Was bedeutet ein 8-Kern-Prozessor in einem Smartphone? Warum sind acht Smartphone-Prozessorkerne besser als vier? Informationen zu Architekturversionen für den Prozessor im Telefon

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Viele Smartphone-Besitzer interessieren sich dafür, was der Prozessor in einem Mobiltelefon ist und welche Funktionalität er hat.

Ähnlich wie bei einem Personalcomputer ist ein Mikrochip das Herzstück eines mobilen Geräts. Zusammen mit anderen Komponenten (Grafikbeschleuniger etc.) bildet es jedoch ein System, das als Kommandozentrale fungiert.

Der absolute Marktführer unter den Entwicklern von Mikroprozessorarchitekturen ist ARM Limited. Die überwiegende Mehrheit der Hersteller wie NVidia und andere nutzen ARM-Technologie bei der Herstellung von Chips.

Informationen zu Architekturversionen für den Prozessor im Telefon

Architektur ist eines der wichtigsten Merkmale von Mikroprozessoren. Dank des technologischen Fortschritts erweitert sich die Funktionalität von Smartphones ständig. Die Modernisierung von Geräten erfordert neuere Versionen der „Füllung“, die eine Optimierung ihres Betriebs ermöglichen. Steigern Sie beispielsweise die Produktivität, senken Sie die Energiekosten usw.

Allerdings haben Prozessoren neuerer Versionen neben den Vorteilen auch einige Nachteile. Daher stellte sich heraus, dass auf ARMv6 basierende Geräte mit einigen, insbesondere denen, die für ARMv7 entwickelt wurden, inkompatibel waren. Dies ist nicht der einzige Beweis dafür, dass der Unterschied zwischen verschiedenen Versionen derselben Architektur derselbe sein kann wie zwischen völlig unterschiedlichen Architekturen.

Was bestimmen die Hauptparameter des Prozessors in einem Telefon?

Das zweitwichtigste Merkmal nach der Architektur ist der Kernel. Die technischen Parameter jedes Smartphones weisen in der Regel auf einen Dual- oder Quad-Core-Prozessor hin. Der Kernel definiert die folgenden Betriebsparameter des Geräts:

1. Leistung .

   Für dreidimensionale Spiele, Anwendungen zur Verarbeitung von Video- und Multimediadateien sind 4 Kerne erforderlich. Manchmal verwenden Geräte einen zusätzlichen 5. Kern, um einfache Aufgaben auszuführen, beispielsweise um Akkustrom zu sparen und gleichzeitig eine hohe Leistung aufrechtzuerhalten.

   Im Allgemeinen erweitert eine größere Anzahl von Kernen nicht so sehr die Funktionalität des Systems, sondern erhöht vielmehr die Geschwindigkeit der Aufgabenausführung. Der Prozess wird durch die Lastverteilung zwischen den Elementen optimiert.

2. Energieverbrauch .

   Um den Energieverbrauch zu senken, werden Kerne, die während des Betriebs nicht verwendet werden, automatisch abgeschaltet.

3. Taktfrequenz .

   Zeigt an, wie viele Taktzyklen der Mikroprozessor pro Zeitintervall (Sekunde) durchführt. Maßeinheit – GHz, MHz. Die Taktfrequenz ist proportional zur Geschwindigkeit des Geräts sowie zum Wert des Stromverbrauchs. Um die Energiekosten zu senken, legen die Hersteller Grenzwerte für Feinstaub fest.

Um eine hohe Leistung bei geringem Stromverbrauch zu gewährleisten, empfiehlt sich der Kauf von Geräten auf Basis von 4-Core-Prozessoren. Um jedoch eine Überhitzung des Geräts zu verhindern, ist es notwendig, die neuesten Versionen der Anwendungen zu installieren.

Ein weiteres notwendiges Merkmal mobiler Prozessoren

Einer der wichtigen Parameter, an die sich Gadget-Verkäufer selten erinnern, ist die Größe des Cache-Speichers. Je größer die virtuelle Speicherkapazität ist, desto höher ist die Geschwindigkeit der Aufgabenerledigung.

Der Unterschied zwischen den Cache-Volumen lässt sich erkennen, wenn man ein Gerät eines offiziellen Herstellers mit seinem Nachbau vergleicht. Bei gleichen Parametern funktioniert ein Marken-Gadget schneller als eine Kopie.

Durch die Reduzierung des Cache-Speichers können Sie die Marktkosten des Produkts senken. Ein solcher Chip kann jedoch durchaus die Bedürfnisse des Durchschnittsbenutzers befriedigen.

Der Prozessor übernimmt alle Aufgaben auf dem Computer und ist für die Systemleistung verantwortlich. Wichtige Parameter bei der Auswahl sind die Taktrate und die Anzahl der Kerne. Eine Erhöhung des zweiten Wertes führt jedoch nicht immer zu einer proportionalen Leistungssteigerung. Lassen Sie uns herausfinden, wie Sie herausfinden können, wie viele Kerne sich im Prozessor eines Computers oder Telefons befinden und welche Auswirkungen dieser Parameter hat.

