Первые чипы ARM появились еще три десятилетия назад благодаря стараниям британской компании Acorn Computers (ныне ARM Limited), но долгое время пребывали в тени своих более именитых собратьев – процессоров архитектуры х86. Все перевернулось с ног на голову с переходом IT-индустрии в пост-компьютерную эпоху, когда балом стали править уже не ПК, а мобильные гаджеты.
Особенности архитектуры ARM
Начать стоит, пожалуй, с того, что в процессорной архитектуре x86, которую сейчас используют компании Intel и AMD, применяется набор команд CISC (Complex Instruction Set Computer), хоть и не в чистом виде. Так, большое количество сложных по своей структуре команд, что долгое время было отличительной чертой CISC, сначала декодируются в простые, и только затем обрабатываются. Понятное дело, на всю эту цепочку действий уходит немало энергии.
В качестве энергоэффективной альтернативы выступают чипы архитектуры ARM с набором команд RISC (Reduced Instruction Set Computer). Его преимущество в изначально небольшом наборе простых команд, которые обрабатываются с минимальными затратами. Как результат, сейчас на рынке потребительской электроники мирно (на самом деле, не очень мирно) уживаются две процессорные архитектуры – х86 и ARM, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Архитектура х86 позиционируется как более универсальная с точки зрения посильных ей задач, включая даже столь ресурсоемкие, как редактирование фотографий, музыки и видео, а также шифрование и сжатие данных. В свою очередь архитектура ARM «выезжает» за счет крайне низкого энергопотребления и в целом-то достаточной производительности для важнейших на сегодня целей: прорисовки веб-страниц и воспроизведения медиaконтента.
Бизнес-модель компании ARM Limited
Сейчас компания ARM Limited занимается лишь разработкой референсных процессорных архитектур и их лицензированием. Создание же конкретных моделей чипов и их последующее массовое производство – это уже дело лицензиатов ARM, которых насчитывается превеликое множество. Есть среди них как известные лишь в узких кругах компании вроде STMicroelectronics, HiSilicon и Atmel, так и IT-гиганты, имена которых у всех на слуху – Samsung, NVIDIA и Qualcomm. С полным списком компаний-лицензиатов можно ознакомиться на соответствующей странице официального сайта ARM Limited .
Столь большое число лицензиатов вызвано в первую очередь обилием сфер применения ARM-процессоров, причем мобильные гаджеты – это лишь вершина айсберга. Недорогие и энергоэффективные чипы используется во встраиваемых системах, сетевом оборудовании и измерительных приборах. Платежные терминалы, внешние 3G-модемы и спортивные пульсометры – все эти устройства основаны на процессорной архитектуре ARM.
По подсчетам аналитиков, сама ARM Limited зарабатывает на каждом произведенном чипе $0,067 в виде роялти. Но это сильно усредненная сумма, ведь по себестоимости новейшие многоядерные процессоры значительно превосходят одноядерные чипы устаревшей архитектуры.
Однокристальная система
С технической точки зрения называть чипы архитектуры ARM процессорами не совсем верно, ведь помимо одного или нескольких вычислительных ядер они включают целый ряд сопутствующих компонентов. Более уместными в данном случае являются термины однокристальная система и система-на-чипе (от англ. system on a chip).
Так, новейшие однокристальные системы для смартфонов и планшетных компьютеров включают контроллер оперативной памяти, графический ускоритель, видеодекодер, аудиоокодек и опционально модули беспроводной связи. Узкоспециализированные чипы могут включать дополнительные контроллеры для взаимодействия с периферийными устройствами, например датчиками.
Отдельные компоненты однокристальной системы могут быть разработаны как непосредственно ARM Limited, так и сторонними компаниями. Ярким тому примером являются графические ускорители, разработкой которых помимо ARM Limited (графика Mali) занимаются Qualcomm (графика Adreno) и NVIDIA (графика GeForce ULP).
Не стоит забывать и про компанию Imagination Technologies, которая ничем другим, кроме проектирования графических ускорителей PowerVR, вообще не занимается. А ведь именно ей принадлежит чуть ли не половина глобального рынка мобильной графики: гаджеты Apple и Amazon, планшетники Samsung Galaxy Tab 2, а также недорогие смартфоны на базе процессоров MTK.
Устаревшие поколения чипов
Морально устаревшими, но все еще широко распространенными процессорными архитектурами являются ARM9 и ARM11, которые принадлежат к семействам ARMv5 и ARMv6 соответственно.
ARM9 . Чипы ARM9 могут достигать тактовой частоты 400 МГц и, скорее всего, именно они установлены внутри вашего беспроводного маршрутизатора и старенького, но все еще надежно работающего мобильного телефона вроде Sony Ericsson K750i и Nokia 6300. Критически важным для чипов ARM9 является набор инструкций Jazelle, который позволяет комфортно работать с Java-приложениями (Opera Mini, Jimm, Foliant и др.).
ARM11 . Процессоры ARM11 могут похвастаться расширенным по сравнению с ARM9 набором инструкций и куда более высокой тактовой частотой (вплоть до 1 ГГц), хотя для современных задач их мощности тоже не достаточно. Тем не менее, благодаря невысокому энергопотреблению и, что не менее важно, себестоимости, чипы ARM11 до сих пор применяются в смартфонах начального уровня: Samsung Galaxy Pocket и Nokia 500.
Современные поколения чипов
Все более-менее новые чипы архитектуры ARM принадлежат к семейству ARMv7, флагманские представители которого уже достигли отметки в восемь ядер и тактовой частоты свыше 2 ГГц. Разработанные непосредственно ARM Limited процессорные ядра принадлежат к линейке Cortex и большинство производителей однокристальных систем используют их без существенных изменений. Лишь компании Qualcomm и Apple создали собственные модификации на основе ARMv7 – первая назвала свои творения Scorpion и Krait, а вторая – Swift.
ARM Cortex-A8. Исторически первым процессорным ядром семейства ARMv7 было Cortex-A8, которое легло в основу таких известных SoC своего времени как Apple A4 (iPhone 4 и iPad) и Samsung Hummingbird (Samsung Galaxy S и Galaxy Tab). Оно демонстрирует примерно вдвое более высокую производительность по сравнению с предшествующим ARM11. К тому же, ядро Cortex-A8 получило сопроцессор NEON для обработки видео высокого разрешения и поддержку плагина Adobe Flash.
