Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

:

Qualcomm - большая международная компания, которая ведёт высокотехнологичные разработки во многих направлениях. Одним из наиболее важных, конечно же, является производство чипов для мобильных устройств, где Qualcomm не знает себе равных. Среди наших читателей едва ли найдётся хотя бы один, кто ни разу не слышал о процессорах Snapdragon или графических ускорителях Adreno, но для многих наверняка остается загадкой то, чем именно чипы отличаются между собой, что предлагают пользователям и какая информация скрывается за непонятными, на первый взгляд, цифро-буквенными обозначениями. Давайте попробуем во всём разобраться, но прежде чем приступить к чтению этой статьи, мы рекомендуем вам ознакомиться с базовой информацией о процессорах в нашем предыдущем материале “Я знаю: мобильные процессоры. Вводная часть”.

История

Компания Qualcomm была основана в США 1985 году и за довольно долгую историю, по меркам нынешнего развития технологий, успела поработать в сферах производства базовых станций и сотовых телефонов, а также разработки A-GPS для мобильных устройств (только подумать, спутниковая навигация в телефонах в 2000 году!).

История Qualcomm, как широко известного производителя процессоров для мобильных устройств, начинается с 2005 года - именно в это время компания приняла очень важное решение. Qualcomm лицензировала у ARM процессорное ядро Cortex-A8 и создала на его основе собственное, которое получило название Scorpion.

Это ядро в полной мере поддерживало набор инструкций ARMv7, как и Cortex-A8, но являлось более доработанной версией последнего. С использованием собственного ядра Qualcomm и выпустила первый процессор Snapdragon, который был выполнен по 65-нанометровому техпроцессу, работал на тактовой частоте 1 ГГц и потреблял в два раза меньше энергии, чем его “прародитель”. Первым устройством с новым чипом стал Toshiba TG01, а сам процессор получил маркировку Qualcomm Snapdragon S1 QSD8x50.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

Позволим себе сделать небольшое отступление: в тексте статьи нам придётся давать некоторые пояснения по используемым терминам, которые не были освещены в предыдущей части, и один из них - технологический процесс, или, если коротко, техпроцесс. В целом, под этим понятием подразумевается процесс производства микросхем (в данном случае - процессоров), но обычно техпроцессом называют разрешающую способность литографического оборудования, на котором ведётся производство процессоров, которое определяет расстояние между электродами транзистора (величина измеряется, в основном, в нанометрах). Мы понимаем, что всё это может быть достаточно сложным для понимания без изучения объёмного материала, поэтому скажем ещё проще, что для потребителей уменьшение техпроцесса (именно в этом направлении сейчас движется прогресс), в общем смысле, означает уменьшение тепловыделения и энергопотребления, а также увеличение производительности. Возвращаясь к Qualcomm стоит отметить, что её современные многоядерные процессоры производятся по 28-нм техпроцессу.

Процессоры Snapdragon

Устройства с чипами Snapdragon выпускаются с 2007-х, и до 2012 года сменилось четыре поколения процессоров, которые имели следующие маркетинговые названия (в порядке очерёдности выпуска и поколения): Snapdragon S1, Snapdragon S2, Snapdragon S3 и Snapdragon S4. К каждому поколению в разное время могло принадлежать от нескольких до почти пары десятков разных чипов, поэтому, чтобы узнать, какой именно процессор используется в том или ином устройстве, нужно найти его точное название. Каждое обозначение состоит из букв и цифр, знание расшифровки которых может многое сказать о чипе.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

Первые три символа в обозначении любого чипа Qualcomm (напоминаем, что пока речь идёт о первых четырёх поколениях) являются буквами. Возможны следующие варианты:

  • MSM = Mobile Station Modem
  • QSD = Qualcomm SnapDragon
  • APQ = Application Processor Qualcomm

С этими буквами связана сложная и запутанная история, но нас не пугают трудности, не правда ли? Первые мобильные чипы были выпущены компанией Qualcomm до появления семейства Snapdragon (хотя позже были отнесены к нему) и, чтобы отделить их от прочих процессоров, производитель принял решение маркировать их как “MSM”. Затем все новые чипы было решено отнести к новому семейству и одно время они стали маркироваться “QSD”. Впрочем, очень быстро компания вернулась к буквам “MSM”, а о QSD, который остался далеко в первом поколении чипов, сейчас почти не вспоминают. Впоследствии для чипов без встроенных модемов появились буквы “APQ”. Разобрались? Давайте переходить к цифрам.

