающих на Android-смартфонах напрямую с процессорами из iPhone – нельзя. Все смартфоны Apple работают под управлением iOS, а это иная среда. То есть результаты для SoC Apple в AnTuTu правильно сравнивать только друг с другом:
Рейтинг мобильных процессоров: тест производительности GeekBench
Не доверяйте AnTuTu или просто не любите полагаться лишь на один источник? Мы тоже. Поэтому рассмотрим ещё пару тестов и первым из них будет GeekBench. В отличие от AnTuTu, GeekBench не является комплексным тестом. Он оценивает лишь центральный процессор мобильной SoC. Тем не менее, это самый ключевой компонент в повседневной работе.
К сожалению, в рейтингах GeekBench нам удалось отыскать далеко не все мобильные процессоры. Например, нет мощного и популярного Snapdragon 765G, а также многих решений Mediatek, особенно новых. Возможно, это изменится в будущем, и мы обновим материал. Ка и в случае с AnTuTu, для каждого процессора нами брался лучший результат (смартфон, на котором авторам удалось его получить, указан через запятую).
Ключевые характеристики лидера рейтинга. Qualcomm особый упор делает на продвинутом модеме, блоке для АИ-операций, а также фирменных технологиях, связанных дисплеями, камерами и стабильной производительностью в играх
Кадр с презентации Kirin 990 5G. Это первый в мире мобильный процессор, произведённый по нормам 7 нм + EUV. Такая связка позволила Huawei вместить в чип рекордные 10.3 млрд транзисторов, объединить в одной схеме все вычислительные блоки и внутренний 5G модем
Миниатюрность формы, в которую могут быть заключены современные технологии, порой удивляет
Новейшего Snapdragon 865 Plus здесь пока ещё нет, но во многом картина похожа на результаты AnTuTu, хотя есть и значимые отличия. К примеру, в GeekBench явно хорошо чувствуют себя процессоры Kirin. Самому мощному из них удаётся обойти Exynos 990 и близко приблизиться к лидеру – Snapdragon 865.
Точно также Kirin 980 «перепрыгивает» ряд конкурентов и приближается к Snapdragon 855. А бюджетный и старенький Kirin 710 обгоняет Exynos 9611, который Samsung сейчас ставит в свою самую популярную модель – Galaxy A51. Всё это лишь подчёркивает, что GeekBench ориентирован именно на процессорную часть и не учитывает графический ускоритель, что важен, прежде всего, для игр.
Процессор влияет не только на общую производительность, но и на скорость запуска приложений и игр. К примеру, Mediatek хвастается, что Helio G70 показывает лучший результат, чем близкий ему в цене Snapdragon 665. И это похоже на правду, так как Helio G70 использует ядра А75, а SD665 – старенькие А73
Другой пример здесь – Snapdragon 675. Благодаря мощным ядрам A76 в GeekBench он уверенно обходит Snapdragon 710. Хотя GPU в последнем, если верить бенчмарку 3DMark IceStorm (см. в следующем разделе), почти в полтора раза мощнее!
Как и в прошлый раз отдельным списком выведем результаты для актуальных процессоров Apple, так как это всё-таки совершенно другая программная платформа:
Наибольший рывок здесь произошёл от А10 к A11, хотя и ускорение от А12 к А13 также впечатляет. Оно вдвойне интересно тем, что в отличие от А10-А11, в данном случае не было перехода к более современному тех. процессу. Apple удалось добиться существенного прироста производительности даже в рамках одних и тех же 7 нм норм.
Apple рассказывает о ключевых особенностях своего актуального процессора А13 для iPhone 11 и новых iPad, заодно сравнивая его с предшественником
Важная особенность GeekBench – возможность тестировать не только все ядра, но и выбирать одно самое производительное и оценивать уже именно его. Такое тестирование важно, т. к. все приложения/игры оптимизированы по-разному и для каких-то из них наличие одного мощного ядра важнее, чем удачная связка нескольких разных ядер.
Рейтинг GeekBench с упором на самое производительное ядро для 20 самых мощных мобильных процессоров выглядит так:
Особо интересно взглянуть в GeekBench было бы на три старших процессора Dimensity так как они содержат сразу по 4 мощных ядра А77, однако результатов данных SoC от Mediatek в бенчмарке ещё нет
Здесь вновь мы видим существенное превосходство Snapdragon 865 над конкурентами. Скорее всего, Snapdragon 865 Plus, в котором как раз «прокачали» главное альфа-ядро, сможет стать первым процессором для Android-смартфонов, набирающим в этом тесте около 1000 баллов.
