#Эхо73: почему у iPhone самый мощный чипсет и как Arm это исправит

Содержание

Кратчайшей строкой
Новые дизайны Arm Holdings
Заключение

Кратчайшей строкой

Установка приложений

Обратил внимание, что мой Samsung Galaxy Note 9 значительно дольше устанавливает приложения из Google Play Store, чем другие смартфоны. При этом приложения из собственного магазина приложений Samsung ставятся быстро.

Решил провести наглядный опыт, установив приложение «Радио Arzamas». К слову, отличные подкасты, стоят недорого, горячо рекомендую. Очень интересные курсы, но вступительная музыка перед каждой лекцией вызывает тоску и депрессию. Такое ощущение, что у них девиз «Даже интересные образовательные курсы должны вызывать тоску!».

Отвлеклись. Итак, приложение на Mi Note 10 Pro скачалось и установилось за 11 секунд. А на Galaxy Note 9 скачалось за 9 секунд и устанавливалось ещё 23 секунды.

Не сталкивались с подобным?

Про цены на смартфоны #1

Как покупатели мы любим низкие цены. Но для производителя подобная политика чревата неприятными последствиями.

После того, как Huawei получила подленький удар под коленку от Google, отключившей её от сервисов и обновлений, производитель ради поддержания доли рынка начал активную распродажную кампанию, когда на смартфоны давали различные полупрямые скидки. Назвал «полупрямые», так как вместо снижения цен на конкурентную модель использовались приёмы, подобные «два смартфона по цене одного». К целевой модели давали ещё какой-нибудь менее классный смартфон. В таком подходе даже есть определенная логика. Люди обычно пользуются аппаратами 1.5 – 2 года. Так пусть они сейчас купят Huawei, а за два года многое может произойти – или ишак сдохнет, или падишах (это из Ходжи Насреддина цитата).

Однако после того, как на рынок поступили аппараты уже без сервисов Google, многие оказались неприятно удивлены тем, что новые модели стоят ровно столько же. Где же дисконт за отсутствие Google? Оказалось, что его нет и быть не может.

Huawei долго и упорно приучала к тому, что это не очередной китайский заводик на коленке, а большая корпорация. Именно поэтому и смартфоны стоят не три копейки. И теперь компания продолжает стратегию, говоря, что вы платите за продукт в целом. Люди повозмущались, но в целом смирились, и продажи идут.

Например, по итогам первого квартала 2020 года смартфоны Honor/Huawei заняли 32,5% рынка в штуках и 21,7% в рублях. Huawei по-прежнему находится в тройке лидеров. Соответственно, можно говорить, что компания достойно переживает кризис.

А по другую сторону находятся Xiaomi и realme, приучившие к тому, что хорошие смартфоны могут стоить дешево. В прошлом месяце у обоих производителей прошли анонсы новых продуктов. У realme это серия realme 6, а у Xiaomi много чего, но конкретно говорим про Redmi 9 и Mi 10.

Надо сказать, что и на realme 6 pro, и на Redmi 9 Pro установлена справедливая цена в размере 22 тысяч рублей. Но привыкшие к низким ценам люди сразу начали возмущаться, почему так дорого. Ответ-то простой – ну столько оно стоит, это ж бизнес, а не благотворительность, – только неприятный.

Также интересно будет понаблюдать за поведением Mi 10. Это, пожалуй, самый дорогой массовый флагман Xiaomi. И вот интересно, готовы ми-фаны к такому или нет.

Про цены на смартфоны #2

В прошлом выпуске рассуждал, убийцей каких именно флагманов должен стать новый Pocophone от Xiaomi. И тут подъехали данные от Counterpoint о продажах Samsung в Корее. Посмотрите на то, какие модели пользовали популярностью год назад и сейчас. В 2019 году 4 места из 5 занимали флагманы актуальные или почти актуальные.

#Эхо73: почему у iPhone самый мощный чипсет и как Arm это исправит

Спустя год, как видим, только Galaxy Note 10 прочно обосновался в сердечках корейцев. И я их понимаю! На первое место вышел А90, которые окрестили «доступный премиум». Зачем нужен флагман, когда и смартфоны подешевле ничем не хуже?

