Vídeo: Writers Bloc Beta Test (Setembre 2024)
Tot i que es pot argumentar que el mercat dels processadors d'escriptori i ordinadors portàtils s'ha convertit en força limitat i previsible darrerament, el mercat dels processadors d'aplicacions per a telèfons mòbils i tauletes continua sent un mercat extremadament vibrant amb més d'una desena de competidors. Aquests processadors s'estan movent amb rapidesa, amb la gran novetat de l'any passat (processadors d'aplicacions de quatre nuclis) que es fan habituals aquest any.
He estat seguint cap a on es dirigeixen els processadors i com han d’evolucionar durant l’any que ve. A les properes publicacions, escriuré els processadors específics, però comencem per mirar els components que entren en els xips.
Els blocs bàsics de construcció
Tots els processadors mòbils inclouen nuclis de CPU i nuclis de gràfics; la majoria contenen algunes funcions de connectivitat i / o maquinari de banda base per connectar-se a una xarxa mòbil. (Fins i tot llavors, normalment els telèfons requereixen un xip de RF separat per a connexions, a més d’un xip de connectivitat separat per a coses com ara Wi-Fi i Bluetooth.)
Un dels motius que hi ha tanta competència a l’espai mòbil és que la gran majoria de processadors per a telèfons i tauletes es basen en alguna iteració de l’arquitectura ARM, ja sigui mitjançant nuclis que el propi ARM Holdings dissenya, o nuclis personalitzats que s’han creat mitjançant un "llicència d'arquitectura", incloent-hi sobretot Qualcomm (amb el nucli "Krait") i Apple a l'espai mòbil.
Per descomptat, hi ha arquitectures en competència. Intel tracta d’empènyer l’arquitectura x86 tan popular en els ordinadors de sobretaula i els portàtils i Imagination Technologies compta també amb la seva recent arquitectura MIPS (més endavant). Tot i així, ARM domina realment el mercat de nuclis de CPU mòbils.
La gràfica és una mica més diversa. El proveïdor de tercers de gràfics més conegut és Imagination Technologies. La seva família Power VR s’utilitza en una gran varietat de processadors, inclosos els d’Intel i Apple. ARM ha estat competint amb la seva família de nuclis gràfics Mali i diversos fabricants de xips creen els seus propis gràfics, inclosos Qualcomm amb els seus gràfics Adreno i Nvidia amb els seus gràfics GeForce.
Cores ARM a tot arreu
ARM realment realitza una sèrie de nuclis diferents, que van des de petits nuclis petits utilitzats en tot tipus de dispositius fins a les sèries Cortex que es solen veure en processadors mòbils. Fins i tot aquí, hi ha una gran varietat d’opcions que van des del Cortex-A9 (que s’utilitza en la majoria dels telèfons actuals) fins al nou més potent Cortex-A15 i el minúscul i eficaç Cortex-A7.
El Cortex-A9 ha estat el cor de la majoria de nuclis d’aplicacions de tercers durant els últims dos anys, tot i que aquest any molts dels fabricants de processadors d’aplicacions s’estan traslladant a nous dissenys. Molts es basen en el Cortex-A15, que va ser dissenyat per a un rendiment superior, i / o el Cortex-A7, que va ser dissenyat per utilitzar menys potència. L’A15 té un espai d’adreces físiques de 40 bits, tot i que els fils individuals només poden accedir a 32 bits, i ofereix una nova arquitectura que hauria de ser més potent. Broadcom, Nvidia, Samsung, ST-Ericsson i Texas Instruments tenen tots els plans anunciats per a processadors que utilitzin aquest nucli.
El Cortex-A7 és interessant, ja que va ser dissenyat per utilitzar una potència significativament menor i ser considerablement menor que el Cortex-A9. Com es pot observar en el gràfic anterior, una implementació de 28nm del Cortex-A7 pot ser petita - menys de mig mil·límetre quadrat- i utilitzar només prop d’un terç la potència d’un Cortex-A9 de 40nm. Si bé pot variar una mica per implementació, en general, cada nucli A7 s'espera que utilitzi menys de 100 milliwatts de potència, en comparació amb un pic de 200 a 300 milwatts per a un A9 i fins a 500 milwatts per a un A15.
Però l’empenta més gran d’ARM és pel que s’anomena arquitectura big.LITTLE, que combina l’A7 i l’A15. En aquest disseny, un xip podria tenir diversos nuclis en cada arquitectura, els nuclis de potència inferior funcionant la major part del temps i el xip passant als nuclis de major potència quan necessiti un rendiment addicional, potser mentre s'executa un càlcul complex al seu interior. un joc, o fins i tot JavaScript complicat en una pàgina web.