Правда, все это негативно сказалось на энергопотреблении Cortex-A8, которое значительно выше чем у ARM11. Несмотря на то, что чипы ARM Cortex-A8 до сих пор применяются в бюджетных планшетниках (однокристальная система Allwiner Boxchip A10), их дни пребывания на рынке, по всей видимости, сочтены.
ARM Cortex-A9. Вслед за Cortex-A8 компания ARM Limited представила новое поколение чипов – Cortex-A9, которое сейчас является самым распространенным и занимает среднюю ценовую нишу. Производительность ядер Cortex-A9 выросла примерно втрое по сравнению с Cortex-A8, да еще и появилась возможность объединять их по два или даже четыре на одном чипе.
Сопроцессор NEON стал уже необязательным: компания NVIDIA в своей однокристальной системе Tegra 2 его упразднила, решив освободить побольше места для графического ускорителя. Правда, ничего хорошего из этого не вышло, ведь большинство приложений-видеопроигрывателей все равно ориентировались на проверенный временем NEON.
Именно во времена «царствования» Cortex-A9 появились первые реализации предложенной ARM Limited концепции big.LITTLE, согласно которой однокристальные системы должны иметь одновременно мощные и слабые, но энергоэффективные процессорные ядра. Первой реализацией концепции big.LITTLE стала система-на-чипе NVIDIA Tegra 3 с четырьмя ядрами Cortex-A9 (до 1,7 ГГц) и пятым энергоэффективным ядром-компаньоном (500 МГц) для выполнения простеньких фоновых задач.
ARM Cortex-A5 и Cortex-A7. При проектировании процессорных ядер Cortex-A5 и Cortex-A7 компания ARM Limited преследовала одно и ту же цель – добиться компромисса между минимальным энергопотреблением ARM11 и приемлемым быстродействием Cortex-A8. Не забыли и про возможность объединения ядер по два-четыре – многоядерные чипы Cortex-A5 и Cortex-A7 мало-помалу появляются в продаже (Qualcomm MSM8625 и MTK 6589).
ARM Cortex-A15. Процессорные ядра Cortex-A15 стали логическим продолжением Cortex-A9 – как результат, чипам архитектуры ARM впервые в истории удалось примерно сравниться по быстродействию с Intel Atom, а это уже большой успех. Не зря ведь компания Canonical в системных требования к версии ОС Ubuntu Touch с полноценной многозадачностью указала двухъядерный процессор ARM Cortex-A15 или аналогичный Intel Atom.
Очень скоро в продажу поступят многочисленные гаджеты на базе NVIDIA Tegra 4 с четырьмя ядрами ARM Cortex-A15 и пятым ядром-компаньоном Cortex-A7. Вслед за NVIDIA концепцию big.LITTLE подхватила компания Samsung: «сердцем» смартфона Galaxy S4 стал чип Exynos 5 Octa с четырьмя ядрами Cortex-A15 и таким же количеством энергоэффективных ядер Cortex-A7.
Дальнейшие перспективы
Мобильные гаджеты на базе чипов Cortex-A15 еще толком не появились в продаже, а основные тенденции дальнейшего развития архитектуры ARM уже известны. Компания ARM Limited уже официально представила следующее семейство процессоров ARMv8, представители которого в обязательном порядке будут 64-разрядными. Открывают новую эпоху RISC-процессоров ядра Cortex-A53 и Cortex-A57: первое энергоэффективное, а второе высокопроизводительное, но оба способны работать с большими объемами оперативной памяти.
Производители потребительской электроники семейством процессоров ARMv8 пока особо-то не заинтересовались, но на горизонте вырисовались новые лицензиаты, планирующие вывести чипы ARM на серверный рынок: AMD и Calxeda. Идея новаторская, но вполне имеет право на жизнь: те же графические ускорители NVIDIA Tesla, состоящие из большого числа простых ядер, на практике доказали свою эффективность как серверных решений.
Подавляющее большинство современных гаджетов используют процессоры на архитектуре ARM, разработкой которой занимается одноимённая компания ARM Limited. Что интересно, компания сама не производит процессоры, а только лицензирует свои технологии для сторонних производителей чипов. Помимо этого, компания также разрабатывает процессорные ядра Cortex и графические ускорители Mali, которых мы обязательно коснёмся в этом материале.
Компания ARM, фактически, является монополистом в своей области, и подавляющее большинство современных смартфонов и планшетов на различных мобильных операционных системах используют процессоры именно на архитектуре ARM. Производители чипов лицензируют у ARM отдельные ядра, наборы инструкций и сопутствующие технологии, причём стоимость лицензий значительно разнится в зависимости от типа процессорных ядер (это могут быть как маломощные бюджетные решения, так и ультрасовременные четырёхъядерные и даже восьмиядерные чипы) и дополнительных компонентов. Годовой отчёт о прибыли ARM Limited за 2006 год показал выручку в 161 миллион долларов за лицензирование около 2,5 миллиардов процессоров (в 2011 году этот показатель составил уже 7,9 млрд), что означает примерно 0,067 долларов за один чип. Впрочем, по озвученной выше причине, это очень усреднённый показатель из-за разницы в ценах на различные лицензии, и с тех пор прибыль компании должна была вырасти многократно.
В настоящее время ARM-процессоры имеют очень широкое распространение. Чипы на этой архитектуре используются повсюду, вплоть до серверов, но чаще всего ARM можно встретить во встраиваемых и мобильных системах, начиная с контроллеров для жёстких дисков и заканчивая современными смартфонами, планшетами и прочими гаджетами.
ARM разрабатывает несколько семейств ядер, которые используются для различных задач. К примеру, процессоры, основанные на Cortex-Mx и Cortex-Rx (где “х” — цифра или число, обозначающее точный номер ядра) используются во встраиваемых системах и даже бытовых устройствах, к примеру, роутерах или принтерах.
