Vídeo: Top 5 Free Custom Brics for Blocs (Setembre 2024)
Cada any després del CES i del Mobile World Congress, analitzo els anuncis dels espectacles i què signifiquen per al futur dels processadors d’aplicacions mòbils. Certament, hem vist algunes novetats interessants, incloent-hi un conjunt d’anuncis de xip de 64 bits, alguns d’ells destinats més a telèfons de gamma mitjana, però els nous xips de 32 bits semblen ser el tema de conversa més popular a la gamma alta..
Gairebé totes les empreses que fabriquen xips parlen de gràfics millors (amb grans avantatges en el rendiment) i tots parlen de nuclis múltiples, amb xips de 4 i fins a 8 nuclis que ara es converteixen en rutines. El que encara no hem vist són processadors d’aplicacions principals construïts amb tecnologia de 20 nm (excepte els d’Intel, que controla el disseny i la fabricació dels seus xips), ni tampoc nous xips de gamma alta de 64 bits de la majoria dels reproductors. Com a resultat, és probable que els canvis que puguem veure als xips dels telèfons més alts durant els pròxims mesos no siguin enormes, fins i tot a mesura que els telèfons de gamma mitjana i baixa es posin al dia.
Començaré els detalls dels principals xips a finals d'aquesta setmana, però m'agradaria començar parlant dels blocs bàsics bàsics que s'incorporen a la creació de processadors d'aplicacions. A diferència del món de les computadores, en general, els creadors d'aquests processadors solen utilitzar almenys alguna propietat intel·lectual (IP), ja sigui llicències arquitectòniques o nuclis complets, per crear els seus productes. Recordem que un processador d’aplicacions típic actual inclou una CPU, nucli gràfic, sovint un mòdem de banda base i una altra varietat d’altres funcions; i molts fabricants autoritzen l’arquitectura de la CPU, els gràfics o, possiblement, tots dos. Un fabricant de processadors típic combinarà aquestes funcions, tant les que creen ells mateixos com els que llicenciaran, per dissenyar un xip específic per a un mercat objectiu. En aquest post, parlaré sobre l'arquitectura de la CPU, a continuació, seguirà demà amb un sobre disseny gràfic.
Els Molts Sabors dels Dissenys ARM
La gran majoria dels processadors d’aplicacions mòbils que veus avui en dia funcionen alguna variant de l’arquitectura ARM. De fet, a tots els mercats, ARM afirma que s’han venut més de 50 mil milions de processadors que utilitzen la seva tecnologia, i només es van vendre més de 10 mil milions a l’any 2013. Els mercats de telèfons i tauletes són una part important d’això, i ARM afirma que el 95 per cent dels telèfons intel·ligents del món utilitzen alguna versió de la seva arquitectura, però els processadors ARM també són molts d’altres productes.
Però és important entendre que ARM realment no ven processadors; en canvi, ven IP, inclosos els dissenys de nucli reals i l'arquitectura subjacent bàsica, que diversos venedors de xip, inclosos Apple i Qualcomm, utilitzen per crear nuclis únics. L'ús d'una arquitectura comuna (de manera efectiva el conjunt d'instruccions) permet un grau de compatibilitat i facilita així que el programari pugui funcionar amb xips de diverses empreses.
Hi ha dues arquitectures bàsiques d’ARM que veiem en els processadors mòbils actuals: l’ARMv7 de 32 bits i la versió ARMv8 de 64 bits.
ARMv7 ha estat l’estàndard en el mercat de la telefonia des de fa anys. Es tracta d’un disseny de 32 bits que s’utilitza en diversos nuclis (inclosos els dissenys d’ARM Cortex-A9, A7, i A15, així com l’arquitectura “Krait” de Qualcomm i els nuclis utilitzats en els processadors d’Apple abans de l’A7). El Cortex-A9 ha estat increïblement popular, però els seus dies semblen numerats. Aquest any, estem veient més dissenys que inclouen un Cortex-A7 més petit i més eficient; o un Cortex-A15 més potent, que ofereix un rendiment superior; o una combinació dels dos en el que ARM anomena la seva configuració "big.LITTLE".
