Если рынок x86-процессоров для ПК разделен, по большему счету, между двумя компаниями, то индустрия ARM-чипов для мобильных устройств насчитывает, как минимум, шесть сильных игроков. Разобраться в ассортименте ARM-процессоров действительно не просто, но мы все же попытаемся выделить исторически важные и актуальные на данный момент модели.
Для начала вспомним азы: современные чипы ARM представляют собой высокоинтегрированные однокристальные системы, которые помимо процессорных ядер содержат графический ускоритель, контроллер оперативной памяти, видеодекодер и другие важные компоненты. Компания ARM Limited из года в год разрабатывает новые процессорные архитектуры и продает лицензии на них всем желающим.
На рынке сейчас встречаются как устаревшие архитектуры ARM9 и ARM11, так и современные ARM Cortex-A5, Cortex-A7, Cortex-A8, Cortex-A9 и Cortex-A15. Узнать об их ключевых отличиях можно из статьи «Процессоры ARM: особенности архитектуры, отличия и перспективы». А мы же тем временем поговорим о модельном ряде процессоров ARM ведущих компаний-производителей.
Содержание
Samsung (Сеул, Южная Корея)
Hummingbird. Открывает наш хит-парад ARM- процессоров южнокорейская компания Samsung. Ее процессоры использовались в мобильных гаджетах давно (например, ARM11 для iPhone первого поколения), но всемирную славу чип-мейкера в 2010 году ей принесла однокристальная система Hummingbird (другое название – Exynos 3110). Одноядерный процессор ARM Cortex-A8 с частотой 1 ГГц и графикой PowerVR SGX540 в 2010 году считался флагманским и стал основой таких прорывных продуктов, как смартфон Samsung Galaxy S и планшет Galaxy Tab P1000. Даже спустя три года, во времена четырех- и восьмиядерных ARM-процессоров, чип Samsung Hummingbird держится молодцом: позволяет смотреть HD-видео и запускать трехмерные игры.
Exynos 4 Dual. В 2011 году на смену Samsung Hummingbird пришел двухъядерный чип обновленной архитектуры ARM Cortex-A9, получивший название Exynos 4210. Вместо PowerVR в нем применялся родной графический ускоритель процессоров ARM – Mali-400MP4. В результате, процессор Exynos 4210 покрыл практически всю линейку мобильных гаджетов Samsung образа 2011 года: смартфоны Galaxy S II и Galaxy Note, а также планшеты Galaxy Tab 7.0 Plus и Galaxy Tab 7.7. Устройства с двухъядерным чипом Exynos до сих пор можно найти в продаже (например, вышеупомянутый Samsung Galaxy S II).
Exynos 4 Quad. В 2012 году вместе с выходом смартфона Galaxy S III компания Samsung представила и свой новый процессор – на этот раз четырехъядерный Exynos 4412 (архитектура Cortex-A9, графика Mali-400MP4). Позже чип перекочевал в другие гаджеты южнокорейского производителя: планшеты Galaxy Note 8.0 и Galaxy Note 10.1, а также фаблет Galaxy Note II. В 2013 году Exynos 4412 продолжает жить – Samsung активно продает его «на сторону», в том числе украинскому производителю планшетов Impression.
Exynos 5 Dual. В конце 2012 года компания Samsung одной из первых перешла на новейшую на данный момент архитектуру ARM Cortex-A15, представив чип Exynos 5250 (графика Mali-T604). Несмотря на наличие всего двух вычислительных ядер, работает Exynos 5250 быстрее четырехъядерных решений архитектуры ARM Cortex-A9. Первыми устройствами на его базе стали планшет Nexus 10, лэптоп Chromebook и мини-ПК Chromebox (все три производства Samsung).
Exynos 5 Octa. Начало 2013 года ознаменовалось выходом первого в мире восьмиядерного ARM-процессора – Samsung 5 Octa (также известного под названием Exynos 5410). Построен он по популярной нынче схеме big.LITTLE: четыре ядра ARM Cortex-A15 и столько же ядер Cortex-A7. Но работать одновременно все восемь ядер не могут: задействуются либо мощные ядра, либо энергоэффективные. Используется процессор Samsung 5 Octa пока лишь в одном устройстве – смартфоне Galaxy S4, да и то лишь в европейской его версии (в Украину поставляется именно она).
