header 2018m

Stevsky.ru Технологии Мобильные процессоры Мобильные процессоры 2015 - большой обзор

Мобильные процессоры 2015 - большой обзор

arm3

Смотрите прошлые обзоры: Мобильные процессоры 2013 |  Мобильные процессоры 2014

Мобильные процессоры 2014-2015

В нашей таблице мобильных процессоров вы найдёте почти всех производителей, которые когда-либо делали процессоры для смартфонов. Однако рынок меняется, старые производители отмирают, их место занимают новые, и тащить в новый обзор всех мастодонтов не совсем удобно. Поэтому на сей раз мы проводим анализ только среди процессоров, выпущенных в 2014-2015 годах. Этой выборки будут придерживаться все опубликованные ниже диаграммы и аналитика по ним. Несомненно, мы будем время от времени бросать взгляд в прошлое, чтобы оценить динамику и провести параллели, но некоторые технологии, такие как одноядерные процессоры и набор инструкций ARMv6, для нас и нашего обзора уже можно считать вымершими. 

Скачать таблицу мобильных процессоров 2015 (обновлено 19.11.2015)

 Оглавление:

  1. Производители мобильных процессоров
  2. Статистика многоядерных процессоров
  3. Статистика по типу ядра
  4. Распределение по архитектуре ядра
  5. Распределение по частотам
  6. Техпроцесс по моделям процессоров
  7. GPU в мобильных процессорах
  8. Тип памяти в мобильных процессорах
  9. Разрядность процессоров
  10. Поддержка сетей 3G и LTE

Производители мобильных процессоров 2015

 

proc01

На этот раз Медиатек почти сравнялся с главой процессорного рынка Qualcomm. По числу выпущенных моделей, конечно. Сложно сказать, какова на самом деле расстановка сил, ведь мировой рынок смартфонов крайне неоднороден и в той же америке, например, Apple и Qualcomm заправляют бал. А в Китае и Индии Медиатек несомненный лидер, потому как в ходу больше бюджетные гаджеты. Поэтому мы оцениваем здесь ширину продуктового ряда, а не реальную распространённость технологии, ради которой пришлось бы делать отдельное глобальное исследование. 

Так, Qualcomm представил четверть всех мобильных процессоров за последние два года, включая анонсированные, но ещё не вышедшие модели вроде Snapdragon 820.

Mediatek немного отстаёт, его доля - 22%, но за последний год можно отметить значительный прирост, ведь в прошлый раз соотношение было 14% против 36% у Qualcomm. Ещё пара сильных анонсов, и ассортимент процессоров китайского производителя не будет уступать американскому партнёру.

В тройку вошёл Intel. Их модельный ряд включает 13 процессоров, что составляет 10% от общего ассортимента. В прошлом году их доля была всего 6% и от тройки Интел отделял Texas Instruments. В новую диаграмму Texas Instruments не вошёл, равно как Broadcomm и ST-Ericsson, которые перепрофилировались и вышли из рынка мобильных процессоров для смартфонов в прошлом году или ранее. Технологическую мощь и запас прочности Intel нельзя недооценивать: они УЖЕ выпускают процессоры по 14-нм технологии, тогда как Qualcomm планирует начать это делать только в конце года.

Среди новичков мы бы отдельно хотели отметить Allwinner. Этот китайский бесфабричный производитель буквально ворвался на рынок, предлагая сильные многоядерные решения и при этом отчаянно демпингуя. Например, предлагая 4-ядерный 64-битный чип Allwinner A64 всего за 5$! Решения Allwinner занимают 8% рынка и это серьёзная заявка, так как отодвигает на второй план иных сильных производителей, таких как Samsung, nVidia и RockChip.

Тёмными лошадками можно назвать Leadcore Technology и Actions Semiconductor - вендоры, предлагающие SOC для планшетов, ТВ приставок и консолей, стремящиеся освоить и рынок смартфонов тоже. 

