Мобильные процессоры: высокие технологии XXI века

Мобильные чипсеты (процессоры) — важная часть большинства нетбуков, смартфонов и коммуникаторов. Огромный модельный ряд мобильных устройств и особенности региональных рынков сбыта привели к широкому выбору линеек мобильных процессоров того или иного вендора.

Площадь мобильных чипов составляет 12Ч12 мм, а настольных 45Ч43 мм. Однако по структуре и принципу работы большинство первых радикально отличаются от вторых. По сути дела, все настольные процессоры от ведущих производителей до сих пор используют разработанную еще в далеком 1978 году архитектуру х86 и соответствующий ей набор команд CISC.

В планшетных компьютерах, которые, как правило, работают под управлением операционных систем Android или iOS, напротив, используются процессоры типа RISC. Именно такие чипы отвечают за значительно меньший объем команд, например при открытии какого-либо приложения они загружают только его основные функции, а необходимые модули подгружают по ходу работы.

Мобильные микрочипы состоят из тех же элементов, что и настольные. Микрочип обеспечивает выполнение всех последовательностей команд на телефоне или планшетном компьютере. Мобильные процессоры отвечают также за работу всех компонентов, размещенных на системной плате смартфонов и планшетов.

Производители мобильной техники предъявляют к микрочипам гораздо более высокие требования, чем к настольным процессорам.

В апреле 2012 года была запущена новая архитектура Ivy Bridge от компании Intel с уклоном в минимизацию используемых технологий. Заметно меньшие чипсеты с первых дней своего появления стали пользоваться большой популярностью у производителей портативных игровых устройств. Процессоры новой архитектуры получили улучшение и в производительности, что позволило Intel Core i7 в модельной комплектации 3920XM, 3820QM и 3720QM возглавить рейтинги многих обозревателей.

Таким образом, корпорация Intel сохраняет лидирующие позиции на рынке мобильных центральных процессоров: значительную его часть занимают чипы семейства Core i3/i5/i7, перешедшие на модернизированную архитектуру Ivy Bridge. [16. C. 32].

Чипы Ivy Bridge представляют собой модернизацию предыдущего поколения десктопных процессоров, которая заключается, прежде всего, в переходе с 32-нм на более тонкий 22-нм технологический процесс, позволяющий снизить энергопотребление и разместить на той же площади большее число транзисторов и тем самым повысить производительность, в использовании 3D-транзисторов.

Мобильные процессоры Ivy Bridge отличаются от десктопных более низкими частотами, уменьшенным энергопотреблением и некоторыми особенностями системы энергосбережения.

Рейтинг мобильных процессоров по объему продаж на начало 2013 года представлен на рисунке 2.2. [16. C. 33].

Рисунок 2.2 — Рейтинг мобильных процессоров по объему продаж на начало 2013 года, миллиардов долларов.

Гораздо чаще, в мобильных устройствах можно наблюдать именно процессоры Intel.

Отдельная категория мобильных процессоров, производимых корпорацией Intel, — это Atom: такие чипы предназначены для установки в нетбуки и неттопы — недорогие портативные и настольные компьютеры, ориентированные преимущественно на работу в интернете. Однако с распространением планшетных компьютеров спрос на нетбуки резко пошел на спад, и на сегодняшний день остались лишь два процессора Atom, которые используются в выпускающихся ныне моделях недорогих субноутбуков.

С помощью новой энергоэффективной архитектуры компания Intel надеется закрепиться на рынке тонких ноутбуков и планшетов, где маленькая батарея и пассивное охлаждение не дает их быстрым и производительным процессорам возможности конкурировать с экономичными чипами других производителей.

Следует отметить, что в области мобильных процессоров компания Apple догоняет Intel.

В 2012 году калифорнийской компанией было поставлено около 176 миллионов процессоров в таких устройствах, как iPad и iPhone, что составляет 13,5% рынка мобильных процессоров. Intel заняла первое место с 181 миллионов процессоров в мобильных устройствах, таких как ноутбуки, — 13,9% рынка.

Интересно, что в цепочке поставок процессоров Apple нигде не упоминается южнокорейская компания Samsung, которой, по сути, принадлежит 100% процессоров iOS-устройств.

На сегодняшний день последней разработкой компании Samsung является чип Samsung-Intrinsity S5PC110, выпущенный в 2010 году. Особенностями мобильного процессора являются:

• ? поддержка последних мобильных технологий;
• ? мощный графический 3D-ускоритель;
• ? аппаратное декодирование HD-видео.

Примерами аппаратного исполнения являются Iphone 3GS, Samsung GT-i9000 Galaxy S, GT-S8500 Wave.

Другим производителем мобильных процессоров, занимающим лидирующие позиции на рынке, является компания Qualcomm, представившая в конце 2012 года новые процессоры Snapdragon для мобильных устройств, которые можно считать пропорциональным ответом на появление конкурентного мобильного процессора от Intel.

Мобильный процессор нового поколения Snapdragon 800 обещает оказаться на 75% производительнее процессоров предыдущего поколения. В настоящий момент разрабатывается порядка полусотни моделей на основе новых процессоров Qualcomm.

Старшие модели Snapdragon 800 будут иметь до 4 ядер с частотой до 2,3 ГГц, модернизированный сигнальный процессор и новую графическую подсистему Adreno 330.

Из других особенностей новых решений Qualcomm можно отметить возможность работать в сетях Wi-Fi «гигабитного» стандарта 802.11ac WiFi и поддержку технологии беспроводной передачи видео. [18. C. 43].

Линейки мобильных процессоров AMD намного реже встречаются в ноутбуках.

Мобильные процессоры Phenom II являются достаточно интересным решением. Мобильные версии этих процессоров, в отличие от десктопных лишены кэша третьего уровня, что является основной причиной снижения их производительности. При однопоточных нагрузках мобильные Phenom II X4, показывают в тестах уровень процессоров Core 2 Duo.

Подводя итог, можно сделать вывод, что, как правило, мобильные процессоры состоят из компонентов разных производителей. Главный элемент почти всех моделей — это центральный процессор на архитектуре ARM, дополненный вендорами соответствующими графическими и аудиопроцессорами. Изменив дизайн и некоторые пользовательские характеристики, производители выпускают конечный продукт на рынок.