Про Samsung

Когда готовил материал к «Новинкам», обнаружил, что у бюджетной модели M11 от Samsung нет Samsung Pay (при наличии NFC и Google Pay) и Samsung Pass. Нет этих важных и полезных сервисов и на старших моделях M-серии.

Вероятно, причина в том, что Samsung отдала часть производства на аутсорсинг – М-серию и частично А-серию. Данные аппараты производятся на сторонних китайских фабриках по классической схеме всех подобных устройств. У фабрик есть заготовки, они затачиваются под Samsung, брендируются и продаются. И если устанавливать фирменную оболочку One UI 2.0 ещё доверяют, то Samsung Pay и Pass предпочитают не давать. Всё-таки одна технология отвечает за деньги, а вторая – это продвинутый биометрический менеджер паролей. Обе технологии прекрасны и восхитительны.

Новые дизайны Arm Holdings

В начале мая был рассказ про MediaTek, в рамках которого затронули и Arm Holdings. Если забыли, то Arm Holdings – это главная компания на рынке мобильных процессоров. Qualcomm, Samsung, Huawei, Apple, MediaTek покупают у неё дизайны и лицензии на процессоры.

Кратко про Arm Holdings

Если забыли, то вот небольшая справка про Arm.

Бизнес Arm Holdings заключается в том, что она занимается исследованиями, разрабатывая дизайны новых чипсетов, продавая лицензии всем, кто хочет использовать разработки.

У Arm Holdings есть несколько основных типов лицензий:

Бесплатные лицензии для исследований. Любая компания может получить доступ, ограничение лишь в том, что продавать наработки нельзя.
Лицензия на конкретный чипсет, ядро или графический ускоритель. Например, нужен Mali G76 – идешь и покупаешь. Такие лицензии приобретают обычно промышленные компании, у которых есть одна конкретная задача.
Лицензия на использование чипсета. Такая лицензия даёт дизайн чипсета, технологию, как его отштамповать на заводе. Однако производитель сам выбирает, следовать рекомендациям или дорабатывать. По такому методу изначально делались Exynos от Samsung. У Samsung это получалось не слишком хорошо, и именно тогда у Exynos сложился имидж «печек, пожирающих энергию».
«Использование чипсета + пакет помощи», также называется POP, или processor optimization pack. Это более дорогостоящая модификация предыдущей лицензии. Если у компаний самостоятельно не получается сдюжить, то могут попросить Arm Holdings помочь, и тогда она проведет, условно говоря, мастер-класс на конкретном дружественном заводе, проследив, чтобы чипсеты соответствовали всем стандартам. Процедура дорогостоящая, поэтому к ней, как я понимаю, прибегают лишь время от времени такие мощные компании, как Apple или Samsung.
Архитектура. Это высший уровень, доступный лишь самым продвинутым компаниям. Подобная лицензия есть, например, у Qualcomm. По сути, это просто набор инструкций и разрешение делать что душе угодно.
Обычно компании покупают несколько видов лицензий. Например, у Qualcomm есть как лицензия на архитектуру, так и подписка на новые разработки Arm Holdings. Таким образом, работа идёт эффективнее – одна голова хорошо, а две лучше.

Соответственно, Arm Holdings зарабатывает на лицензиях, а также на роялти в размере 1-2% от цены каждого проданного чипсета. В каком-то смысле Arm Holdings, несмотря на то, что не так известна, устроилась значительно лучше, чем Intel или AMD. Её технология занимает 90% рынка мобильных устройств. На её стороне практически все производители, которые заинтересованы в развитии ARM чипсетов. Открытость в данном случае играет на руку. Любой может зайти на сайт и выбрать, что он хочет. Например, к премиальному ядру Cortex-A77 рекомендуется докупить Cortex-A55, и, конечно, нужно не забыть прикупить ещё и графику.

Новые дизайны

И каждый год примерно в это время Arm Holdings представляет свои разработки. Для рядового потребителя это событие в целом неинтересное, так как его плоды он увидит только спустя примерно месяцев 10, когда в сеть начнут проникать утечки про новый чипсет от Qualcomm или Samsung в контексте скорого запуска флагманов.

Как правило, Arm Holdings показывает новые процессоры Arm Cortex и графику Mali. С названиями обычно тоже всё просто: был Cortex-A77, стал A78, а в следующем году будет А79. Вроде всё обычно и предсказуемо. Но в этот раз Arm приятно удивили, так как их анонсы говорят о том, что в будущем рынок мобильной электроники встряхнётся и мы увидим новые интересные устройства. Но давайте по порядку.

