Производители мобильных чипов: четыре ядра и более

В моем последнем посте я рассказал о строительных блоках - процессорных и графических ядрах и интеллектуальной собственности - которые производители микросхем используют для создания современных процессоров приложений. Сегодня я хотел бы сосредоточиться на громких именах самих процессорных чипов приложений. В целом, большинство из этих компаний используют ядра ARM или, по крайней мере, архитектуру ARM; объединить его с графикой ARM, Imagination Technologies или собственной фирменной графикой; и добавьте множество других функций. В результате получается множество различных процессоров, каждый из которых имеет разные характеристики, будь то производительность, мощность, графика или возможность подключения. Почти все производители имеют линейки процессоров, в том числе старые чипы, предназначенные теперь для недорогих телефонов и дорогих телефонов. В следующих разделах я расскажу о наиболее известных из этих процессоров и остановлюсь на том, что нового в 2013 году.

Qualcomm

Среди поставщиков торговых чипов, которые продают чипы другим компаниям для использования в своих телефонах, ни у кого не было лучшего года, чем у Qualcomm. Чуть более года назад компания представила линейку процессоров S4, во главе с MSM8960, двухъядерный чип со встроенным LTE, и APQ8064, четырехъядерный чип без встроенного модема. Эти чипы были использованы во многих известных продуктах; Двухъядерная версия присутствует во всех моделях Windows Phone, Samsung Galaxy S III на многих рынках, где LTE широко распространена, и во многих других телефонах Android. Четырехъядерная версия, иногда называемая Snapdragon S4 Pro, используется в ряде телефонов высокого класса, включая HTC Droid DNA, Nexus 4 и Sony Xperia Z.

Модельный ряд этого года, анонсированный на выставке CES и непосредственно перед Mobile World Congress, охватывает широкий спектр мобильных устройств. Большая часть линейки основана на архитектуре Qualcomm Krait, которая использует набор инструкций ARM v7 и графическую технологию Adreno компании и производится по 28-нм процессу TSMC. Но есть значительные изменения: само ядро ​​Krait обновлялось четыре раза с момента выпуска 8960, и разные модели имеют различное количество графики, а также другие функции.

Вершина линейки в этом году - Snapdragon 800, который Qualcomm назвал «самым совершенным беспроводным процессором из когда-либо созданных», который должен быть выпущен во второй половине 2013 года. Это должен быть первый процессор, который будет выпущен на 28-нм HPM TSMC (High-Performance for Mobile), который позволит ядрам процессора работать на частоте до 2, 3 ГГц. При этом используется новая версия ядра, известная как Krait 400. Компания заявляет, что в результате Snapdragon 800 должен обеспечить производительность на 75 процентов выше, чем Snapdragon S4 Pro.

Snapdragon 800 будет включать графику Adreno 330, в которой вдвое больше графических ядер по сравнению с графическим процессором Adreno 320, используемым в APQ8064 и новом Snapdragon 600. Хотя в реальных приложениях вы вряд ли увидите удвоенную производительность графики, существуют другие факторы, включая пропускную способность памяти. Чип разработан для поддержки приема и воспроизведения контента с разрешением UltraHD (4K) и захвата контента 4K.

Одно из отличий в подходе Qualcomm по сравнению с некоторыми из его конкурентов состоит в том, что его архитектура позволяет каждому ядру работать с различной частотой. Это означает, что если у вас есть приложения, работающие на определенных ядрах, каждое ядро ​​может работать с оптимальной скоростью. (Напротив, план ARM big.LITTLE использует два кластера ядер с небольшими ядрами, работающими вместе с общей скоростью; затем добавляются большие ядра, которые снова будут работать с общей скоростью. В большинстве реализаций скорость каждой группы равна то же самое, но может увеличиваться и уменьшаться в зависимости от рабочей нагрузки.) Qualcomm сказал, что асинхронная симметричная многопроцессорная обработка (aSMP) может обеспечить лучшую производительность, когда одно ядро ​​может работать особенно быстро, а другие медленно.

Еще одно большое изменение в Snapdragon 800 - это поддержка того, что известно в LTE категории 4, с теоретической скоростью загрузки до 150 мегабит в секунду, а также агрегацией несущих. (Агрегация несущих, иногда называемая LTE-Advanced, позволяет связывать несущие через каналы, которые не являются непрерывными. Это позволило бы несущей получать скорости 4 категории LTE, даже если они не имеют 20 МГц непрерывного спектра, используя два дискретных 10 МГц групп спектра. Это важно для многих несущих, включая некоторые крупные американские.)

