S obzirom na ogroman broj uređaja koji se nalaze na tržištu i velik broj različitih kompanija koje ih izrađuju većini se korisnika teško snaći u širokoj paleti procesora koji se ugrađuju u pojedine uređaje.
Serijom članaka o mobilnim procesorima pokrit ćemo osnovne pojmove o procesorima i njihovim pripadajućim SoC-ovima, predstaviti najpoznatije tvrtke koje ih izrađuju te ih ukratko usporediti.
Prvim člankom u seriji pokušat ćemo objasniti osnovne pojmove vezane uz mobilne procesore, odnosno sve komponente koje objedinjuju tzv. SoC (System-on-a-Chip).
CPU/Procesor
Procesor je vjerojatno i najznačajnija komponenta smartphonea, jer je zadužena za većinu radnji koje se odvijaju na njemu. Pojednostavljeno možemo reći da je procesor, odnosno CPU jedan iznimno brzi kalkulator. Zadaća mu je dohvaćanje podataka iz memorije nad kojima izvršava aritmetičke ili logičke operacije. Aritmetičke operacije predstavljaju zbrajanje i množenje bitova, dok su logičke operacije I, ILI i NE.
Što je procesor skuplji/kompleksniji to može obraditi i više podataka u nekoj vremenskoj jedinici, a zbog toga se i korisnicima čini da je uređaj u konačnici i brži.
Procesor sam za sebe svakako ne čini uređaj. Za kompletan i ispravan rad uređaja, uz sami CPU potreban je još velik broj drugih čipova, kao što su memorija za pohranu podataka, audio čipovi za kodiranje/dekodiranje glazbe, grafički koprocesor koji je zadužen za iscrtavanje grafika i još doslovno stotinjak sličnih komponenti.
SoC / System-on-a-Chip
SoC upravo integrira sve gornje navedene čipove u jednu konzistentu cjelinu – odnosno, jedan jedini čip. Osim glavnog procesora, SoC objedinjuje i GPU (grafički koprocesor), memoriju, USB kontroler, čipove za upravljanje potrošnjom baterije, radio čipove (2G, 3G, LTE, WiFi, Bluetooth, FM...) i mnoge druge.
Iz ovoga je vidljivo da mobitel, primjerice, ne može funkcionirati samo s CPU-om, dok već sa SoC-om to nije slučaj.
Ideja koja stoji iza SoC-a je da su sve komponente koje su važne za rad uređaja smještene na relativno maloj površin. Tako je SoC malo veći od samog CPU čipa, pa se zbog toga cjelokupna površina tiskanih pločica smanjuje te kao rezultat imamo i puno manje uređaje.
Razlike između SoC-a i CPU-a
Osim prethodno spomenute prednosti u veličini uređaja, SoC drastično pomaže i u smanjenju potrošnje energije.
Zamislimo situaciju da SoC ne postoji i da se sve komponente nalaze "razbacane" po cijeloj dužini mobitela. Zbog toga bi bilo potrebno izraditi dulje vodove koji povezuju komponente, a samim time bi se i povećala disipacija energije zbog koje bi i značajnije porasla potrošnja baterije. Osim energije, kraćim vodovima, odnosno većom integracijom komponenti povećava se i brzina razmjena informacija među njima, što pridonosi osjećajem da je uređaj brži.
Nezanemariva komponenta je i cijena. Proizvođači uporabom SoC-a drastično smanjuju troškove nabavke velikog broja različitih komponenti, od različitih proizvođača i time smanjuju npr. razlike u brzini između dva jednaka modela uređaja.
Osim troškova nabave dijelova, smanjuju se i troškovi hardverskog dizajniranja mobitela, jer je proizvođačima puno lakše uklopiti jedan gotovi SoC u mobitel, nego dizajnirati svaku komponentu zasebno. Kao direktna posljedica ovoga je i niža cijena gotovog uređaja na tržištu.
Dakle, SoC osim što omogućuje nižu cijenu uređaja, čini ih i puno manjim, a i omogućava manju potrošnju baterije.