Der Kern ist der Teil des Mikroprozessors, der einen einzelnen Befehlsstrom ausführt. Je mehr solcher Teile, desto mehr Probleme löst der PC pro Zeiteinheit. Multi-Core-Prozessoren bewältigen Videotranskodierung, Dateiarchivierung und Spiele schneller. Dies funktioniert jedoch nur für Anwendungen, die Multicores unterstützen und eine Aufgabe in mehrere Threads parallelisieren können – ansonsten funktioniert nur ein Kern. Und dann ist ein Prozessor mit weniger Kernen, aber höherer Frequenz schneller.

Was wird durch die Anzahl der Kerne in Ihrem Telefon beeinflusst: In mobilen Gadgets können Sie die Arbeit des Prozessors in komplexen Spielen oder Grafikverarbeitungsanwendungen bemerken. Bitte beachten Sie, dass eine Erhöhung der Kerne als negativ auf die Energieeffizienz angesehen wird – ein Multicore-Smartphone muss deutlich häufiger aufgeladen werden.

Am Computer ermitteln

Um festzustellen, wie viele Kerne ein Prozessor hat, können Sie die in Windows integrierten Tools oder Programme von Drittanbietern verwenden.

Um den „Task-Manager“ zu öffnen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf „Start“ oder halten Sie Strg+Alt+Entf gedrückt und wählen Sie das gleichnamige Element aus der Liste aus. Gehen Sie zur Registerkarte „Leistung“; falls diese nicht sichtbar ist, erweitern Sie das Fenster, indem Sie auf „Weitere Details...“ klicken. Wählen Sie „CPU“ in der linken Liste; die Haupteigenschaften des Prozessors, einschließlich der Anzahl der Kerne, werden unterhalb des Lastdiagramms angezeigt.

In Windows 7 sieht das Fenster etwas anders aus – es gibt keine Auflistung der Parameter, statt einer Grafik gibt es mehrere, entsprechend der Anzahl der Kerne. Berechnen Sie daher die Diagramme neu, um den gewünschten Wert zu ermitteln.

Computereigenschaften

Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Symbol „Arbeitsplatz“ und öffnen Sie den Unterpunkt „Eigenschaften“. Sie sehen grundlegende Informationen zu Ihrem PC, einschließlich der Prozessorspezifikationen. Bei Intel-Modellen wird die benötigte Menge meist in Worten angegeben, wobei Dual-Core einer 2-Kern-CPU entspricht, Quad einer 4-Kern-CPU.

Diese Methode funktioniert nicht auf allen Motherboards. Manchmal werden nur der Name und die Frequenz des Prozessors angezeigt.

Starten Sie im vorherigen Dialogfeld „Eigenschaften“ den „Geräte-Manager“ über das linke Menü. Sie können es auch öffnen, indem Sie auf „Start“ klicken, indem Sie im Kontextmenü den gleichnamigen Eintrag auswählen. Suchen Sie in der Geräteliste nach „Prozessoren“ und erweitern Sie diesen Eintrag. Es erscheint eine Liste, in der die Anzahl der Zeilen die Anzahl der möglichen Threads ist.

Diese Methode kann zu fehlerhaften Informationen führen, wenn der Prozessor über eine integrierte Hyper-Threading-Technologie verfügt. Es ermöglicht Ihnen, einen physischen Kern in zwei unabhängige Threads aufzuteilen. Der Dispatcher zeigt genau die Anzahl der Threads an, und die Anzahl der Kerne kann physisch um das Zweifache geringer sein.

Erweiterte Systeminformationen sind im Dienstprogramm „Systeminformationen“ enthalten. Sie können es öffnen, indem Sie in „Start“ oder unter den Programmen im Ordner „Verwaltung“ suchen. Den benötigten Wert sehen Sie im Punkt „Prozessor“.

Programme von Drittanbietern

Ausführlichere Informationen bieten PC-Diagnoseanwendungen von Drittanbietern. Einer davon ist CPU-Z, der klein und kostenlos ist. So finden Sie heraus, wie viele Kerne ein Laptop in CPU-Z hat: Führen Sie das Dienstprogramm aus, suchen Sie auf der ersten Registerkarte „CPU“ nach dem Feld „Kerne“ unten – es enthält den gewünschten Wert.

Ein weiteres ähnliches Dienstprogramm ist Speccy. Klicken Sie darin links auf „Central Processing Unit“, rechts werden alle Informationen zur CPU angezeigt.

Bestimmen Sie auf einem Smartphone

Zusätzliche Anwendungen helfen Ihnen dabei, die Anzahl der Kerne in Ihrem Telefon anzuzeigen; meistens verwenden sie denselben CPU-Z. Öffnen Sie nach der Installation den ersten Reiter „Soc“ und schauen Sie sich die Zeile „Cores“ an – dort steht der benötigte Parameter.