После буквенного префикса в названии чипов следуют 4 цифры и, иногда, дополнительные буквы. Первая цифра определяет класс процессора; на данный момент встречается всего два варианта “7”, для бюджетных коммуникаторов, и “8”, для смартфонов среднего и высшего сегментов. Вторая цифра свидетельствует о совместимости с различными сотовыми сетями:

  • 0 - отсутствие встроенного модема (серия APQ)
  • 2 - поддержка UMTS (GSM сети 3 поколения)
  • 6 - поддержка UMTS и CDMA сетей
  • 9 - поддержка передачи данных и голоса одновременно в сетях UMTS, а также технологий CSFB и SVLTE для передачи голоса при работе в LTE сетях

Последние две цифры, а также дополнительные буквы указывают непосредственно на вычислительные ядра, их архитектуру и количество. Здесь вариантов может быть очень много, поэтому перечислять все в рамках данного материала не имеет особого смысла.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

Читая это, многие из вас, наверное, думают: “зачем обычному пользователю знать столько подробностей?” Конечно, в большинстве случаев незачем, это же понимает и компания Qualcomm, которая начиная с четвёртого поколения чипов стала разделять процессоры на “группы” по производительности. В линейке чипов Snapdragon S4 процессоры были объединены в несколько групп: Play, Plus, Pro, Prime. Мы расположили их по возрастанию производительности, но процессоры Snapdragon S4 Prime хотя и планировались, выпущены не были. Впоследствии они появились как часть линейки Snapdragon пятого поколения и здесь мы плавно подошли к теме ребрендинга семейства Snapdragon, который Qualcomm провела в 2013 году.

Теперь ориентироваться в модельном ряду пользователям и покупателям смартфонов стало ещё проще, благодаря чёткому разграничению процессоров Snapdragon пятого поколения, которые обозначаются как Snapdragon 200, Snapdragon 400, Snapdragon 600 и Snapdragon 800. Скорее всего вы уже догадались, что чем выше цифра, тем мощнее процессоры, и тем более производительные устройства могут быть на нём построены. Отличия между разными чипами внутри одной линейки, как и раньше, заключаются, преимущественно, в поддержке различных соединений, будь то UMTS, CDMA или LTE сети, плюс их различные поколения и модификации. Важно отметить, что ребрендингу подверглись лишь маркетинговые обозначения, но не точные номера моделей. К примеру, процессор Qualcomm Snapdragon 800 с поддержкой сетей LTE-Advanced, который используется в Sony Xperia Z Ultra и Samsung Galaxy S IV LTE-A имеет маркировку MSM8974.

Ядра Krait

В большинстве своих последних процессоров компания Qualcomm использует собственные ядра - Krait. Одной из основных целей Qualcomm при создании мобильных чипов является наилучшая энергоэффективность: именно поэтому производитель принял решение лицензировать у компании ARM только набор инструкций, но не её ядра из серии Cortex-Ax (которые, к слову, всё-таки используются в некоторых бюджетных чипах Qualcomm). Результатом работы в этом направлении стала возможность асинхронной работы ядер Krait на одном чипе, то есть, каждое ядро независимо от других и его ресурсы будут использоваться только по мере необходимости. В этом и заключается отличие Krait от решений других производителей, которым, в целях снижения энергопотребления, необходимо использовать пятое энергосберегающее ядро и объединять группы ядер.