Также обращает на себя внимание Exynos. Судя по всему, именно кастомные ядра M5 и M4 позволяют процессорам Samsung здесь даже при более низких тактовых частотах опережать Kirin.
В тоже время, к сожалению, Exynos 990 может стать последним решением Samsung с такими ядрами. Далее компания хочет сделать упор на уникальные мощные GPU, а вот ядра CPU, наоборот, брать стандартные от ARM, как это делают Huawei и Mediatek. Видимо затраты на разработку были весьма велики, а достаточно весомых преимуществ это не приносило.
Важный фактор производительности – скорость работы процессора с памятью. На этой иллюстрации наглядно видно, как улучшался этот параметр от поколения к поколению в чипах различных производителей (источник: YouTube-канал Argument600)
К слову, заметим, что данный подтест также показывает, что актуальные платформы среднего уровня в отдельных задачах могут тягаться с былыми флагманами. К примеру, Snapdragon 730G впереди SD845, а Snapdragon 675/710/712 по производительности наиболее мощного ядра опережают SD835.
Для процессоров Apple показатели выглядят следующим образом:
Если сравнивать с Android-решениями – цифры отличные, однако создатели GeekBench, как и создатели AnTuTu, предпочитают размещать результаты процессоров Apple отдельно ото всех остальных, тем самым, возможно, намекая, что прямое сравнение некорректно.
Вдобавок Apple единственные, кто до сих пор использует 6 ядер (2 мощных, 4 энергоэффективных) вместо 8 у практически всех решений из мира Android. Впрочем, на результатах это особо не сказывается и в следующих разделах мы лучше объясним, почему важнее не число ядер, а их производительность.
Любопытное видео о том, почему в ближайшем будущем процессоры для Android смартфонов могут сильно прибавить в производительности
Если же говорить про общие результаты GeekBench, то, как и в случае AnTuTu, не следует воспринимать их слишком буквально. Ведь бенчмарк хоть и пытается имитировать реальные задачи, но далеко не факт, что этого у него получается.
Сравнение графических процессоров для смартфонов
Если вам нужно решение, мощности которого хватит на любую задачу, то без мощного графического ускорителя в нём не обойтись. Если вы игрок, а игры, их максимальные настройки и частота кадров для вас крайне важны, то графический ускоритель (GPU) и вовсе становится самым главным компонентом.
И здесь вас ожидает много сюрпризов. Смотреть на AnTuTu и GeekBench в этом случае мы уже не рекомендуем. К примеру, в этих тестах Exynos 990 не так уж и сильно отстаёт от Snapdragon 865.
Однако стоит вам начать искать сравнения на YouTube, и вы узнайте, что многие игры на топовом Exynos идут с кадровой частотой в полтора (!) раза ниже. К примеру, там, где Snapdragon 865 выдаёт стабильные 60 FPS, Exynos 990 может выдавать в среднем 40, проседая временами до 30+. Похожий расклад заметен и по другим процессорам: ведь в играх основная ставка делается на GPU, а не ядра CPU.
Большой тест Exynos 990 против Snapdragon 865 в актуальных флагманах Samsung не в бенчмарке, а на примере реальных игр. Отставание Exynos весьма впечатляет
Чтобы лучше определиться «кто есть кто» в плане графики, мы предлагаем вам обратить внимание на рейтинг бенчмарка 3DMark Ice Storm, результаты тестов в котором опубликованы в таблице западного ресурса NoteBookCheck.
Впрочем, там вместо названий процессоров указаны названия их графических ускорителей, что для рядового пользователя весьма запутанно. Мы перенесли сюда основную часть этого рейтинга, заодно подписав все процессоры (а название GPU мы оставляем через запятую после цифр результатов). Итак:
Да, по цифрам Apple явный лидер по графике. Однако тесты не проверяют длительной нагрузки. Вот график FPS спустя 40 минут игры в Shadowgun Legends. Мы видим огромные просадки у Exynos 990 и их начало у Apple A13 (голубая и белая линия соответственно), в то время как Snapdragon 855+ и Kirin 990 показывают стабильный результат
Apple с удовольствием подчёркивает своё превосходство по графической части, однако не стоит забывать, что тесты – одно, а реальные игры и FPS там – другое (см. пример выше). На практике Apple A12 и A13 подвержены троттлингу, а сами iPhone не имеют нормальной системы охлаждения
Android-производители во флагманах идут на множество хитростей для построения системы охлаждения, которая позволит процессору раскрываться на полную. Особняком стоит Nubia, использующая для смартфонов миниатюрный вентилятор, подобный кулерам для ПК
Как видите, лидером по графическим процессорам в мобильных девайсах, даже с учётом названных выше оговорок, сегодня является Apple. Прежде компания заказывала мощный графический блок для своих фирменных процессоров у Imagination Technologies, однако начиная с 2017 года перешла к собственным графическим решениям.
