Разбор SoC в смартфонах: тонкости и особенности

Погрузимся в мир SoC смартфонов: от истории развития до актуальных трендов. Основные компоненты, их роль и влияние на работу устройства.

Итак, давайте погрузимся в мир SoC, о которых часто слышат, но мало кто понимает их истинную роль в наших смартфонах. SoC — это не просто процессор. Это сердце вашего устройства, его мозг и центральная нервная система. Представьте, что ваш смартфон — это город, и SoC — его управляющий центр. Это тот самый элемент, который координирует работу всех других компонентов: от дисплея до камеры.

На рынке сегодня множество разных SoC, и, как вы уже догадались, они не все одинаковы. От мощности и эффективности до уровня потребления энергии — всё это зависит от выбранного производителя и технологии, используемой в SoC.

Но, возможно, вы думаете: «Мне-то что до этого? Я просто хочу хороший смартфон!» И это совершенно нормально. Мы здесь, чтобы разъяснить этот «технический жаргон», чтобы вы могли принимать осознанные решения. Нет необходимости в том, чтобы вы стали экспертом в этой области, но основная информация поможет вам определить, что именно вы ищете в вашем следующем смартфоне.

Кстати, если вы заинтересовались и хотите узнать больше о конкретных моделях SoC, наш ресурс содержит серию детальных обзоров. Там мы обсуждаем особенности, преимущества и недостатки различных SoC, чтобы помочь вам сделать осознанный выбор. Подробнее о том, какие SoC считаются лучшими в разных категориях, и почему именно они заслуживают вашего внимания.

В конце концов, выбор смартфона — это не только выбор дизайна или камеры, но и «мозгов» вашего устройства. Чтобы сделать обдуманный выбор, ознакомьтесь с рейтингом смартфонов 2023 по соотношению цена-качество. Тем лучше вы осведомлены, тем увереннее ваш выбор.

Процессоры, SoC и чипсеты: в чём разница?

Часто люди используют слова «процессор», «SoC» и «чипсет» как синонимы, когда речь идёт о смартфонах. Эксперты в области мобильных технологий утверждают, что более правильно использовать термин «SoC», что расшифровывается как «система на кристалле». Но что же стоит за этой терминологией?

В прошлом «процессор» употреблялся для описания центрального процессора (ЦП) в настольных компьютерах. Однако в мире мобильных устройств SoC включает в себя не только ЦП, но и множество других компонентов, работающих в синергии.

По сути, все три термина в контексте смартфонов часто указывают на одно и то же устройство. Однако, если говорить строго, «процессор» — это лишь часть SoC, в то время как «чипсет» может включать в себя и другие элементы, кроме процессора.

Таким образом, в наши дни люди могут назвать SoC «процессором» или «чипсетом», хотя это не совсем корректно с технической точки зрения. Но не беспокойтесь, если вы наткнулись на эти термины в различных источниках: в большинстве контекстов они означают примерно одно и то же. Надеюсь, это прояснило ситуацию!

Что такое SoC, если это не просто процессор?

Вы могли слышать утверждения, что SoC можно сравнить с человеческим мозгом. Позвольте мне предложить альтернативное сравнение. Давайте думать о SoC не как о мозге, а как о всей человеческой голове. Смешно? Но следуйте моей мысли. Если рассматривать мозг как аналог процессора, то голова, содержащая мозг и другие органы, представляет собой SoC.

Таким образом, так же как в нашей голове множество различных функций и структур работают совместно, в SoC также сосредоточено множество компонентов, которые работают вместе, дополняя и оптимизируя работу процессора.

Ниже представлена диаграмма, на которой наглядно показаны все элементы, входящие в состав современного SoC.

Элементы современного SoC: на примере Snapdragon 8 Gen 2 от Qualcomm. / © Qualcomm.
Элементы современного SoC: на примере Snapdragon 8 Gen 2 от Qualcomm. / © Qualcomm.