Другим преимуществом Krait (и вообще процессоров Snapdragon) перед подобными технологиями является интеграция всех компонентов на одном чипе - именно этому принципу Qualcomm следует в своих последних разработках. Например, LTE-модем в последних процессорах Snapdragon интегрирован непосредственно в чип, что, опять же, позволяет снизить энергопотребление.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

Названия ядер Krait очень похожи на названия процессоров: в последнем поколении чипов Snapdragon используются ядра Krait 200, Krait 300 и Krait 400. Чем выше цифра в названии ядра, тем, соответственно, выше его технические параметры (о характеристиках процессоров и их влиянии на производительность мы подробно рассказывали во вводной части), и тем более мощные процессоры могут быть созданы с его использованием. К примеру, в процессорах Qualcomm Snapdragon 800 используются четыре ядра Krait 400, работающие на максимальной тактовой частоте в 2.3 ГГц - на данный момент это самое мощное решение Qualcomm и одно из самых мощных в мире среди мобильных чипов.
Графические ускорители Adreno

Мы уже не раз говорили, что итоговая производительность процессора складывается из множества различных параметров, одним из ключевых среди которых является графический ускоритель или GPU. Почти во всех своих процессорах Qualcomm использует графические ускорители из семейства Adreno - некоторые из первых процессоров в линейке Snapdragon S1 работали вообще без отдельных GPU, но быстрый рост качества графики в мобильных играх и постоянное повышение требований к производительности устройств способствовало внедрению отдельного процессора для обработки графики, который сейчас используется в абсолютном большинстве устройств, включая бюджетные.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

В каждой из линейке чипов Snapdragon пятого поколения используется один графический ускоритель: Adreno 203 для процессоров Snapdragon 200, Adreno 305 для Snapdragon 400, Adreno 320 для Snapdragon 600 и Adreno 330 для Snapdragon 800. Разница между всеми GPU разительная: Adreno 320 примерно в 4 раза мощнее Adreno 305 и примерно в 15 раз мощнее Adreno 203. К слову, абсолютно новый графический ускоритель в пятом поколении процессоров Qualcomm Snapdragon - Adreno 330. Он всего в 1,5 раза мощнее Adreno 320 (который появился в прошлом году в чипах Snapdragon S4 Pro и позволяет запускать самые требовательные трёхмерные игры без каких-либо проблем), но в нём внедрены совершенно новые для мобильных устройств технологии, которые до этого использовались только в ПК. А это означает, что производительности Adreno 330 хватит с запасом на несколько лет вперёд.

Одной из важных характеристик GPU является поддержка игровых движков и графических стандартов - информацию о них вы можете найти ниже, среди спецификаций чипов. Все графические ускорители Adreno в чипах Snapdragon последнего поколения поддерживают движки Unity, Epic и Unigine.

Snapdragon 200/400/600/800

Даже несмотря на всё вышесказанное, для многих пользователей, наверное, всё ещё осталось загадкой, что именно они получают при покупке смартфона с определённым процессором Qualcomm. Тот факт, что “чем больше цифра в названии, тем круче”, думаем, понятен всем, но всегда ли необходимо платить больше? И что делать в случае, когда один и тот же коммуникатор имеет разные чипы в разных моделях. Достаточно вспомнить Samsung Galaxy S IV с процессором Snapdragon 600 и Samsung Galaxy S IV LTE-A с процессором Snapdragon 800. В связи с этим перед некоторыми стала дилемма: купить Galaxy S IV сейчас или дождаться более мощный Galaxy S IV LTE-A, который поддерживает ещё и самый новый стандарт LTE сетей из использующихся - LTE-Advanced? Правда, стоит учесть, что в России на данный момент такие сети присутствуют только в Москве, в виде небольшого участка в коммерческой эксплуатации, так что, воспользоваться такой возможностью, скорее всего, не получится. Таким образом, при выборе между двумя упомянутыми устройствами стоит задуматься не только от производительности, но и поддерживаемых сетях.