Из Android-лагеря реальную борьбу Apple могут навязать в основном только актуальные топовые Snapdragon. В будущем, возможно, ситуация изменится. По слухам, третьей силой станет здесь Samsung, которая лицензирует у AMD графические технологии и задействует их в будущих Exynos вместо базовой графики ARM Mali. Последняя заметно уступает как Apple GPU, так и Qualcomm Adreno.
Наиболее мощная «графика» Qualcomm на данный момент – это Adreno 650, применяемая в Snapdragon 865. В Snapdragon 865+ используется она же, но на более высоких частотах
Именно ARM Mali в разных конфигурациях сейчас вынуждены использовать Samsung, Huawei и Mediatek, так как собственных графических разработок у них нет, а создать такие с нуля – задача крайне сложная даже для технологических супергигантов.
Раньше конкуренцию Mali составляли решения PowerVR от британской Imagination Technologies. Их остатки вы ещё можете заметить во второй половине рейтинга. Однако после разрыва с Apple дела у Imagination Technologies пошли скверно и больше сильных конкурентоспособных мобильных GPU британцы не предлагают, да и вообще находятся на грани выживания.
Первые смартфоны со Snapdragon 865 – это Mi 10 и 10 Pro (на иллюстрации), однако Xiaomi чуть позже также выпустила на этом же процессоре игровые смартфоны BlackShark 3, отличающиеся менее красивыми формами, но куда более продвинутой системой охлаждения
См. также: все линейки и модели смартфонов Xiaomi с учётом иерархии;
Что касается Mali, то это графика от самой ARM. Это также британская компания, с 2016 она находится под крылом могущественной японской корпорации SoftBank. ARM лицензирует компаниям непосредственно саму архитектуру, архитектуру собственных ядер Cortex и графику Mali. Если для ядер пока самые актуальные и мощные решения – А77, то для графики – G77. Последняя нашла применение в:
Впрочем, во-первых, графические ускорители в актуальных Apple A и Qualcomm Snapdragon 8xx без труда обгоняют даже 11 ядер G77. Во-вторых, прошлогодние G76, работающие на более высоких частотах и/или в конфигурациях с большим числом ядер, также способны обогнать новую G77.
К примеру, 16 ядер G76 на частоте 700 МГц (Kirin 990 5G) обгоняют 11 ядер G77 на частоте 800 МГц (Exynos 990). Самое удивительно, что даже прошлогодний Exynos 9820, по версии теста Ice Storm, минимально лучше нынешнего Exynos 990. Судя по всему, 12 ядер G76 работают там на частотах около 1000 МГц и обгоняют 11 ядер, пусть и более актуальной, G77.
Следующие поколение – Mali-G78 уже анонсировано и может появиться в конкретных процессорах для смартфонов к концу года. ARM заявляют увеличение производительности против G77 на уровне 25%, что, впрочем, явно мало для конкуренции с той же Adreno
С такими странностями неудивительно, что Samsung решила двигаться в сторону AMD и создавать эксклюзивный мобильный GPU для своих будущих Exynos. Иначе о конкуренции в играх с Apple и Qualcomm можно было просто забыть.
Иное свидетельство слабости встроенной графики Mali – мощный, но не флагманский Snapdragon 765G с GPU Adreno 620, которому в тесте удаётся минимально перегнать флагманские Exynos 990 и Kirin 990.
Процессоры для смартфонов: что важно знать?
Тесты позади, но если у вас остались вопросы, позволим себе немного теории, которая понадобится вам для лучшего понимания.
Ядра процессора и гигагерцы. Как вы заметили, мы в нашей заметке не акцентируем внимание на числе ядер и тактовых частотах процессоров. Число ядер практически во всех актуальных моделях замерло на отметке «8». В свою очередь, тактовые частоты от модели к модели могут варьироваться весьма серьёзно.