К оглавлению 

Статистика многоядерных процессоров 2015

 proc02

Гигантский шаг сделала индустрия в использовании многоядерных систем. Если в 2013 году 8-ядерные чипы занимали жалкие 5% ассортимента, а рынок почти полностью принадлежал одно- и двухъядерным системам на чипе, то сейчас доля 8-ядерных процессоров превышает треть, а одноядерные чипы практически вымерли. Равно как и 3-ядерные и 5-ядерные системы, следом за которыми устремляются 2-ядерные и 6-ядерные. 

В 2015 году доля восьмиядерных процессоров уже составляет 59%, а одно-, трёх- и пятиядерные чипы уже не выпускаются. 

10 ядер не предел 

Медиатек уже опубликовал роадмэп по 10-ядерным процессорам, Куалкомм тоже подтягивается: хоть официального анонса и не было, в инете бродят слухи о модели Snapdragon 818, которая станет первым 10-ядерным решением американского производителя. Обе новинки ожидаются в 4 квартале 2015, но их внутреннее содержание будет отличаться. Оба чипа задействуют новое поколение ядер ARM Cortex-A72, но так как 10-ядерные процессоры спроектированы трёхкластерными, имеется несколько вариантов как уложить ядра в упаковку. Так, Mediatek Helio X20 будет включать 2 ядра Cortex-A72 и систему 4+4 из ядер Cortex-A53. А Qualcomm Snapdragon 818 наоборот, задействует 4 ядра Cortex-A72 и будет иметь подсистему 2+4 ядер Cortex-A53. Так как до этого Cortex-A53 производились по технологии 28нм, есть основание полагать, что гетерогенным будет не только набор ядер, но и техпроцесс. 

Будут ли 12-ядерные и 16-ядерные смартфоны 

Судя по всему, будут. Раз рынок породил трёхкластерную структуру мобильного процессора, то уж как минимум набор ядер 4+4+4 нам гарантирован. Может, анонсируют в начале 2016 года, а может не вытерпят и проговорятся уже в конце этого. 

Что касается 16-ядерных процессоров, то их появление тоже возможно. Может, не в 2016 году (хотя привязка 16 ядер к 16 году была бы символичной), но в некотором ближайшем будущем. Логичнее всего предположить, что это также будут 3-кластерные структуры с составом ядер 4+8+4 или 8+4+4, верхний кластер которых будет обеспечивать высочайшую производительность в мобильных играх, средний отвечать за работу с мультимедиа, а нижний использоваться для повседневных задач типа ведения ежедневника, запуска калькулятора, будильника и прочих офисных приложений.

Для хейтеров прогресса стоит сразу напомнить: совсем не обязательно это будет чистый маркетинг! Технологии развиваются столь стремительно, скорость интернета увеличивается так быстро, а контент тяжелеет столь ощутимо, что уже сейчас для обработки кодированного видеопотока с ютуба может не хватать двух ядер! Так что завтра 8-ядерный смартфон может стать базовой необходимостью, а 12 и 16 ядер будут в самый раз!

К оглавлению 

Статистика мобильных процессоров по типу ядра 2015

 proc03

В течение последних нескольких лет производители шли по пути унификации и сокращения стоимости разработки, поэтому использовали типовые ядра Cortex, разработанные проектным холдингом ARM. Даже Qualcomm, ранее выпускавший чипы только на собственноручно кастомизированных ядрах, грешным делом переключился на стандарт. Однако в 2015 году пошёл обратный процесс: на рынке мобильных процессоров снова стали появляться кастомизированные ядра. В основном, засчёт решений Intel (Silvermont, Airmont)и Qualcomm (Krait, Maya, TS).

При анализе этого параметра мы брали в расчёт только топовое ядро чипа. Например, если процессор состоит из 4 ядер Cortex-A57 и 4 ядер Cortex-A53, то в диаграмму он попал как Cortex-A57, потому как этот кластер является старшим в структуре. Для новых ядер Qualcomm TS1, TS2 и TS1i мы выделили один сектор, так как не видим пока значительной разницы между ними.