Els permisos d'arquitectura combinada actualment anunciats inclouen CSR, Fujitsu, MediaTek, Renesas Mobile i Samsung Electronics. El primer anunci d'això va ser Exynos 5 Octa de Samsung, però sembla que hi ha altres venedors com Renesas. Al saló, ARM va demostrar com la combinació big.LITTLE pot estalviar energia.
L’A15 i l’A7 seran seguits pel Cortex-A57 i l’A53, que també s’uniran en un esquema gran.LITTLE, amb l’A53 de baixa potència la major part del temps, però l’A57 disponible quan calgui més energia. Tot i que aquests processadors són de 64 bits, inicialment funcionaran amb sistemes operatius de 32 bits, que no poden abordar més de 4 GB, el límit dels processadors de 32 bits en la majoria de les circumstàncies. (Aquests nuclis també trobaran el seu camí cap a processadors dirigits al mercat de servidors, on sigui necessària una memòria més gran.)
Però no estem veient un enfocament. Sembla que cada venedor de processadors té un enfocament diferent per als seus processadors de gamma alta. Samsung i Renesas ofereixen quatre A15 i quatre A7. Nvidia pressiona quatre A15 de gran potència més un nucli de baix consum. MediaTek i altres utilitzen simplement quatre A7s. ST-Ericsson està promovent nuclis A9 però a una velocitat més ràpida.
I després hi ha les empreses que tenen "llicències d'arquitectura". Essencialment permeten a les empreses crear nuclis que tinguin funcions úniques, però encara són compatibles amb l'arquitectura ARM. Aquesta arquitectura -efectivament el conjunt d’instruccions- ha tingut múltiples variacions en si mateixa, amb l’A9, A7 i A15 tot utilitzant el que es coneix com a ARMv7. Els propers A53 i A57 utilitzen una nova variació que admet la informàtica de 64 bits, coneguda com ARMv8.
Moltes empreses tenen llicències d’arquitectura. Potser el més conegut és Qualcomm, que utilitza el seu nucli "Krait" en la majoria dels processadors actuals (tot i que utilitza A7s de gamma baixa). Krait és un nucli compatible amb ARMv7. Marvell dissenya els seus propis nuclis en la seva línia de processadors Armada. Apple no revela la majoria de detalls dels seus processadors, però es creu que ha dissenyat els seus propis nuclis per als processadors A6 i A6X per a iPhone i iPad. Els primers nuclis de processador compatibles amb ARMv8 probablement estiguin en xips de servidor com el AppliedMicro X-Gene, però és probable que moltes de les altres empreses que formen nuclis compatibles amb ARM siguin les mateixes. Per exemple, Nvidia ha anunciat els plans per crear el seu propi nucli anomenat "Project Denver" per a un processador mòbil a partir del 2015.
Les alternatives x86 i MIPS
Si bé l’arquitectura ARM domina els telèfons mòbils i les tauletes, hi ha alternatives. Intel ha fet més sorolls darrerament amb una sèrie de productes i un full de ruta per a la seva família Atom dirigit a dispositius mòbils. L’empresa va mostrar un nou processador dirigit a la gamma baixa del mercat de telèfons intel·ligents anomenat Z2420 (anomenat codi Lexington) al CES al gener, i al Mobile World Congress va donar a conèixer la seva plataforma Clover Trail +, dirigida pel dual-core / four-. fil Atom Z2580 que funciona fins a 2GHz.
Si bé la companyia ja fa temps que mostra els telèfons basats en Atom, només en l'últim any, aquests telèfons han realitzat el seu mercat. Intel diu que ara té 10 dissenys de telèfons mòbils basats en el seu xip Atom en més de 20 països, i que ha estat presentant funcions com el suport de càmeres HDR sense difuminacions. Els processadors Atom actuals d'Intel estan dissenyats amb tecnologia de 32 milions de milions, però la companyia té previst traslladar-se a la tecnologia FinFET de 22nm que utilitza als seus processadors Core cap a finals d'any. Per descomptat, Intel ha dominat durant molt temps el segment de portàtils i també ha fet alguns avenços amb les tauletes i convertibles basades en Atom i Core aquest any. Discutiré els detalls quan arribi als venedors de processadors individuals a la propera publicació.