Negativna strana SoC-a je u manjku fleksibilnosti. Uzmimo za primjer PC – u matičnu ploču PC-a na vrlo jednostavan način možemo utaknuti nove komponente, ili zamijeniti stare. Bilo da se radi o procesoru, grafičkoj kartici ili RAM memoriji. S obzirom da je u smartphone uređajima sve to integrirano u jednom čipu, takva zamjena je naravno nemoguća.
Naravno, ideja da nakon godinu dana uporabe mobitela, jednostavno kupite dodatnu RAM memoriju koju na jednostavan način možete utaknuti u vaš smartphone uređaj, svakako se čini privlačnom.
Glavni igrači
Većina mobilnih procesora koji se danas nalaze na tržištu izrađeni su prema originalnom dizajnu tvrtke ARM. ARM je 32-bitni mikroprocesor originalno dizajniran od tvrtke Acorn Computers, još davne 1987. godine. Od tada su brojne tvrtke implementirale ovo rješenje procesora u svoje uređaje uglavnom zbog jeftine licence ali i niske potrošnje energije.
Raznorazni proizvođači procesora otkupe licencu od ARM-a koju kasnije prilagode svojim potrebama i specifikacijama te tako razvijeni procesor, odnosno SoC, prodaju proizvođačima mobitela koji iste ugrađuju u svoje uređaje.
Tako je kupovinom ARM licence moguće dizajnirati u potpunosti novi procesor (koji se zasniva na temeljima otkupljene licence) ili jednostavno koristiti neke od referentnih dizajna procesora koju ARM isporučuje. Neki od primjera tih dizajna su ARMv7, ARM9, ARM11, A8, A9 i A15. Tvrtke koje proizvode uređaje mogu jednostavno odabrati neki od tih procesora i "upakirati" ga u SoC uz odabir ostalih komponenti, kao što su GPU i RAM memorija.
Većina današnjih procesora je zasnovana na ARMv7 arhitekturi. Cortex-A8 je CPU koji se uglavnom nalazi na jednojezgrenim uređajima, dok je Cortex-A9 nešto noviji i odlikuju ga dvije do četiri jezgre. Posljednji krik tehnologije Cortex A15 i on se ugrađuje u današnje high end uređaje, kao što je primjerice Nexus 10.
Tržištem procesora dominiraju četiri glavna igrača od kojih svaki nudi svoju implementaciju ARM arhitekture.
Prvi je američki Qualcomm koji već dugi niz godina predstavlja jako popularne Snapdragon procesore koji su svoje mjesto pronašli u brojnim uspješnim modelima mobitela.
NVIDIA, ipak najpoznatija po svojim grafičkim karticama na PC računalima, u smartphone svijet je ušla 2008. godine, no značajniji tržišni udio je preuzela 2010. godine predstavljanjem Tegra 2 platforme.
S obzirom na nedavne vijesti oko povlačenja sa smartphone tržišta, Texas Instruments je zasigurno razočarao brojne fanove OMAP SoC-a, ali svejedno ga treba istaknuti kao jednog od pokretača ove dinamične industrije.
Samsung dugi niz godina proizvodi svoje SoC sustave, a svakako treba istaknuti i nedavno razvijenu obitelj SoC-ova – Exynos.
Osim ovih predstavnika ARM arhitekture, svakako trebamo istaknuti i najpoznatijeg proizvođača procesora za stolna računala – Intel.
Intel se već dulje vrijeme nalazi u smartphone svijetu, ali sve do nedavno, odnosno do predstavljanja Medfield platforme njegov utjecaj nije bio naročito zapažen.
Što dalje?
U sljedećim člancima raščlanit ćemo svakog od navedenih glavnih igrača, navesti povijest razvoja procesora i usporediti ga s ostatkom.
Kao šećer na kraju pokušat ćemo odgovoriti i na pitanje jesu li nam uistinu potrebne četiri ili čak i osam jezgri na mobitelu te koje su uopće korisne razlike među njima.
