Miért kell 10 mag egy telefonba és mi az a SoC? Elmondjuk!

Egyre többször teszik fel nekem a kérdést, hogy mi értelme van egy telefonban a 8 vagy 10 magnak. Itt a válasz!

Megpróbálom ezt a cikket nem túlhúzni, és a legfontosabb kérdésekre, a legegyszerűbb módon válaszolni. Az első, és talán legfontosabb kérdés a telefonok esetén, hogy mi az a SoC és van-e egyáltalán processzor vagy grafikus gyorsító egy telefonban.

Mi az a SoC?

A SoC egy rövidítés, az angol nyelvű System on a Chip szavak rövidítéséből jött létre. A kifejezés egy olyan lapkát takar, amiben egyszerre találunk meg minden fontos összetevőt, ami a rendszer működtetéséhez kell.

Régen, a számítógépek világában minden funkcióhoz külön lapka tartozott. Volt merevlemez vezérlő, hangkártya, de külön kártya volt a CD írók mellé is. Aztán ahogy a gyártástechnológia fejlődött egyre több funkciót próbáltak összevonni egy lapkában. Jöttek az alaplapokon az északi meg a déli hidak, a processzorokba bekerültek a videovezérlők, de érdekes módon a folyamat még sem a PC-k, hanem a mobiltelefonok világában csúcsosodott ki.

Egy mai modern mobiltelefon esetében lényegében hiba külön processzorról, GPU-ról vagyis grafikus gyorsítóról beszélni, hiszen ezek mind egy lapkán belül helyezkednek el több más komponenssel együtt. Ebben a lapkában, SOC-ban találjuk például a memóriavezérlőt, de itt van bent a kamerák kezeléséért felelős egység is. Ez tehát azt jelenti, hogy a telefonok ajánlóiban, amiket írok, magam is hibásan kezelem ezeket a kifejezéseket, aminek oka az, hogy az olvasók többsége ezt érti meg. Az eltelt évek alatt ahhoz szocializálódtunk, hogy egy hardver erejét elsősorban a processzor órajele és újabban a processzor magjainak a száma jelenti. Ez pedig a telefonok esetében nem így van, vagy legalábbis nem ennyire egyértelmű az összefüggés.

Lépjünk be a SoC-ba, és nézzünk kicsit körül a processzorban. Ha egy bővebb leírást találtok egy telefonról, akkor olvashattok benne olyanokat, hogy például Cortex-A53. Ez egy mag típusa a SoC-on belül található processzorban.

A Cortex elnevezésű magok az ARM Limited elnevezésű cég produktumai, legalábbis szellemi produktumai, mert a cég nem gyárt semmit, csak fejleszt. Például processzorarchitektúrákat. Ha tehát egy telefon kapcsán azt halljátok, hogy ARM, az azt jelenti, hogy a cég által fejlesztett architektúra dolgozik a telefonban vagy táblagépben. Jelenleg az ARM megoldásai már 64 bitesek, amik a régi 32 bites megoldásoknál jóval több memóriát képesek megcímezni, magyarul használni.

Nézzünk be a processzorba!

A cikkben a példa, vagyis a felboncolandó processzor egy MediaTek megoldás lesz, mégpedig az MT6769-es típus. Ez már egy fejlett, tíz processzormagot tartalmazó egység.

A MediTek amúgy egy kínai cég, rengeteg eszközben találkozhatunk a processzoraikkal. ezeket régebben onnan tudtuk beazonosítani, hogy a típusjelölésben a számok előtt volt egy MT jelölés. Ez mostanában sem maradt el, de talán a marketingesek ügyes elgondolása miatt a processzorok kaptak egy fantázianevet, ez lett a Helio. Tehát, ha nagyon pontosak akarunk lenni, akkor most a Helio X20 – MT 6797-be nézünk bele.

Ahhoz, hogy lássuk miért jó a tíz mag és miképp jutottunk el az egytől a tízig, még át kell rágnotok magatokat néhány mondaton.