Впрочем, есть нечто более важное, из-за чего сравнивать процессоры «в лоб» по частотам будет неверно. Все мобильные процессоры, будь то Snapdragon, Exynos, Kirin, а также SoC от Apple и Mediatek построены на базе ядер от компании ARM. Либо базовых, либо модифицированных разработчиком (например, M от Samsung). Эти ядра могут быть совершенно разными. К примеру:
Новые поколения ядер ARM выпускает примерно раз в год. Ядра A77 опережают предшественников по производительности на 20%. А76, в свою очередь, мощнее А75 на более внушительные 35%, но это отчасти благодаря переходу процесса производства с 10 на 7 нм
A75, если вглядеться в предоставленную ARM иллюстрацию, также опережают А73 (A74 производитель и не выпускал) примерно на 35%, но, правда, при увеличенной тактовой частоте. В других официальных материалах прибавка описывается скромнее, как «более 20%»
Конкретно А77 можно встретить в Dimensity 1000, 1000L и 1000+, Exynos 980 и 990, Snapdragon 865 и будущем Snapdragon 690 (последний, очевидно, направлен на конкуренцию с младшими Dimensity). Huawei в свою очередь, намерена «перепрыгнуть» А77 и от А76 ближайшей осенью первой перейти к А78. Если, конечно, санкции и вытекающий из них запрет на работу с TSMC всё не испортят.
Следующий шаг ARM в 2020 – ядра A78. Архитектурные изменения и 5 нм тех процесс позволит им при том же энергопотреблении, что и А77, работать на 20% быстрее. Если не повышать производительность, то энергопотребление по сравнении с А77 упадёт на 50%
Некоторые решения ARM, например, такие как А57, признания у разработчиков и широкого распространения не находили. Вдобавок, более высокая цифра индекса не означает, что ядро представлено позже. К примеру, упомянутый выше А57 был анонсирован ещё в 2012 и сегодня благополучно забыт. В свою очередь, актуальные сейчас ядра А55 увидели свет в 2017.
Чтобы не запутать читателей, поясним: названия актуальных процессоров Apple (A11, A12, A12X и т. д.) не имеют никакого отношения к наименованию ядер ARM (Cortex A53, 55, 72, 73…), о которых говорится выше в тексте.
Чтобы ускорить прогресс, помимо А78 ARM недавно представила совершенно новый тип ядер – X1. Их в смартфонах мы увидим тоже через полгода-год. X1 существенно мощнее А78 и более настраиваемы разработчиками, но также и более «прожорливы» на энергию
X1 на 30% мощнее актуальных А77 по базовым параметрам производительности и вдвое быстрее А77/А78 по производительности машинного обучения
Разные ядра в одном процессоре. В большинстве актуальных сегодня мобильных процессоров используется разные ядра ARM. Как правило, одни играют роль наиболее мощных и выручают в серьёзных приложениях/играх. Другие вступают в дело, когда текущие задачи пользователя не требуют большой вычислительной мощности. Такие ядра куда экономнее расходуют батарею.
Для некоторых особо трудоёмких задач ядра всех типов при необходимости могут работать вместе.
Прежде наиболее часто в восьмиядерном процессоре разделение мощные/энергоэффективные происходило по схеме 4+4. Например, 4 А53 + 4 А73. Позже, с приходом особо мощных А75, А76 и А77, появились иные схемы, которые показывают себя очень неплохо. Например, 6 А55 + 2 А75 (Snapdragon 670).
Типы ядер CPU в трёх последних поколения флагманов Qualcomm. Начиная со Snapdragon 855 происходит переход к схеме 1+3+4, где 1 – это одно мощное ядро на более высокой тактовой частоте
Во флагманах сейчас наиболее популярны схемы, где ядра делятся не на две, а сразу три группы-кластера (энергоэффективные, средние или мощные и особо мощные). Уже давненько с такой идеей экспериментировали в Mediatek. Сейчас же она заиграла новыми красками благодаря мощнейшим флагманским Kirin, Exynos и Snapdragon.
Например, Kirin 990 5G использует 2 A76 + 2 A76 + 4 A55, где одни ядра А76 работают на частоте 2.36 ГГц, а более мощные А76 берут планку 2.86 ГГц. Похожей схемы придерживается Samsung в топовых Exynos, но там роль старших А76 играют собственные ядра производителя – M4 и M5.
На примере Kirin 980 Huawei наглядно объясняет какие и ядра и когда включаются в «бой». Так, если верить таблице, два самых сильных A76 с повышенными тактовыми частотами задействуются в основном только в играх
Лидер большинства рейтингов – Qualcomm использует немного иную схему. Вместо 2+2+4, Snapdragon 855 и 865 используют принцип 1+3+4, где есть только одно самое мощное ядро. В грядущем Snapdragon 865 Plus его частота впервые превысила отметку 3 ГГц. Другие 7 ядер работают на заметно меньших частотах.
Qualcomm также любит давать своим решениям обозначение Kryo. Однако специалисты говорят, что ядра Kryo практически идентичны базовым ядрам ARM и правки, которые в них вносит Qualcomm, минимальны. Поэтому чтобы избежать путаницы мы на протяжении всей статьи вместо различных версий Kryo сразу называем конкретные ядра ARM, что за ними стоят.