Wie viele Kerne ein iPhone hat, können Sie anhand der Modelleigenschaften im Internet herausfinden – es gibt deutlich weniger iPhone-Versionen als Android-Geräte. Seien Sie nicht beunruhigt, dass die Menge gering sein wird – Apple setzt auf Qualität, nicht auf Quantität. iPhone-Prozessoren sind traditionell schneller als ihre mehrkernigen Konkurrenten. Auf dem iPhone 4 und früheren Modellen gibt es nur 1-Kern-CPUs, von 4S bis 6S - 2, und nur 7 und 7 Plus erhielten 4-Kern-CPUs.

Abschluss

Wir haben herausgefunden, wie Sie die Anzahl der Kerne im Prozessor eines Smartphones oder PCs ermitteln können. Unter Windows ist es immer einfacher, eines der Systemdienstprogramme aufzurufen. Wenn Sie jedoch zusätzliche Diagnoseanwendungen installiert haben, verwenden Sie diese. Sie müssen außerdem ein spezielles Dienstprogramm auf Ihr Smartphone herunterladen, und iPhone-Besitzer können die Spezifikationen ihres Modells schnell im Internet finden.

In Kontakt mit

Noch vor fünf Jahren verfügten Smartphones über Single-Core-Prozessoren, und Vorhersagen über das Erscheinen von Multi-Core-Chips in mobilen Geräten sorgten nur für Lächeln. Doch Anfang 2011 wurde das erste Smartphone mit Dual-Core-Chipsatz vorgestellt und seitdem wächst die Zahl der Kerne in Mobilprozessoren immer weiter. Heutzutage sind wir beispielsweise von Chipsätzen mit zehn Kernen nicht mehr allzu überrascht, und es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass diese Zahl nicht mehr weiter steigen wird. Um zu verstehen, was Hersteller erreichen wollen und warum Smartphones so viele Kerne benötigen, beginnen wir mit einem kurzen Ausflug in die Geschichte.

Im Streben nach Produktivität

Bis 2011 wurde die Leistungssteigerung von Prozessoren mobiler Geräte vor allem durch eine Erhöhung ihrer Taktrate erreicht. Durch die Erhöhung der Frequenzen gelang es jedoch nicht, energisch voranzukommen: Bei mobilen Geräten gibt es ein akutes Problem mit der Kühlung. Eine Überhitzung bei hohen Taktfrequenzen kann durch die Umstellung auf ein verfeinertes technisches Verfahren reduziert werden. Die Verbesserung der Lithografieausrüstung erfolgte jedoch nicht schnell genug, und dann beschlossen die Hersteller, die Leistung von Smartphones auf eine bereits auf PCs getestete Weise zu steigern – durch das Hinzufügen eines zweiten Rechenkerns.

So erschien 2011 das erste Smartphone mit einem Dual-Core-Prozessor: Es war das LG Optimus 2X mit dem NVIDIA Tegra 2-Chipsatz. Der Chipsatz wurde auf ARM Cortex-A9-Kernen mit einer Taktfrequenz von bis zu 1 GHz aufgebaut, hergestellt mit eine 40-nm-Prozesstechnologie. Bei synthetischen Tests und bei der Ausführung bestimmter Aufgaben zeigte das Smartphone wirklich gute Ergebnisse, doch etwa ein Jahr lang war seine „Dual-Core“-Fähigkeit nahezu nutzlos, da Anwendungsentwickler es nicht eilig hatten, ihre Programme massiv für die Arbeit mit zwei Kernen zu optimieren. Allerdings konnten unterschiedliche Prozesse bereits beide Kerne gleichzeitig laden, was zu einer sichtbaren Geschwindigkeitssteigerung führte.

Doch je mehr sich Geräte mit Multicore-Prozessoren verbreiteten, desto mehr Aufmerksamkeit erregten sie bei Entwicklern anspruchsvoller Anwendungen – vor allem Spiele. Natürlich blieben Smartphone-Hersteller nicht bei zwei Kernen stehen und bereits 2012 erschien das erste Gerät mit einem fünfkernigen LG Optimus 4X HD-Prozessor auf Basis des NVIDIA Tegra 3-Chipsatzes mit vier mit 1,5 GHz getakteten ARM Cortex-A9-Kernen und einem fünften Kern - Begleiter mit einer Frequenz von 500 MHz. Die vier Hauptkerne sorgten für die herausragende Leistung des Geräts, entzogen jedoch schnell den Akku. Daher wurden einfache Aufgaben vom Begleitkern mit reduzierter Frequenz verarbeitet.

Der erste „reine“ Quad-Core-Prozessor war der Qualcomm Snapdragon S4 Pro. Im Gegensatz zu NVIDIA-Chipsätzen verwendete Qualcomm in der S4 Pro-Reihe eigene Kerne namens Krait, die die aSMP-Technologie unterstützten, die es Ihnen ermöglicht, die Spannung und Frequenz jedes Kerns einzeln auszuwählen und sie sogar vollständig zu deaktivieren. Die synchronen Systeme, die NVIDIA und ARM damals entwickelten, konnten dies nicht leisten.