Подумайте о SoC как о «сердце» вашего смартфона. Этот чип координирует и обеспечивает выполнение практически любой операции, которую вы запрашиваете на своем устройстве: от обычного звонка до создания, редактирования и сохранения фотографий и видео с помощью камеры и специализированных приложений.

В чем суть архитектуры ARM?

Когда речь идет о SoC смартфонов, термин «ARM» неизбежно возникает в дискуссиях. Но что же это такое? В кратце, ARM — это британская компания, обладающая правами на архитектуру ARM. Эта архитектура представляет собой набор инструкций и дизайн ядра процессора, который стоит в основе большинства современных SoC.

Неважно, какой бренд смартфона у вас в руках, и на каком чипсете он работает, можно с уверенностью сказать, что основа этого чипсета — архитектура ARM.

Каждый раз, когда вы наталкиваетесь на обзоры и аналитику новых смартфонов, вы будете встречаться с упоминаниями о ARM, особенно в разделах, где говорится о характеристиках SoC. Нередко там будет упомянуты такие детали, как используемые ядра ARM Cortex.

Все современные смартфоны на базе архитектуры ARM/ © ARM
Все современные смартфоны на базе архитектуры ARM/ © ARM

Познавательный момент: стоит отметить, что многие из крупнейших игроков на рынке SoC, такие как Apple, Qualcomm, MediaTek, Huawei и Unisoc, фактически не производят свои SoC на собственных производственных линиях. Они передают эту задачу компаниям, специализирующимся на производстве полупроводников, таким как TSMC, Global Foundries и SMIC. Samsung же является исключением, так как способен не только разрабатывать SoC на основе архитектуры ARM, но и непосредственно их производить.

Основные компоненты в системе на чипе (SoC)

Современная SoC для смартфонов обычно содержит следующие важные компоненты:

Процессор в смартфоне (ЦП)

Процессор действует как мозг смартфона, координируя и управляя большинством его операций. Современные модели этих процессоров обычно многоядерны, и их работоспособность определяется в гигагерцах (ГГц).

В разговорах о мощности и возможностях смартфонов специалисты и обозреватели часто упоминают названия, такие как «Cortex-X3» или «Cortex-A510». Эти термины относятся к конкретным ядрам процессора, содержащимся внутри SoC. Подробное обсуждение особенностей различных ядер и процессоров будет в другой статье.

Графический ускоритель (GPU)

В то время как ЦП отвечает за многие операции в смартфоне, обработка графики требует специализированного компонента. С учетом того, что современные смартфоны часто используются для графически интенсивных приложений, таких как игры и видео, GPU становится ключевым элементом.

Snapdragon 8 Gen 2 использует графический ускоритель Adreno для обеспечения высокой графической производительности. / © Qualcomm.
Snapdragon 8 Gen 2 использует графический ускоритель Adreno для обеспечения высокой графической производительности. / © Qualcomm.

В рецензиях на смартфоны часто упоминается GPU. Например, SoC от Qualcomm обычно включает в себя их графический ускоритель Adreno. Другие производители, такие как ARM и PowerVR, предоставляют свои графические решения, такие как Mali и PowerVR соответственно.

Модуль обработки изображений (ISP)

Современные смартфоны оснащены специализированным модулем для обработки изображений. Его основная задача — преобразование данных с датчика камеры в качественные фотографии, готовые к редактированию и публикации.

Хотя в прошлом ЦП часто занимался этой функцией, с течением времени стало очевидно, что эффективнее использовать для этого специализированный блок. В зависимости от производителя, названия таких модулей могут различаться: например, Qualcomm называет свой ISP «Spectra», а у MediaTek он называется «Imagiq».

Встроенные модемы

В эпоху цифровой связи смартфон стоит в центре нашего общения. Модем — ключевой элемент этой связи, преобразующий радиосигналы в информацию, доступную для вашего устройства. Современные модемы сочетают в себе функции 5G, 4G, 3G и Wi-Fi. Большая часть современных систем на чипе (SoC) для смартфонов имеет интегрированный модем, но существуют исключения.