Qualcomm, безусловно, является ведущим производителем возможностей базовой полосы LTE для смартфонов, которые мы видели на сегодняшний день, либо с процессорами приложений со встроенными базовыми полосами, либо с автономными модемами основной полосы частот, но, похоже, в следующем году конкуренция будет немного больше., Snapdragon 600 также является четырехъядерным компонентом, но использует ядра Krait 300 и производится по текущему процессу TSMC 28 нм. (По сравнению со старыми Snapdragons и Krait 300, и 400 обещают лучшую производительность с плавающей точкой и JavaScript, а также другие функции, такие как улучшенное предсказание ветвлений. Krait 400 также меняет интерфейс памяти и предлагает более быстрый кэш L2.) Он работает до 1, 9 ГГц и включает в себя графику Adreno 320. Так что, хотя это не совсем соответствует спецификациям 800, это довольно высокопроизводительный процессор. Что еще более важно, он поступит в продажу в этом квартале и используется во многих недавно представленных смартфонах высокого класса, таких как новый HTC One и LG Optimus Pro.

Для беспроводных локальных сетей 600 и 800 будут поддерживать Wi-Fi 802.11ac, а также более старые версии. Через свою группу Qualcomm Atheros компания стала одним из основных драйверов стандарта 802.11ac, и на выставке компания показала, насколько быстрее может быть передача данных с этим стандартом. Демонстрация показала передачу файла размером 600 МБ на мобильное устройство менее чем за 30 секунд, что в три-четыре раза быстрее, чем при использовании более распространенного стандарта 802.11n.

В то время как Snapdragon 600 и 800 поддерживают LTE и, таким образом, с большей вероятностью появятся на рынке США, Snapdragon 400 и 200 - это чипы более низкого уровня с функциями, предназначенными для других рынков. Snapdragon 400 будет иметь несколько версий, включая двухъядерные ядра Krait 300 с тактовой частотой до 1, 7 ГГц, двухъядерные ядра Krait 200 с тактовой частотой до 1, 2 ГГц или четырехъядерное решение с ядрами Cortex-A7, работающими на частоте до 1, 4 ГГц. Он также имеет графический процессор Adreno 305, поддержку захвата и воспроизведения видео 1080p, поддержку технологии беспроводного дисплея Miracast и поддержку HSPA +, но не встроенный LTE. Snapdragon 200 имеет четырехъядерные процессоры Cortex-A5 с тактовой частотой до 1, 4 ГГц на ядро ​​и графикой Adreno 203, но с более низкой поддержкой камер и модемов, ориентированных в основном на рынки CDMA и UMTS. Другими словами, на североамериканском рынке вряд ли появятся телефоны на базе этого чипа.

Nvidia

Ни одна компания не сделала больше для популяризации концепции многоядерных процессоров приложений, чем Nvidia, которая извлекла много уроков из компьютерной графики и применила их на рынке мобильных устройств. Tegra 2 был ранним двухъядерным процессором, а Tegra 3 был первым широко известным четырехъядерным процессором. И компания не стесняется говорить о своей графике GeForce (используя то же имя, которое она использует для графики для ПК) и о своем магазине TegraZone для игр Android, которые демонстрируют свои процессоры.

В 2013 году новый процессор компании - это Tegra 4 с кодовым названием Wayne, о котором он объявил в преддверии CES.

Как и Tegra 3, это четырехъядерный процессор, а не ARM Cortex-A9, а более новый Cortex-A15, работающий на частоте до 1, 9 ГГц. Микросхема также имеет пятое ядро, еще одно A15, которое использует конструкцию транзистора с более низким энергопотреблением, которая в основном работает, когда телефон или стол находится в режиме ожидания, позволяя отключить основные ядра, что обеспечивает большую емкость аккумулятора. В отличие от дизайна Qualcomm, четыре основных процессора являются синхронными, то есть все они будут работать с одинаковой скоростью, хотя они могут перемещаться вверх и вниз по мере необходимости благодаря динамическому масштабированию частоты напряжения. Вместо этого Nvidia использует «пятое ядро» для сохранения энергии, когда устройство просто находится в режиме ожидания. (Tegra 3 имеет похожий дизайн.)