Im Streben nach Energieeffizienz

Die Leistung von Quad-Core-Lösungen stellte sowohl Verbraucher als auch Hersteller voll und ganz zufrieden: Letztere konnten lediglich den technischen Prozess so weit wie möglich reduzieren und die Taktfrequenz erhöhen. Bei der Entwicklung der ersten Quad-Core-Prozessoren mussten sich die Ingenieure jedoch ernsthaft Gedanken über die Energieeffizienz machen. Das Ergebnis dieser schwierigen Überlegungen war das Erscheinen der 4-PLUS-1-Architektur von NVIDIA und die Einführung der aSMP-Technologie in Qualcomm-Prozessoren, die wir bereits besprochen haben.

Etwa zur gleichen Zeit erschien die ARM big.LITTLE-Architektur, die das bestehende Problem lösen sollte. Die erste Implementierung von big.LITTLE, Clustered Switching, war nicht sehr erfolgreich, da das Gerät nur zwischen Clustern von Kernen desselben Typs wechseln konnte, ohne jeden einzelnen Kern einzeln steuern zu können. Der erste Chipsatz mit einer solchen Implementierung der Architektur war der Samsung Exynos 5 Octa (5410) mit vier ARM Cortex-A7-Kernen und vier Cortex-A15-Kernen, der im Galaxy S4-Smartphone verwendet wurde. Bei diesem Prozessor arbeitete bei einer Leistungsaufnahme von bis zu 1 W der KLEINE Cluster, der bei Überschreiten dieser Schwelle abgeschaltet wurde, um den großen Cluster mit einer maximalen Leistungsaufnahme von bis zu 6 W zu starten.

In der zweiten Implementierung von big.LITTLE, IKS genannt, bestanden Cluster aus zwei Kernen unterschiedlichen Typs, von denen jedoch jederzeit einer ausgeführt werden konnte. Diese Technologie ermöglichte den gleichzeitigen Betrieb verschiedener Kerntypen (z. B. zwei Leistungs- und zwei Energiesparkerne in einem Achtkern-Chipsatz), es war jedoch immer noch unmöglich, alle Kerne zu nutzen.

Schließlich erschien die HMP-Technologie, die in der Lage war, jede beliebige Kombination von Kernen mit jeder beliebigen Frequenz zu verwenden, einschließlich des gleichzeitigen Betriebs aller Kerne für maximale Leistung. HMP wird in allen modernen Chipsätzen verwendet, die auf der ARM big.LITTLE-Architektur basieren, und der erste Prozessor auf dieser Architektur war auch der von Samsung entwickelte Exynos 5 Octa (5420)-Chipsatz.

Werden Kernel von Anwendungen verwendet?

Es herrscht die weitverbreitete Meinung, dass Smartphones eigentlich keine Multicore-Prozessoren benötigen. Früher sagte man das über Quad-Core-Prozessoren, heute spricht man von Acht-Core-Prozessoren. Angeblich können mobile Anwendungen einfach nicht alle Kerne nutzen, wodurch die meisten unnötig „untätig“ sind. Aber schon zu Beginn der „Multi-Core“-Smartphones konnte ein Kern von einer laufenden Anwendung genutzt werden, während der andere gleichzeitig mit der Aktualisierung von Widgets, der Synchronisierung und anderen Systemprozessen beschäftigt war. Derzeit können mobile Programme, beginnend mit den einfachsten, mindestens vier Kerne verwenden. Um dies zu bestätigen, führte Android Authority eigene Untersuchungen durch, bei denen verschiedene Anwendungen ausgeführt und die Kernlast analysiert wurden. Folgendes haben wir für den Chrome-Browser auf dem Quad-Core-Chipsatz Qualcomm Snapdragon 801 erhalten:

Wie Sie in den Grafiken sehen können, kann Chrome in mehreren Threads ausgeführt werden (andernfalls würden maximal zwei Kerne verwendet), und das Betriebssystem versucht, die Last auf allen Kernen auszugleichen, um Situationen zu vermeiden, in denen zwei Kerne zu 100 % ausgelastet sind während die anderen beiden untätig sind.

Wenn wir den gleichen Test auf einem Chipsatz mit big.LITTLE HMP-Architektur durchführen, ändert sich das Bild:

Bei Verwendung von heterogenem Multiprocessing liegt die Anzahl der verwendeten Kerne nahe am Maximum und die Kernlastdiagramme stimmen nicht einmal annähernd überein.

Um zu verstehen, warum dies geschieht und warum dieselbe Anwendung eine unterschiedliche Anzahl von Kernen auf verschiedenen Chipsätzen erfordert, schauen wir uns eine andere Grafik an, die im Spiel Epic Citadel erstellt wurde:

Die Grafik zeigt, dass bei hoher Last der große Cluster aktiv ist, was der gleichzeitigen Nutzung von vier Kernen entspricht, bei nachlassender Last jedoch beide Cluster für einige Zeit gleichzeitig arbeiten können und insgesamt acht Kerne nutzen. Eine geringe Belastung jedes Kerns führt nicht zu Sprüngen im Energieverbrauch, und eine weitere Reduzierung der Belastung führt zu einer vollständigen Abschaltung des großen Clusters und der Einbeziehung des energiesparenden LITTLE-Clusters.