К примеру, Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1 и Apple A15 Bionic используют отдельные модемы: Snapdragon X65 и X55 соответственно. Термин «внешний» указывает на то, что модем функционирует отдельно от основного SoC. Еще одним примером является Exynos 990 от Samsung, который также применяет внешний модем.

Процессор Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 оснащен модемом Snapdragon X70. / © Qualcomm
Процессор Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 оснащен модемом Snapdragon X70. / © Qualcomm

Что касается наименований модемов, не все производители акцентируют внимание на их брендинге. Однако Qualcomm выделяется в этом плане, давая своим модемам обозначения, начинающиеся с буквы «X», за которой следует номер, например, Qualcomm Snapdragon X75.

Подобно Qualcomm, некоторые другие производители, такие как MediaTek, иногда присваивают своим модемам узнаваемые названия, как это было с их 5G-модемом MediaTek M70 5G. В то время как модемы от HiSilicon известны под маркой «Balong», этот бренд редко упоминается в публичных источниках.

Дополнительные элементы

Помимо вышеупомянутых четырех элементов, в современных SoC присутствуют и другие ключевые компоненты. Например, процессоры цифровых сигналов (DSP) в первую очередь предназначены для обработки данных от различных датчиков и могут также участвовать в воспроизведении аудиозаписей.

С ростом популярности искусственного интеллекта и машинного обучения, многие SoC для смартфонов теперь оснащены нейронными процессорами (NPU) для оптимизации таких задач.

Технологический процесс

При изучении спецификаций SoC вы часто встречаете термин «технологический процесс», указываемый в нанометрах (нм). Простым языком говоря, этот показатель отражает размеры микроструктур внутри SoC.

Хотя можно погрузиться в научные детали и подробно рассказать о полупроводниковой технологии и тонкостях производства, это не цель данного обзора. Главное, что вам стоит знать как потребителю: чем меньше значение технологического процесса, тем более продвинутым, эффективным и, возможно, дорогим получается SoC.

Современные топовые SoC разработаны с использованием 4-нм технологии, в то время как флагманы 2020 года базировались на 7-нм технологическом процессе. Менее мощные и более доступные SoC обычно создаются на основе 7, 10, 11, 12 и 14 нм техпроцессов.

Кто стоит за производством SoC для смартфонов?

В мире производства SoC для смартфонов выделяются несколько ключевых компаний.

  • Apple
  • Qualcomm
  • MediaTek
  • Samsung
  • HiSilicon
  • Unisoc

Давайте рассмотрим основные продукты каждого из этих производителей SoC.

Процессоры от Apple

Apple, имея возможность создавать эксклюзивные SoC для своих устройств, представляет новый процессор для смартфонов ежегодно. До 2010 года компания полагалась на процессоры от Samsung для устройств iPhone и iPad. Однако вскоре Apple переключилась на разработку собственных процессоров на основе ARM. Первой их собственной разработкой стал Apple A4, который был представлен в 2010 году.

Спустя тринадцать лет, в портфолио Apple появился процессор Apple A16 Bionic, который устанавливается в iPhone 14 Pro и Pro Max. Этот процессор часто называют одним из самых продвинутых и мощных на рынке смартфонов.

Предыдущие поколения процессоров A-серии Apple также удерживали позиции лидеров по производительности в своё время. Кроме того, Apple использует процессоры A-серии в планшетах iPad. И начиная с 2021 года, компания представила линейку MacBook на базе модифицированной версии A14 Bionic, известной как Apple M1. Если вы рассматриваете альтернативы iPhone, ознакомьтесь с этим обзором: Лучшие альтернативы iPhone 14, какой телефон купить вместо iPhone 14.

Процессоры от Qualcomm

Американский гигант Qualcomm лидирует в мире производителей SoC для смартфонов, включая компактные смартфоны 2023 года. Ее чипы для смартфонов известны под торговой маркой Snapdragon. От бюджетных до премиум решений, Qualcomm предлагает широкий спектр процессоров, делая Snapdragon одним из наиболее узнаваемых брендов в индустрии.