Apple (Купертино, Калифорния, США)
Apple A4. От Samsung плавно переходим к компании Apple, ведь именно южнокорейский производитель поставляет для Купертино процессоры ARM. Первым чипом, вышедшим в 2010 году под брендом Apple, был A4, хорошо знакомый по смартфону iPhone 4, планшету iPad первого поколения, плееру iPod Touch 4Gen и телеприставки Apple TV 2Gen. По большому счету, он представлял собой копию вышеупомянутого Samsung Hummingbird – тот же 1-ГГц процессор Cortex-A8, та же графика PowerVR SGX540.
Apple A5. Вторым брендовым чипом Apple был уже двухъядерный A5 (архитектура ARM Cortex-A9, графика PowerVR SGX543MP2). Не трудно догадаться, что стал он основой линейки мобильных гаджетов Apple образца 2011 года: iPhone 4S и iPad 2. Спустя год мир увидел эволюционную, но уж точно не революционную версию Apple A5 – чип A5X, созданный для iPad 3 c Retina-дисплеем. От предшественника он отличался мощнейшим на то время графическим ускорителем – PowerVR SGX543MP4 с четырьмя мультиядрами.
Тем не менее, оригинальный Apple A5 никуда не делся и сейчас применяется в iPad Mini и iPod Touch 5Gen. Тогда как версия Apple A5X с заблокированным вторым ядром используется в медиацентре Apple TV третьего поколения.
Apple A6. Особый интерес вызывают новейшие двухъядерные процессоры Apple под названием A6 и A6X. Это первый случай, когда Apple отказалась от предложенной компанией ARM Limited архитектуры и создала собственную модификацию на базе ARMv7. Архитектура получила название Apple Swift и по разным данным в полтора-два раза опережает по производительности оригинальную ARM Cortex-A9. Чип A6 применяется в смартфоне iPhone 5, а его версия с приставкой «Х» в названии, подразумевающей более мощную графику (PowerVR SGX554MP4 против SGX543MP3) – в планшете iPad 4.
NVIDIA (Санта-Клара, Калифорния, США)
Tegra 2. История ARM-процессоров компании NVIDIA тянется еще с чипа Tegra первого поколения (архитектура ARM11), который смог засветиться разве что в плеере Microsoft Zune HD. Настоящую же славу именитому производителю видеокарт на новом для него рынке принес двухъядерный мобильный процессор Tegra 2. Чуть ли не все брендовые 10-дюймовые планшеты образца 2011 года основывались на этом чипе: Acer Iconia Tab A500, ASUS Eee Pad Transformer TF101, Motorola XOOM, Samsung Galaxy Tab 10.1 и др.
Несмотря на архитектуру ARM Cortex-A9 инженеры NVIDIA все же «покопались» внутри Tegra 2 и убрали из него видеодекодер NEON, чтобы уместить графический ускоритель помощнее (GeForce UPL c 4 ядрами). В результате Tegra 2 и правда неплохо «ворочал» трехмерные игры, но напрочь отказывался воспроизводить FullHD-видео. Спустя два года, устройства на базе NVIDIA Tegra 2 все еще можно встретить в розничной продаже, например смартфон ZTE Mimosa X и планшет Acer Iconia Tab A200.
Tegra 3. Вышедший в 2012 году чип NVIDIA Tegra 3 (графика GeForce UPL с 12 ядрами) повторил успех предшественника на рынке планшетов. Поспособствовал этому в первую очередь 200-долларовый планшет Google Nexus 7. Да и сам процессор Tegra 3 оказался весьма интересным: помимо четырех ядер ARM Cortex-A9 (до 1,7 ГГц) в нем предусмотрено дополнительное энергоэффективное ядро (500 МГц) для решения простых задач.
Помимо Nexus 7 встретить NVIDIA Tegra 3 можно в смартфонах HTC One X и LG Optimus 4X HD, а также Android-планшетах Lenovo IdeaTab A2109, ASUS Transformer Pad TF300T и TF700, Acer Iconia Tab A510 и A700. Поддерживается чип NVIDIA и операционной системой Windows RT – на его основе построены планшеты-трансформеры Microsoft Surface и Lenovo IdeaPad Yoga 11.