 В обзорах мобильных процессоров 2013 и 2014 наибольший сектор диаграммы занимали ядра Cortex-A9, которые в немодифицированном виде использовали даже Samsung и Apple, а в этот раз Cortex-A9 едва дотягивает до 5%. На его место с 26% вышел Cortex-A7, на котором базируется большинство бюджетных процессоров от Mediatek, Qualcomm и Allwinner, и который образует нижний кластер во многих структурах bigLITTLE от Samsung, Mediatek, HiSilicon и других.

Вторым по популярности, заняв сектор 18%, стало ядро Cortex-A53, обладающее тремя важнейшими характеристиками: 

  • оно построено по 28нм технологии
  • поддерживает набор инструкций ARMv8
  • работает с сетями LTE cat4

Популярность этот тип ядер приобрёл в 2014 году: ранее процессоры с Cortex-A53 занимали жалкие 3% в общем списке. Теперь же на нём строят 4-х и 8-ядерные SOC, включают нижним кластером в структуры 4+4 и даже в новых 10-ядерных системах Cortex-A53 занимает наибольший объём.

Новейшее ядро Cortex-A72, будучи только анонсированным, уже занимает 5% диаграммы: решения с его присутствием уже анонсировали Mediatek (MT6797), Qualcomm (Snapdragon 818) и HiSilicon (KIRIN 940 и KIRIN 950)

Также ещё раз хочу обратить внимание на кастомные ядра Qualcomm: закрыв линейку Krait в 2014 году на процессоре Snapdragon 801, американский производитель проектирует и запускает ядра Maya, являющиеся кастомизацией Cortex-A72 и ядра TS2 Cryo, выполненные по 14нм технологии FinFET, что даже круче, чем Cortex-A72 с его 20нм техпроцессом.

Intel переходит от ядра Silvermont, что занимало его производственные мощности с 2013 по 2014 год, на новое поколение ядер Airmont, делая шаг от 22нм техпроцесса к 14нм и поддержке LTE Cat6. Несмотря на общее повальное увлечение многоядерными гетерогенными структурами, Интел продолжает выпускать только 4-ядерные чипы, выигрывая благодаря тонкому техпроцессу на более высоких рабочих частотах. Стоит также напомнить, что Intel использует собственную архитектуру ядер x86-64, которая прекрасно показала себя на настольных системах и теперь завоёвывает мобильный рынок. Отстутствие необходимости платить ARM лицензионные отчисления делает производство Intel более экономичным, а оттого и более конкурентоспособным. Так что в ближайшее время мы однозначно будем видеть продвижение Intel на рынке мобильных процессоров!

К оглавлению 

Распределение по типу (архитектуре) процессорного ядра

proc04 

В продолжение разговора об архитектуре ядер следует упомянуть, что на данный момент среди процессоров, увидевших свет в 2014-2015 годах, всё ещё превалирует тип ядер ARMv7 (доля 45%). Это 32-битные чипы, построенные преимущественно по 28нм стандарту и работающие с сетями 3G и в некоторых случаях с LTE cat4. Относятся к бюджетному ценовому сегменту и выпускаются начиная с 2010 года. Наравне с модификациями ARMv7-A и ARMv7s считаются устаревшими и перспектив развития не имеют.

Тип ядра ARMv8 (17% списка), наоборот является более современным и перспективным. Это 64-битные чипы с поддержкой LTE cat4 или LTE cat6, вышедшие в конце 2014 - начале 2015 года и использующие техпроцесс 28нм и 20нм.

Модификация ARMv8-A (тоже 17%) на данный момент является самым продвинутым типом мобильных процессоров: это 64-битные ядра, поддерживающие LTE cat6 и LTE cat10, производящиеся с учётом проектных норм вплоть до 14нм (хотя имеются модели и с 28нм техпроцессом). Процессоры на ARMv8-A относятся к топовому ценовому сегменту: на них спроектированы самые новые модели - Helio X20 от Mediatek и Snapdragon 820 от Qualcomm.