Линейка Qualcomm Snapdragon 8

Чипсеты из 8-й серии Qualcomm долгое время были эталоном производительности для Android-смартфонов. В 2022 году компания отошла от названия серии 800, представив линейку Snapdragon 8 Gen. После дебюта Snapdragon 8 Gen 1 и 8+ Gen 1, в 2023 году лидером линейки становится Snapdragon 8 Gen 2.

Snapdragon 8 Gen 2 — лучший процессор Qualcomm на 2023 год. / © Qualcomm
Snapdragon 8 Gen 2 — лучший процессор Qualcomm на 2023 год. / © Qualcomm

Эта серия чипсетов разработана специально для топовых смартфонов. Qualcomm интегрирует в них передовые технологии в сферах искусственного интеллекта, машинного обучения и коммуникаций. Ранее ключевыми представителями этой линейки были Snapdragon 888+ и 888 в 2021 году, а также Snapdragon 865+ и 865 в 2020 году.

Линейка Qualcomm Snapdragon 7

Линейка Snapdragon 7 представляет собой чипсеты среднего уровня. Они могут не сравниваться по мощности с 8-й серией, но они идеально подходят для фотосъемки, игр и повседневных задач. Вершина этой серии на текущий момент — Snapdragon 7+ Gen 2.

Традиционная «коробка для бенто» суммирует основные характеристики Snapdragon 7+ Gen 2. / © Qualcomm
Традиционная «коробка для бенто» суммирует основные характеристики Snapdragon 7+ Gen 2. / © Qualcomm

В этой категории вы также найдете модели, такие как Snapdragon 778G+, 778G, 780G, 750G и 720G. Другие заметные представители линейки Snapdragon 700 включают в себя Snapdragon 765G, Snapdragon 732G и Snapdragon 720G. Подробнее об этих процессорах вы можете прочитать в ТОП средних мобильных процессоров.

Qualcomm Snapdragon серия 6

SoC из серии Snapdragon 6 предназначены для доступных смартфонов, в основном среднего и начального класса. Хотя они не могут похвастаться выдающейся производительностью, они обеспечивают хороший баланс мощности и эффективности для большинства стандартных задач.

Qualcomm Snapdragon 695 5G. / © Qualcomm

Эти чипсеты также снабжены графическими модулями, которые могут без особых трудностей обеспечить игру в графически интенсивные игры. Ведущей моделью в этой серии является Snapdragon 6 Gen 1, а кроме того, среди популярных моделей можно выделить Snapdragon 695 5G и 680.

Линейка Snapdragon 400

SoC из линейки Snapdragon 400 предназначены, в основном, для бюджетных смартфонов. Несмотря на то что они способны обеспечивать выполнение базовых функций, они не идеально подходят для интенсивных задач, таких как игры или одновременная работа с несколькими приложениями. В эту серию входят Snapdragon 4 Gen 1, а также такие модели, как Snapdragon 480+, 480 и 460.

Snapdragon 480 является наиболее востребованным процессором в этой серии от Qualcomm. / © Qualcomm
Snapdragon 480 является наиболее востребованным процессором в этой серии от Qualcomm. / © Qualcomm

Процессоры Qualcomm Series 2

Эта линия чипсетов обычно предназначена для смартфонов в начальном ценовом сегменте, чаще всего продающихся на восходящих рынках. Большая часть аудитории, выбирающая устройства на базе процессоров Qualcomm Snapdragon 200, обычно не имеет возможности приобрести более дорогие смартфоны. Многие из этих пользователей недавно перешли на смартфоны с простых кнопочных телефонов.

Модели в этой серии: Snapdragon 215, Snapdragon 212, Snapdragon 205.

Кроме процессоров для смартфонов, Qualcomm также разрабатывает чипсеты для умных часов в рамках своей платформы Wear Platform.

Процессоры MediaTek

Тайваньская компания MediaTek, ранее прославившаяся благодаря бюджетным SoC для доступных смартфонов, включая лучшие противоударные смартфоны на сегодняшний день, последние годы активно конкурирует с гигантами вроде Qualcomm. Прогрессивно развивая сегменты начального и среднего уровня, MediaTek укрепляет своё место на рынке, разработав и более мощные чипсеты, такие как Helio и Dimensity.