Tegra 4 имеет 72 «ядра» GPU, что в данном случае означает несколько единиц добавления. Трудно сравнить количество ядер в разных проектах, потому что некоторые компании считают только единицы с множественным добавлением, в то время как другие используют термин «ядро» для обозначения совокупности различных компонентов, которые делают графику. Обратите внимание, что GeForce от Nvidia и Mali T-600 от ARM имеют дискретные вершинные и пиксельные шейдеры, в отличие от Adreno от Qualcomm и текущей графики Imagination PowerVR, в которой используются унифицированные шейдеры. Nvidia говорит, что это более эффективно, хотя трудно сказать, пока продукты наконец не будут доставлены.

Tegra 4, который должен появиться в продуктах в этом квартале, предназначен как для планшетов, так и для телефонов, использующих отдельную полосу частот. Nvidia предлагает свой модем i500 с программно-определяемой радиостанцией, основанной на программно-определяемой радиотехнологии Icera, с поддержкой LTE. ZTE заявила, что работает над смартфоном для рынка Китая с процессором Tegra 4 в первой половине этого года, а также работает с i500.

Nvidia говорит, что Tegra 4 должен быть заметно быстрее не только для игр, но и для загрузки веб-страниц, и особенно подчеркнул концепцию «вычислительной фотографии» для таких вещей, как фотографии и видео с высоким динамическим диапазоном (HDR).

В преддверии MWC Nvidia также анонсировала Tegra 4i, свой первый процессор с интегрированным модемом в процессоре приложений. С кодовым названием Project Grey, Tegra 4i будет иметь четыре ядра процессора ARM Cortex-A9, работающие на частоте до 2, 3 ГГц (плюс версия с низким энергопотреблением в архитектуре компании 4 + 1). Nvidia говорит, что для этого будет использоваться четвертое поколение A9 (A9r4), которое включает в себя некоторые особенности A15 в дизайне, обеспечивающем производительность где-то между стандартными A9 и A15.

Tegra 4i будет иметь 60 графических ядер, используя ту же архитектуру, что и графика в Tegra 4, в дополнение к встроенному модему LTE. Предполагается, что тот модем, по сути тот же модем i500, который компания будет предлагать в качестве отдельного чипа наряду с Tegra 4, первоначально должен поддерживать до 100 Мбит / с загрузок с последующим обновлением программного обеспечения до 150 Мбит / с. (Напомним, это программно-определяемый модем.)

В целом, 4i должен быть чипом меньшего размера с площадью кристалла около 60 мм ² по сравнению с более чем 80 мм ² как для существующего чипа Tegra 3, так и для чипа Tegra 4. Это должно сделать его менее дорогим и, следовательно, более подходящим для небольших планшетов и телефонов. Tegra 4, который имеет больше графики и более мощный процессор Cortex-A15, предназначен для больших экранов. Но Tegra 4i появится на рынке позже; Компания заявляет, что некоторые продукты с Tegra 4i могут появиться к концу года, но большая готовность появится в первом квартале 2014 года.

Обратите внимание, что, хотя и Tegra 4, и 4i производятся TSMC на 28 нм, они будут использовать разные процессы. Tegra 4 использует процесс HPL, который предлагал TSMC, в то время как 4i перейдет на более новый процесс HPM.

Nvidia также недавно объявила об обновлении плана продуктов, которые будут следовать Tegra 4 и 4i.

Следующим будет «Logan», который должен быть запущен в 2014 году и который добавит первую графику с поддержкой CUDA в линейку Tegra, то есть в нее должны быть включены унифицированные шейдеры. За этим последует в 2015 году «Parker», который объединит грядущую технологию Maxwell GPU компании с ее первым уникальным дизайном ядра процессора, 64-битным процессором ARM, известным как Project Denver. (Ранее Nvidia объявила, что имеет архитектурную лицензию ARM и работает на собственном ядре.) Nvidia заявляет, что Parker будет изготовлен с использованием транзисторов 3D FinFET, предположительно по 16-нм процессу TSMC партнера по производству.