В грядущих флагманских процессорах для смартфонов (за исключением Apple) мы, скорее всего, увидим один из представленных выше раскладов. 4 ядра A78 + 4 A55 или же 1 X1 + 3 A78 и 4 A55. Последний будет наиболее мощным почти на весь 2021 год
Что ещё важно знать о процессорах для смартфонов? Давайте пробежимся по нескольким дополнительным пунктам:
У MediaTek, как и Huawei, нет ни ядер собственной разработки, ни графики. Однако за счёт фирменных технологий и удачного сочетания имеющихся решений ARM компании делают весьма неплохие и доступные производителям по цене решения
Технологический процесс производства (нанометры)
Оценивая возможности того или иного процессора, конечно, стоит обратить внимание на технологический процесс его производства. Чем он меньше, тем лучше. Это, разумеется, актуально не только для мобильных процессоров, но и для CPU/GPU стационарных ПК и ноутбуков.
Меньший, то есть более современный технологический процесс позволяет разработчику вместить больше транзисторов в своём решении. Это серьёзно влияет на потенциал производительности, а также позволяет сделать компромисс производительность/энергоэффективность куда более гибким.
Переход на более актуальные технологические процессы и рост числа транзисторов на примере процессоров Kirin от Huawei
По состоянию на середину 2020 наиболее передовым всё ещё является 7 нм тех. процесс, однако уже буквально через несколько месяцев это изменится. Первыми процессорами, выпущенными по 5 нм нормам, осенью станут Apple A14 и Kirin 1020. В начале 2021 к ним присоединится Snapdragon 875, а также новые флагманские Exynos и Dimensity 2000.
В целом же расклад по технологическим процессам на текущий момент выглядит так:
Новые техпроцессы позволяют сделать решения не только мощнее/энергоэффективнее, но часто ещё и компактнее. Snapdragon 820 – 14 нм. Snapdragon 835 – 10 нм
На одном и том же техпроцессе могут быть выполнены как самые мощные, так и весьма бюджетные процессоры. Однако все равно, чем меньше техпроцесс, тем лучше. Если перед вами бюджетное решение, не показывающее выдающихся значений в бенчмарках и реальных приложениях, то, по крайней мере, современный техпроцесс обеспечит ему высокую энергоэффективность.
В A13 Apple сумела разместить 8.5 миллиардов транзисторов против 6.9 в А12, хотя оба процессора строятся на базе 7 нм тех процесса. Секрет прост: А13 больше (98.5 кв. мм), чем А12 (83.3 кв. мм). Будущий А14, за счёт 5 нм, будет компактнее А13, но при этом сможет вместить 12-15 млрд (!) транзисторов
Стоит отметить, что перечисленные выше технологии актуальны прежде всего для мобильных процессоров. Разработчикам десктопных CPU и GPU нужно время и улучшение технологии, чтобы спроектировать свои решения с учётом более современных техпроцессов. Именно поэтому при доступности 7 нм ещё в 2018, AMD представила свои 7 нм потребительские GPU лишь в 2019, а Nvidia не может сделать этого и по сей день.
Другие характеристики мобильных процессоров
Ещё много лет назад глава китайской Huawei заявил, что флагманские мобильные процессоры уже устроены значительно сложнее обычных центральных процессоров Intel/AMD, которые используются в ПК и ноутбуках. И это правда, так как мобильный процессор по своей функциональности стоит заметно выше их.
Современные мобильные SoC оснащены не только ядрами центрального процессора (CPU) и графическим ускорителем (GPU). Как правило, в них интегрирован модем LTE, а также модули для иных беспроводных сетей. Есть отдельные блоки по работе с аудио, обработкой изображений.
Список ключевых параметров Exynos 990 на сайте Samsung. Именно процессор влияет на то, какой дисплей, тип постоянной и оперативной памяти, а также камеру можно использовать производителю в своём смартфоне
К слову, именно мощь мобильной SoC косвенно влияет на то, с какой частой кадров камера может записывать видео, сможет ли она записывать картинку в 4K, а также выполнять различные трюки Slo-mo (съёмка замедленного видео) и насколько высоко при этом будет разрешение. Также в последнее время во флагманских решениях есть специализированные вычислительные блоки для работы с задачами искусственного интеллекта и машинного обучения (NPU).
Приведём ещё несколько фактов о различных функциях мобильных процессоров:
Также именно процессор отвечает за качество работы с сигналом GPS. Сравнение топовых решений по этому параметру привело к неожиданным итогам
На этом всё. Мы постараемся обновлять данный материал, чтобы он не терял своей актуальности.