MediaTek Dimensity 5G

Линейка Dimensity от MediaTek представляет собой ряд SoC, спроектированных с акцентом на 5G-связь. В то время как Qualcomm 800 сконцентрирована преимущественно на премиальных устройствах, Dimensity от MediaTek предлагает решения для всех категорий устройств: от флагманов до бюджетных моделей.

Dimensity 9200 от MediaTek — это высший показатель их технологических возможностей. / © MediaTek.
Dimensity 9200 от MediaTek — это высший показатель их технологических возможностей. / © MediaTek.

На данный момент вершина ассортимента MediaTek представлена моделями Dimensity 9200, 9000+ и 9000. На более доступном сегменте рынка представлены варианты типа Dimensity 8200, 7200, 6080 и 1300.

MediaTek Helio G серия

Helio G от MediaTek представляет собой набор игровых чипсетов, предназначенных для бюджетных и начальных игровых смартфонов. В этой серии чипсетов представлены модели, начиная от начального Helio G25 до более продвинутого Helio G99.

MediaTek Helio P серия

Helio P серия от MediaTek представляет собой набор бюджетных чипсетов, который ранее был ключевым в бюджетном ассортименте компании до появления игровой серии G. Хотя многие модели из серии P очень похожи на их аналоги из серии G, основное отличие заключается в улучшенной графике последних. В этой серии представлены такие чипсеты как Helio P95, P90 и P70 в высшем классе, Helio P60 и P65 в среднем классе, а также Helio P20 семейство (P20, P22, P25) для более доступных моделей.

MediaTek Helio A серия

Серия Helio A представляет собой линейку начальных чипсетов от MediaTek, нацеленную на доступные Android-смартфоны. Они чаще всего используются брендами, нацеленными на рынки развивающихся стран и предлагающими устройства более доступного ценового диапазона. В этой серии представлены чипсеты такие как Helio A20, A22 и A25.

Процессоры Samsung Exynos

Южнокорейская компания Samsung не только производит известные всему миру смартфоны, но и имеет подразделение по производству полупроводников. Одной из ключевых продуктовых линий этого подразделения является серия процессоров Exynos, предназначенных для мобильных устройств. Несмотря на то что чипсеты Exynos преимущественно используются в устройствах Samsung, иногда компания поставляет их и другим брендам. Особенностью Exynos является сложная система именования, которая может затруднить понимание их различий и характеристик.

Флагманские процессоры Exynos

До 2022 года Samsung активно использовала в своих флагманских устройствах процессоры линейки Exynos. Однако, столкнувшись с проблемами в работе Exynos 2200 в моделях Galaxy S22, компания приняла решение переключиться на чипсеты Qualcomm для своих топовых моделей. С этого момента кажется, что Samsung ушла от использования Exynos в своих флагманских устройствах.

Тем не менее, на сайте Samsung чипсеты Exynos 2200 и 2100 по-прежнему представлены как высокопроизводительные решения.

Exynos 2200 — последний топовый процессор от Samsung. / © Samsung.

Процессоры Exynos для бюджетных и среднеклассовых устройств

Samsung предлагает ряд процессоров среднего класса, включая Exynos 1380, который можно найти в Galaxy A54, и Exynos 1330. Процессор Exynos 1280, выпущенный в 2022 году, также является одним из лидирующих в среднем сегменте.

Дополняя ассортимент, начиная с 2021 года, Samsung также предлагает линейку процессоров Exynos 9600, выпущенных в 2019 году. В эту серию входят модели Exynos 9609, 9610 и 9611, среди которых 9611 активно применяется в бюджетных смартфонах бренда.

Процессоры HiSilicon Kirin (Huawei)

Huawei, крупнейший китайский телекоммуникационный производитель, также владеет собственной линией процессоров для смартфонов. Эти чипы создаются их дочерней компанией HiSilicon и выпускаются под маркой Kirin.