За последний год эта технология очень сильно развилась, ведь в прошлогоднем обзоре ARMv8 включал лишь 4% процессоров, а ARMv8-A и вовсе был лишь у 1% моделей.

x86-64, детище Intel, занимает всего 12% списка. Однако, как мы уже обсуждали выше, не стоит сбрасывать разработки Интел со счетов: 64-битная разрядность, поддержка LTE Cat6 и 14нм техпроцесс - это очень сильно. Не исключено, что в текущем году процент устройств на решениях от Intel будет очень значительным.

К оглавлению 

Распределение мобильных процессоров по частотам в 2015г

proc05 

 

Увы, многие производители не указывают частоту ядра своих анонсированных процессоров или указывают предварительные данные, которые в момент релиза могут измениться. Так, на данный момент неизвестно, с какой частотой будут работать чипы Snapdragon 625 и 629, Apple A9 и Tegra X1, так что в данной диаграмме распределение может быть неточным.

На этот раз мы выделили только 3 категории процессоров по этому показателю: бюджетные чипы, работающие на частотах от 1000 до 1400МГц, средний диапазон 1500-1900МГц и топовые SOC, имеющие рабочие частоты 2ГГц и выше. Стоит упомянуть, что для кластерных структур берётся в расчёт частота ядер верхнего кластера, а для всех многоядерных чипов, способных варьировать частоту в зависимости от нагрузки, принимается в расчёт максимальная частота ядра.

Разделение получилось почти поровну: 30% заняли бюджетные модели, 37% - средний сегмент и 33% топовые чипы с высокими частотами. 

В прошлом году SOC с частотой ядра меньше 1500МГц составляли 57% от общего числа, а годом ранее - 63%. Доля топовых процессоров за эти два года выросла с 11% в 2013 и 15% в 2014 до 33% в 2015. 

К оглавлению 

Техпроцесс по моделям мобильных процессоров в 2015г

proc06 

Очень заметные перемены произошли за последний год: доля мобильных процессоров, выполненных на техпроцессе 28нм увеличилась с 39% до 64%, вытеснив при этом устаревшие типы техпроцесса - 32нм, 45нм и 65нм. Единственный мастодонт, ещё попавший в наш рейтинг - техпроцесс 40нм, на котором в 2014 году ещё выпускали свои чипы производители второго эшелона - Allwinner, Rockchip и Spreadtrum. В 2015 году этой технологии места уже не нашлось.

На втором месте по популярности - чипы, выполненные по проектным нормам 20нм. Их 12%. Это в основном SOC от Qualcomm, некоторые Самсунги и поколение Apple A8. В эту группу вошли преимущественно 8-ядерные решения, но нашлось место и двум недавно анонсированным 10-ядерникам от Mediatek и Qualcomm.

Более тонкие техпроцессы - 14нм и 16нм, - пока в меньшинстве: 5% и 3% соответственно. Последний принадлежит производителю HiSilicon и используется исключительно в новых процессорах серии KIRIN, а 14нм нормы доступны более широкому кругу вендоров, поэтому есть основание полагать, что в будущем 2016 году техпроцесс 14нм станет основным при производстве новых мобильных чипов.

Затесавшийся посередине техпроцесс 22нм полностью принадлежит Intel и ввиду перехода последней на 14нм проектные нормы, видимо, в скором времени будет забыт либо отдан под бюджетные модели.

Среди процессоров, выпущенных или анонсированных в 2015 году, примерно половину занимает техпроцесс 28нм, а оставшуюся половину, не оставив места мастодонтам, делят 20нм (22%), 16нм (8%) и 14нм (17%)

К оглавлению 

GPU в мобильных процессорах 2015

proc07 

Для любителей крутых мобильных игр производительность графического процессора крайне важна, поэтому производители уделяют много внимания интегрированной графике, стараясь напичкать свои чипы максимально продвинутыми GPU. При этом некоторые используют разработки ARM, интегрируя в свои SOC графические сопроцессоры Mali (Samsung, Hisilicon), другие разрабатывают свою линейку графики (Qualcomm, nVidia), а третьи мечутся между разными графическими ускорителями, используя каждый раз то, что на данный момент наиболее продвинутое и при этом не такое дорогое. 