Всё зависит от того, каковы ваши требования к устройству, и сейчас мы посмотрим, что именно предлагает каждый из чипов Qualcomm пятого поколения (оно массово используется во всех устройствах, от бюджетников до флагманов) - вкратце расскажем о всех процессорах, а для большей наглядности оформим перечни их особенностей в виде списков.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

Ниже вы встретитесь с новым понятием - “цифровой сигнальный процессор” или DSP. Это, фактически, ещё один процессор в мобильных (и не только) устройствах, уже третий после центрального процессора и графического ускорителя. Он предназначен для обработки цифровых сигналов, в том числе, используется при воспроизведении музыки, передаче данных, голоса, и некоторых других задачах. Это помогает разгрузить основной процессор, а также снизить энергопотребление смартфона.

Qualcomm Snapdragon 200

Как нетрудно догадаться, процессор Snapdragon 200 - младший в линейке чипов Qualcomm пятого поколения, но чего не скажешь при взгляде на его характеристики. Этот чип используется в устройствах среднего сегмента, близких к бюджетному сектору. Среди наиболее известных коммуникаторов на Snapdragon 200 - HTC Desire 600 и Samsung Galaxy Win.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

Характеристики:

  • Запись и воспроизведение видео: HD
  • Основная камера: до 8 мегапикселей
  • Дисплей: до 720p (HD)
  • Поддержка внешних дисплеев: HD
  • Ядра: четыре или два ARM Cortex-A5 или ARM Cortex-A7 с тактовой частотой до 1,4 ГГц
  • Графический ускоритель: Adreno 203
  • Цифровой сигнальный процессор: QDSP5 с частотой 384 МГц
  • Оперативная память: LP-DDR2
  • Графические API: OpenGL ES 1.1 и 2.0, WebGL 1.0
  • Беспроводные и проводные соединения: Wi-Fi 802.11ac (2.4/5 ГГц), Bluetooth 4.0, USB 2.0
  • Сотовые сети: поддержка двух SIM-карт, CDMA/UMTS, HSPA, GSM/GPRS/EDGE, 1xRev.A, 1xEV-DO Rev. A/B

Другие особенности:

  • поддержка последних мобильных ОС, в том числе Android OS, Windows Phone и BlackBerry OS
  • мультиканальный HD звук с поддержкой DTS-HD и Dolby Digital Plus

Qualcomm Snapdragon 400

Процессоры из второй линейки, Snapdragon 400, используются в устройствах среднего сегмента, близких к топовому сектору. По сравнению со Snapdragon 200, Snapdragon 400 предлагает более высокую производительность, более мощный графический ускоритель и целый набор дополнительных функций. В числе использующих этот чип устройств - HTC First и Samsung Galaxy Mega 6.3.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

Характеристики:

  • Запись и воспроизведение видео: FullHD
  • Основная камера: до 13,5 мегапикселей, 3D фотография
  • Дисплей: до 720p (HD)
  • Поддержка внешних дисплеев: HD
  • Ядра: два ядра Krait (200/300) с частотой до 1,7 ГГц или четыре ядра ARM, но с частотой до 1,4 ГГц
  • Графический ускоритель: Adreno 305
  • Цифровой сигнальный процессор: Hexagon, QDSP6V4 с частотой 500 МГц
  • Оперативная память: LP-DDR2 или LP-DDR3
  • Графические API: OpenGL ES 3.0, DirectX, OpenCL, Renderscript Compute и FlexRender
  • Беспроводные и проводные соединения: Wi-Fi 802.11ac (2.4/5 ГГц), Bluetooth 4.0, USB 2.0, Miracast (для HD дисплеев)
  • Сотовые сети: поддержка двух SIM-карт (в т.ч. 2 активных), мультидиапазонные 3G/4G сети (TD-SCDMA, DC-HSPA+ и 4G LTE)