Подробно на них мы останавливаться не будем, ведь нас, в первую очередь, интересует семейство Cortex-Ax — чипы с такими ядрами используются в наиболее производительных устройствах, в том числе смартфонах, планшетах и игровых консолях. ARM постоянно работает над новыми ядрами из линейки Cortex-Ax, но на момент написания этой статьи в смартфонах используются следующие из них:
Cortex-A5;
Cortex-A7;
Cortex-A8;
Cortex-A9;
Cortex-A12;
Cortex-A15;
Cortex-A53;
Чем больше цифра — тем выше производительность процессора и, соответственно, дороже класс устройств, в которых он используется. Впрочем, стоит отметить, что это правило соблюдается не всегда: к примеру, чипы на ядрах Cortex-A7 имеют большую производительность, нежели на Cortex-A8. Тем не менее, если процессоры на Cortex-A5 уже считаются чуть ли не устаревшими и почти не используются в современных устройствах, то CPU на Cortex-A15 можно найти во флагманских коммуникаторах и планшетах. Не так давно ARM официально объявила о разработке новых, более мощных и, одновременно, энергоэффективных ядер Cortex-A53 и Cortex-A57, которые будут объединены на одном чипе с применением технологии ARM big.LITTLE и поддерживать набор команд ARMv8 (“версию архитектуры”), но в настоящее время они не применяются в массовых потребительских устройствах. Большинство чипов с ядрами Cortex могут быть многоядерными, и в современных топовых смартфонах повсеместное распространение получили четырёхъядерные процессоры.
Крупные производители смартфонов и планшетов обычно используют процессоры известных чипмейкеров вроде Qualcomm или собственные решения, которые уже успели стать довольно популярными (к примеру, Samsung и её семейство чипсетов Exynos), но среди технических характеристик гаджетов большинства небольших компаний зачастую можно встретить описание вроде “процессор на Cortex-A7 с тактовой частотой 1 ГГц” или “двухъядерный Cortex-A7 с частотой 1 ГГц”, которое обычному пользователю ничего не скажет. Для того, чтобы разобраться, в чём заключаются отличия таких ядер между собой, остановимся на основных.
Cortex-A5
Ядро Cortex-A5 используются в недорогих процессорах для наиболее бюджетных устройств. Такие устройства предназначены только для выполнения ограниченного круга задач и запуска простых приложений, но совершенно не рассчитаны на ресурсоёмкие программы и, тем более, игры. В качестве примера гаджета с процессором на Cortex-A5 можно назвать Highscreen Blast, который получил чип Qualcomm Snapdragon S4 Play MSM8225, содержащий два ядра Cortex-A5 с тактовой частотой 1,2 ГГц.
Cortex-A7
Процессоры на Cortex-A7 являются более мощными, чем чипы Cortex-A5, а кроме того, больше распространены. Такие чипы выполняются по 28-нанометровому техпроцессу и имеют большой кэш второго уровня до 4 мегабайт. Ядра Cortex-A7 встречаются, преимущественно, в бюджетных смартфонах и недорогих устройствах среднего сегмента вроде iconBIT Mercury Quad, а также, в качестве исключения, в Samsung Galaxy S IV GT-i9500 с процессором Exynos 5 Octa — этот чипсет при выполнении нетребовательных задач использует энергосберегающий четырёхъядерный процессор на Cortex-A7.
Cortex-A8
Ядро Cortex-A8 не так распространено, как его “соседи”, Cortex-A7 и Cortex-A9, но всё же используется в различных гаджетах начального уровня. Рабочая тактовая частота чипов на Cortex-A8 может составлять от 600 МГц до 1 ГГц, но иногда производители разгоняют процессоры и до более высоких частот. Особенностью ядра Cortex-A8 является отсутствие поддержки многоядерных конфигураций (то есть, процессоры на этих ядрах могут быть только одноядерными), а выполняются они по 65-нанометровому техпроцессу, который уже считается устаревшим.
Сortex-A9
Ещё пару лет назад ядра Cortex-A9 считались топовым решением и использовались как в традиционных одноядерных, так и более мощных двухъядерных чипах, например Nvidia Tegra 2 и Texas Instruments OMAP4. В настоящее время процессоры на Cortex-A9, выполненные по 40-нанометровому техпроцессу не теряют популярность и используются во многих смартфонах среднего сегмента. Рабочая частота таких процессоров может составлять от 1 до 2 и более гигагерц, но обычно она ограничивается 1,2-1,5 ГГц.
Cortex-A12
В июне 2013 года компания ARM официально представила ядро Cortex-A12, которое выполняется по новому 28-нанометровому техпроцессу и призвано заменить ядра Cortex-A9 в смартфонах среднего сегмента. Разработчик обещает увеличение производительности на 40% по сравнению с Cortex-A9, а кроме того, ядра Cortex-A12 смогут участвовать в архитектуре ARM big.LITTLE в качестве производительных вместе с энергосберегающими Cortex-A7, что позволит производителям создавать недорогие восьмиядерные чипы. Правда,на момент написания статьи всё это только в планах, и массовое производство чипов на Cortex-A12 ещё не налажено, хотя компания RockChip уже объявила о своём намерении выпустить четырёхъядерный процессор на Cortex-A12 с частотой 1,8 ГГц.
Cortex-A15
На 2013 год ядро Cortex-A15 и его производные является топовым решением и используется в чипах флагманских коммуникаторах различных производителей. Среди новых процессоров, выполненных по 28-нм техпроцессу и основанных на Cortex-A15 — Samsung Exynos 5 Octa и Nvidia Tegra 4, а также это ядро нередко выступает платформой для модификаций других производителей. Например, последний процессор компании Apple A6X использует ядра Swift, которые являются модификацией Cortex-A15. Чипы на Cortex-A15 способны работать на частоте 1,5-2,5 ГГц, а поддержка множества стандартов сторонних компаний и возможность адресовать до 1 ТБ физической памяти делает возможным применение таких процессоров в компьютерах (как тут не вспомнить мини-компьютер размером с банковскую карту Raspberry Pi).