El Cortex-A7 és realment molt petit, menys de mig metre mil·límetre quadrat en un procés de 28 nm, i va ser dissenyat per utilitzar molta menys potència; menys de 100 milliwatts en comparació amb un pic de 200 a 300-millwatts per a un A9 i fins a 500 milliwatts per a un A15. Cortex-A15 afegeix suport per a un espai d’adreces físiques de 40 bits, tot i que les aplicacions individuals només poden accedir a 32 bits. L’estiu passat, ARM va introduir l’A12, que suposava ser un reemplaçament per l’A9, dient que era fins a un 40 per cent més ràpid que un A9 i s’ajustava a l’espai entre l’A7 i l’A15. A principis d'any, la companyia va anunciar una versió actualitzada anomenada Cortex-A17, que segons ell hauria d'oferir una millor eficiència i un 60 per cent més de rendiment que el Cortex-A9. (Fins ara, només MediaTek ha anunciat un processador de telefonia i Realtek un processador de TV utilitzant l’A17.) ARM creu que l’A17 és l’últim dels seus dissenys de 32 bits, i està pensat per tenir una llarga vida en aplicacions com televisors i productes de consum, mentre que la majoria del mercat mòbil canvia a dissenys de 64 bits.
Algunes empreses han combinat els A7s i els A15 (o més recentment els A7s i els A17s) en aquesta combinació big.LITTLE, que permet que un xip tingui els nuclis de menor potència durant la major part del temps i que el xip passi a la potència més alta. es core quan necessita un rendiment addicional, potser mentre s’executa un càlcul complex dins d’un joc o, fins i tot, un JavaScript complicat en una pàgina web. En alguns d'aquests dissenys, el bloc de nuclis A7 o el de nuclis A15 poden estar actius alhora; en d’altres, tots els nuclis poden funcionar alhora.
Una vegada més, sembla probable que la majoria dels futurs xips mòbils dissenyats amb nuclis ARM passin a l'arquitectura de 64 bits, tot i que sembla que estiguéssim en els primers temps d'aquesta migració. Sembla que el conjunt d’instruccions ARMv8 s’utilitza en el processador A7 d’Apple, que es troba a l’iPhone 5s i l’iPad Air, i també s’espera que hi hagi també diversos dissenys propietaris. I, per descomptat, ARM té dos nuclis que ha anunciat utilitzant aquesta arquitectura: un Cortex-A53 més petit i un Cortex-A57 més potent, de nou amb l'opció de combinar-los en una configuració big.LITTLE. La versió de 64 bits és compatible endarrerida, però inclou registres més grans per a propòsits generals i instruccions de suports (que poden fer-la més ràpida en algunes operacions), suport per a memòria superior a 4 GB (especialment important en aplicacions de servidors); i noves instruccions de xifratge i criptografia.
El nucli Cortex-A53 és una mica més lluny, amb empreses com MediaTek, Qualcomm i Marvell que anuncien xips amb diversos nuclis A53. ARM diu que espera que les primeres fitxes siguin aquest estiu. L’A57 hauria de ser notablement més potent, i ARM espera que els chips mòbils amb aquest nucli estiguin fora a finals de l’any. (AMD ha anunciat un xip de servidor que utilitza l'arquitectura A57, que entrarà en plena producció cap a finals d'any.)
ARM també ofereix diversos nuclis molt més petits utilitzats en microcontroladors i altres dispositius de la seva sèrie M; aquests no funcionarien els processadors d’aplicacions pel seu compte, sinó que s’utilitzin en diversos xips més de l’ecosistema mòbil i s’utilitzen cada cop més per fer més intel·ligents els SoCs mòbils. Per exemple, l’A7 SoC d’Apple té un coprocessador M7 en moviment basat en l’ARM Cortex-M3 i fabricat per NXP, i el Motorola X8 SoC a la Moto X combina un CPU dual-core Snapdragon S4 Pro amb dos coprocessadors de baixa potència basats en Texas Instruments DSP per a processament de llenguatge natural i informàtica contextual.