яблоко

Apple уникальна тем, что является единственным крупным производителем телефонов, который использует исключительно те процессоры приложений, которые она сама разрабатывает. Это не делает эти чипы доступными для других производителей мобильных устройств. В результате Apple действительно не раскрывает много информации о своих чипах, за исключением некоторых очень широких показателей производительности, таких как процессор A6 для iPhone 5 предлагает вдвое больше процессора и вдвое большую производительность графики, чем A5, используемый в iPhone 4S.

Тем не менее, между демонстрантами, отраслевыми аналитиками и информацией, предоставленной некоторыми поставщиками, мы можем получить довольно хорошее представление о чипах, которые Apple в настоящее время поставляет.

Apple имеет архитектурную лицензию ARM, поэтому она разрабатывает собственные ядра ЦП, использующие архитектуру ARMv7. Эти ядра иногда называют «Swift», во многом так же, как внутренние ядра Qualcomm называются Krait. Что касается графики, Apple использует графику PowerVR от Imagination Technologies, где она является инвестором. Он сочетает в себе другие внутренние архитектурные особенности для создания семейства процессоров.

На стороне телефона ведущий процессор Apple называется A6, который был анонсирован вместе с iPhone 5 в сентябре прошлого года. В то время Apple заявляла, что она в два раза мощнее ранней A5, но на 22% меньше. Это, вероятно, связано с тем, что он изготовлен по технологии 32-нанометровых затворов Samsung, в то время как более ранний процессор был изготовлен по более старому 45-нм процессу. Говорят, что A6 использует двухъядерные процессоры вместе со встроенной трехъядерной графикой PowerVR SGX 543MP3.

Текущий iPad основан на A6X, который, как говорят, имеет двухъядерный процессор с тактовой частотой до 1, 4 ГГц и использует графику PowerVR SGX 554MP4 с тактовой частотой 300 МГц. Это четырехъядерная графика, которую Apple позиционирует как решающую для запуска дисплея высокого разрешения на планшете. Большинство независимых тестов показывают, что A6X является самым быстрым процессором, доступным в конце 2012 года; со всеми новыми продуктами, выходящими в этом году, мы должны увидеть то, что Apple запланировала.

Samsung

Samsung интересен тем, что фирма в целом занимает много разных позиций в цепочке мобильных процессоров. Являясь одним из ведущих производителей смартфонов, он выпускает устройства, использующие различные процессоры, в том числе процессоры Qualcomm Snapdragon во многих своих устройствах LTE, чипы Broadcom в некоторых процессорах нижнего уровня и процессоры из собственного подразделения Samsung Semiconductor в других устройствах., Телефоны, такие как Galaxy S III, могут использовать как чипы Qualcomm, так и Samsung, в зависимости от рынка, при этом компания обычно использует чипы Qualcomm, где требуется LTE. Компания также является известным производителем полупроводников, производящим чипы семейства A5 и A6 для Apple.

Но для процессоров приложений он предлагает серию продуктов в своем семействе Exynos. В настоящее время компания использует свой Exynos 4 Quad в некоторых версиях продуктов Galaxy S III и Galaxy Note и предлагает его для продажи другим компаниям для использования в своих продуктах. Exynos 4 Quad основан на четырех ядрах ARM Cortex-A9, работающих на частоте до 1, 6 ГГц, с графикой Mali T-400.

Совсем недавно компания представила Exynos 5 Dual с двумя процессорами Cortex-A15, который в настоящее время используется в Chromebook Samsung и планшете Google Nexus 10.

Но выдающимся процессором здесь является Exynos 5 Quad, который должен стать одним из первых процессоров, которые действительно появятся на рынке с использованием архитектуры big.LITTLE. Он включает в себя как четыре высокопроизводительных ядра Cortex-A15, так и четыре ядра Cortex-A7 с более низким энергопотреблением.

Такая конструкция эффективно объединяет один высокопроизводительный четырехъядерный процессор и один низкоэффективный четырехъядерный процессор. Когда он находится в режиме ожидания, устройство должно использовать только одно ядро ​​с низким энергопотреблением, причем ядро ​​ускоряется и при необходимости включается больше ядер; когда требуется действительно высокая производительность, он переключается на более производительный процессор. Ядра A7 могут масштабироваться до 1, 2 ГГц, а ядра A15 - до 1, 8 ГГц. Кроме того, он использует графическое ядро ​​Imagination PowerVR SGX-544MP3, работающее на частоте 533 МГц, что быстрее, чем большинство реализаций PowerVR, которые мы видели на сегодняшний день.