Die Schlussfolgerung aus dem oben Gesagten ist einfach und kategorisch: Das Fehlen von Multithreading in Android-Anwendungen ist ein Mythos, und das Betriebssystem verteilt die Last optimal auf die Kerne, je nachdem, ob der Chipsatz die big.LITTLE-Architektur verwendet oder nicht.

Im Streben nach Marketing

Die ersten Achtkernprozessoren sorgten bei skeptischen Nutzern für Spott, wurden aber trotzdem zur besten verfügbaren Lösung, um das Gleichgewicht zwischen Leistung und Stromverbrauch eines Smartphones zu optimieren. Die Hersteller hörten jedoch nicht auf und im Jahr 2015 stellte Mediatek den ersten Chipsatz mit zehn Kernen vor – den Helio X20 – und kündigte außerdem an, bald einen Zwölf-Kern-Prozessor auf den Markt zu bringen.

Der Helio

Trotz der beeindruckenden Zahlen wurde der Helio X20 im Gegensatz zu den ersten Zwei-, Vier- und Achtkern-Chipsätzen nicht zur Sensation und war in Benchmarks seinen Konkurrenten mit weniger Kernen unterlegen. Anwendungen, die mehr als acht Kerne gleichzeitig nutzen können, sind noch vernachlässigbar und eine weitere Erhöhung der Kernzahl wird in naher Zukunft keine spürbaren Leistungssteigerungen bringen.

Was den unvermeidlichen Begleiter der ständig steigenden Leistung mobiler Geräte betrifft – die Notwendigkeit, den Stromverbrauch zu senken, nutzen Hersteller von Chipsätzen und Smartphones hierfür aktiv andere Methoden, beispielsweise die Reduzierung des technischen Prozesses und die Optimierung anderer Komponenten – Bildschirme oder Speicher . Und eine Erhöhung der Anzahl der Kerne führt vielmehr zu einer Verteuerung der Endgeräte.

Es gibt ein alternatives Entwicklungsbeispiel – Apple. Während Android-Hersteller das Betriebssystem von Google verwenden und die meisten von ihnen auch Prozessoren von Drittanbietern nutzen, entwickelt Apple selbst iOS und designt Chipsätze für seine Mobilgeräte. Dies ermöglicht es dem Unternehmen, durch tiefgreifende Optimierung sowohl der Software als auch der Hardware der Geräte ein gutes Gleichgewicht zwischen Leistung und Energieeffizienz zu erreichen. In seinen modernen Chipsätzen verwendet Apple ... nur zwei Kerne seines eigenen Designs namens Twister. Natürlich zeigen Apple-Smartphones in Benchmarks im Vergleich zu Android-Geräten deutlich geringere Werte, aber warum den Zahlen nachjagen, wenn das System, alle Programme und Spiele auf Gadgets einwandfrei funktionieren?

Der Zukunft nachjagen

Anfang 2016 wurden Quad-Core-Chipsätze de facto zum Mindeststandard für Smartphones (außer iPhone). Lediglich in den preisgünstigsten Modellen finden sich noch Dual-Core-Prozessoren, Single-Core-Prozessoren gehören der Vergangenheit an. War dies für Benutzer nützlich? Zweifellos ja, denn der Markt ordnet immer alles seinen Platz und erfolglose Entscheidungen gehören schnell der Vergangenheit an. Dual- und Quad-Core-Prozessoren haben bewiesen, dass sie eine hervorragende Lösung sind, um die Leistung von Smartphones zu steigern, ohne die Akkulaufzeit drastisch zu verkürzen. Nun kann man durchaus sagen, dass die ARM big.LITTLE HMP-Architektur die Erwartungen bei der Verwendung von sechs bis acht Kernen erfüllt hat. Es gleicht Leistung und Energieeffizienz besser als andere aus und verändert diese Parameter in weiten Grenzen je nach aktueller Aufgabenstellung.

Für Smartphone-Hersteller wird es von Jahr zu Jahr schwieriger, Nutzer zu überraschen. Unternehmen fällt es schwer, auf anspruchsvollere technische Prozesse umzusteigen, was die Möglichkeit einer Frequenzerhöhung einschränkt, und die bestehenden Leistungsstandards sind bereits so, dass man nach dem Kauf eines Flaggschiffs dessen Mangel erst in drei bis vier Jahren spüren wird. Das Ergebnis sind Chipsätze, die die Fantasie mit Zahlen verblüffen, die noch keine Vorteile für den Endverbraucher verbergen. Und eine weitere Erhöhung der Anzahl der Kerne in mobilen Gadgets ist heute kaum noch gerechtfertigt: Auf diese Weise wird es weder möglich sein, die Leistung noch die Autonomie der Geräte spürbar zu steigern.

