Turn it off. Когда два больше четырёх

Turn It Off — нерегулярная колонка главного редактора gg Павла Урусова, в которой он делится своим мнением о главных событиях и актуальных трендах в индустрии гаджетов и высоких технологий.

В последнее время всё чаще начинают звучать голоса, что в 2012 году настоящий гиковский смартфон (или планшет) непременно должен быть четырёхядерным. Действительно, любой школьник знает, что 4 - это ровно в два раза больше, чем 2. Соответственно, четырёхядерное устройство должно работать в два раза быстрее двуядерного, верно?

Басня Крылова

Ваш покорный слуга однажды наблюдал на одном из мероприятий компании Intel следующую картину. На одном столе, на расстоянии буквально 30 см друг от друга, стояли два одинаковых на вид системных блока. На одном из них было написано: Dual-Core x86 CPU, 1.6 GHz. На втором — Single-Core x86 CPU, 1.4 GHz. Всем желающим предлагалось делать ставки, какой процессор окажется быстрее.

К удивлению всех присутствующих, второй компьютер был заметно быстрее в большинстве задач.

Как же так? Ответ прост: в первом компьютере был установлен двуядерный процессор Atom, а во втором — низковольтный Core 2 Solo. Мораль сей басни такова: не всяк мужик, у кого два ядра не всё то золото, что блестит. Или, если быть серьёзным, можно сделать вывод, что производительность зависит от архитектуры процессора как минимум не меньше, чем от количества ядер и тактовой частоты.

Экскурс в историю

Вся история развития микропроцессорной техники пестрит доказательствами данного тезиса. Чтобы не обременять текст излишними примерами, остановлюсь исключительно на процессорах, использующих набор инструкций x86.

Гордон Мур, основатель компании Intel, в 1975 году сформулировал мысль, которая получила название «Закон Мура»: количество транзисторов в массово производимых интегральных схемах удваивается каждые два года. Другой сотрудник Intel, Девид Хаус, отметил, что это приведёт к удвоению производительности микропроцессоров каждые 18 месяцев. С тех пор компания Intel поставила своей целью непрерывно воплощать «закон Мура-Хауса» (назовём это так) в жизнь.

Достигался подобный прирост двумя способами, экстенсивным и интенсивным. Экстенсивный способ повышения производительности заключался в повышении тактовой частоты. Интенсивный способ заключался в усовершенствовании архитектуры процессора (это было возможно за счёт совершенствования техпроцесса и вытекающей из этого возможности размещать на кристалле больше транзисторов).

В результате подобных усовершенствований процессоры, выполненные по новой архитектуре, зачастую оказывались быстрее своих предшественников при меньшей тактовой частоте. Например, Pentium 60 МГц был существенно производительнее, чем i486 100 МГц.

Шли годы, наращивание тактовой частоты процессоров существенно затормозилось в силу естественнонаучных причин, поэтому главным маркетинговым параметром стало количество ядер. Однако принципиально ничего не изменилось, основное влияние на производительность по-прежнему оказывает микроархитектура. В результате двуядерные процессоры на базе микроархитектуры Sandy Bridge (Core i3/i5) в многопоточных задачах сравнимы с 4-ядерными процессорами на базе микроархитектуры Conroe (Core 2), а в однопоточных значительно быстрее их.

Вернёмся к нашим баранам

Так какой всё-таки процессор нужен современному смартфону (или планшету) и сколько ядер лучше? Однозначного ответа на этот вопрос не существует.

Возьмём, к примеру, новичка на рынке платформ для телефонов — компанию Intel. На бумаге только что выпущенный процессор Intel Atom Z2460 выглядит далеко не впечатляюще на фоне современных многоядерных ARM-монстров: одно ядро с тактовой частотой 1.6 ГГц, слабая интегрированная графика PowerVR SGX 540... Разумеется, он должен быть медленнее, чем NVIDIA Tegra 2 или, скажем, Samsung Exynos 4210, не правда ли? Однако взглянем на результаты тестирования производительности (полное описание новой платформы можно найти на AnandTech):

Мы видим, что одноядерный x86-процессор на базе микроархитектуры Intel Bonnell по производительности превосходит двуядерные процессоры на базе ядра ARM Cortex-A9 (о производительности интегрированной графики в данном случае речь не идёт).

В мире ARM недавно произошли сразу два события. Во-первых, появились четырёхядерные чипы на базе ARM Cortex-A9 (NVIDIA Tegra 3, Huawei K3V2); во-вторых — на рынок вышел первый процессор на базе ядра Krait (Qualcomm S4, он же — MSM8960), которое архитектурно близко к грядущему ARM Cortex-A15, но пока только двуядерный. К сожалению, у меня пока не было возможности оценить производительность этих чипов лично, поэтому воспользуюсь информацией коллег с сайта PCMag.com:

Набор микросхем NVIDIA Tegra 3 оказался быстрее лишь в одном синтетическом бенчмарке:

Польза двуядерных процессоров для смартфонов и планшетов на базе ОС Android уже доказана как теоретически, так и эмпирически: вынос потока, отвечающего за отрисовку GUI, на отдельное ядро существенно повышает плавность интерфейса этих устройств. Но вот необходимость четырёх ядер в смартфоне/планшете на сегодняшний день находится под вопросом.

В мире PC пришествие многоядерных процессоров началось намного раньше, чем на мобильных устройствах (в 2006 году!), однако до сих пор количество приложений, способных эффективно использовать более двух вычислительных ядер, крайне невелико. В тех же PC-играх два быстрых ядра практически всегда дают лучший результат, чем четыре медленных.

Если экстраполировать этот опыт на телефоны и планшеты, получится, что именно Qualcomm S4 — а не NVIDIA Tegra 3 — на сегодняшний день является оптимальным решением. Разумеется, через несколько лет ситуация изменится, но к тому времени все товарищи, кричащие о необходимости четырёх ядер, успеют несколько раз поменять телефон на что-то более новое.

В сухом остатке

Что же теперь делать? Правильный ответ — ничего. Просто при покупке нового телефона или планшета стоит интересоваться не только количеством ядер процессора, но и их разновидностью. И покупать именно то, что нужно вам.