Cortex-A50 series
В первой половине 2013 года ARM представила новую линейку чипов, которая получила название Cortex-A50 series. Ядра этой линейки будут выполнены по новой версии архитектуры, ARMv8, и поддерживать новые наборы команд, а также станут 64-битными. Переход на новую разрядность потребует оптимизации мобильных операционных систем и приложений, но, разумеется, сохранится поддержка десятков тысяч 32-битных приложений. Первой на 64-битную архитектуру перешла компания Apple. Последние устройства компании, например, iPhone 5S, работают на именно таком ARM-процессоре Apple A7. Примечательно, что он не использует ядра Cortex – они заменены на собственные ядра производителя под названием Swift. Одна из очевидных причин необходимости перехода к 64-битным процессорам — поддержка более 4 ГБ оперативной памяти, а, кроме того, возможность оперировать при вычислении намного большими числами. Конечно, пока это актуально, в первую очередь, для серверов и ПК, но мы не удивимся, если через несколько лет на рынке появятся смартфоны и планшеты с таким объёмом ОЗУ. На сегодняшний день о планах по выпуску чипов на новой архитектуре и смартфонов с их использованием ничего не известно, но, вероятно, именно такие процессоры и получат флагманы в 2014 году, о чём уже заявила компания Samsung.
Cortex-A53
Открывает серию ядро Cortex-A53, которое будет прямым “наследником” Cortex-A9. Процессоры на Cortex-A53 заметно превосходят чипы на Cortex-A9 в производительности, но, при этом, сохраняется низкое энергопотребление. Такие процессоры могут быть использованы как по одиночке, так и в конфигурации ARM big.LITTLE, будучи объединенными на одном чипсете с процессором на Cortex-A57
Процессоры на Cortex-A57, которые будут выполнены по 20-нанометровому техпроцессу, должны стать самыми мощными ARM-процессорами в ближайшем будущем. Новое ядро значительно превосходит своего предшественника, Cortex-A15 по различным параметрам производительности (сравнение вы можете видеть выше), и, по словам ARM, которая всерьёз нацелена на рынок ПК, станет выгодным решением для обычных компьютеров (включая лэптопы), а не только мобильных устройств.
В качестве высокотехнологичного решения проблемы энергопотребления современных процессоров ARM предлагает технологию big.LITTLE, суть которой заключается в объединении на одном чипе ядер различных типов, как правило, одинакового количества энергосберегающих и высокопроизводительных.
Существует три схемы работы ядер различного типа на одном чипе: big.LITTLE (миграция между кластерами), big.LITTLE IKS (миграция между ядрами) и big.LITTLE MP (гетерогенный мультипроцессинг).
big.LITTLE (миграция между кластерами)
Первым чипсетом на архитектуре ARM big.LITTLE стал процесссор Samsung Exynos 5 Octa. В нём используется оригинальная схема big.LITTLE “4+4”, что означает объединение в два кластера (отсюда и название схемы) на одном кристалле четырёх высокопроизводительных ядер Cortex-A15 для ресурсоёмких приложений и игр и четырёх энергосберегающих ядер Cortex-A7 для повседневной работы с большинством программ, причём в один момент времени могут работать ядра только одного типа. Переключение между группами ядер происходит практически мгновенно и незаметно для пользователя в полностью автоматическом режиме.
Более сложная реализация архитектуры big.LITTLE — объединение нескольких реальных ядер (как правило двух) в одно виртуальное, управляемое ядром операционной системы, которое решает, какие задействовать ядра — энергоэффективные или производительные. Разумеется, виртуальных ядер также несколько — на иллюстрации приведен пример схемы IKS, где в каждом из четырёх виртуальных ядер находятся по одному ядру Cortex-A7 и Cortex-A15.
Схема big.LITTLE MP является наиболее “продвинутой” — в ней каждое ядро является независимым и может включаться ядром ОС по необходимости. Это значит, что если используются четыре ядра Cortex-A7 и столько же ядер Cortex-A15, в чипсете, построенном на архитектуре ARM big.LITTLE MP, смогут работать одновременно все 8 ядер, даже несмотря на то, что они разных типов. Одним из первых процессоров такого типа стал восьмиядерный чип компании , который может работать на тактовой частоте 2 ГГц, а также записывать и воспроизводить видео в разрешении UltraHD.
Будущее
По имеющейся на данный момент информации, в ближайшее время ARM совместно с другими компаниями планирует наладить выпуск big.LITTLE чипов следующего поколения, которые будут использовать новые ядра Cortex-A53 и Cortex-A57. Кроме того, бюджетные процессоры на ARM big.LITTLE собирается выпускать китайский производитель MediaTek, которые будут работать по схеме “2+2”, то есть, использовать две группы по два ядра.
Помимо процессоров, ARM также разрабатывает и графические ускорители семейства Mali. Подобно процессорам, графические ускорители характеризуются множеством параметров, например, уровнем сглаживания, интерфейсом шины, кэшем (сверхбыстрая память, используемая для повышения скорости работы) и количеством “графических ядер” (хотя, как мы писали в прошлой статье, этот показатель, несмотря на похожесть с термином, использующимся при описании CPU, практически не влияет на производительность при сравнении двух GPU).
Первым графическим ускорителем ARM стал ныне неиспользуемый Mali 55, который был использован в сенсорном телефоне LG Renoir (да-да, самом обычном сотовом телефоне). GPU не использовался в играх — только для отрисовки интерфейса, и обладал примитивными по нынешним меркам характеристиками, но именно он стал “родоначальником” серии Mali.
С тех пор прогресс шагнул далеко вперёд, и сейчас немалое значение имеют поддерживаемые API и игровые стандарты. К примеру, поддержка OpenGL ES 3.0 сейчас заявлена только в самых мощных процессорах вроде Qualcomm Snapdragon 600 и 800, а, если говорить о продукции ARM, то стандарт поддерживают такие ускорители, как Mali-T604 (именно он стал первым графическим процессором ARM, выполненным на новой микроархитектуре Midgard), Mali-T624, Mali-T628, Mali-T678 и некоторые другие близкие к ним по характеристикам чипы. Тот или иной GPU, как правило, тесно связан с ядром, но, тем не менее, указывается отдельно, а, значит, если вам важно качество графики в играх, то имеет смысл посмотреть на название ускорителя в спецификациях смартфона или планшета.