Аналогично Samsung, Huawei предпочитает интегрировать процессоры Kirin только в свои устройства. Отметим, что Honor, ранее принадлежавший Huawei, также устанавливал чипы Kirin в свои продукты. Но из-за торговых напряжений между США и Китаем HiSilicon столкнулась с рядом препятствий. После проблем с американским правительством HiSilicon объявила о прекращении выпуска процессоров Kirin. На момент написания статьи будущее линейки Kirin было неопределенным. Тем не менее, давайте рассмотрим последние модели чипсетов Kirin.

Kirin: Флагманские чипсеты серий 900 и 9000

Современные топовые чипсеты HiSilicon принадлежат линейке Kirin 9000, в которую входят Kirin 9000 и 9000E. В 2020 году флагманами были чипсеты из линейки Kirin 990, включая Kirin 990, Kirin 990 5G и Kirin 990E 5G. Рассматривая историческую перспективу, стоит упомянуть, что ранее флагманские устройства Huawei работали на процессорах Kirin 970, Kirin 960 и Kirin 950.

Kirin 9000 — последняя новинка от Huawei. Но его будущее под угрозой © HiSilicon

Серии Kirin 700 и 600

В своих бюджетных смартфонах Huawei активно применяла чипсеты из серий Kirin 700 и 600. Они разработаны с целью конкуренции с чипсетами серий 600 и 700 от Qualcomm. Однако с 2017 по 2018 год нововведений в этой серии практически не было. Последним значимым представителем из этой линейки, выпущенным в 2018 году, стал Kirin 710. Что касается серии Kirin 600, то последнее ее обновление датируется 2017 годом и Kirin 659.

Чипсеты Unisoc (ранее известные как Spreadtrum)

Unisoc — производитель микросхем для смартфонов, который, несмотря на свою не такую явную популярность по сравнению с Qualcomm, MediaTek, Samsung или Huawei, предлагает широкий ассортимент чипсетов для мобильных устройств, идеально подходящих для лучших смартфонов 2023 года до 15000 рублей. Главная характеристика этих чипсетов — их ориентация на бюджетный сегмент рынка.

Unisoc ещё не завоевал широкой известности на Западе, но представляет собой свежего участника в мире SoC. / © Unisoc
Unisoc ещё не завоевал широкой известности на Западе, но представляет собой свежего участника в мире SoC. / © Unisoc

Среди последних анонсов компании можно отметить Unisoc Tiger T7520 — мощный чипсет с поддержкой 5G, созданный на 6-нанометровой технологии. Кроме того, Unisoc ранее представила T7510 — более доступный 5G-чипсет, который был выпущен в 2020 году. Среди 4G-чипсетов компании выделяются модели T710, T618 и T610.

Теперь, имея общее представление о том, что такое чипсет для смартфона и какие игроки доминируют на этом рынке, вы можете лучше оценить технические характеристики вашего устройства. Этот материал — лишь начало планируемой серии статей на XPCOM.RU, посвященных мобильным чипсетам. Мы планируем регулярно обновлять этот обзор, добавляя ссылки на новые материалы.

Оставайтесь с нами, чтобы быть в курсе всех новинок!

0 0 votes
Рейтинг статьи
Subscribe
Notify of
guest

0 комментариев
Inline Feedbacks
View all comments
gorban
gorbanhttps://xpcom.ru
Ведущий автор и создатель сайта xpcom.ru, я погрузился в мир высоких технологий и мобильных устройств с 2004 года. Начиная карьеру с должности интернет-маркетолога, я расширил свои горизонты и стал программистом, разработав несколько приложений для Android, программ для Windows и Mac. Мои знания и опыт охватывают широкий спектр современных технологий, и я стремлюсь делиться ими на страницах xpcom.ru. Владею тремя языками, что позволяет мне оставаться в курсе мировых тенденций и находить интересные темы для моих читателей. В свободное время я наслаждаюсь морем и ценю хороший юмор - эти два аспекта добавляют мне энергии для продолжения моей работы и вдохновения для новых идей.

Рекомендуемые статьи

Похожие посты