Cortex, Snapdragon, MHz... Co pohání váš smartphone?

O typech jader procesorů už jsme mluvili. Je to nejdůležitější součást čipsetu a odvíjí se od ní celá řada dalších parametrů. Nás budou zajímat procesory určené k zajišťování běhu operačních systémů, tedy takzvané "application processors". První moderní procesory s instrukční sadou ARMv4 patří do rodiny ARM7 a starší telefony bez OS je běžně využívaly. My se ale v článku věnujeme především chytrým mobilům a pokud si nebudeme všímat úplné prehistorie, můžeme začít s rodinou procesorů ARM9.

ARM9xx

První procesory rodiny ARM9 se používaly už na přelomu milénia, měly instrukční sadu ARMv4 a patřila mezi ně jádra typu ARM920T, ARM922T a ARM925T. "T" v jejich názvu značí podporu módu Thumb, který umožňuje použití 16bitových instrukcí. Nejmodernější a hojně využívané jádro této řady se jmenuje ARM926EJ-S, má instrukční sadu ARMv5 a písmeno "E" v jeho názvu značí, že má sadu rozšířenou o další instrukce pro zpracování digitálního signálu (DSP). Novější jádra už v názvu "T" ani "E" nemají, Thumb i DSP ale dále podporují. Písmeno "J" pak znamená podporu techniky Jazelle, díky které telefon rychleji pracuje s aplikacemi v Javě. Všechny procesory rodiny ARM9 se dají vyrobit 180nm, 150nm nebo 130nm výrobní technologií a mají pětistupňové datovody, což znamená, že jednomu hertzi (Hz) taktu procesoru odpovídá 1,1 zpracovaná instrukce za vteřinu.

 
ARM922T • ARM926EJ-S

Jádro typu ARM920T využívaly nejstarší smartphony Nokia a čipsety Samsung S3C2440 a S3C2442, kterými byly vybaveny hlavně E-Teny. Typ ARM925T se vyskytoval u čipsetů Texas Instruments (TI) OMAP 310, 710 a 1510 a používaly ho první smartphony s Windows Mobile a Nokie S60 z roku 2004. Jádro ARM926 bylo velmi rozšířené - našli byste ho pod krytem celé řady smartphonů HTC a Nokia z let 2004 - 2006, zahrnovaly jej totiž čipsety TI OMAP 850 a 1710.

   
Samsung S3C2440 • TI OMAP 310 • TI OMAP 850 • TI OMAP 1710

Xscale

Jádra z rodiny Xscale jsou zvláštní odnoží procesorů založených na architektuře s instrukční sadou ARMv5. V roce 2002 je začal vyrábět Intel a modelovou řadu PXA, zabývající se právě procesory, které zajišťují běh operačních systémů, v roce 2006 prodal společnosti Marvell, která ve vývoji rodiny Xscale pokračuje. Novější procesory Xscale se často taktují na 624 MHz, ale vzhledem ke starší sadě instrukcí a k tomu, že jejich datovody jsou jen sedmistupňové, jejich výkon není tak vysoký jako u nových procesorů ARM s podobným taktem.

 
Intel Xscale PXA910 • Intel Xscale PXA920

Procesory Xscale najdete v komunikátorech s Windows Mobile všech možných značek včetně HTC, které dalo procesor Xscale do modelu Advantage. Využívají je i skoro všechny modely Blackberry včetně těch nejnovějších. Jádrem typu PXA312 se chlubí také Samsung i900 Omnia, pro nové komunikátory řady Omnia už však výrobce zvolil své vlastní procesory s modernější architekturou. Nejnovější model Xscale je jádro PXA930, neboli TavorP, které lze taktovat i na 800MHz a pohání modely Blackberry 9000 Bold, Asusy P565 a P552w.