Во-первых, посмотрите, как видит Arm современный чипсет. Это процессор, графика и нейропроцессор, отвечающий за машинное обучение, – говоря проще, искусственный интеллект. Все три процессора изрядно прибавили в производительности по сравнению с прошлым годом.

Новые CPU – это топовые Cortex-A78. Если коротко, то они будут на 20% мощнее, чем текущее поколение A77, используемое в том же Snapdragon 865. По утверждению Arm, А78 в целом на 20% энергоэффективнее, чем смартфоны 2019 года на A77. Новый процессор позволяет достичь той же производительности, что и у А77, потратив на это на 50% энергии меньше.

Arm задумалась об энергоэффективности по двум причинам. Во-первых, 5G – очень прожорливая технология. Во-вторых, ожидается, что будет всё больше девайсов со складными экранами, которым нужны энергоэффективные, а главное, высокопроизводительные решения.

Но говоря про A78, стоит отметить, что прирост в производительности и энергоэффективности достигается за счёт нового техпроцесса – 5 нм. Если сделать А78 по текущим 7 нм, то прирост производительности будет в районе 8%, а энергоэффективности – и того меньше, около 5%.

У новой графики Mali G78 всё тоже хорошо. Формальный прирост производительности – 25%.

На презентации пролили свет на ситуацию с драйверами. Если помните, то в декабре на своей гавайской конференции, куда я не поехал, так как нет визы, и это до сих пор меня гнетёт, Qualcomm рассказали, что новым чипсетам будет доступна опция обновления графических драйверов. И уже некоторым моделям Xiaomi приходят такие обновления драйверов.

Сама Arm Holdings заинтересована в развитии темы. И ведет работу вместе с Google и другими производителями смартфонов и чипсетов, чтобы организовать обновление драйверов через Google Play Store.

Занятно, что Arm Holdings, как и AMD с Nvidia, продумывает интеграцию трассировки лучей. Хотя мне скорее кажется, что речь немного о другом. Например, у Nvidia трассировка лучей доступна только у видеокарт с наличием выделенных процессоров с ИИ. Соответственно, трассировка лучей – это своего рода тест для искусственного интеллекта, доказывающий, что он может «додумывать» картинку. И в случае с Nvidia трассировка лучей стала лишь началом. Так, в этом году представили DLSS 2.0, то есть технологию, когда ИИ достраивает картинку самостоятельно до более высокого разрешения и качества, чем её своими силами отрендерила бы видеокарта. Попутно освобождаются вычислительные мощности, то есть растёт производительность.

Обзор презентации Nvidia: искусственный интеллект Джарвис и будущее графики в играх

Таким образом, и AMD, и Arm Holdings хотят трассировку лучей не потому, что это красиво и пользователи смартфонов аж умирают, как хотят видеть блики, а так как это открывает новые возможности в плане производительности.

В случае с Arm Holdings трассировка лучей важна ещё и с точки зрения имиджа, чтобы показать, что мобильные устройства ничем не уступают компьютерам.

Cortex-X1 – ядро, которое победит iPhone

В 2016 году Arm представила программу «Built on Arm Cortex». До этой программы у производителей смартфонов была проблема. У них не было возможности менять микроархитектуру процессоров. Таким образом, если они хотели добавить что-то непредусмотренное, то им нужно было самим с нуля разрабатывать свою микроархитектуру. А подобные вещи требуют значительного уровня навыка, которого нет у многих производителей смартфонов. Он им банально не нужен.

С 2016 года Arm пошла навстречу, и производители смогли просить о помощи по внедрению нужных им доработок. При этом сохранялись коммерческая тайна и конкуренция. Доработки каждого производителя оставались при нем, и Arm не делилась ими с другими. Благодаря этой программе производители смартфонов смогли выжимать большую производительность из чипсета, например, заставляя выполнять его большее количество инструкций за цикл, чем это предусмотрено по стандарту.

В 2020 году программа получила дальнейшее развитие, так как ряду производителей нужна производительность, которая не укладывается в рамки типичных решений. Arm представила Cortex-X1.