Die Zeit wird zeigen, wie lange Chipsätze mit mehr als acht Kernen auf dem Markt bleiben werden, aber solche Prozessoren bringen keine wichtigen Neuerungen mit, die jeder erleben kann, sodass es sich definitiv nicht lohnt, solche Geräte in naher Zukunft zu verfolgen.

Die Smartphone-Branche entwickelt sich täglich weiter und als Folge davon erhalten Benutzer immer neuere, modernere und leistungsfähigere Geräte. Alle Smartphone-Hersteller streben danach, ihre Kreationen besonders und unersetzlich zu machen. Daher wird heute viel Aufmerksamkeit auf die Entwicklung und Produktion von Prozessoren für Smartphones gelegt.

Sicherlich haben sich viele Fans von „Smartphones“ mehr als einmal die Frage gestellt: Was ist ein Prozessor und was sind seine Hauptfunktionen? Und natürlich interessiert Käufer auch, was all diese Zahlen und Buchstaben im Namen des Chips bedeuten.
Wir empfehlen Ihnen, sich ein wenig mit dem Konzept vertraut zu machen „Smartphone-Prozessor“.

Prozessor in einem Smartphone- Dies ist der komplexeste Teil und für alle vom Gerät durchgeführten Berechnungen verantwortlich. Tatsächlich ist es falsch zu sagen, dass ein Smartphone einen Prozessor verwendet, da Prozessoren als solche in mobilen Geräten nicht verwendet werden. Der Prozessor bildet zusammen mit anderen Komponenten ein SoC (System on a Chip – System auf einem Chip), das heißt, auf einem Chip befindet sich ein vollwertiger Computer mit Prozessor, Grafikbeschleuniger und weiteren Komponenten.

Wenn wir über den Prozessor sprechen, müssen wir zunächst ein solches Konzept verstehen „Prozessorarchitektur“. Moderne Smartphones nutzen Prozessoren auf Basis der ARM-Architektur, die vom gleichnamigen Unternehmen ARM Limited entwickelt wird. Wir können sagen, dass Architektur eine Reihe von Eigenschaften und Qualitäten ist, die einer ganzen Familie von Prozessoren innewohnen. Qualcomm, Nvidia, Samsung, MediaTek, Apple und andere Prozessorunternehmen lizenzieren Technologie von ARM und verkaufen die fertigen Chips dann an Smartphone-Hersteller oder verwenden sie in ihren eigenen Geräten. Chiphersteller lizenzieren einzelne Kerne, Befehlssätze und verwandte Technologien von ARM. ARM Limited produziert keine Prozessoren, sondern verkauft lediglich Lizenzen für seine Technologien an andere Hersteller.

Schauen wir uns nun Konzepte wie Kern- und Taktrate an, die in Testberichten und Artikeln zu Smartphones und Telefonen immer wieder zu finden sind, wenn es um den Prozessor geht.

Kern

Beginnen wir mit der Frage: Was ist ein Kernel? Kern ist ein Element des Chips, das die Leistung, den Stromverbrauch und die Taktrate des Prozessors bestimmt. Sehr oft stoßen wir auf das Konzept eines Dual-Core- oder Quad-Core-Prozessors. Lassen Sie uns herausfinden, was das bedeutet.

Dual-Core- oder Quad-Core-Prozessor – was ist der Unterschied?

Sehr oft denken Käufer, dass ein Dual-Core-Prozessor doppelt so leistungsstark ist wie ein Single-Core-Prozessor und ein Quad-Core-Prozessor dementsprechend viermal leistungsstärker ist. Jetzt werden wir Ihnen die Wahrheit sagen. Es erscheint ganz logisch, dass der Wechsel von einem Kern auf zwei oder von zwei auf vier die Leistung steigert, aber tatsächlich kommt es selten vor, dass diese Leistung um den Faktor zwei oder vier steigt. Durch die Erhöhung der Anzahl der Kerne können Sie den Betrieb des Geräts aufgrund der Neuverteilung laufender Prozesse beschleunigen. Die meisten modernen Anwendungen sind jedoch Single-Threaded und können daher jeweils nur einen oder zwei Kerne verwenden. Es stellt sich natürlich die Frage, wozu denn ein Quad-Core-Prozessor gut ist? Multi-Core wird hauptsächlich von fortgeschrittenen Spielen und Medienbearbeitungsanwendungen verwendet. Das heißt, wenn Sie ein Smartphone zum Spielen (3D-Spiele) oder zum Aufnehmen von Full-HD-Videos benötigen, müssen Sie ein Gerät mit einem Quad-Core-Prozessor kaufen. Wenn das Programm selbst keine Multi-Cores unterstützt und keine großen Ressourcen benötigt, werden nicht verwendete Kerne automatisch deaktiviert, um Batteriestrom zu sparen. Häufig wird der fünfte Begleitkern für die unprätentiösesten Aufgaben verwendet, beispielsweise um das Gerät im Schlafmodus zu betreiben oder E-Mails zu checken.