Есть у ARM в линейке и графические ускорители для смартфонов среднего сегмента, наиболее распространёнными среди которых являются Mali-400 MP и Mali-450 MP, которые отличаются от своих старших братьев сравнительно небольшой производительностью и ограниченным набором API и поддерживаемых стандартов. Несмотря на это, указанные GPU продолжают использоваться в новых смартфонах, к примеру, Zopo ZP998, который получил графический ускоритель Mali-450 MP4 (улучшенную модификацию Mali-450 MP) вдобавок к восьмиядерному процессору MTK6592.
Предположительно, в конце 2014 года должны появиться смартфоны с новейшими графическими ускорителями ARM: Mali-T720, Mali-T760 и Mali-T760 MP, которые были представлены в октябре 2013 года. Mali-T720 должен стать новым GPU для недорогих смартфонов и первым графическим процессором этого сегмента с поддержкой Open GL ES 3.0. Mali-T760, в свою очередь, станет одним из наиболее мощных мобильных графических ускорителей: по заявленным характеристикам, GPU имеет 16 вычислительных ядер и обладает поистине огромной вычислительной мощностью, 326 Гфлопс, но, в то же время, в четыре раза меньшим энергопотреблением, чем упомянутый выше Mali-T604.
Роль CPU и GPU от ARM на рынке
Несмотря на то, что компания ARM является автором и разработчиком одноимённой архитектуры, которая, повторимся, сейчас используется в подавляющем большинстве мобильных процессоров, её решения в виде ядер и графических ускорителей не пользуются популярностью у крупных производителей смартфонов. К примеру, справедливо считается, что флагманские коммуникаторы на Android OS должны иметь процессор Snapdragon с ядрами Krait и графический ускоритель Adreno от Qualcomm, чипсеты этой же компании используются в смартфонах на Windows Phone, а некоторые производители гаджетов, к примеру, Apple, разрабатывают собственные ядра. Почему же в настоящее время сложилась именно такая ситуация?
Возможно, часть причин может лежать глубже, но одна из них — отсутствие чёткого позиционирования CPU и GPU от ARM среди продуктов других компаний, вследствие чего разработки компании воспринимаются как базовые компоненты для использования в устройствах B-брендов, недорогих смартфонах и создания на их основе более зрелых решений. К примеру, компания Qualcomm почти на каждой своей презентации повторяет, что одной из её главных целей при создании новых процессоров является уменьшение энергопотребления, а её ядра Krait, будучи доработанными ядрами Cortex, стабильно показывают более высокие результаты по производительности. Аналогичное утверждение справедливо и для чипсетов Nvidia, которые ориентированы на игры, ну а что касается процессоров Exynos от Samsung и A-серии от Apple, то они имеют свой рынок за счёт установки в смартфоны этих же компаний.
Вышесказанное совершенно не значит, что разработки ARM значительно хуже процессоров и ядер сторонних компаний, но конкуренция на рынке в конечном итоге идет покупателям смартфонов только на пользу. Можно сказать, что ARM предлагает некие заготовки, приобретая лицензию на которые, производители могут уже самостоятельно их доработать.
Заключение
Микропроцессоры на архитектуре ARM успешно завоевали рынок мобильных устройств благодаря низкому энергопотреблению и сравнительно большой вычислительной мощности. Раньше с ARM конкурировали другие RISC-архитектуры, например, MIPS, но сейчас у неё остался только один серьёзный конкурент — компания Intel с архитектурой x86, которая, к слову, хотя и активно борется за свою долю рынка, пока не воспринимается ни потребителями, ни большинством производителей всерьёз, особенно при фактическом отсутствии флагманов на ней (Lenovo K900 сейчас уже не может конкурировать с последними топовыми смартфонами на ARM-процессорах).
ARM Cortex-A7 MPCore - процессорное ядро для мобильных устройств, специально для бюджетного сектора рынка, разработанное ARM Holdings и реализующее архитектуру ARM v7. Было анонсировано в октябре 2011 года на ARM TechCon, кодовое имя разработки - Cortex-A7 «Kingfisher».
Основные задачи ядра: стать более быстрой, энергоэффективной, и меньшей по размеру заменой Cortex A8; использование в решениях архитектуры big.LITTLE, комбинирующей одно или несколько ядер Cortex A7 с одним или несколькими ядрами Cortex A15 в гетерогенной вычислительной системе. Для подобного использования ядро было создано полностью совместимым по архитектурным опциям с Cortex A15. Другими словами, ARM Cortex-A7 MPCore перенял некоторые особенности у модели процессора Cortex-A15 и может похвастаться высокими показателями энергоэффективности.
Частота центрального процессора от 0.6 до 3 ГГц, хотя максимальная частота для ARM Cortex-A7 установлена на значении 1.5 ГГц. Технология производства от 65 до 28 нм. Наборы инструкций ARMv7. Число ядер от 1 до 4 в кластере, до 2 кластеров на кристалл. Кэш-память первого уровня (L1): 8-64 Кбайт I, 8-64 Кбайт D и кэш-память второго уровня (L2): 0–1024 Кбайт (конфигурируется совместно с контроллером L2-кэша)
Главное о нём:
CPU:
MTK6589, Cortex A7 quad core, 4x1.2GHz, ARM v7
GPU
: PowerVR SGX 544
2 симкарты в режиме ожидания (1 радиомодуль), 3G
OS:
Android 4.1.2 -> в новых партиях ожидается 4.2
Экран:
5.8"
,1280 x 720 pixels
Память:
1G RAM+ 8G (4G) ROM
Камера:
8 мпс
GPS, Wi-Fi, Bluetooth
Аккумулятор:
3600(2800) mAh
Дизайн:
Samsung Galaxy S3/Note2
Осторожно, много траффика…
Немного о новой платформе MTK6589
Эта модель построена на техпроцессе 28 нм, тогда как, например, MT6577 построен на 40 нм.
Благодаря этому энергопотребление MT6589 уменьшилось в сравнении с предыдущей моделью (точнее осталась на прежнем уровне, учитывая 4 ядра и новое графическое ядро).
Этот процессор получил четыре ядра Cortex-A7, которые работают с тактовой частотой 1,2 ГГц.
Аппаратная обработка видео в режимах Video Decode, как и Video Encode, имеет 1080p при 30fps. Графическая система – Power VR SGX544 55 Mtri/s, 1.6 Gpix/s, которая поддерживает максимальное разрешение дисплея до 1920x1080. Камеры поддерживаются до 13мпс.
