Що являє собою чипсет в смартфоні?

SoC (або System on a chip) — головний чип, який являє собою щось більше, аніж класичний десктопний процесор. Фактично це плата, на поверхні якої розпаяний центральний процесор з його численними ядрами, графічний прискорювач, контролери ОЗП, блок пам'яті та набір модулів для бездротового зв'язку. Ще однією важливою відмінністю від класичних десктопних процесорів стало використання різнопланових ядер. Якщо в умовному Core i5 або Ryzen 5 використовуються по 6 однакових ядер, то в мобільному чіпі може бути одне «супер-ядро», кілька ядер для мультизадачності, окреме відеоядро і на додачу ще кілька допоміжних ядер, необхідних для роботи нейронних мереж.

На ринку представлені кілька провідних SoC від таких брендів, як Samsung (Exynos), Mediatek (Helio), Huawei (Kirin) і Qualcomm (Snapdragon).

Детальніше про Qualcomm Snapdragon


Найпопулярніше сімейство мобільних процесорів від компанії Qualcomm. Крім смартфонів процесори часто можна зустріти в телевізорах, ТВ-приставках, розумних годинниках і навіть ноутбуках. За співвідношенням якості, стабільності, ціни та швидкості впровадження нових технологій — це абсолютний лідер останніх років, який за ступенем крутості нагадує Intel часів розквіту процесорів Core. 

Смартфони з процесорами Qualcomm

Детальніше про Mediatek


Виробника мобільних процесорів MediaTek можна назвати головним конкурентом Qualcomm, а їх протистояння нагадує вічний заміс поміж Intel та AMD. Компанія є ліцензіатом, який купив у ARM Limited права на виробництво чипсетів (ARM Cortex) і мобільної відео-графіки (ARM Mali). Як правило, процесори компанії зустрічаються в смартфонах початкового та середнього рівня, а ось у флагманах їх зустрінеш не часто. І пов'язано це ось з чим. 

MediaTek в якийсь момент вирішила брати не якістю, а маркетингом: додати непотрібних ядер, накрутити результати в бенчмарках, щоб лише виставити себе в найкращому світлі в очах недосвідченого споживача. Особливо запам'ятався скандал з 10-ядерними процесорами MediaTek Helio X, які виявилися далеко не настільки потужними, як нам це обіцяли. Тож порівнюючи характеристики процесорів MediaTek або Qualcomm потрібно дивитися не частоти чи кількість ядер, а на покоління архітектури, клас ядер та їх поєднання. 

Заради цього доведеться покопатися в специфікації процесорів. Наприклад, Cortex-A53, A55 і A57 вважаються простими й енергоефективними ядрами, у той час, як Cortex-A72, A73 і A75 — представники класу високопродуктивних. Тому як не розганяй Cortex-A55, він фізично не може наздогнати Cortex-A72. А з новішим Cortex-A75 їх узагалі не можна порівнювати. 

Смартфони з процесорами MediaTek

Детальніше про Huawei Kirin

SoC Kirin розробляє компанія HiSilicon Technologies за замовленням бренду Huawei/Honor. До 2018 року чипи Kirin, відверто кажучи, зірок з неба не хапали, навіть серед флагманських моделей виникали проблеми з підсистемою пам'яті, графічне ядро відставало від вимог часу, а батарея сідала досить швидко. До честі Huawei слід відзначити, що компанія активно попрацювала над поліпшенням і софта, і заліза, тому у 2018 році їх чекав перший успіх в обличчі Kirin 980. 

Серед його фішок виділялась нова архітектура Dynamic Core, що дозволяла використовувати декілька різних типів ядер. Слабкі та енергоефективні ядра юзались для простих завдань (браузер, календар, соцмережі і т.д.), а для вимогливих ігор підключалися інші, продуктивніші ядра з підвищеною частотою та напругою. Такий підхід дозволив одночасно оптимізувати компонування чипа і знизити енергоспоживання смартфона при щоденному використанні. 