Tegra 4. 2013 год у NVIDIA проходит под знаменем Tegra 4, причем новых процессоров выйдет сразу два: мощный для планшетов и энергоэффективный для смартфонов. Так, планшетная модификация Tegra 4 получит четыре ядра Cortex-A15, дополнительное энергоэффективное ядро и графику GeForce ULP с аж 72 ядрами. Основываться на базе Tegra 4 будут планшеты-трансформеры ASUS Transformer Pad Infinity и HP SlateBook x2, а также портативная игровая консоль NVIDIA Shield.
В качестве основы для смартфонов компания NVIDIA предлагает использовать энергоэффективный чип Tegra 4i. Он обладает четырьмя ядрами ARM Cortex-A9 R4 с частотой до 2,3 ГГц, графическим ускорителем GeForce ULP с урезанным до 60 количеством шейдеров и, что особенно интересно, LTE-модемом Icera i500. Основой Tegra 4i пока стал лишь для показанного на выставке MWC 2013 эталонного смартфона NVIDIA Pheonix. Также поговаривают о смартфонах HTC и ZTE.
Qualcomm (Сан-Диего, Калифорния, США)
Самый обширный модельный ряд ARM-процессоров как раз-то у компании Qualcomm. Было время, когда Qualcomm называли «новым Intel» – настолько сильным было ее влияние на рынке мобильных гаджетов. Правда, последний год-два Qualcomm несколько подрастеряла свои позиции: в нижнем ценовом сегменте теперь правят бал китайские чип-мейкеры, а в верхнем не дают расслабиться Samsung и NVIDIA.
Snapdragon S1. Начинала компания Qualcomm, как и другие производители чипов для Android-устройств, с архитектуры ARM11 (серия Snapdragon S1). Именно процессор Qualcomm MSM7201A (частота 525 МГц, графика Adreno 130) в 2008 году стал основой первого в истории Android-смартфона – HTC Dream (другое название T-Mobile G1). Затем был сверхпопулярный чип MSM7227: одно ядро ARM11 600 МГц и графика Adreno 200. В 2010-2011 годах он единолично правил нижним ценовым сегментом: Samsung Galaxy Mini, Fit, Gio и Ace, LG Optimus Me, One, Hub и Net, HTC Wildfire S – и этот список можно продолжать до бесконечности.
Сравнительно недавно Qualcomm «освежила» свою линейку Snapdragon S1, выпустив одноядерный процессор MSM7227A (архитектура ARM Cortex-A5, графика Adreno 200). Получили этот чип опять-таки смартфоны начального уровня: HTC Explorer и Desire C, Huawei Ascend Y100 и Y200, LG Optimus L3 и L5.
Snapdragon S2. А вот от использования референсной архитектуры ARM Cortex-A8 компания Qualcomm решила отказаться. Вместо нее она разработала собственную, куда более производительную архитектуру под названием Scorpion. Именно на ней основаны одноядерные чипы линейки Qualcomm Snapdragon S2, в частности широко распространенная модель MSM8255 (частота до 1,4 ГГц, графика Adreno 205). Этот процессор стал основой смартфонов-бестселлеров HTC Desire S и One V, Sony Ericsson Xperia Arc и Neo, Huawei Honor и даже планшета HTC Flyer.
Стоит отметить, что чипы серии Qualcomm Snapdragon S2 применялись не только в Android-устройствах. Так, процессор MSM8655 используется в смартфонах BlackBerry Bold и Torch, а APQ8055 – в Nokia Lumia 900, работающей под управлением Windows Phone 7.8.
Snapdragon S3. Первыми двухъядерными процессорами Snapdragon стали представили серии S3. Компания Qualcomm снова отказалась от референсного дизайна ARM Limited (Cortex-A9) и положилась на к тому времени хорошо зарекомендовавшую себя архитектуру Scorpion. Линейка Snapdragon S3 включает в себя модели APQ8060, MSM8260 и MSM8660. Все три чипа обладают двумя ядрами Scorpion, графикой Adreno 220 и отличаются лишь поддержкой разных стандартов сотовой связи. Двухъядерники Snapdragon S3 стали основой смартфонов HTC Sensation, Sony Xperia S, Fly Turbo, а также планшета Huawei MediaPad.