ARM Cortex A7 является наиболее энергоэффективным ARM процессором из когда-либо разработанных.
Весьма интересные тесты на уровень потребляемой мощности провел , по доступна серия видеороликов, где он сравнивает потребление EXYNOS 4412 (самсунговские 4х ядерные процессоры) и MTK6589
. Итог - МТК6589 в 2-3 экономичнее, при проигрыше в производительности порядка 20-30%.
Проведенные специалистами тесты показывают, что быстродействие MediaTek MT6589 несколько ниже, чем у четырех ядерной платформы NVIDIA Tegra 3, Qualcomm Snapdragon S4 Pro и Samsung Exynos 4412.
Другой интересной особенностью MTK6589 является заявленная поддержка 2х активных симкарт. Звонить с двух карт или использовать одну для звонков, вторую для интернета. К сожалению, на данных момент эта возможность не реализована ни в одном аппарате на этом процессоре.
Технические характеристики
Model:
Cubot A6589
- CPU: MTK6589, Cortex A7 4 ядра, 1.2GHz, ARMv7
- GPU: PowerVR SGX 544
- ROM: 8 или 4 GB
- RAM: 1GB
- Связь:
2G: GSM 900/1800MHz
3G: WCDMA 850/2100MHz (только 1 симка по выбору из меню)
передача данных - GPRS/EDGE/HSDPA-7.2MbpS/HSUPA-5.76/Mbps
2е симкарты в режиме ожидания (1 радиомодуль) - OS: Android 4.1.2 (новые поставки - 4.2, ждем)
- Языки: - куча всяких, включая русский
- Экран: - 5.77" ,1280 x 720 pixels (HD)
TFT, ёмкостной сенсорный экран, заявлено - IPS - Мультитач: 5 точек
- FM Radio: - есть (нужны наушники, поддерживается блютуз профиль, RDS, запись FM)
- Камера:
передняя камера: 2 MP (интерполяция до 5 мпс),
задняя камера: 8.0MP со светодиодом подсветки, автофокусом, разрешение до 3264х2448 pixels,
видео - 1080p@30fps - Датчики:
Ускорения: bma 050 3-axis Accelerometr
Приближения: cm36283 Proximity Sensor
Света: cm36283 Light Sensor
Световой индикатор: нет - GPS навигация: встроенный GPS, поддержка A-GPS
- WIFI: Да, 802.11 b/g/n
- Bluetooth: Да
- Карта памяти: - microSD до 64GB
- Аккумулятор - заявлено 3600mAh (на банке 2800мАч)
- Материал корпуса: пластик
- Размеры: - 160 x 84 x 10 mm
- Вес: 264 г (в сборе c крышкой-чехлом)
- Комплектация:
1 x аккумулятор
1 x 3.5mm наушники
1 x Data Cable micro USB
1 x зарядное устройство
1 x защитная плёнка на экран наклеена
2 x руководство пользователя
Многие спрашивают, почему я заказал именно этот телефон? Да и что за зверь такой? Ответ на вопрос почему Cubot, прост - они первыми анонсировали телефон на новом процессоре. Сайт . По информации сайта, они занимаются изготовлением авто регистраторов, телефонов и роботов-пылесосов. Так же нашлись владельцы аппаратов этой марке на MTK6577. Отзывы о качестве положительные, поддержка тоже на высоте. Решил рискнуть и оформить предзаказ.
Дальше, к сожалению, получилось не так гладко. Аппарат был анонсирован давно, а реальные продажи должны начаться 28 марта. До этого выпустили только небольшую партию. В партии обнаружилась проблема с некачественной работой телефонной части.
На прошлой неделе завод сообщил, что проблема решена и с 28.03 снова начнется поставка. В виде бонуса прошивка новых телефонов обновлена до андроида 4.2. В конце месяца так же обещают обновление и телефонов первой партии до андроида 4.2. К сожалению и тут не всё гладко, первая партия телефонов имела 8гб ROM, новая партия будет иметь 4гб ROM. В Китае большой дефицит 8гб модулей памяти Samsung, используемых в телефонах. 8Гб версия обещается позже, когда будут в наличии модули памяти.
Рассматриваемый аппарат из первой партии.
Упаковка, комплектация
Картонная плотная коробка.
Аккумулятор
Маркировка 3600mAh.
По "древнекитайской" традиции заглядываем под этикетку… и опа! 2800 мАч.
Завод отказался комментировать эту фотографию, сказав только - 3600, не сомневайтесь! 
Для сравнения вес аккумулятора с zp900, где честные 2300мАч
В итоге надо сказать, что аккумулятор держит довольно неплохо, его хватает на 1-3 дня работы в зависимости от нагрузки.
Толком протестировать не удалось, всю неделю что-то тестировал, что-то прошивал, то в игры играл. телефон постоянно в работе.
В таком режиме хватало на день, в более спокойном варианте (пару часов включенного экрана утром и столько же вечером и несколько звонков в день) - я думаю что дня 3 протянет.
Вот пример работы под интенсивной нагрузкой (слева), потом пришлось перезагрузиться и далее менее интенсивное использование телефона (справа) 
Видно, что аккумулятор не откалиброван и довольно долго работал на 14%.
Итого 35 часов от одной зарядки.
Весьма не плохой результат.
Зарядка
800мАh, рекомендуется для зарядки использовать её или зарядку на 1Ah вместо порта USB компа.
Так же в комплекте был переходник с плоской вилки, видимо его кинули по привычке.
Прочее
Для комплектных наушников имеют довольно неплохое звучание. Большего не скажу, так как пользуюсь блютуз гарнитурой.
Ну и сюда же, 
Внешний вид телефона
Ну вот, разобравшись с мелочами, теперь давайте вернемся к главному - телефону.
Дизайн "классический китайский" - старый добрый самсунг. Сейчас каждый второй китайский телефон делается с таким дизайном.
Давайте сравним его в другим китайским брендом - zopo zp900, найдите 2 отличия:) и до кучи добавим старенький thl v9 отобранный у жены. 
Итак, имеем - 4.3" thl v9, 5.3" zopo zp900 и 5.77" cubot a6589
Первое впечатление - телефон огромный! Но уже на следующий день разницы между 5.3 и 5.8 не замечаю. 