Exynos 5 Quad изготовлен по технологии Samsung 28nm. Вероятно, он появится первым в Galaxy S4, хотя в основном в версиях, предназначенных для рынков без LTE. (Другими словами, это не будет в США Galaxy S4, хотя это будет иметь смысл в устройствах только с Wi-Fi.)

Renesas Mobile

Renesas, возможно, не знакомо большинству американцев, но на самом деле это один из крупнейших в мире производителей чипов. Он был сформирован в результате слияния полупроводниковых операций некоторых крупнейших японских компаний, включая NEC и более ранние, Hitachi и Mitsubishi. Его чипы использовались во многих телефонах на японском рынке, но сейчас компания пытается позиционировать свои новые продукты для более широкого рынка.

Его последняя высокопроизводительная запись APE6 будет использовать дизайн ARM big.LITTLE с четырьмя высокопроизводительными ядрами Cortex-A15, работающими на частоте до 2 ГГц, и четырьмя ядрами Cortex-A7 с более низким энергопотреблением, работающими на частоте до 1 ГГц. Это также будет иметь одну из первых реализаций графики PowerVR 6 серии Imagination Technologies, известную как «Разбойник». Компания заявляет, что это обеспечит в четыре раза большую графическую мощность iPad 4. Этот продукт нацелен на автомобильные и планшетные продукты, а мобильные продукты, скорее всего, появятся в течение девяти месяцев в году.

Компания также объявила о своем MP6530, четырехъядерном процессоре, который использует дизайн 2 + 2 (два A15 с тактовой частотой до 2 ГГц, плюс два A7 с тактовой частотой до 1 ГГц) и интегрированный LTE на одном кристалле. Он использует графику PowerVR SGX544 и подходит для дисплеев Full HD на небольших планшетах и ​​телефонах, причем компания ориентирована на телефоны по несубсидированной цене от 250 до 400 долларов. Компания ожидает, что это будет в массовом производстве к концу года.

Broadcom

Broadcom в основном известен своими коммуникационными чипами, но довольно тихо продвигает процессоры приложений, в основном с продуктами, предназначенными для телефонов среднего и низкого уровня.

Что касается процессоров приложений, текущие продукты Broadcom, включая 28155, который содержит двойной процессор ARM Cortex-A9, работающий на частоте до 1, 2 ГГц, а также собственное ядро ​​Broadcom для обработки видео и мультимедиа VideoCore-IV. Эти продукты поддерживают сети HSPA +, а не LTE, но этого достаточно на многих рынках. Такие продукты, как Samsung Galaxy Grand, используют этот процессор. Вы можете не видеть их на рынке США, так как они в основном не имеют поддержки LTE, но имеют смысл во многих странах мира.

Что касается сети, Broadcom недавно анонсировал новый модем базовой полосы LTE-Advanced с поддержкой LTE категории 4 и агрегацией несущих, а также поддержкой большего количества диапазонов LTE. У большинства телефонов LTE, которые мы видели, были чипы Qualcomm, и Broadcom пытается быть более конкурентоспособным. (Другие компании, включая Intel и Sequans, также анонсировали чипы LTE-Advanced в последние несколько месяцев.)

Для связи, области, где Broadcom наиболее известен, у компании есть новый комбинированный чип с множеством различных вариантов подключения, включая поддержку 802.11ac. Broadcom был одним из лидеров по выпуску этой технологии, которую он называл 5G Wi-Fi, на рынок, и теперь имеет предложение, которое сочетает в себе 802.11ac с поддержкой Bluetooth и FM-радио.

Intel

Intel, которая уже несколько лет продвигает свое семейство процессоров Atom для мобильных телефонов, начала добиваться определенных успехов. Он анонсировал 10 дизайнов, в основном на основе платформы «Medfield», официально называемой Atom Z2480, работающей в режиме серийной съемки до 2 ГГц. (В мобильных процессорах производители обычно рекламируют максимальную скорость пакетной передачи, так как практически все процессоры на самом деле работают на гораздо более низких скоростях большую часть времени, когда они ожидают, что что-то сделать.)