El rival tradicional d'Intel en processadors x86, AMD, també va ser al Mobile World Congress, mostrant Temash, el seu pròxim processador dirigit a tauletes i híbrids de Windows. Aquesta estarà disponible tant en la versió dual-core com en quad-core, i AMD mostrava demostracions sobre com superava la plataforma Clover Trail existent. Es preveu que es pugui publicar al primer semestre del 2013. AMD encara no té una plataforma de telefonia.
L’altra arquitectura de CPU que hem vist en dispositius mòbils prové de MIPS, que recentment ha estat adquirida per Imagination Technologies. MIPS ofereix tres nivells amb la seva família Aptiv de nuclis de processadors, incloent la línia Pro-Aptiv destinada als processadors d'aplicacions. Els funcionaris d’imaginació assenyalen que MIPS ha estat venent nuclis de 64 bits durant 20 anys i asseguren que la companyia té l’objectiu d’enviar el 25 per cent de tots els nuclis de CPU durant els propers quatre a cinc anys. Ara per ara, la majoria dels processadors MIPS entren en mercats com ara xarxes, infraestructures i caixes de configuració, però Ingenic fa un processador per a dispositius mòbils i la companyia espera que posin més èmfasi en aquesta àrea. MIPS va anunciar recentment una nova versió de l'arquitectura, anomenada V5, i espera veure els xips inicials a finals d'aquest any.
Gràfics: Sorprenent competència
Si ARM domina en nuclis d’aplicacions mòbils, Imagination Technologies ha dominat en nuclis de gràfics mòbils, tot i que ha afrontat una competència creixent.
Avui en dia la imaginació es representa principalment a través de la seva sèrie 5 de PowerVR, incloent-hi la seva extensió 5XT que afegeix algunes funcions que permeten les funcions d'OpenGL ES 3.0. El gamma alta d’avui és el SGX 544MP4 - el «4» indica el nombre de nuclis gràfics. Moltes empreses admeten gràfics d’imaginació, inclosos Apple, Intel, MediaTek, ST-Ericsson, Ingenic, Allwinner i Texas Instruments. Tot i que en general Apple no ho confirma, el processador A6X de l'iPad actual compta amb gràfics PowerVR SGX quad-core 554MP4. (La imaginació es va mostrar en el seu stand del Mobile World Congress.) La companyia va confirmar més tard que el Samsung Exynos 5410 Octa també utilitza aquests gràfics.
Avançant, l’empresa promou PowerVR sèrie 6, que suportarà de forma nativa DirectX 10 i Open GL ES 3.0. S’oferirà entre un i sis clústers de gràfics, que van des del G6100 fins al top-end 6630. La imaginació diu que té 10 concessionaris de gràfics VR6.
La imaginació també pressiona una capacitat de gràfics separats en forma de nuclis de vídeo PowerVR, que inclouen codificacions i codificacions de vídeo. La companyia diu que els seus llicenciats han enviat més de 500 milions d’aquests nuclis.
Entre els gràfics amb llicència, el major competidor d’Imagination és ARM, que ofereix els seus nuclis de GPU de Mali (unitats de processament gràfics). ARM diu que ara té 75 llicenciats per això i espera que 240 milions de processadors s’oferiran amb aquesta tecnologia el 2013. En concret, l’empresa va trompetar com es pot utilitzar la combinació per a coses com la computació GPU, demostrar fotografia computacional, detecció de rostres, i jocs en temps real.
Dins de la família Mali, hi ha diverses gradacions, incloses les famílies Mali-400 i -450 dirigides principalment a telèfons intel·ligents del mercat massiu i la família Mali-T600 destinada més a la gamma alta.
Entre les empreses que utilitzen nuclis de Mali es troben Samsung Electronics, Leadcore, MediaTek, Spreadtrum, ST-Ericsson, AllWinner i Rockchip. Si observeu alguna coincidència amb la llista d’imaginació, és perquè algunes empreses utilitzen gràfics diferents en processadors diferents.
Però potser els grans competidors dels nuclis gràfics amb llicència són els gràfics únics que molts dels fabricants de processadors d’aplicacions incorporen. Qualcomm probablement ha estat el més reeixit, utilitzant àmpliament els seus gràfics Adreno en la seva família de processadors Snapdragon. Això també presenta diferents sabors, depenent del mercat al qual estigui destinat el xip. Nvidia probablement ha aprofitat al màxim l'ús de gràfics com a diferenciador, parlant dels seus gràfics GeForce i de com ha pres el seu patrimoni de jocs de PC i ho ha aplicat als processadors mòbils. Broadcom també té la seva pròpia tecnologia multimèdia, coneguda com VideoCore.
Abastaré més els venedors de xip específics en la meva propera publicació.