Відтоді Huawei самостійно оптимізує ПЗ під власні чипи, завдяки чому смартфони бренду показують себе з найкращої сторони. Щоправда, після торгової війни Трампа та Китаю і накладених на Huawei санкцій, майбутнє лінійки Kirin залишається туманним. Якщо Huawei зможе налагодити постачання, то в наступному році повинен відбутися дебют однокристальних систем Kirin 10000.

Смартфони з процесорами HiSilicon

Детальніше про Samsung Exynos


Exynos ― це неоднозначні однокристальні чипи, які компанія Samsung використовує для європейського ринку замість флагманських процесорів Snapdragon. Чому неоднозначні? А подивіться на недавні Galaxy S20 і Galaxy S20 Plus, які у США та Китаї продаються з обіцяними 865-ми «драконами», а от для Європейського ринку оснащуються Exynos 990. Європейці справедливо обурилися, тут навіть не потрібно встановлювати додаток Antutu, достатньо заглянути в характеристики: в Snapdragon 865 використовуються ядра ARM Cortex-A77, а в Exynos 990 — старіші Cortex-A76. Графічне ядро в Exynos теж слабше. Різниця в продуктивності між цими двома чипами може досягати значних 20% (особливо це помітно в іграх), хоча по факту ми купуємо той же смартфон за ті ж гроші. Уявіть, що замість PS4 Pro в магазині вам загорнутий звичайну PS4 зі словами «не переживайте, вони майже не відрізняються».

Втім, тут є кілька але. По-перше, не всі видання підходили до тестів настільки ґрунтовно, як це зробили хлопці з Anandtech (https://www.anandtech.com/print/14072/the-samsung-galaxy-s10plus-review), котрі кілька місяців тестували два варіанти Galaxy S10 Plus на різних процесорах, а потім викотили вкрай детальний огляд, що лише на 3 сторінки коротше, аніж перший томик «Атлант Розправив Плечі». По-друге, різниця в продуктивності відчувається переважно в іграх, а не в повсякденних завданнях. По-третє, в активах чіпів Exynos теж є свої плюси, серед яких слабкий нагрів та оперативні оновлення.

Ну а по-четверте — це новий Exynos 2100. Безпосередньо в роботі ми його ще не бачили, але перспективи у нього дійсно цікаві, недарма ж Samsung погрожує перевести на Exynos всі свої майбутні смартфони. Причому, 5-нанометровий Exynos 2100 буде лише початком: за чутками корейський гігант активно співпрацює з AMD над новими мобільними відеопроцесорами, а паралельно розробляє принципово нові ядра Cortex-X разом з компанією ARM. Ймовірно, що після успіху процесора Apple M1, виробники мобільних SoC зрозуміли, що готові грати по великому. 

Як оцінити продуктивність смартфона і що не так з бенчмарками?

І хоча великі бренди наче відклали в сторону лінійки та перестали мірятися чистою продуктивністю мобільних SoC, синтетичні тести все ще залишаються важливим мірилом крутості смартфона. Принаймні, про них постійно пишуть в оглядах, кажуть на YouTube і питають на форумах. Як ви вже знаєте, цей факт не пройшов повз виробників смартфонів, які почали так чи інак накручувати підсумкові бали, котрі насправді не мали нічого спільного з реальністю. 

Найдовший хвіст у цій історії у компанії MediaTek, яку виробники синтетичних тестів не раз ловили на маніпуляціях даними. Як виявилося, процесори компанії вміють відрізняти звичайні робочі завдання від синтетичних тестів. І коли на смартфоні запускається тест, процесор не просто виділяє всі ресурси на те, щоб вибити якомога більше «папуг», але й може запускати прихований механізм розгону на зразок турбо-бусту в десктопних процесорах. На виході ми отримуємо спотворену картину продуктивності смартфона. 

У відповідь на звинувачення в Mediatek здивовано знизали плечима і сказали, що розгін чипа перед тестами — це звичайна практика, якої дотримується і її головний конкурент. В Qualcomm теж знизали плечима і сказали, що Mediatek бреше і якби якийсь із процесорів Snapdragon влип у подібну історію, ви б прочитали про це в той же день. У 2018-му році в схожий скандал вляпалася і Huawei зі своєю SoC Kirin. Тільки вони не завищували продуктивність мобільних процесорів, а заздалегідь оптимізували їх під конкретні тести, щоб отримати бали вище. 