На Mobile World Congress основное внимание было уделено платформе Clover Trail +, которая включает в себя три варианта с разными скоростями. Это двухъядерные чипы с гиперпоточностью, то есть они могут одновременно выполнять до четырех потоков. Высокопроизводительная модель, Atom Z2580, работает на частоте до 2 ГГц с графикой Imagination PowerVR SGX544MP2, работающей на частоте до 533 МГц. Другие модели включают Z2560 (до 1, 6 ГГц с графикой 400 МГц) и Z2520 (до 1, 2 ГГц с графикой 300 МГц). Во всех этих случаях Intel предлагает такие функции, как возможности групповой фотографии, которые позволяют комбинировать изображения из серии снимков, а также HDR в движущемся видео, чтобы показать больше деталей и убрать призраков.

Эти чипы поддерживают модем Intel XMM6360, который поддерживает HSPA + до 42 Мбит / с. Intel также анонсировала новый модем под названием 7160, который будет поддерживать LTE категории 3 с загрузкой до 100 Мбит / с и загрузкой 50 Мбит / с. Это связано с отправкой товара некоторым клиентам, начиная с первой половины этого года. Модемы Intel остаются отдельными чипами от процессоров приложений, и хотя компания работает над их объединением, она не объявила, когда выпустит интегрированный чип.

На CES компания анонсировала процессор нижнего уровня под названием Atom 2420, известный как «Lexington». Этот чип имеет одно процессорное ядро ​​с тактовой частотой до 1, 2 ГГц и графику PowerVR SGX 520 от Imagination. Он поддерживает HSPA + до 21 Мбит / с. Этот процессор используется в 7-дюймовом планшете Asus Fonepad с функциями телефона.

У Intel также была линейка чипов, предназначенных специально для планшетов. Существует более десятка планшетов на базе Windows и кабриолетов на базе планшетной платформы Clover Trail компании (известной как Atom Z2760, двухъядерный / четырехпоточный чип с тактовой частотой до 1, 8 ГГц); и, конечно же, еще много планшетов и ноутбуков на базе Core (с использованием 22-нм процессоров Ivy Bridge).

Это поколение процессоров Atom производится по 32-нм техпроцессу HKMG. Компания объявила о планах перейти на 22-нм процесс FinFET позднее в этом году с новой платформой, известной как «Bay Trail». Intel заявляет, что Bay Trail предложит четырехъядерный / восьмипоточный процессор с удвоенной производительностью по сравнению с платформой Clover Trail для планшетов. В целом, Bay Trail будет поддерживать как операционные системы Android, так и Windows, в отличие от отдельной платформы для каждой из них. Intel пока не разглашает графику в Bay Trail и говорит, что Bay Trail для планшетов должен прибыть вовремя к курортному сезону этого года. (22-нм процессоры Intel, предназначенные для рынка телефонов, вероятно, появятся в начале 2014 года.)

AMD

На Mobile World Congress AMD демонстрировала Temash, маломощную версию своего будущего процессора Kabini, 28-нм процессор с интегрированной графикой. Демонстрации продемонстрировали планшеты под управлением Windows с AMD, сравнивая систему с планшетами на платформе Intel Clover Trail Atom Z2760.

Temash является преемником существующего Z-60, известного как Hondo, и призван объединить производительность и устаревшую поддержку ноутбуков под управлением Windows с безвентиляторным дизайном планшетов. Temash выйдет в двух- и четырехъядерных версиях, которые потребляют менее 5 Вт, и AMD заявляет, что предлагает вдвое большую графическую производительность по сравнению с предыдущим поколением, а также поддержку DirectX 11. В целом, это позиционируется как самая быстрая x86 SoC для планшетов и для гибридных или конвертируемых машин. AMD надеется увидеть двухъядерные планшеты в ценовом диапазоне от 399 до 499 долларов, в основном ориентированные на рынок Windows.

У AMD пока нет телефонной платформы, и она делает упор на Windows, где надеется, что улучшенная графика и выход на рынок впереди платформы Intel Bay Trail дадут ей преимущество.

MediaTek

MediaTek является одним из крупнейших в мире производителей процессоров для сотовых телефонов, даже если это имя не узнаваемо для большинства американцев. Компания в основном известна своими телефонами, которые работают в азиатских странах. В последние годы в него вошли смартфоны на базе Android, которые выглядят на удивление сильными, хотя и не совсем в соответствии со спецификациями высококлассных телефонов, о которых мы часто пишем.