Snapdragon S4. Прошлогодняя серия Qualcomm Snapdragon S4 включает сразу три семейства чипов: Play, Plus и Pro. Причем разница в производительности между старшими и младшими процессорами этой серии просто-таки огромная. Так, самой массовой моделью семейства Snapdragon S4 Play стала MSM8225 с двумя маломощными ядрами ARM Cortex-A5, работающими на частоте 1,2 ГГц, и графикой Adreno 203. Встретить ее можно в смартфонах Gigabyte GSmart Rio R1, Huawei Ascend G330, HTC Desire X и Desire SV.
В семействе Snapdragon S4 Plus популярными стали сразу три чипа – MSM8260A, MSM8960 и MSM8227. Два первых построены на архитектуре Krait (собственной разработке Qualcomm, которая пришла на смену Scorpion), обладают двумя вычислительными ядрами и встроенной графикой Adreno 225, а отличаются лишь тактовой частотой. Третий же чип – MSM8227 – получил чуть более слабый графический ускоритель Adreno 305.
Используется MSM8260A в таких мобильных устройствах как Asus Padfone, HTC One S и Sony Xperia T. В свою очередь MSM8960 стал основой смартфонов Nokia Lumia 820 и 920, а также BlackBerry Z10. А MSM8227 стал уделом бюджетных и среднеценовых смартфонов Nokia на базе ОС Windows Phone 8: моделей Lumia 520, 620 и 720.
Верхушкой линейки Snapdragon S4 стало семейство Pro, широко представленное только одним чипом APQ8064. Имеет он четыре ядра Krait с частотой до 1,7 ГГц и мощнейшую на данный момент графику Qualcomm – Adreno 320. Встречается APQ8064 в смартфонах Google Nexus 4, LG Optimus G, Sony Xperia Z и Oppo Find 5.
Snapdragon 200, 400, 600 и 800. В начале текущего года компания Qualcomm представила новые ARM-процессоры, причем сразу четырех серий: Snapdragon 200, 400, 600 и 800. Линейка начального уровня Snapdragon 200 представлена четырехъядерными чипами 8225Q и 8625Q (архитектура ARM Cortex-A5 и графика Adreno 203). Смартфоны на их основе пока в продажу не поступили.
Среднеценовая линейка Snapdragon 400 включает три типа процессоров: четырехъядерные ARM Cortex-A7 (например, модель 8226), двухъядерные Krait 200 (модель 8930) и такие же Krait 300 (модель 8030AB). Архитектура Krait 200 – ни что иное, как вычислительные ядра Krait прошлогодних чипов Snapdragon S4. Тогда как Krait 300 – уже значительно улучшенная процессорная архитектура, по уровню производительности сопоставимая с ARM Cortex-A15. Интегрированная графика у всей серии Snapdragon 400 одинаковая – Adreno 305. Несколько смартфонов на базе чипов Snapdragon 400 уже успели появиться в рознице: Huawei Ascend W1, Samsung Galaxy Mega 6.3 и Galaxy S4 Mini, а также «фейсбукофон» HTC First.
Куда интереснее обстоят дела с чипом Qualcomm 8064T, представляющим серию Snapdragon 600. Этот процессор с четырьмя ядрами Krait 300 и графикой Adreno 320 стал основой многих флагманских смартфонов образца весны 2013 года: HTC One, LG Optimus G Pro и американской версии Samsung Galaxy S4.
А на подходе еще более мощные процессоры Qualcomm – линейка Snapdragon 800. Они построены на передовой архитектуре Krait 400, которая мощнее референсной ARM Cortex-A15, имеют четыре вычислительных ядра и графику Adreno 330. Из-за высокого энергопотребления, вызванного возросшей производительностью, применяться чипы Snapdragon 800 будут преимущественно в планшетах.