Сделан телефон качественно, претензий по качеству нет, по внешнему виду их две - слишком толстая серебристая линия сбоку делает телефон визуально толще и дополнительная крышка-чехол под определенными углами отдаёт каким-то желтым. 
Оба телефона без задней крышки
Телефон в руке -
Попытка использовать большой палец для управления телефоном приводит к потере устойчивости - придерживаем мизинцем...
Телефон явно требует двух рук. К счастью самое частое что требуется делать одной рукой (ИМХО) - это листание страниц при чтении в общественном месте или изменение громкости. Всё это отлично делается одной рукой, кнопками громкости на боковой стороне. Ну и там же кнопка включения/выключения. А вот для разблокировки экрана потребуются две руки!
Но это здорово компенсируется большим экраном. Моё личное мнение, для комфортного просмотра видео на телефоне надо размер не менее 5.3".
Начиная с этого размера глазу "есть за что зацепиться".
Конечно, это всё субъективно и зависит от Ваших пристрастий, размера руки и тд.
Кстати, в карман джинсов умещается, по крайней мере моих. Но если будите садиться, то не забудьте вытащить, иначе кнопки самопроизвольно нажмутся - загорится экран и на выходе получите изрядно подсевший аккумулятор.
Кстати, и в карманы джинсов, он отлично влазит и не мешается.
Поверхность телефона - глянцевый пластик и первые дни я очень опасался, что телефон будет выскальзывать из рук. Но этого не случилось, телефон отлично держится в руке.
Сам аппарат сделан качественно, все плотно подогнано, никаких зазоров, скрипов и тд. 
Сверху, над экраном, у нас находится передняя камера 2 мпс, датчик приближения и разговорный динамик.
Светодиода, к сожалению нет.
На верхней стороне телефона расположен только разъем наушников.
На правой стороне телефона - сверху кнопка вкл/выкл и ниже - качелька громкости.
Левая сторона пуста… 
выемки снизу - аппарат без задней крышки. 
На нижнем торце мы наблюдаем microusb (как я уже писал - подходит обычный провод) и микрофон, щель для поддевания и открытия задней крышки телефона.
Снизу экрана расположены 3 кнопки - аппаратная Home, без подсветки и 2 сенсорных c приятной желтой подсветкой.
Кнопки подсвечиваются ярко. В отличии от Cubota многие конкуренты в этом "процессорном сезоне" перешли на экранные кнопки, вместо сенсорных. На мой взгляд, экранные кнопки - это очень не удобно. Они отъедают часть экрана и когда они нужны их вечно нет. Меня, как владельца планшета с подобным безобразием, экранные кнопки выбешивают. Хотя кому-то они и нравятся.
Теперь перевернем телефон,
Внизу телефона динамик 
Камера и светодиод… О камере мы поговорим потом отдельно, а светодиод средней яркости. Т.е. как вспышка он вам поможет только на небольшом расстоянии, а вот как фонарик в темноте вполне сгодится. В отличии от zp900 светодиод расположен отдельно, а значит от не будет засвечивать камеру.
Откроем?
Всё как обычно - 2 симки, слот для microSD карт до 64гб, что явный плюс, у многих аппаратов заявлено только 32гб. В аппарате стоит 64гб, работает.
Надо только отформатировать в FAT32
Аппарат из пробной партии, поэтому полиграфии нет, судя по фоткам у новый партии всё ок - производитель, модель, IMEI 
вес без аккумулятора - 147,5 г
Вес с аккумулятором и чехлом-книжкой 264г
Экран
Экран - это наше всё. В целом экран довольно хорош, цвета яркие и насыщенные.
Экран конечно ни разу не IPS, что бы не говорили о таких экранах (судя по видео обзорам экраны китайских конкурентов данного размера идентичны).
Углы обзора у него довольно большие.
Но при сильном наклоне выцветают светлые цвета. Если картинка на экране темная, то и цвета почти не меняются.
Попробую привести фотографии углов, хотя вышли они у меня не очень и были сделаны на автомате, чем объясняется разный уровень насыщенности картинки.
Еще одна попытка - слева на право thl v9 (4.3" mkt6575), zp900 (5.3" mtk6577), cubot a6589 (5.77" mtk6589)
все аппараты на максимальной яркости. 
Темная картинка почти не меняется при больших углах наклона.
Тесты
Тач у аппарата отзывчивый, поддерживает 5 касаний.
Видео обзор аппарата
В видео - сравнение с zp900, антуту, углы обзора, комплектация, датчики, GPS, как держится в руке.
Прошивки и Root-права
По умолчанию телефон идёт без рута.
На данный момент есть прошивка с полученным рутом и установленным расширенным рекавери. Так же есть инструкция как это сделать самому. .
По опыту другой модели cubota, проблем с выпуском новых прошивок нет. К моему удивлению, одно из обновлений даже выпустили через FOTA ("обновление по воздуху"). Новые поступления телефонов будут с прошивкой 4.2
Ps: сегодня появился 3ий пользователь телефона, уже с обновленной прошивкой.
Звук
Звук вполне приличный. Впрочем слух у меня далеко не музыкальный. Громкость средняя. Если сравнивать с zp900, то громче.
Разговорный динамик вопросов не вызывает.
Микрофон работает хорошо, собеседник слышит отчетливо.
Телефонная часть
Проблем со слышимость при разговоре не замечено.
К сожалению, одна из самых интересных фишек МТК6589 - 2 активных симкарты, так и не реализована. Завод утверждает, что на данный момент МТК не поставляет комплектов способных работать с 2мя активными симкартами (2 радиомодуля).
Одна из причин задержки поставок телефона - проблема неустоячивой телефонной связи. Если честно, то я у себя её практически не вижу.
За неделю использования один раз телефон отказался звонить, 2 раза не хотел включаться 3G после метро.
Второй же обладатель такого же телефона с форума, живущий в зоне слабого сигнала, ощутил на себе эту проблему. Впрочем завод уверяет, что проблема решена и обещает на днях новую прошивку, решающую эту проблему. Она будет стоять по умолчанию на всех новых аппаратах.