Wenn Sie ein gewöhnliches Smartphone zum Kommunizieren, Surfen im Internet, E-Mails abrufen oder sich über die neuesten Nachrichten informieren möchten, ist ein Dual-Core-Prozessor genau das Richtige für Sie. Und warum mehr bezahlen? Schließlich wirkt sich die Anzahl der Kerne direkt auf den Preis des Geräts aus.

Taktfrequenz

Das nächste Konzept, mit dem wir uns vertraut machen müssen, ist die Taktfrequenz. Die Taktfrequenz ist ein Merkmal des Prozessors, das angibt, wie viele Taktzyklen der Prozessor pro Zeiteinheit (eine Sekunde) ausführen kann. Zum Beispiel, wenn die Geräteeigenschaften darauf hinweisen Frequenz 1,7 GHz – das bedeutet, dass sein Prozessor in 1 Sekunde 1.700.000.000 (1 Milliarde 700 Millionen) Zyklen ausführt.

Abhängig von der Operation und der Art des Chips kann die Anzahl der Taktzyklen, die der Chip benötigt, um eine Aufgabe auszuführen, variieren. Je höher die Taktfrequenz, desto höher die Betriebsgeschwindigkeit. Dieser Unterschied macht sich besonders beim Vergleich identischer Kerne, die mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten, bemerkbar.

Manchmal begrenzt der Hersteller die Taktrate, um den Stromverbrauch zu senken, denn je höher die Geschwindigkeit des Prozessors, desto mehr Strom verbraucht er.

Und wieder kehren wir zum Multicore zurück. Eine Erhöhung der Taktfrequenz (MHz, GHz) kann zu einer erhöhten Wärmeentwicklung führen, was für Smartphone-Nutzer höchst unerwünscht und sogar schädlich ist. Daher wird die Multi-Core-Technologie auch als eine Möglichkeit genutzt, die Leistung eines Smartphones zu steigern, ohne dass es in der Tasche zu heiß wird.

Die Leistung steigt, indem Anwendungen gleichzeitig auf mehreren Kernen ausgeführt werden können. Es gibt jedoch eine Bedingung: Die Anwendungen müssen der neuesten Generation entsprechen. Diese Funktion spart außerdem Batteriestrom.

Ein weiteres wichtiges Merkmal des Prozessors, über das Smartphone-Verkäufer oft schweigen, ist CPU-Cache.

Zwischenspeicher- Hierbei handelt es sich um einen Speicher, der für die vorübergehende Speicherung von Daten ausgelegt ist und mit der Prozessorfrequenz arbeitet. Der Cache wird verwendet, um die Zugriffszeit des Prozessors auf langsames RAM zu verkürzen. Es speichert Kopien eines Teils der RAM-Daten. Da die meisten vom Prozessor benötigten Daten im Cache landen, verkürzt sich die Zugriffszeit und die Anzahl der Zugriffe auf den Arbeitsspeicher verringert sich. Je größer der Cache, desto mehr Daten kann das Programm darin enthalten., desto seltener erfolgt der Zugriff auf den Arbeitsspeicher und desto höher ist die Gesamtleistung des Systems.

Der Cache ist besonders in modernen Systemen relevant, wo die Lücke zwischen der Geschwindigkeit des Prozessors und der Geschwindigkeit des RAM recht groß ist. Da stellt sich natürlich die Frage, warum will man diese Eigenschaft nicht erwähnen? Alles ist sehr einfach. Geben wir ein Beispiel. Nehmen wir an, dass es zwei bekannte Prozessoren (bedingt A und B) mit absolut gleicher Kernzahl und Taktrate gibt, A aber aus irgendeinem Grund viel schneller arbeitet als B. Das ist ganz einfach zu erklären: Prozessor A hat einen größeren Cache , und daher selbst läuft der Prozessor schneller.

Der Unterschied im Cache-Volumen macht sich besonders deutlich zwischen chinesischen und Markentelefonen bemerkbar. Den Kennzahlen zufolge scheint alles gleich zu sein, aber der Preis der Geräte ist unterschiedlich. Und hier entscheiden sich Käufer, Geld zu sparen, mit dem Gedanken: „Warum mehr bezahlen, wenn es keinen Unterschied gibt?“ Aber wie wir sehen, gibt es einen Unterschied, und zwar einen sehr bedeutenden, aber Verkäufer schweigen oft darüber und verkaufen chinesische Telefone zu überhöhten Preisen.

So haben wir uns kurz mit den Haupteigenschaften einer CPU für ein Mobiltelefon beschäftigt. Täglich hören wir von neuen Entwicklungen und Projekten, es gab sogar Gerüchte über einen Achtkernprozessor. Am beliebtesten sind heute jedoch Geräte mit einem Quad-Core-Prozessor. Wie man so schön sagt, wird die Zeit zeigen, welcher Chip die bessere Leistung erbringt.

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Die Leistung eines Smartphones hängt von vielen Komponenten ab, darunter dem Prozessor, der Anzahl der Kerne und der Menge an RAM. Sie alle bestimmen, wie schnell das Gadget arbeitet.

„Man kann kein Schild aufstellen und sagen, dass dieses Smartphone schneller arbeitet als dieses, weil es über solche Hardware verfügt. Tatsächlich haben auch das Betriebssystem und einige vom Hersteller selbst vorgenommene Modifikationen Einfluss. Beispielsweise verhält sich dieselbe Hardware auf mobilen Windows-, iOS- und Android-Geräten unterschiedlich. Hier ist also alles wichtig. Aber wenn wir uns die Eigenschaften ansehen und dort einen leistungsstarken Prozessor sehen, dann ist das Smartphone höchstwahrscheinlich schnell genug“, sagt er Gadget-Experte Ilya Kovalchuk.

CPU

Bei der Auswahl eines schnellen Smartphones müssen Sie auf die Taktrate des Prozessors achten. Auch wenn moderne Mobilprozessoren größtenteils in der Lage sind, die Frequenz je nach Auslastung zu senken oder zu erhöhen, ist dies eine wichtige Eigenschaft. Budget-Prozessoren haben eine Frequenz von 1000–1300 MHz, Mittelklasse-Prozessoren 1300–1700 MHz und Flaggschiffe arbeiten mit 1900 MHz oder mehr. Auf die Frage, welcher Prozessor besser ist, gibt es keine eindeutige Antwort.

„Jedes Jahr werden Prozessoren der neuen Generation auf den Markt gebracht, die nach neuen technologischen Standards hergestellt werden. Für Smartphones werden solche Prozessoren von Samsung Exynos, Qualcomm, MediaTek, Apple usw. geliefert. Die Prozessoren Samsung Exynos 9810 und Qualcomm Snapdragon 845 für Android-Smartphones sind heute die fortschrittlichsten. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Sie sie auswählen müssen. Sie können sehr gute Prozessoren nehmen: Snapdragon 636, Snapdragon 660, die zur Mittelklasse gehören. Smartphones mit einem solchen Prozessor kosten günstig etwa 14.000 Rubel. Früher waren es die achthundertste Linie, jetzt sind es die sechshundertste. Solche Prozessoren verbrauchen wenig, erwärmen sich wenig und ihre Leistung ist ausgezeichnet“, sagt Kovalchuk.

Kerne

Die Begriffe „Octa-Core“ und „Quad-Core“ beziehen sich auf die Anzahl der CPU-Kerne. Bei einem Quad-Core-Prozessor können alle Kerne gleichzeitig arbeiten, um eine schnelle Leistung und Erledigung von Aufgaben zu gewährleisten, während bei einem Octa-Core-Prozessor die Chips aus zwei Quad-Core-Prozessoren bestehen, die unterschiedliche Aufgaben untereinander verteilen. Da ein Smartphone im Betrieb nicht immer alle Kerne gleichzeitig nutzt, kommt es nicht auf deren Anzahl, sondern auf die Installationsart an. Derzeit werden die meisten Lösungen mit einem Standard von 32 Nanometern hergestellt, und die ersten Geräte erscheinen auch auf Prozessoren mit einem viel niedrigeren Standard. Je niedriger dieser Wert ist, desto besser.

„Es ist wichtig, sich die Montage anzuschauen. Aus welchen Kernen ist alles zusammengesetzt? Wenn es A73 plus A53-Kerne sind, dann ist das eine sehr gute Bestückung. Auch wenn die Frequenzen gesenkt werden, funktioniert das Smartphone gut. Wenn es sich um acht A53-Kerne handelt, dann handelt es sich um einen Einsteigerprozessor. Es wird nicht sehr mächtig sein. Umso mehr, wenn es zudem mit einem Minimum an technologischen Standards hergestellt wird. Jetzt wollen sie 7 Nanometer produzieren, und wenn ein Smartphone 22 Nanometer hat, dann wird dieser Prozessor, egal welche Kerne es gibt, auch nicht sehr schwache, viel verbrauchen und sich erwärmen“, sagt Kovalchuk.

Rom

Je größer der Arbeitsspeicher, desto schneller starten Anwendungen und desto mehr Aufgaben kann das Smartphone gleichzeitig ausführen.

„Das Minimum sind drei Gigabyte für das Smartphone eines Netzwerknutzers, einer Person, die Spiele spielt. Mehr ist möglich. Enthusiasten nehmen sechs Gigabyte, aber wenn das Betriebssystem gut optimiert ist, wenn alles mit Bedacht gemacht wird, wird es mit drei Gigabyte keine Probleme geben. Wenn ein Smartphone ein fehlerhaftes Betriebssystem hat, das von jemandem Unbekannten entwickelt wurde, kann es ein weiteres Gigabyte füllen“, sagt Kowaltschuk.