Com s'ha esmentat anteriorment, diverses empreses tenen el que es coneix com a "llicència arquitectònica", que els permet crear els seus nuclis mitjançant el conjunt d'instruccions, que creuen que els permet fabricar xips que destaquen per al mercat mitjançant un millor rendiment, gestió d’energia, o ambdues coses. S'inclouen empreses com Qualcomm, Marvell, Nvidia i Apple. D'altra banda, oferir nuclis estàndard permet a les empreses crear dissenys de manera més ràpida i fàcil; moltes de les empreses que tenen una llicència arquitectònica utilitzen nuclis ARM estàndard en alguns productes. Cal destacar que Qualcomm ara té algunes versions de la seva línia de processadors Snapdragon que utilitzen els seus nuclis Krait, mentre que d'altres utilitzen nuclis ARM estàndard.
Alternatives d’oferta d’Intel i MIPS
Si bé ARM continua dominant el mercat de processadors mòbils, Intel també ha tingut una gran empenta, tot i que amb la majoria dels seus èxits surten en tauletes amb Windows i algunes que funcionen amb Android. L’oferta actual d’Intel sembla més orientada a les tauletes que als telèfons, tot i que l’empresa disposa de dos nous processadors que semblen més adequats als telèfons que sortiran a finals d’any (que discutirem quan entri en processadors d’empreses específiques en el proper post). En l'àmbit mòbil, Intel està impulsant la seva línia de processadors Atom, tot i que hi ha algunes tauletes de Windows que utilitzen la família Core més gran que també s'utilitza en ordinadors portàtils i ordinadors de sobretaula.
També dins de la família x86, AMD ha mostrat algunes tauletes que utilitzen les seves CPU basades en x86 de menor potència. Un cop més, parlaré dels detalls més tard quan parli sobre els responsables específics. En ambdós casos, per descomptat, els processadors utilitzen la versió completa de Microsoft Windows, tot i que les dues empreses també s’adrecen a Android. Intel, en particular, ha fet una gran empenta perquè Android funcionés de forma autòctona en els seus xips, mentre que AMD s’ha centrat més en l’emulador BlueStacks dels seus productes x86, ja que també es prepara per llançar xips compatibles amb ARM a finals d’aquest any.
Una altra opció serien els processadors MIPS, una família de processadors basada en RISC que va ser adquirida per Imagination Technologies fa poc més d’un any. MIPS ofereix una arquitectura de 64 bits durant algun temps, com a part de la seva línia de nuclis Aptiv. A principis d’any, la companyia va anunciar la seva generació de CPU de la Serie 5 "Warrior", que inclou tres classes de processadors MIPS: la sèrie M per a mercats encastats, la classe I dissenyada per a dispositius d’alta eficiència i molt integrats; i la classe P dissenyada per obtenir més rendiment, inclosos els processadors d'aplicacions. Les noves funcions inclouen suport integrat per als gràfics OpenCL i seguretat millorada. Imaginació diu que aquests xips usen fins a un 40 per cent menys d'àrea que els seus competidors, amb un millor multi-roscat per a l'ús de diversos nuclis.
Els processadors MIPS han tingut un gran èxit en diversos mercats, inclosos els processadors de xarxa i altres aplicacions en temps real i set-top boxes, però fins ara no els hem vist en moltes tauletes o telèfons intel·ligents tradicionals. Una empresa xinesa anomenada Ingenic té una línia de processadors que utilitzen l'arquitectura Xburst basada en el nucli anterior MIPS, i això es va utilitzar en algunes tauletes Android. Una estona enrere, vaig provar-ne una, però l’empresa que ho va fer ara sembla estar centrada en les tauletes basades en ARM. Tot i així, és possible que MIPS pugui ser un competidor en el futur, particularment amb la seva nova línia de nuclis.