Производство процессоров уже давно превратилось в конвейерный конструктор: на специальную плату помещаются заранее изготовленные ядра, графический процессор, модем, другие модули, а потом специально обученные машины спаивают всё это в единое целое, выпуская готовый процессор. И всё это - потоково, конвейерно и без участия людей. Людям остаётся только выбрать, какие именно детали сегодня будут спаиваться вместе.

Немудрено, что в большинстве случаев (43%) предпочтение отдаётся типовым графическим чипам ARM Mali. Они прекрасно работают в сочетании с типовыми же ядрами Cortex и если что пойдёт не так, то можно потребовать от ARM объяснений и помощи. При этом не стоит думать, что графические решения Mali какие-то неполноценные: последние ревизии имеют по 4-6 ядер и рабочие частоты до 700МГц, не уступая в производительности своим конкурентам.

На втором месте по популярности (27%) графика Adreno, используемая исключительно в чипах Qualcomm. На данный момент идёт переход от Adreno третьего поколения (например, Adreno 330 в Snapdragon 801) к Adreno четвёртого поколения (Adreno 405 в Snapdragon 420), но уже запланированы и анонсирован выход графических чипов пятого поколения, например, Adreno 530 в Qualcomm Snapdragon 820.

В нашей таблице мобильных процессоров недавно появилась вкладка со сравнительными характеристиками GPU, в том числе с данными тестов и величиной производительности в GFLOPS (гигафлопс, миллиардов операций с плавающей точкой в секунду), так что теперь можно сравнивать графическую производительность совершенно разных процессоров и даже проводить параллели с консолями и настольными компьютерами!

К оглавлению 

Тип памяти в мобильных процессорах 2015

proc08 

Не всегда количество оперативной памяти является определяющим показателем. Качество ОЗУ тоже немаловажно. И поддержка того или иного формата памяти, являющаяся характеристикой мобильного процессора, попадает в прицел исследования. 

Увы, как и в случае с частотами, производители часто скрывают, какой тип памяти поддерживают их новинки. Остаётся этот параметр скрыт и среди бюджетных процессоров, поэтому наибольшее число пробелов в нашей таблице связано именно с памятью. Несмотря на это, у нас достаточно статистических данных, чтобы, хоть и с погрешностью, но представить распределение:

Большинство мобильных процессоров (82%), выпущенных в последние два года, поддерживают память LPDDR3 (аналог DDR3) с частотами до 800МГц, работающую как в одноканальном, так и в двухканальном режиме (в этом случае производитель указывает частоту 1600МГц, что не совсем корректно, но всех устраивает). В прошлогоднем обзоре превалирующее большинство процессоров поддерживали только LPDDR2, а доля LPDDR3 составляла лишь 28%. Теперь же LPDDR3 заправляет рынком!

Завоёвывает рынок и формат LPDDR4, занимая на данный момент уже 9% листинга. По сравнению с LPDDR3 новое поколение памяти имеет в два раза более высокую скорость передачи данных (до 34ГБ/с), сниженное на 40% энергопотребление и на 50% более высокую производительность. Естественно, смартфоны с такой памятью относятся к верхнему ценовому сегменту и пока редки. Из вышедших в продажу можно отметить разве только Samsung Galaxy S6 (версия на Exynos), HTC One M9 и ZTE Nubia Z9.

Отмирает формат LPDDR2. Процент чипов, работающих только с такой памятью, составил 8%, и то лишь засчёт процессоров, вышедших в 2014 году. В 2015 ни один производитель уже не выпускал такую древность.