Texas Instruments (Даллас, Техас, США)
Актуальная серия чипов компании Texas Instruments включает два семейства ARM-процессоров: OMAP 3 и OMAP 4. Чипы TI OMAP 3 обладают одним ядром ARM Cortex-A8 (частота от 600 МГц до 1,2 ГГц) и графикой PowerVR SGX530. Например, процессор OMAP3630 применяется в смартфонах LG Optimus Black, Motorola Defy и Droid 2, Nokia N9 и N950, а также плеерах Archos 28, 32 и 43.
Но истинную славу «Техасцам» принесла серия двухъядерных чипов OMAP 4 (архитектура ARM Cortex-A9). Поспособствовал этому в первую очередь Amazon Kindle Fire, который первым из брендовых планшетов начал продаваться по цене $200. Применяемый в нем процессор OMAP4430 (графика PowerVR SGX540) стал основой и других недорогих «таблеток»: BlackBerry PlayBook, Barnes and Noble Nook Tablet и Samsung Galaxy Tab 2 7.0.
А вот с линейкой OMAP 5 (два мощных ядра Cortex-A15 и два энергоэффективных Cortex-M4) у Texas Instruments явно не заладилось. Сначала был громкий анонс новых процессоров TI, но затем появилась шокирующая новость о намерении компании уйти с рынка мобильных гаджетов. Как говорится, поживем – увидим.
MediaTek (Синьчжу, Тайвань)
По большому счету, именно компания MediaTek заняла освободившуюся после ухода Texas Instruments рыночную нишу. Модельный ряд тайваньцев состоит из чипов ARM11, Cortex-A9 и Cortex-A7, причем почти у каждой модели есть три версии: с поддержкой сетей 3G, только 2G и вовсе без модема.
Одноядерный процессор MediaTek MT6575 (Cortex-A9, PowerVR SGX 531) и двухъядерный MT6577 (архитектура и графика аналогичны) в прошлом году стали настоящими хитами среди недорогих смартфонов. На базе первого чипа построены Fly Uno и Pride, а на основе второго – Fly Energy, Radiance и Miracle. Сюда же нужно прибавить смартфоны Lenovo, Gigabyte и Alcatel. Есть у двухъядерных чипов MediaTek и полностью лишенная поддержки сотовой связи модификация – планшетный MT8317, который применяется в Acer Iconia Tab B1.
В этом году MediaTek предлагает уже более интересные процессоры для смартфонов и планшетов. Например, четырехъядерный MT6589 (архитектура Cortex A7, графика PowerVR SGX544) и аналогичный MT8125, но уже без встроенного модуля сотовой связи.
Производители второго эшелона
Помимо подробно рассмотренных в статье шести компаний существуют и другие производители ARM-процессоров, помельче. Так, чип ST-Ericcson NotaThor U8500 (два ядра Cortex-A9, графика Mali-400) применяется в смартфонах Samsung Galaxy Ace II и Sony Xperia Sola. В свою очередь процессор HiSilicon K3V2 стал основой мобильных Android-устройств Huawei: смартфонов Honor 2 и Mate, а также планшета MediaPad 10 FHD.
Нельзя не упомянуть компании Allwinner Technology и Fuzhou Rockchip Electronics, которые второй год к ряду правят бал на рынке китайских планшетов. На смену прошлогодним одноядерному чипу Allwinner A10 (Cortex-A8, Mali-400MP) и двухъядерному Rockchip RK3066 (Cortex-A9, Mali-400MP) пришли четырехъядерные Allwinner A31 (Cortex-A7, PowerVR SGX544MP2) и Rockchip RK3188 (Cortex-A9, Mali-400MP).
Компания VIA Technologies так и вовсе единственная, кто одновременно выпускает процессоры x86 и ARM. Ее одноядерный чип WM8950 (Cortex-A9, Mali-400MP) применяется в семидюймовом планшете ASUS MeMo Pad ME172V.
Выводы
Как оказалось, разобраться в модельном ряде ARM-процессоров шести крупнейших производителей (пока еще с учетом Texas Instruments) не так уж и сложно. Нужно лишь понять, к какой линейке принадлежит та или иная модель. Чипы одной серии, как правило, отличаются друг от друга лишь тактовой частотой, тогда как процессорная архитектура и интегрированная графика общие для всех. Но бывают и исключения: например, процессоры компании Qualcomm в рамках одной линейки могут существенно отличаться.