В последние годы на этот рынок выходили американские компании, такие как Qualcomm и Broadcom, но MediaTek борется с новыми четырехъядерными процессорами. Первым таким чипом, известным как MT6589, является четырехъядерный процессор Cortex-A7 с интегрированной основной полосой, который поддерживает HSPA +, а также более старые стандарты и китайские, такие как TD-SCDMA. Он не поддерживает LTE, но обычно это не вариант на многих рынках, где используются эти процессоры.

Этот чип использует графику PowerVR Series5XT от Imagination. Предполагается, что начальные версии будут работать на частоте 1, 2 ГГц, и планируется перейти на 1, 4 ГГц.

Qualcomm теперь более агрессивно возвращается в это пространство со своими платформами Snapdragon 400 и 200, и появляются новые, более мелкие производители, которые также выходят на рынок.

Allwinner

Среди новых производителей чипов, пожалуй, самым выдающимся является Allwinner, чьи чипы, похоже, появляются в планшетах повсюду на таких выставках, как CES и Mobile World Congress. Китайская компания, которая была основана в 2007 году и изначально производила чипы кодирования / декодирования видео, вышла на рынок ARM SoC в 2011 году с такими процессорами, как A10, одноядерный чип Cortex-A8, изначально предназначенный для планшетов и интеллектуальных телевизоров.

С тех пор компания расширила свою линейку новыми чипами, включая A20, на основе двухъядерного дизайна Cortex-A7 с графикой Mali 400MP2.

Пожалуй, самым впечатляющим является недавно анонсированный Allwinner A31, который включает в себя четырехъядерный процессор Cortex-A7 вместе с графикой PowerVR SGX544MP2 от Imagination. Это все еще четырехъядерный процессор, но также добавляет дополнительное пятое ядро, предназначенное для использования с низким энергопотреблением, когда телефон в основном простаивает. Таким образом, это похоже на реализацию Nvidia пятого ядра. Компания заявляет, что этот чип подходит для планшетов с разрешением экрана до 2048 х 1536, и он использовался в таких продуктах, как планшет Onda, который ARM демонстрировал на MWC. Кроме того, он имеет множество функций отображения и обработки изображений.

Совсем недавно Allwinner анонсировал версию под названием A31, нацеленную на «фаблеты» от 4, 5 до 6 дюймов. Он имеет одноканальную память вместо двухканальной памяти в A31 и поддерживает разрешение до 1280 на 800. И A31, и A31 работают на частоте до 1 ГГц и выполнены по 40-нм процессу.

Процессоры приложений Allwinner были в основном ориентированы на планшеты и смарт-телевизоры, и компания не производит чипы в основной полосе частот для подключения к мобильной сети. Однако производители телефонов и планшетов могут добавлять сторонние чипы. На сегодняшний день мы не видели много продуктов, основанных на чипах Allwinner, на рынке США, но, учитывая потенциал более дешевых планшетов Android, я не удивлюсь, если скоро появятся некоторые из них.

Больше китайских поставщиков

Кроме того, существует ряд других более мелких китайских производителей процессоров приложений на базе ARM, чипы которых предназначены для устройств для азиатских рынков. Все эти компании, как правило, имеют линейки продуктов, причем их новейшие процессоры становятся все более мощными.

Например, Rockchip анонсировал 3188, четырехъядерный процессор A7, который может работать до 1, 8 ГГц, используя графику Mali-400, работающую на частоте до 533 МГц. Это будет 28-нм часть. Компания также предлагает двухъядерные чипы. Другой конкурент, Amlogic, имеет процессор, предназначенный для рынка планшетов, на базе 1-ГГц Cortex-A9.

Spreadtrum, производящий чипы для мобильных телефонов, недавно начал поставлять набор микросхем 1, 2 ГГц с двухъядерным процессором Cortex-A5, работающим на частоте 1, 2 ГГц, с двухъядерной графикой Mali-400, как для TD-SCMA (китайский стандарт), так и для Edge. сетей. Хотя вы не увидите таких процессоров в устройствах, предназначенных для США - они не поддерживают сети LTE, которые нужны американским операторам связи, - это шаг вперед для недорогих смартфонов.