Обычно чипсеты представляют собой комбинации высокопроизводительных и энергоэффективных ядер. Например, А77 и А55. Теперь может быть ещё и суперъядро Cortex-X1. Оно нацелено на максимальную производительность, отринув всю энергоэффективность. Будет очень «жрущим».

Посмотрите, какое оно большое!

Интересный момент, что при описании цели Cortex-X1 прозвучала фраза, что это ядро должно сделать текущие решения более конкурентоспособными по сравнению с другими arm-дизайнами. А тут далеко ходить не надо, чтобы понять, о ком идёт речь.

Чипсеты Qualcomm, Samsung, Huawei и MediaTek вчистую проигрывают решениям от Apple в плане производительности на одно ядро.

Apple, разрабатывая чипсеты под себя, подошла к вопросу повышения продуктивности рационально. Чипсет А13 Bionic делался конкретно под iPhone. Это кастомное решение. Соответственно, Apple может позволить себе выделить для высокопроизводительных частей чипсета больше места. И вполне логично, что за один такт процессор с большей площадью может выполнить больше операций.

Также Apple выделила своим чипсетам больше кэша. Например, если посмотреть на Snapdragon 865, то у него у ядра А77 размер L2 кэша 512 КБ. В то время как у Apple это 4096 КБ. L1 кэш тоже больше у Apple – 128 КБ против 64 КБ. Это позволяет процессорам быстрее выполнять операции, выигрывая время, которое тратят конкуренты, «бегая» до оперативной памяти.

Android-производители, к сожалению, таких доработок позволить себе не могут. Например, та же кэш-память – очень энергозатратная вещь, которую Apple компенсирует тем, что может добиться максимальной оптимизации софт-железо. Для Android, который делается один на всех, это не вариант.

Соответственно, Cortex-X1 — это ответ Apple. С поправкой на те ограничения, что Arm должна дать дизайн, который подойдет всем производителям. Но в данном случае на презентации прозвучала фраза про некую избранную группу, с которой ведется сотрудничество.

Итак, что же такого в Х1? Во-первых, уже на тестовых слайдах видно, что увеличился размер кэша всех уровней: Cortex-X1: 1MB priv-L2, 8MB L3 cache, когда у Cortex-A78 (32kB) / Cortex-A77 512KB priv-L2, 4MB L3 cache. Ну а на картинках выше вы видели призыв обратить внимание на размеры. Ядро действительно большое на фоне обычных ядер.

Заключение

Догнать Apple в плане производительности – это благое дело. Но главный вопрос – во что это выльется.

Можно предположить, что:

Флагманы ряда производителей получат значительный прирост. Samsung и Huawei, которые сами занимаются дизайном своих чипсетов, будет проще сделать супермощные смартфоны, найдя баланс производительности и энергоэффективности.
Производители, покупающие чипсеты, будут вынуждены ещё более плотно работать со своим поставщиком. Но полагаю, на первых этапах будут случаться огрехи с повышенным расходом энергии. Так что у Qualcomm прибавится работы! И выделение драйверов в отдельный софт – это логичная идея для оперативного решения проблем.
Разработка в области ИИ и обещание трассировки лучей намекают, что уже через год-два будет гораздо более значительный прорыв в сфере производительности мобильных чипсетов.
Apple по-прежнему останется лидером по производительности. Потому что текущее решение от Arm Holdings даже на бумаге не выглядит мощнее. Arm предлагает одно ядро Cortex-X1 на чипсет. Чтобы сравняться с Apple, нужно 2-3 штуки.
Флагманы обзаведутся новыми возможностями в плане производительности. Это приведет к созданию приложений и игр, которыми будет некомфортно пользоваться на обычных устройствах. Таким образом, будет восстановлен статус-кво, и покупка флагманских аппаратов снова обретет смысл.

И последний пункт вызывает у меня больше всего вопросов. Сегодня уже средних по производительности чипсетов хватает для запуска любых приложений. Как хотя бы теоретически (кроме идеи раскладных смартфонов) можно использовать такой прирост производительности? Смартфоны уже пишут 8К видео и позволяют его редактировать, поддерживают графику почти настольного уровня, при подключении к монитору превращаются в полноценные компьютеры. Чего нам не хватает?

К содержанию >>>

Владимир Нимин ([email protected])

Опубликовано — 03 июня 2020 г.

Поделиться:

Мы в социальных сетях: