Почему процессор у смартфона слабее, чем процессор у компьютера?

Смартфон в кармане мощный. Он более мощный, чем большое количество ныне несуществующих суперкомпьютеров. Еще один интересный факт: «ваш мобильный телефон имеет больше вычислительной мощности, чем все компьютеры в NASA в 1969 году, когда на Луну были доставлены два астронавта».

Почему смартфон слабее компьютера

Но современные микропроцессоры для смартфонов, все еще отстают мощных процессоров, которые устанавливаются на десктопные компьютеры или на ноутбуки. Но разве это не та же технология? Давайте взглянем.

Смартфон и компьютер

Цифры похожи, имена тоже.

Мобильные микропроцессоры используют большую часть той же терминологии, что и их компьютерные аналоги. На самом деле процессоры выпускаются в двух классах: для телефонов и для компьютеров.

Кроме того, обозначение «мобильный», немного вводит в заблуждение, поскольку он охватывает широкий спектр устройств; смартфоны, ноутбуки, интернет-вещей (IoT) и многое другое.

Кроме того, крупные игроки на рынке чипов для настольных компьютеров — Intel и AMD — не так много значат на рынке микропроцессоров смартфонов. В свое время, оба производителя продали свои подразделения смартфонов, и теперь на рынке смартфонов им приходится конкурировать с Qualcomm, Apple, Samsung и другими гигантами мобильных чипов.

Тем не менее, процессор Intel Atom поддерживает несколько моделей ASUS Zenfone, и есть слухи о том, что они могут выйти на рынок во время предстоящего поколения мобильных телефонов 5G.

Различия в мобильных и десктопных процессорах

Существует несколько ключевых различий между процессорами для смартфонов и для настольных компьютеров.

  • Архитектура процессора:система на чипе
  • Архитектура набора инструкций:ARM против x86
  • Мощностьитепло
  1. Архитектура процессора: система на чипе

Когда мы говорим о процессоре для настольного компьютера (и для ноутбуков, поскольку их архитектура намного ближе к архитектуре настольных компьютеров), мы неизменно ссылаемся на эту конкретную часть оборудования.

Процессор для настольного компьютера — это мозг компьютера . Когда мы говорим о процессоре для смартфонов, термин «процессор» более тесно относится к архитектуре System on Chip (SoC). Итак, как они отличаются?

Ну, SoC — это один чип, примерно такого же размера, как и процессор для настольного компьютера, но в нем также есть графический процессор (графический процессор, другой отдельный компонент ПК), различные радиостанции, датчики, уровни безопасности и функции устройства.

Помните, что производители упаковывают все это в один чип . На следующем рисунке показаны возможности процессора Samsung Galaxy S8 Exynos 8895 SoC.

Почему смартфон слабее компьютера

Это большой удар, требующий большой мощности. Учтите, что все эти компоненты являются отдельными аппаратными средствами компьютере.

  1. Архитектура набора команд: ARM против x86

Второй аспект архитектуры процессора — общий дизайн процессора. Intel лицензирует свой процессор x86 для AMD и VIA Technologies. AMD хорошо известна; Вы когда-нибудь слышали о VIA?

Несмотря на это, дизайн Intel доминирует на рынке настольных компьютеров. Процессоры x86 предназначены для высокопроизводительной вычислительной мощности, способной выполнять миллионы инструкций. И поскольку ваш настольный компьютер потребляет энергию непосредственно из сокета, процессор может разрастаться, что приводит к более мощным машинам (а также к более высокой температуре!).

 

Смартфоны разные. ARM разрабатывает и лицензирует большинство процессоров для смартфонов для таких производителей, как Qualcomm, Apple и т. Д. Но главное отличие в том, что дизайн микропроцессора для смартфонов ARM отличается как производительностью, так и временем автономной работы, а не прямой мощностью процессора. Вот почему.

  • Процессоры ARM SoCиспользуют так называемую сокращенную систему набора команд (RISC). Наборы инструкций RISC меньше, требуют меньше энергии для обработки и быстро завершают работу, освобождая системные ресурсы или позволяя устройству «простаивать», чтобы сэкономить аккумулятор.
  • Процессоры Intel x86используют так называемый комплексный набор команд (CISC). Наборы команд CISC намного сложнее, добавляя вместе строки, содержащие несколько инструкций.

Кроме того, все современные процессоры используют нечто, известное как микрокод.

Микрокод — это тип внутреннего кода ЦП, который сообщает процессору, какие действия выполнять, разбивая операции на мелкие инструкции. Но микрокод также работает по-разному на процессорах RISC. Поскольку инструкции RISC уже сравнительно невелики, они быстрее разбиваются на более мелкие микрокоды.

  1. Мощность и тепло

Реклама процессоров позволяет нам узнать количество ядер и тактовую частоту процессора. Но значения процессоров для смартфонов отличаются двумя способами: во-первых, они не коррелируют с измерениями центрального процессора, и, во-вторых, они несколько вводят в заблуждение из-за этого.

Численные значения не иллюстрируют другую важную сторону процессоров смартфонов: выработку электроэнергии по сравнению с теплоотдачей.

Когда процессор работает, он генерирует тепло – много тепла. Настольный компьютер рассеивает тепло с помощью вентилятора или радиатора; у вашего смартфона нет такой же роскоши.

Кроме того, процессоры смартфонов упакованы в ограниченное пространство, иногда в ваш горячий карман, рядом с вашей горячей ногой, в жаркий день… становится очень жарко.

Производители процессоров для смартфонов знают об этом и, как могут, ограничивают общую скорость работы процессора. Процессор для настольного компьютера может рекламировать свою постоянную скорость работы, тогда как процессор для смартфонов, вероятно, рекламирует свою теоретическую максимальную емкость .

Возьмите этот пример. Средний процессор Intel i7 производит около 65 Вт тепла; процессор SoC на базе ARM производит только около 3 Вт — примерно в 22 раза меньше, чем чип Intel. Чтобы быть честным с Intel, мы сравниваем виноград с арбузом. Последние чипы Intel Atom (предназначенные для мобильных и смартфонов) имеют гораздо лучшую теплоотдачу, как и следовало ожидать.

Таким образом, теоретически ARM может разработать процессоры SoC для смартфонов, в которых частота работы будет значительно выше. Но в таком случае, ваш смартфон и его аккумулятор будут критически перегреваться и быстро помрут. И хорошие люди в ARM действительно этого не хотят.

Настольный компьютер

В некоторых случаях смартфоны заменяют настольные компьютеры. Новые модели мультизадачны, и могут одновременно запускать несколько приложений. Кроме того, широкий спектр приложений, доступных на Android и iOS, означает, что поиск приложений, эквивалентных настольному компьютеру, прост. Многие из ваших любимых программ для ПК, имеют мобильные эквиваленты, например, Microsoft Word .

А затем есть интегрированные стыковочные системы. Continuum был выпущен Microsoft с выпуском Windows 10, что позволяет подключать смартфон к экрану. Аналогично, док-станция DeX от Samsung подключается к экрану и отображает дисплей вашего смартфона.

В обоих случаях вы можете опираться на свой смартфон как на хаб производительности. Однако те, кто использует ресурсоемкое программное обеспечение, будут по-прежнему полагаться на более мощные решения для настольных компьютеров.

Смогут ли смартфоны справиться с настольными компьютерами?

Честно говоря, трудно сказать. Как минимум, обычные компьютеры еще долго сохранят свое доминирование, потому что смартфоны сильно ограничены мощностью и мощностью аккумулятора. Трудно представить себе время, когда смартфоны станут более мощными, чем новейшие настольные CPU, но никогда не говорите никогда.

Главное, чтобы помнить, что процессоры для смартфонов и настольных компьютеров имеют разные ожидания и разные цели. Измерение их точно друг против друга не всегда полезно из-за огромных различий в использовании, а также постоянно меняющегося рынка смартфонов.

Источник.

Поделиться.


Николай

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.