Видео
Для того, что бы оценить на что способен новый процессор возьмем образцы для тестирования . Там же есть результаты воспроизведения этих файлов на других платформах.
Ну и для кучи возьмем первых 3 попавшихся фильма в mkv с винчестера и добавим AVCHD файл с видеокамеры.
Ниже табличка, где
1 - воспроизведение в стандартном плеере (галерея), чисто аппаратное
2 - mx player, режим аппаратное видео + софт звук
3 - mx player, режим софт видео + софт звук 
Результат, на мой взгляд, весьма не плох. Напомню, что аппаратное декодирование позволяет существенно экономить аккумулятор при просмотре видео. Soft режим заборол почти все форматы, кроме видеокодека vc1 и аудио dts. У аппаратного декодирование наблюдается отсутствие поддержки аудиокодека ac3, который оказался весьма частым в наших примерах. Впрочем аппаратное видео+софт звук, так же весьма экономят батарейку.
Радио
Работает, показывает RDS, есть запись. Требует подключения наушников.
Wi-Fi, Блютуз
Вайфай работает отлично.
Блютуз гарнитура так же заработала без проблем. Звук передаётся, управление с гарнитуры плеером работает, звонки принимаются.
GPS
Использовал программу FasterGPS для исправления региона на РФ. Далее прогрузил EPO файлы.
Результат - время нахождения спутников - 20-30 сек.
Первый скачек был на пересечении ул Гастелло и 2й сокольнической, там я "долго" стоял - фоткал машину. 2й скачек(скачки) - я зашел в помещение.
То что местами координаты отклоняются от дороги и наезжают на здания, скорее всего из-за высотных зданий с двух сторон дороги (они вроде как дают отраженный сигнал, вносящий искажения)
Skype
Видео в скайпе есть, можно переключаться между камерами. Всё отлично работает. Впрочем, как и на более ранних аппаратах.
Игры, программы
Идут почти все игры, в том числе и для ARMv7. 
Я особо не ставил игр, но всё что шло на 6577, идёт и тут. Никаких проблем не должно быть, благо кэш для этого видеоускорителя и разрешения подобрать не проблема. Вот только NOVA 3 не смог запустить, всё время пишет - ваше оборудование не поддерживается.
видео -
Камера
Фото
Камера заявлена 8 мпс. Камера весьма не плохая, zp900 рвет в пух и прах.
Макро не её сильная сторона, сфокусироваться на близком расстоянии не даст.
При плохом освещении задирает ISO, получается сильное мыло.
Если лучшие китайские камеры из аппаратов thl w5/w3+/zp200 (легенда гласит, что там модуль Sony) взять за 5 балов, то тут твердая 4ка.
Вот некоторые из них:
Ну и о ценах
Я покупал модель с 8гб за 260$. Какова цена будет модели с 4гб - не известно.
За эту цену телефон себя более чем оправдывает. Сравнивая его с предшественником, китайским брендом - zp900, можно сказать, что cubot ему проигрывает только отсутствием светодиода. Выигрывая по многим других характеристикам (естественно, без учета процессора и видеоускорителя, т.к. в zp900 более старое поколение МТК6577)
(нормально работает только под IE)
Итоги:
Минусы:
- до сих пор не налажены нормальные поставки
- нет светодиода для индикации пропущенных вызовов, смс, разряда и тд
- нет магнитного датчика
- большой экран с хорошей цветопередачей
- ёмкий аккумулятор
- производительность
- хорошая камера
- наличие в комплекте чехла
Это лишь малая часть того, что я хотел Вам рассказать, так что спрашивайте, не стеняйтесь!
Компания ARM представила энергоэффективный процессор Cortex-A7, предназначенный для совместного использования с Cortex-A15 в рамках гетерогенной многоядерной технологии управления потреблением.
A7 - процессор с одновременным запуском двух команд и восьмиступенчатым конвейером, который оптимизирован по энергоэффективности, но поддерживает ту же виртуализацию и расширенную адресацию, что и А15. ARM рассчитывает на то, что ее партнеры воспользуются комбинацией ядер А7 и А15 для поддержки разных приложений для обеспечения энергоэффективных решений. В качестве альтернативного варианта можно использовать А7 в одно- или двухъядерной реализации в недорогих смартфонах.
ARM ожидает, что в 2013 г. в смартфонах будут установлены многоядерные кристаллы, представляющие собой комбинацию двухъядерного процессора А15 и двухъядерного А7.
Стратегия совместного использования двух разных ядер увеличивает срок службы батарей за счет гибкого управления энергопотреблением. Динамическое переключение ядер можно сделать прозрачным для прикладных программ и ПО промежуточного слоя, которые запускаются на процессорах, поддерживаемых новой спецификацией AMBA 4 ACE Coherency Extensions. Перемещение задач между ядрами А7 и А15 осуществляется с помощью той же самой системы, которая управляет динамическим напряжением и частотным масштабированием.
Поскольку процессор А7 изготовлен по 28-нм технологии, его размеры в пять раз меньше 45-нм Cortex-A8. При этом А7 характеризуется большей производительностью и намного большей энергоэффективностью. Двухъядерный процессор А7 расходует на 70% меньше электроэнергии, чем 40-нм двухъядерный процессор А9.
По словам представителя ARM, спрос на процессор А7 со стороны лицензедержателей очень велик. К компаниям, готовым поддержать новую технологию на аппаратном уровне, относятся Broadcom, Freescale, HiSilicon, Samsung, ST-Ericsson и Texas Instruments, а среди разработчиков программного обеспечения находятся Compal, LG Electronics Linaro, OK Labs, QNX, Redbend и Sprint.
Площадь 28-нм процессора Cortex-A7 составляет менее 0.5 кв.мм. Он работает на тактовой частоте 1.2 ГГц в одно- и многоядерной конфигурациях. Как автономный процессор Cortex-A7 будет использоваться в смартфонах стоимостью менее 100 долл. в 2013-2014 гг., обеспечивая производительность на уровне нынешних смартфонов стоимостью 500 долл.
Технология совместного функционирования A7 и А15 позволит применять эти компоненты в потребительской электронике с большой вычислительной мощностью и высокой энергоэффективностью.
Производство процессоров A7 начнется в первой половине 2012 г.
Загрузка...