Другие особенности:

  • мультиканальный HD звук с поддержкой DTS-HD и Dolby Digital Plus
  • поддержка технологии Qualcomm Quick Charge 1.0 для быстрой зарядки аккумулятора
  • трёхмерные онлайн-игры в реальном времени

Qualcomm Snapdragon 600

К линейке Snapdragon 600 были отнесены мощные процессоры, которые используются во флагманских смартфонах, например, в HTC One, Samsung Galaxy S IV GT-I9505 и LG Optimus G Pro. С точки зрения производительности используемых технологий эти чипы можно назвать преемниками процессоров Snapdragon S4 Pro четвёртого поколения, и, фактически, Snapdragon 600 являются их улучшенной модификацией.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

Характеристики:

  • Запись и воспроизведение видео: FullHD
  • Основная камера: до 21 мегапикселей, 3D фотография
  • Дисплей: до 2048 x 1536 пикселей
  • Поддержка внешних дисплеев: FullHD
  • Ядра: четыре ядра Krait 300 с частотой до 1,9 ГГц
  • Графический ускоритель: Adreno 320
  • Цифровой сигнальный процессор: Hexagon, QDSP6V4 с частотой 500 МГц
  • Оперативная память: LP-DDR3
  • Графические API: OpenGL ES 3.0, DirectX, OpenCL, Renderscript Compute и FlexRender
  • Беспроводные и проводные соединения: Wi-Fi 802.11ac (2.4/5 ГГц), Bluetooth 4.0, USB 2.0, NFC
  • Сотовые сети: мультидиапазонные 3G/4G сети

Другие особенности:

  • мультиканальный HD звук с поддержкой DTS-HD и Dolby Digital Plus
  • поддержка технологии Qualcomm Quick Charge 1.0 для быстрой зарядки аккумулятора

Qualcomm Snapdragon 800

Под этим названием собраны самые мощные процессоры компании Qualcomm и одни из самых производительных чипов на сегодняшний день. Такие процессоры используются в смартфонах и планшетах следующего поколения, например, Samsung Galaxy S IV LTE-A и Sony Xperia Z Ultra, а также, в умных телевизорах и других устройствах, которые требуют высокой производительности.

Мобильные процессоры. Компания Qualcomm

Характеристики:

  • Запись и воспроизведение видео: UltraHD
  • Основная камера: до 55 мегапикселей с поддержкой 3D
  • Дисплей: до 2560 x 1048 пикселей
  • Поддержка внешних дисплеев: UltraHD
  • Ядра: четыре ядра Krait 400 с частотой больше 2 ГГц
  • Графический ускоритель: Adreno 330
  • Цифровой сигнальный процессор: Hexagon, QDSP6V5A с частотой 600 МГц
  • Оперативная память: LP-DDR3
  • Графические API: OpenGL ES 3.0, DirectX, OpenCL, Renderscript Compute и FlexRender
  • Беспроводные и проводные соединения: Wi-Fi 802.11ac (2.4/5 ГГц), Bluetooth 4.0, USB 3.0/2.0, NFC, Miracast (для FullHD дисплеев)
  • Сотовые сети: мультидиапазонные 3G/4G сети (LTE FDD, LTE TDD, WCDMA, CDMA1x, EV-DO, TD-SCDMA и GSM)

Другие особенности:

  • мультиканальный HD звук с поддержкой DTS-HD и Dolby Digital Plus
  • поддержка технологии Qualcomm Quick Charge 2.0 для быстрой зарядки аккумулятора
  • скоростная фотосъёмка до 640 мегапикселей в секунду

В конце важно отметить, что не все процессоры из каждой представленной линейки обладают одними и теми же спецификациями (что очевидно) - ключевые отличия могут заключаться, например, в используемых ядрах (у Snapdragon 200/400) и поддерживаемых сотовых сетях (все чипы). Для того чтобы более наглядно сравнить все четыре серии, приведём таблицу с их основными характеристиками.

