همه چیز درباره پردازنده های گوشی های همراه و کاربرد آن‌ها

سال هاست که تلفن های همراه چیزی بیش از یک وسیله ارتباطی بوده اند. صفحه نمایش بزرگ آنها را به یک دستگاه چندرسانه ای قابل حمل تبدیل کرد، دوربین های قدرتمند آنها را به یک دستگاه ضبط و پردازنده های قدرتمند آنها را به یک رایانه جیبی تبدیل کردند. مشکلات ذکر شده باعث شده تا خریداران تلفن همراه تنها به آنتن دهی و کیفیت مکالمه بسنده نکنند و به سخت افزار به کار رفته در گوشی موبایل توجه زیادی داشته باشند.

اما سخت افزار چقدر مهم است؟ سخت افزار مجموعه ای از قطعات الکترونیکی است که شامل پردازنده، نمایشگر، گرافیک، باتری و غیره می شود. یکی از این قطعات سخت افزاری مورد استفاده در تلفن همراه، پردازنده یا CPU است. اهمیت سخت افزار به کار رفته در گوشی های موبایل به حدی است که ۸۰ درصد قیمت یک گوشی را می توان به سخت افزار آن نسبت داد. زیرا سرعت یک تلفن همراه در انجام کارهای روزانه و محاسباتی اطلاعات به سخت افزار آن بستگی دارد. دو قسمت بسیار مهم در دنیای موبایل صفحه نمایش و پردازنده هستند که در این مقاله در مورد پردازنده صحبت خواهیم کرد.

 

تولیدکنندگان بزرگ پردازنده های موبایل: بسیاری از شرکت های فناوری اطلاعات در سراسر جهان با ملیت های مختلف، پردازنده های موبایل و رایانه تولید می کنند، اما دو غول فناوری، کوالکام و مدیاتک، سهم بزرگی از بازار را به خود اختصاص داده اند و قلب تپنده بیش از نیمی از تولیدکنندگان جهان هستند. تولید موبایل. آنها از کوالکام آمریکایی و مدیاتک تایوانی وام گرفته اند. اپل و سامسونگ در رتبه های بعدی قرار دارند که توانسته اند پس از دو شرکت مذکور سهم خوبی را به دست آورند.

 

در میان این چهار غول فناوری که پردازنده‌های موبایل تولید می‌کنند، کوالکام نام معتبرتری دارد زیرا اعتماد به هر تلفن همراه پرچم‌دار، نامش را مدیون اسنپدراگون است (اسنپدراگون پردازنده‌های کوالکام است). تنوع محصولات کوالکام یکی دیگر از برگه های برنده این شرکت در مقابل سایر مدعیان است. زیرا سری ۲۰۰ این شرکت برای موبایل های ارزان قیمت طراحی شده و سری ۸۰۰ مغز گوشی های پرچمدار می باشد. این تنوع اقشار مختلف جامعه را به مشتریان کوالکام تبدیل کرده است. البته نمی توان پیشرفت چشمگیر مدیاتک و اگزینوس سامسونگ را نادیده گرفت و اگر بازار به همین ترتیب از محصولات مدیاتک استقبال کند، بدون شک کوالکام بازی را باخته است.

ساختار پردازنده های موبایل: پردازنده ها از چندین قطعه الکترونیکی نانومتری تشکیل شده اند که ممکن است شامل: کنترل کننده ماژول دوربین، تراشه امنیتی تلفن همراه، nfc، بلوتوث، کنترل کننده ماژول مکان، مودم اتصال WiFi یا گیرنده شبکه، متصل به سیم کارت مانند ۳G به ۴G و… be ساختار ذکر شده تقریبا برای همه پردازنده ها یکسان است اما برخی جزئیات باعث بهتر شدن برخی پردازنده ها می شود. به عنوان مثال، مصرف انرژی یک پارامتر مهم برای ارزیابی پردازنده ها است. زیرا حفظ شارژ موضوع بسیار مهمی در انتخاب و خرید گوشی موبایل است. البته سخت افزار قدرتمند به مصرف باتری بالاتری نیز نیاز دارد، بنابراین پردازنده های چهار هسته ای کارایی کمتری نسبت به پردازنده های هشت هسته ای دارند. نکته مهم دیگر به روز بودن سخت افزار است. به عنوان مثال، پردازنده های استفاده شده در پرچمدار ۲۰۱۹ در سال ۲۰۲۱ قطعاً حرفی برای گفتن ندارند و اغلب در تلفن های همراه میان رده یا ارزان قیمت استفاده می شوند.

