Гигагерцы против ядер: что делает чип телефона хорошим?

Как технический энтузиаст с многолетним опытом работы за плечами, я наблюдал эволюцию мобильных процессоров от одноядерных зверей до современных сложных систем на кристаллах (SoC). И позвольте мне сказать вам, это было настоящее путешествие!

В еженедельной программе TopMob под названием «Спросите Джерри» вы можете отправлять свои запросы и получать четкий и доступный ответ. Я нахожу этот раздел особенно приятным, поскольку он упрощает сложный технический жаргон до понятных терминов. Однако иногда я сталкиваюсь с вопросами, выходящими за рамки простого технического совета, из-за отсутствия простого решения.

Совсем недавно я приобрел новое устройство, и возник вопрос о скорости процессора телефона по сравнению с количеством его ядер, и люди задавались вопросом, что важнее. Чтобы внести ясность, я хотел бы подчеркнуть, что не обязательно существует однозначный ответ относительно того, какой из них лучше, и вот почему:

Система на чипе

Процессор внутри вашего телефона — это не просто процессор, это полноценный пакет, предлагающий множество функций, известных как SoC (система на кристалле).

SoC, или система на кристалле, по сути представляет собой единую интегральную схему, в которой находится множество основных компонентов, обеспечивающих функциональность устройства. Например, в стандартном смартфоне или планшете SoC может включать в себя основной процессор и графический процессор (GPU), дополнительные процессоры для таких задач, как улучшение искусственного интеллекта, области хранения данных и системную память, функции обработки цифровых сигнальных процессоров (DSP). такие как изображение с камеры и звук, несколько интерфейсов связи и беспроводные модули, обеспечивающие подключение.

Кроме того, вы можете столкнуться с такими гаджетами, как таймеры, регуляторы напряжения или интегральные микросхемы для управления питанием, которые обычно не оказывают существенного влияния на производительность. Более того, важно отметить, что некоторые беспроводные модемы и модули памяти внутри устройств могут быть либо частью системы на кристалле (SoC), либо отдельными компонентами, в зависимости от конструкции конкретного устройства.

По сути, внутри компактного микрочипа происходит большая часть деятельности, которая требует значительного количества энергии и генерирует высокие температуры.

Различные компании специализируются на разработке систем на кристаллах (SoC), предназначенных для обеспечения уникального опыта, а также систем, предназначенных для эффективной работы на различных устройствах. Хотя оба метода имеют свои преимущества, вполне вероятно, что ваши устройства содержат SoC общего типа, часто от таких производителей, как Qualcomm. Эти компании сосредоточены на создании чипов, которые оптимально работают при использовании по назначению; чип, предназначенный для умных часов, не подойдет для телефона, и наоборот. Несмотря на эти различия в применении, все они имеют общий принцип: создание аппаратного пакета, в котором каждый компонент улучшает работу других, в конечном итоге обеспечивая взаимодействие с взаимодействующим оборудованием пользователя.

Скорость измеряется цифрами

Вместо того, чтобы останавливаться на сложностях, связанных с разделом «процессор» системы на кристалле (SoC), давайте немного озадачимся, когда вы столкнетесь с несколькими ядрами, работающими на разных скоростях, и заметим, что в Интернете ведутся серьезные дебаты о каждом из них. ценность. А пока оставим эти разногласия в стороне.

Достижение оптимальной производительности таких устройств, как телефоны, прежде всего требует баланса. Это означает наличие как медленных, так и быстрых ядер, а программное обеспечение интеллектуально распределяет задачи, обеспечивая идеальное сочетание скорости и эффективности использования аккумулятора. Однако достижение этого баланса может оказаться сложной задачей на нескольких уровнях.

Каждое ядро ЦП (центрального процессора) обрабатывает задачи последовательно, то есть оно может сосредоточиться только на одной задаче за раз. По сути, вся вычислительная работа основана на математических операциях, и ядро внутри ЦП не обладает способностью предвидеть или отражать; он просто решает текущую проблему, прежде чем перейти к следующей.

Как энтузиаста технологий, меня всегда привлекают цифры в ГГц, указанные в спецификациях. Эти числа представляют собой тактовую частоту, которая, по сути, определяет, насколько быстро может быть выполнена каждая задача или операция. Учитывая миллионы вычислений, происходящих в секунду, неудивительно, что чем выше тактовая частота, тем быстрее становится выполнение каждой операции.

Ядра ЦП определяют количество операций, которые могут выполняться одновременно. Если одно ядро может выполнять 100 000 задач каждую секунду (хотя ни одно ядро ЦП не работает так медленно, это простое число для объяснения), то пять ядер могут выполнять 500 000 задач в секунду. По мере увеличения количества ядер в процессоре увеличивается и его способность выполнять несколько задач одновременно.

«Поток представляет собой набор инструкций для центрального процессора (ЦП). Эти потоки, хотя и происходят из одного и того же процесса, используют общие ресурсы. Скорость, с которой они могут переключаться, выглядит так, как будто одно ядро ЦП выполняет несколько задачи одновременно.

Как аналитик, я мог бы перефразировать это так: при работе с многоядерным процессором потоки функционируют таким образом, что многочисленные задачи выполняются быстро, создавая иллюзию одновременного выполнения. Наш человеческий мозг, к сожалению, не так быстр, как ядро процессора, поэтому нам сложно воспринимать эти быстрые события как отдельные объекты, происходящие одновременно.

Для оптимального взаимодействия с пользователем важно иметь возможности высокоскоростной обработки в различных сценариях. Сюда входит быстрая последовательная обработка на одном ядре, быстрая обработка вне последовательности (с использованием потоков) также на одном ядре и исключительно быстрая обработка вне последовательности на нескольких ядрах. Это программное обеспечение, которое удовлетворяет этим требованиям к производительности.

По сути, более быстрое ядро ЦП приводит к более быстрой работе приложений на таких устройствах, как ваш смартфон. С другой стороны, несколько быстрых ядер позволяют одновременно обрабатывать различные задачи, включая одновременное выполнение нескольких приложений. Вот почему как одноядерная, так и многоядерная производительность являются важными факторами.

Определенное программное обеспечение, такое как игры или видеоредакторы, может быть закодировано для использования нескольких ядер центрального процессора (ЦП). Это означает, что процессы и потоки внутри приложения распределяются по этим ядрам, что обеспечивает более эффективную и быструю обработку.

Один из эффективных способов перефразировать данное предложение выглядит следующим образом:

Шоссе имеет несколько полос движения и ограничение скорости.

На шоссе 10 действует ограничение скорости 50 и восемь полос движения.

На шоссе 11 действует ограничение скорости 100 и одна полоса движения.

Если у вас есть одна быстрая машина, лучше использовать Highway 11. Если у вас восемь медленных грузовиков, лучше использовать Highway 10. Некоторые программы представляют собой быстрые машины, а некоторые — парк более медленных грузовиков. Лучше всего было бы разместить шоссе 10 рядом с шоссе 11 и использовать оба.

Как правило, мы стремимся решать множество задач одновременно, обеспечивая при этом бесперебойную работу основной задачи, на которой мы сосредоточены. Допустимо, чтобы второстепенные задачи выполнялись с немного более низкой скоростью. Программное обеспечение, управляющее вашим телефоном, должно быть разработано таким образом, чтобы определять приоритетность задач.

Тактовая частота ядра важнее количества ядер? Да, нет. Иногда. Может быть.

На этот вопрос нет ответа, потому что действительно важно правильное сочетание количества ядер, их скорости и использующего их программного обеспечения.

Смотрите также

2024-12-04 19:53