A kezdetek kezdetén a processzormagok duplázása vagy négyszerezése két célt szolgált. Egyrészről a több mag többet tudott számolni, nagyobb volt a számítási kapacitás, másrészről pedig egymással párhuzamosan voltak képesek számolni, így a magonkénti kapacitás össze is adódhatott. Tudni kell, hogy a processzormag nem olyan, mint az agyunk, nem fog többfelé „figyelni” nem tud több dolgot egy időben kiszámolni. Ha egy egymagos processzornak több feladata is van, akkor a rendelkezésre álló időt osztja fel szeletekre, így hol az egyik, hol a másik feladattal foglalkozva jut el a megoldásig. Ha két magunk van, azok már képesek egy időben két feladattal foglalkozni, és így tovább.

Az eddigiekből már érthető, hogy miért jobb a több mag. Igen ám, de a mobil processzoroknál találkozunk még egy fontos kifejezéssel, ez pedig a cluster. A cluster szó szerint fürtöt jelent, és ez jól meg is magyarázza mit láthatunk egy processzorban. Fürtöket, mint a szőlőn, de itt nem szőlőszemek, hanem processzormagok “lógnak” kisebb fürtökben a nagy fürtön belül.

A napjainkban használatos tízmagos processzorok, mint például az említett Helio X20 is, három fürtöt tartalmaz. Ezekben a fürtökben találjuk meg elosztva a tíz magot. Az első és a második clusterben 4-4 mag lapul, míg a harmadikban csak kettő. Ezek a magok, a már említett ARM fejlesztések. A négymagos fürtökben ARM Cortex-A53 magokat találunk, a kétmagos clusterben pedig két darab ARM Cortex-A72-es magot.

Lassan megérkezünk cikkünk lényegéhez, hogy miért jó ez a rengeteg mag egy processzorban. Szerintem Ti is kapisgálni fogjátok, ha elmondom, hogy az említett három fürtben az ARM magok eltérő órajelen dolgoznak.

Ha a processzor, pontosabban a telefon alszik, vagy mondjuk csak megnézzük rajta, hogy hány óra van, akkor minimális számítási teljesítmény is elég ahhoz, hogy a telefon működni tudjon. Ilyen esetekben az alsó szinten üldögélő, 1,4 GHz-en működő négy darab ARM Cortex-A53 mag fog csak dolgozni. A relatív alacsony órajel, és a kevés mag kevés energiát igényel.

Amikor elkezdünk több műveletet is végezni a telefonon, a háttérben egyszerre több programot futtatunk, akkor bekapocsol a második fürt is, amiben ugyancsak négy darab ARM Cortex-A53 mag dolgozik, de ezek órajele már 2 GHz.

Amikor elindítunk valami durva számolási igényel rendelkező programot, mondjuk egy 3D-s játékot, akkor a számítási igény az egekbe nő, és a processzor bedurrantja a harmadik fürtöt is, amiben fejlettebb, ráadásul magasabb órajelen dolgozó két darab, ARM Cortex-A72 mag dolgozik.

Összegezzünk!

Annak tehát, hogy egy telefonban mondjuk nem egy, hanem tízmagos processzor dolgozik két fontos oka van. Egyrészről az, hogy minél több a mag, annál több feladat párhuzamos elvégzésére nyílik lehetőség, másrészről az, hogy a fürtökbe rendezett magok energiaéhsége korában tartható azáltal, hogy a kisebb fürtöket egyesével tudjuk ki- illetve bekapcsolni, ráadásul ezek órajelét is több lépcsőben állíthatjuk, egészen az előbbiekben megadott maximum órajel értékekig.

Persze ezt egyszerűbben is mondhatjuk, hiszen erre a folyamatra szokták a cikkek a skálázódás szót használni, ami lényegében azt jelenti, hogy a rendszer a processzor erőforrásait, mind energiafelhasználás, mint számolási kapacitás tekintetében a legjobban, a legtakarékosabban és a leghatékonyabban tudja a kellő pillanatban, a kellő feladat elvégzésére összpontosítani.

Ennyi volt tehát a rövid magyarázat, sajnos ennél egyszerűbben nem tudtam elmondani, miért érdemes egy minél több maggal rendelkező telefont választani. A felmerülő kérdésekre természetesen megpróbálok válaszolni!

Itt megtaláljátok a jelenlegi legolcsóbb tízmagos telefont Helio X20 processzorral: Itt az első 10 magos telefon 30 ezer forint alatt

Itt pedig találtok rengeteg tízmagos processzort: Rengeteg tízmagos telefon