 

بازار داغ اعداد و ارقام: مانور تبلیغاتی سازندگان تلفن همراه اغلب بر اساس اعداد و ارقام است. اما در واقعیت، اعداد کیفیت و کارایی را تعریف نمی‌کنند، زیرا مهندسی نحوه تناسب قطعات با یکدیگر، مدیریت مصرف گرمای تولید شده توسط پردازنده، سخت‌افزار و غیره است. عواملی هستند که ارزش نهایی محصول را تعیین می کنند. به عنوان مثال، اگر مدیریت دمای تولید شده به درستی انجام نشود، احتمال آب شدن برخی از اتصالات و یا حتی آتش گرفتن تلفن همراه وجود دارد. این مشکل در استفاده های طولانی مدت مانند بازی های گرافیکی قابل مشاهده است. زیرا مصرف برق در قطعات تولید گرما می کند و در صورت عدم کنترل این گرما در دراز مدت و کوتاه مدت آسیب زیادی به ساختار گوشی موبایل وارد می کند. این مشکل به قدری مشکل بزرگی بود که سازندگان تلفن همراه به فکر استفاده از خنک کننده در گوشی افتادند و از ترفندهای مختلفی برای کنترل گرمای تولید شده استفاده کردند. پس هرگز فریب اعداد و ارقام دنیای موبایل را نخورید و به تبلیغات درخشان سازندگان اعتماد نکنید.

 

فناوری ARM چیست: معماری ARM یک ایده اختصاصی است که برای تولید پردازنده های موبایل استفاده می شود. این ایده و فناوری فرمول خاصی دارد که می تواند عملکرد اقتصادی و منطقی خاصی را در هسته پردازنده ایجاد کند. سرعت کلاک در هر هسته به همراه مقدار حافظه موجود و ترکیبی از قرارگیری هسته، فناوری ARM نامیده می شود. این فناوری در پردازنده های موبایل امکان کنترل مصرف انرژی و در عین حال مدیریت گرمای تولید شده را فراهم می کند. به عنوان مثال، اگر یک پردازنده ۴ + ۴ هسته ای در تمام فرآیندهای خود از هشت هسته استفاده کند، دو نتیجه قطعی می توان برای آن استنباط کرد:

۱- مصرف باتری آنقدر زیاد است که یک باتری ۴۰۰۰ تا ۵۰۰۰ میلی آمپر ساعتی کمتر از چند ساعت دوام می آورد.

۲- حرارت ایجاد شده باعث سوختن صفحه نمایش و تمامی اتصالات می شود.

برای جلوگیری از این اتفاق ناخوشایند، عملیات پردازش به سه دسته فوق سبک، سبک و سنگین تقسیم می شود. هنگام انجام کارهای سبک مانند وبگردی، پخش موسیقی و فیلم و … تنها دو پردازنده ضعیف با سرعت و قدرت کم وارد مدار می شوند و وظیفه تجزیه و تحلیل داده ها را انجام می دهند. اما وقتی کار گرافیکی سنگین توسط موبایل انجام می شود، چهار هسته که قدرتمندتر هستند، بیش از حد بار می شوند.

کدام پردازنده قدرتمندتر است؟ سوالات زیادی در مورد پردازنده ها وجود دارد. سوالاتی مانند: کدام پردازنده قدرتمندتر است؟ بهترین پردازنده کدام است؟ اپل قوی تره یا سامسونگ؟ و … هیچ کس نمی تواند پاسخ قطعی به این سوالات بدهد، زیرا قدرت و سرعت هر پردازنده اعلام شده در مقدمه اعدادی است که سازنده آن مشخص کرده است و نه زمانی که در گوشی پردازش می شود، زیرا قدرت واقعی آن است. متفاوت از توان اسمی.. اما چه عواملی قدرت پردازش را با اعداد اعلام شده توسط سازنده متفاوت می کند؟ سیستم عامل و رابط کاربری دو عامل مهم در تعیین سرعت تلفن همراه هستند و هر چه رابط کاربری سبکتر و سیستم عامل نرمتر باشد، عملکرد پردازنده بهتر است.

به همین دلیل است که تلفن های همراه اپل نرم هستند. شرکت اپل در دستگاه های الکترونیکی خود از سیستم عامل iOS استفاده می کند که حاصل سال ها تحقیق تیم تحقیقاتی این شرکت بوده و عملکرد بسیار برجسته ای دارد. برای درک بهتر مشکل به نتایج تست پردازنده A14 استفاده شده در آیفون ۱۲ و اگزینوس ۲۱۰۰ سامسونگ اشاره می کنیم. A14 در تست تک هسته ای Geekbench امتیاز ۱۵۸۳ را به دست آورد در حالی که Exynos 2100 در تست تک هسته ای تنها ۱۰۳۸ امتیاز را کسب کرد. در تست چند هسته ای، پردازنده A14 اپل به امتیاز ۴۱۹۸ دست یافت و این امتیاز برای Exynos 2100 3060 بود.

اسنپدراگون ۸۶۹ پلاس در تست تک هسته ای ۸۴۵ امتیاز و در تست چند هسته ای تنها ۱۳۰۷ امتیاز کسب کرد. البته گوشی های پرچمدار اکثر سازندگان تفاوت چشمگیری با آیفون ندارند چرا که حافظه رم استفاده شده در این گوشی ها بیشتر از آیفون است و تفاوت سرعت پردازنده را جبران می کند. برای اثبات این ادعا به نتایج اجرای بازی های سنگین بر روی گوشی های پرچمدار اندروید و آیفون ها نگاهی بیندازید و خواهید دید که در تمامی گوشی ها بدون لگ اجرا می شود.