К оглавлению 

Разрядность мобильных процессоров 2015

proc09 

Здесь всё просто: большинство процессоров, вышедших или анонсированных в 2015 году, поддерживает 64-битные инструкции. Благодаря этому их доля в нашем обзоре достигла 42%. Оставшиеся 58% принадлежат 32-битным решениям, ещё год назад почти безраздельно владевшим рынком. Как и предполагалось ранее, новая версия Андроид 5.0 теперь поддерживает 64-битную архитектуру и родные гугловские приложения (браузер Хром, почтовик Gmail, YouTube, Google+ и многие другие) уже способны использовать её преимущества. Остальное ПО понемногу подтягивается.

Другой плюс 64-битной архитектуры процессора - поддержка объёма оперативной памяти 4ГБ и более. И сейчас на рынке уже начали появляться решения от ASUS, Xiaomi и ZTE с такими запасами оперативки.

 

К оглавлению 

Поддержка мобильных сетей процессорами 2015

proc10 

Ещё какой-то год назад процессоров, поддерживающих сети LTE, было в 4,5 раза меньше, чем чипов, работающих только с сетями 3G, а об LTE-advanced вообще мало кто слышал. Теперь же картина кардинально поменялась: доля мобильных процессоров, поддерживающих 4G, превышает 60%!

Наибольшую долю рынка, 42%, занимают мобильные процессоры, работающие с LTE cat4 - обычным 4G, позволяющим скачивать файлы на скорости до 150Мбит/с, а загружать в интернет на скорости до 50Мбит/с. Конечно, это теоретические пределы протокола и в реальной ситуации эти скорости не достигаются, но в любом случае в зоне уверенного покрытия LTE работает намного быстрее, чем 3G, и большинству пользователей этого достаточно.

37% процессоров работают только с 3G и предоставляют своим пользователям скорости до 42Мбит/с вниз и до 5,6Мбит/с вверх при подключении надстройки HSDPA+. Эти протоколы нам довольно хорошо известны, и я сомневаюсь, что среди читателей этой статьи найдётся хоть один, кто не пользовался 3G-интернетом! Поэтому вам наверняка известно, что стоит выйти из зоны уверенного приёма, как индикатор H+ в трее смартфона сменяется на 3G и скорость доступа многократно падает. И немудрено: максимум для 3G - это 3,6Мбит/с для даунлоада и всего 1Мбит/с для аплоада! Комфортной такую работу не назовёшь...

Тем же, кто желает иметь мгновенный доступ в интернет, стоит обратить внимание на следующую категорию процессоров, а следовательно, и гаджетов на них. LTE cat6 уже довольно распространённое явление на нашем рынке: таким интернетом оснащены новые процессоры Intel, Qualcomm, Hisilicon и Samsung и решения на них можно встретить у многих известных производителей. LTE cat6 также называют LTE-Advanced (LTE-A) и его отличие от cat4 заключается в увеличенной вдвое скорости даунлоада - до 300Мбит/с. Приятная новость в том, что сети LTE-A уже протянули в крупных городах страны все операторы "большой тройки" и на практике удавалось достичь скорости выше 100Мбит/с, что для мобильного устройства очень даже неплохо! Такая высокая скорость достигается благодаря одновременному использованию нескольких частотных диапазонов и распараллеливанию потока данных. Естественно, этот процесс задействует больше памяти и времени CPU, но и процессоры с поддержкой LTE-A далеко не промах: все как на подбор многоядерные и с хорошей памятью!

 LTE cat9 и LTE cat10 - это очередной шаг в развитии технологий LTE, открывающий своим пользователям скорости 450Мбит/с для даунлоада и 50Мбит/с (cat9) или 100Мбит/с (cat10) для аплоада. Достигается более высокая скорость засчёт интеграции большего числа частотных диапазонов. К сожалению, пока российские операторы не добрались до скоростей LTE Cat10, так как для этого требуется отвоевать частоты у военных, а это процесс небыстрый. Да и смартфоны с поддержкой cat10 пока ещё большая редкость, так что не расстраивайтесь!

К оглавлению



Новые материалы по этой тематике:
Старые материалы по этой тематике:

Обновлено ( 19.11.2015 02:59 )  

Последние новости

Популярное

Google+