Что такое архитектура процессора в смартфоне

Для многих пользователей более чем достаточно знать о чипсете количество его ядер.

А для тех, кому интересны подробности, мы расскажем, что же такое понятие «архитектура процессора» и какая она бывает в смартфоне или планшете.

При выборе гаджета подобная информация едва ли пригодится, однако оценить хотя бы в первом приближении использованную в нем SoC поможет.

Формальное определение

С этой точки зрения архитектура процессора представляет собой совместимость с тем или иным набором команд, структурой и способом их исполнения.

Как правило, именно по набору команд, точнее, по их количеству и сложности, и осуществляется классификация архитектур.


На сегодняшний день в мобильных устройствах используются процессоры двух основных архитектур:

• ARM.
  
• x86.
  

Первая из них, ARM, относится к так называемому типу RISC (reduced instruction set computer), для которого характерно повышение производительности за счет упрощения команд.

Кроме того, это весьма благотворно сказывается на энергоэффективности процессоров.

Именно поэтому подавляющее большинство мобильных устройств использует чипсеты, основанные на ARM архитектуре.


Вторая, x86 относится к другому типу – CISC (complex instruction set computer). В нем используются сложные команды, которые перед выполнением разбиваются на более простые.

Эта архитектура была больше известна по процессорам для ПК и ноутбуков, однако их более современные модели являются CISC совместимыми с RISC ядром. В чистом же виде x86 сохранилась в мобильных SoC Intel Atom.

Кто создает процессоры на основе ARM архитектуры

Если с x86 всё более-менее понятно, то с ARM у неискушенного пользователя возникает вопрос: а кто же ее разрабатывает? Этим занимается компания ARM Limited.

Собственных мощностей по производству микроэлектроники у нее нет, однако разработанные ею процессорные ядра Cortex используются другими производителями.

Вот только некоторые компании, которые пользуются лицензиями на ее разработки:

• Qualcomm;
  
• MediaTek;
  
• Apple;
  
• Samsung;
  
• Nvidia;
  
• Intel;
  
• AMD;
  
• Nintendo;
  
• Xiaomi.
  

Знакомые всё лица, не правда ли?

В мобильных чипсетах используется несколько разновидностей ядер Cortex-Ax, где производительность ядра тем выше, чем большее значение x.

Однако ARM Limited не ограничивается только процессорами для смартфонов, поэтому ядра ее разработки на основе архитектуры ARM можно встретить, например, в роутерах или принтерах. Там они имеют другую маркировку – Mx или Rx.


Ядра постоянно обновляются, появляются новые, а использование старых в новых моделях чипсетов прекращается. На момент написания статьи актуальными являлись:

• Cortex-A15.
  
• Cortex-A17.
  
• Cortex-A53.
  
• Cortex - A57.
  
• Cortex-A72.
  

Следует сказать, что ядра Cortex отличаются между собой не только производительностью, но и энергопотреблением.

А потому, чтобы снизить «прожорливость» чипсета в целом, ARM Limited предложила новую технологию big.LITTLE, сущность которой закодирована в ее названии.


В составе SoC используются ядра двух разных типов: топовые и экономичные. В режиме ожидания, когда не требуется высокая производительность, хороши энергосберегающие ядра, а если начинает работать ресурсоемкое приложение, то подключаются более производительные.

А как же x86?

Традиционно считается, что устройства на ее основе слишком прожорливы. В действительности это не так: современные чипсеты Atom имеют довольно низкое энергопотребление за счет изменения тактовой частоты в зависимости от режима работы.


Основной проблемой при использовании этой архитектуры в мобильных устройствах является совместимость программного обеспечения.

Тем не менее, смартфоны на основе этого семейства SoC периодически появляются, и даже используют Android, например, ряд моделей ASUS ZenFone 5, появившихся в 2014 году.