Инструменты Техаса

Стоит поговорить о двух компаниях, хотя они и сворачивают свои усилия в области мобильных процессоров: Texas Instruments и ST-Ericsson, которые обе имели необычный подход к рынку.

TI добилась гораздо большего успеха в процессорах приложений в продуктах, поставляемых для рынка США, с ее семейством OMAP. Его семейство OMAP 4 использует двухъядерные процессоры Cortex A9 и графику PowerVR от Imagination в чипах, обычно производимых с 45 нм. Такие чипы используются во многих продуктах, в том числе во многих ранних планшетах Android (таких как оригинальная Galaxy Tab), Amazon Kindle Fire и Fire HD и планшет Barnes & Noble Nook.

Это должно было быть заменено в этом году OMAP 5, 28-нм деталью, которая была первым анонсированным процессором, использующим Cortex-A15. OMAP 5 имеет A15 с тактовой частотой до 1, 7 ГГц и объединяет их с двумя процессорами Cortex-M4 с низким энергопотреблением для использования с низким энергопотреблением. (Чип был разработан до того, как ARM анонсировала big.LITTLE и A7, но концепция кажется схожей.) Кроме того, у него есть графика Power VR SGX 544MP2; и изготовлен на 28 нм. Продукт был анонсирован и должен быть выпущен в ближайшее время, но компания заявила, что сместит акцент с рынка беспроводной связи, поэтому неясно, увидим ли мы много продуктов на базе этого чипа.

ST-Ericsson

У ST-Ericsson был необычный подход к процессорам приложений, но теперь это видение вызывает большие сомнения, так как материнские компании STMicroelectronics и Ericsson недавно объявили о закрытии совместного предприятия. Они также завершили работу над тем, что он назвал своей стратегией «ModApp», сочетая модемы и процессор приложений на одном чипе. (Эрикссон, вероятно, продолжит производство модемов, но после закрытия совместного предприятия ни одна из компаний не планирует продолжать работу над SoC ModApp.)

Тем не менее, стоит обсудить интересный подход, который компания продемонстрировала на Mobile World Congress, со своим NovaThor L8580, который объединяет процессор приложений Nova с модемной платформой Thor компании. Это будет использовать необычный производственный процесс, впервые разработанный STMicroelectronics, известный как FD-SOI (полностью обедненный кремний на изоляторе). Это должно позволить производителям микросхем работать на более высоких частотах и ​​уменьшить утечку по сравнению с обычными частично истощенными канальными транзисторами на стандартных объемных кремниевых пластинах, хотя и с более высокой стоимостью производства, и ST-Ericsson заявил, что это позволит процессору работать на гораздо более высоких скоростях, чем другие. процессоры приложений. Хотя ST-Ericsson иногда называл L8580 четырехъядерным чипом eQuad, на самом деле он состоял из двух физических процессорных ядер Cortex-A9, но эти ядра могли работать в двух совершенно разных электрических режимах. Один режим будет очень высокопроизводительным, со скоростью до 3 ГГц; в то время как другой режим будет иметь очень низкое напряжение и низкий уровень утечки. Этот режим будет использоваться для «активного режима ожидания», позволяя процессору потреблять очень мало энергии, однако микросхема может переключаться в высокопроизводительный режим, когда это необходимо.

ST-Ericsson заявил, что продукт будет работать на пять часов дольше, чем конкурирующие решения, наряду с более высокой производительностью, но мы, вероятно, никогда не узнаем, так как работа над чипом, который должен был быть выполнен по 28-нм процессу ближе к концу года - в настоящее время прекращено.

Заключение

Большая часть этого материала была собрана на совещаниях на Mobile World Congress в Барселоне и в последующих беседах с поставщиками. Больше всего меня впечатляет то, как далеко продвинулись эти процессоры за последний год, когда мы только что увидели первые четырехъядерные и LTE-чипы. Сейчас почти у всех есть четырехъядерная платформа, и мы на пороге появления восьмиядерных чипов от ряда поставщиков. Я совсем не уверен, что большинству людей нужна вся эта вычислительная мощность, но приложения, кажется, всегда приходят с этим.

Темпы изменений на этом рынке были феноменальными, и вряд ли новые вещи могут продолжаться; Я не ожидаю 16-ядерных процессоров через два года. Тем не менее, это, безусловно, привело к изобилия новых решений для дизайнеров телефонов, и в конечном итоге для нас, как потребителей.