Однак універсальнішого способу об'єктивно виміряти все і відразу поки не придумали, тому ми й надалі будемо оперувати цифрами від AnTuTu. 

ТОП 10 кращих процесорів 2020 року за версією AnTuTu

Кілька разів на рік бенчмарк AnTuTu викочує рейтинг кращих мобільних процесорів. Останнє глобальне оновлення рейтингу відбулося в кінці серпня 2020 року, якраз до виходу Kirin 9000. На той момент рейтинг продуктивності очікувано очолив Snapdragon 865 5G, який залишив позаду MediaTek Dimensity 1000+ і в плані чистої продуктивності, і в плані потужності відеоядра. Цей флагманський процесор об'єднує вісім ядер Kryo 585 з тактовою частотою до 2.84 ГГц і графічний прискорювач Adreno 650. Несподіванкою стала «бронза» торішнього флагмана Snapdragon 855+, який за версією AnTuTu все ж злегка обходить Kirin 990. А ось чипсетів Exynos в рейтингу не виявилося узагалі. Втім, пояснюється це не поганою якістю процесорів від корейського гіганта, а тим фактом, що в Китаї трубки Samsung продаються виключно на Snapdragon, а Exynos там і зі свічкою в руках не знайти.

Смартфони з процесорами Snapdragon 865

Так який процесор вибрати?

Якщо говорити про моделі початкового рівня, то найбільш вдалими варіантами на цю мить вважаються Snapdragon 662 та Snapdragon 665, а також старенький, але все ще продуктивний Snapdragon 710. В середньому ціновому сегменті добре себе зарекомендували ігровий Snapdragon 720G, Snapdragon 730 і Snapdragon 765G, який можна зустріти і у флагмані рівня Google Pixel 5, і у більш простих трубках калібру Xiaomi Mi 10 Lite або Realme X50 5G. А ось у зовсім вже застарілих моделях минулого покоління на кшталт Snapdragon 636 зараз особливого сенсу немає.

Враховуючи все вищесказане про Mediatek, ми б не поспішали рекомендувати її продукцію. Так, нові чипи сімейства Dimensity (наприклад Dimensity 1000+ і Dimensity 820) вийшли напрочуд гарними та можуть повернути компанію у велику гру, але це рішення топового рівня.

Втім, при такій оцінці важливо розуміти, що процесор знаходиться в нерозривному зв'язку з іншим залізом, тому на продуктивність смартфона впливає безліч різноманітних факторів, аж до оптимізації оболонки. Тому порівнювати в лоб два мобільних процесори важче, ніж влаштувати черговий тест «Ryzen 5 проти Core i5».

А яке відеоядро краще для ігор?

На ринку мобільних графічних процесорів основне протистояння йде між прискорювачами Adreno і Mali. Перші використовуються у зв'язці з процесорами Qualcomm, другі зазвичай зустрічаються в SoC Kirin і MediaTek. Як і у випадку з обчислювальними ядрами, у Qualcomm результати тестів GPU як мінімум не відстають, а часто перевершують конкурентів. Багато в чому це пов'язано з популярністю платформи, тому при створенні ігор розробники використовують більш досконалі API, що краще позначається на оптимізації.

Проте ця популярність не виникла з повітря. У рішеннях від Mali, як правило, менше шейдерних блоків, звідси й більш скромні показники продуктивності в GFlops. Також вони гірше справляються з розподілом навантажень між графічними ядрами. Нагнати Adreno спробували коштом збільшення тактових частот відеоядра, однак це призвело до проблем з нагріванням і підвищеним енергоспоживанням. На цьому фоні головна перевага графіки Mali — її вартість.

Звідси випливає очевидний висновок. Дорожчі відеопроцесори Adreno підійдуть для тих, хто планує грати часто та ґрунтовно. А от для користувачів, які не цікавляться важкими ААА-іграми, або грають рідко, графіки від Mali буде цілком достатньо.