Czy więcej (rdzeni) znaczy lepiej?

Rdzeń jednostki CPU to bez wątpienia najważniejszy komponent mobilnego procesora - stanowi podstawę jego działania. Od kilku lat liczba rdzeni wbudowywanych w dostępne na rynku procesory stopniowo wzrasta, oferując nabywcom szybszą pracę i energooszczędność ich smartfonów czy tabletów. Jednak czy aby na pewno większa liczba rdzeni zawsze świadczy o wyższej jakości procesora? Rdzeń CPU to fizyczna część procesora, odpowiadająca za odczytywanie oraz wykonywanie podstawowych, niskopoziomowych instrukcji maszynowych. Wraz z innymi elementami, takimi jak procesory graficzne, czy modemy LTE, współuczestniczy w każdej operacji wykonywanej na urządzeniu mobilnym – korzystamy z niego zarówno używając komunikatorów, przeglądając strony internetowe, czy grając w gry. Zadania i funkcje jednostki CPU są bardzo zróżnicowane, często współpracuje ona z kilkoma innymi blokami technologicznymi, m.in. takimi jak wyżej wspomniane. Biorąc pod uwagę fakt, że CPU bierze udział w tak wielu naszych codziennych czynnościach, oczywiste staje się, jak bardzo ważną rolę odgrywa w działaniu procesora mobilnego. Intuicja może błędnie podpowiadać nam, że jeśli ten tak ważny element będzie posiadał aż 8 rdzeni, to z pewnością będzie działał szybciej, lepiej i wydajniej niż CPU wyposażona w 4 rdzenie. Jednak w tym wypadku nie zawsze więcej znaczy lepiej - nie należy na podstawie samej liczby rdzeni, czy też częstotliwości taktowania procesora, błędnie wnioskować o ogólnej jakości jego działania. Bardzo wiele zależy tutaj od czynników takich jak architektura procesora czy parametry rdzeni. Rysunek: Przykłady różnych wielordzeniowych architektur łączących w sobie rdzenie energooszczędne (małe_kwadraty) oraz wysokowydajne (duże_kwadraty). © Qualcomm Inne architektury, inne działanie Architektura procesora to termin określający jego budowę i funkcjonalności – głównie chodzi tu o zestaw instrukcji, jakie wykonuje dany procesor, a także sposób ich sprzętowej implementacji. Dla różnych architektur procesorów, wzrost wydajności czy też zwiększenie komfortu użytkownika, wiąże się z zupełnie innymi zmianami czy innowacjami wprowadzanymi do danej architektury w jej kolejnych, nowszych generacjach. Nie powinno więc dziwić to, że różne CPU posiadają odmienne architektury, przeznaczone do nieco innych celów. Wielu projektantów procesorów stosowanych w smartfonach, obejmuje licencją swoje rdzenie CPU. Wykupując taką licencję, inni producenci lub fabryki OEM, mogą wbudować już gotowy rdzeń w dowolny procesor lub system SoC. Niektóre firmy oferują również projektowanie procesorów specjalnego przeznaczenia, o specyficznych architekturach, wykonywanych na zamówienie klienta. Ilość czy przeznaczenie? Nie wszystkie rdzenie zostały zaprojektowane w taki sam sposób. Odmienne architektury oraz kompromisy projektowe, skutkują różnymi poziomami wydajności i mocy. Niektóre jednostki CPU zostały zaprojektowane w taki sposób, aby były w stanie wykonać najbardziej złożone zadania i intensywne prace, w możliwie jak najkrótszym czasie, mimo że często będzie to wymagało zużycia dużych ilości energii. W innych architekturach położono nacisk na wydłużenie życia baterii poprzez konsumpcję możliwie jak najmniejszej ilości energii. Oznacza to, że przy tej samej częstotliwości taktowania, wysokowydajna jednostka CPU wykona powierzone zadania dużo szybciej niż energooszczędna CPU. Rysunek: Przykładowy schemat blokowy budowy procesora. © Qualcomm Różnice w wykonaniu i działaniu tych dwóch jednostek dobrze obrazuje przykład zaczerpnięty z motoryzacji. Wyobraźmy sobie dwa samochody, każdy z nich posiada czterocylindrowy silnik, jednak jeden z nich to samochód hybrydowy, który został zaprojektowany tak, aby zużywać jak najmniej paliwa, natomiast drugi to auto sportowe, stworzone do osiągania dużych prędkości. Silnik możemy tutaj porównać do CPU, natomiast cylindry to jego rdzenie. Przeciętny kupiec samochodu nie będzie prosił sprzedawcy o wskazanie samochodu posiadającego czterocylindrowy silnik, ale raczej zapyta albo o samochód szybki, albo o energooszczędny. Tak samo mało sensu ma ocenianie i kupowanie danego smartfona ze względu na liczbę rdzeni jego procesora. Nie zawsze więcej znaczy lepiej Obecne na rynku procesory mobilne posiadają 4, 6 albo 8 rdzeni CPU. Architektura i funkcjonalności każdego nich mogą się różnić. Wiele CPU łączy i dopasowuje do siebie rdzenie energooszczędne i wysokowydajne w różnorodnych kombinacjach. Dlatego właśnie ocenianie jakości CPU tylko na podstawie ilości rdzeni, które posiada, nie jest zasadne. Jednostka posiadająca 8 energooszczędnych rdzeni będzie działała inaczej niż CPU posiadające 4 „szybkie” rdzenie i 4 rdzenie o niskim poborze mocy. Do wszelkich zastosowań, w których zależy nam na wydajności, zalecane jest stosowanie CPU wyposażonych w co najmniej 2 wysokowydajne rdzenie. Ponieważ wiele aplikacji mobilnych posiada tylko 2 wątki (lub mniej), dwa wysokowydajne rdzenie, które w razie potrzeby mogą współdzielić zadania z rdzeniami energooszczędnymi, są wystarczające dla większości codziennych zastosowań. Dlatego w wielu przypadkach jednostki sześciordzeniowe przewyższają w działaniu CPU wyposażone w 8 rdzeni o niskim poborze mocy. Podsumowując... Na rynku pojawiają się rdzenie o różnych kształtach, rozmiarach i konfiguracjach, z odmiennymi funkcjami, inną wydajnością i zużyciem mocy. Kupując urządzenie mobilne, warto najpierw oszacować ogólne możliwości całego procesora, którego CPU jest tylko częścią. Oceniając jakość jednostki CPU, pamiętajmy nie tylko o liczbie rdzeni, ale także o ich typie i funkcjonalnościach. Źródło: opracowano na podstawie materiałów Qualcomm