Snapdragon 800

Snapdragon 600

Snapdragon 400

Snapdragon 200

CPU

до 2.3 ГГц, четыре ядра Krait 400

до 1.9 ГГц, четыре ядра Krait 300

до 1.7 ГГц, два ядра Krait 300

до 1.4 ГГц, четыре ядра Cortex-A5

GPU

Adreno 330

Adreno 320

Adreno 305

Adreno 203

DSP

Hexagon, QDSP6V5A

600 МГц

Hexagon, QDSP6V4

500 МГц

Hexagon, QDSP6V4

500 МГц

QDSP5

384 МГц

Видео

4k x 2k UltraHD

(запись/воспроизведение)

1080p FullHD

1080p FullHD

720p HD

(30/15 fps)

Модем

3G/4G мультидиапазонный LTE на некоторых процессорах

нет модема

3G/4G мультидиапазонный LTE на некоторых процессорах

3G CDMA/UMTS/GSM на некоторых процессорах

Камера

до 55 МП

стереоскопическое 3D

двойной ISP

до 21 МП

стереоскопическое 3D

до 13.5 МП

стереоскопическое 3D на некоторых процессорах

до 8 МП

GPS

IZat Gen8B

IZat Gen8A

IZat Gen8A

IZat Gen7A

USB

USB 3.0/2.0

USB 2.0

USB 2.0

USB 2.0

Bluetooth

BT4.0 встроенное цифровое ядро

BT4.0 встроенное цифровое ядро

BT4.0 встроенное цифровое ядро

BT4.0 встроенное цифровое ядро

Wi-Fi

802.11n/ac (2.4/5 ГГц) встроенное цифровое ядро

802.11n/ac (2.4/5 ГГц) встроенное цифровое ядро

802.11n/ac (2.4/5 ГГц) встроенное цифровое ядро

802.11n/ac (2.4/5 ГГц) встроенное цифровое ядро

Технологический процесс

28nm HPm

28nm LP

28nm LP

45nm LP

Отдельные чипсеты

  • 8974 (LTE)

  • 8274 (HSPA+)

  • 8674 (CDMA)

  • 8074 (No Modem)

  • 8930 (LTE)

  • 8926

  • 8230 (HSPA+)

  • 8630 (CDMA)

  • 8930AB (LTE)

  • 8230AB (HSPA+)

  • 8630AB (CDMA)

  • 8030AB (No Modem)

  • 8226 (UMTS)

  • 8626 (CDMA)

  • 8110

  • 8210

  • 8610

  • 8112

  • 8212

  • 8612

  • 8225Q

  • 8625Q

Заключение

Процессоры Snapdragon пятого поколения поддерживают все последние стандарты и беспроводные соединения, в том числе Bluetooth 4.0 и двухдиапазонный Wi-Fi 802.11ac, которые поддерживают и недорогие чипы, а также мультидиапазонные LTE сети 4 поколения. Ну а самые мощные процессоры обладают настолько высокой производительностью, что на устройствах с такими чипами можно играть в самые современные трёхмерные игры, выводя изображение на внешние 4K дисплеи.

На рынке мобильных процессоров компания Qualcomm является неоспоримым лидером и на данный момент предлагает наиболее мощные чипы. Для того, чтобы понять масштаб охвата Qualcomm, достаточно привести всего лишь несколько цифр: на сегодняшний день либо уже продаются, либо скоро появятся на рынке более 850 различных моделей устройств с процессорами Snapdragon, а более 200 устройств находятся в разработке. При этом, на приемлемую производительность могут рассчитывать даже владельцы устройств с процессорами Snapdragon 200, а смартфоны начального уровня, при этом, оставлены другим компаниям. В целом можно сказать, что приобретение смартфона на чипе Qualcomm - своеобразная гарантия, как любят выражаться за рубежом, “хорошего пользовательского опыта”.

Источник:  4pda.ru