ARM11xx

Vůbec nejčastěji mají procesory v dnes prodávaných mobilech jádro typu ARM1136J(F)-S. To je jádro s osmistupňovými datovody a podle programu Dhrystone pro tvorbu Benchmarků je dvakrát výkonnější než jádro typu ARM926EJ-S. Ještě o trochu výkonnější je pak typ ARM1176JZ(F)-S, který přináší novou strukturu sběrnice a technologii Trustzone, která vylepšuje zabezpečení třeba při bezdrátových přenosech dat. Rodina ARM11 zahrnuje také vícejádrový typ procesoru ARM11 MPCore, ten ale zatím žádný telefon nevyužívá. Procesory rodiny ARM11 nemají žádné známé omezení, pokud jde o výrobní technologii, a model Qualcomm QSC7230 je vyrobený dokonce se 45nm přesností.

 
ARM1136J(F)-S • ARM1176JZ(F)-S

Jádro ARM1136J(F)-S je součástí čipsetu Freescale MXC300-30 a ten pohání symbianové Nokie s z let 2007 a 2008. U většiny je taktovaný na 369 MHz, pouze dotykové modely se dočkaly 434MHz frekvence. Stejné jádro hraje hlavní roli i v čipsetech Qualcomm MSM7200(A) a MSM7201(A), které se vyskytují skoro ve všech komunikátorech HTC poslední doby i u mobilů s Windows Mobile ostatních značek. "Áčkové" verze se mimochodem liší přesnější výrobní technologií (65nm) a značení MSM7201 vzniklo jen kvůli problémům s patenty a sporu Qualcommu s Broadcomem v USA, ale jde o stejný čipset. Jádro ARM1176JZ(F)-S je zatím užito výhradně v čipsetech od Samsungu S3C6400 a S3C6410. Tvoří srdce prvních dvou generací iPhonu, posledních E-Tenů, prvních Acerů a letos představených Omnií.

   
Freescale MXC300-30 • Qualcomm MSM7200 • Samsung S3C6400 • Samsung S3C6410

Cortex

A teď už se dostáváme k těm opravdu nejmodernějším procesorům. Procesory Cortex jsou založeny na architektuře s instrukční sadou ARMv7 a kromě schopnosti zpracovat základní instrukce a díky sadě Thumb i 16bitové instrukce si poradí také s 32bitovými instrukcemi, což zajišťuje technologie Thumb-2. Datovody procesorů Cortex jsou třináctistupňové, díky čemuž jednomu Hz taktu odpovídají dvě zpracované instrukce za vteřinu. Novinkou je také rozšíření Neon, které urychlí provoz multimediálních kodeků jako jsou MP3 a H.264. I proto jsou nové procesory mimořádně vhodné třeba pro natáčení videa, a je škoda, že u některých je maximální rozlišení softwarově omezeno a jen Samsung i8910 HD možnosti Cortexu využívá naplno a natáčí v rozlišení HD Ready. V současnosti už tedy existuje několik telefonů s jádrem Cortex-A8, připravovaný typ Cortex-A9 pak přinese i podporu vícejádrových procesorů.

 
Cortex-A8 • Cortex-A9 MPCore

Procesorů s jádrem Cortex zatím moc není. U mobilů se dnes vyskytují jen dva - Samsung S5PC100, kterým je vybaven Apple iPhone 3GS, a TI OMAP 3430, jenž využívá Samsung i8910 HD, Palm Pre a teprve chystané modely Sony Ericsson Satio a Nokia N900. Pokud vám jde u telefonů o výkon, rozhodně volte jeden z těchto modelů, protože představují to nejvýkonnější, co dnes trh s mobily nabízí. Těšit se můžeme ještě na jeden procesor s jádrem Cortex-A8 od Samsungu, model S5PC110, který přinese podporu přehrávání i záznamu videa v rozlišení Full HD, a také na první procesory se dvěma jádry Cortex-A9 TI OMAP 4430 a 4440, které mají dosáhnout asi 50% nárůstu výkonu oproti jádru Cortex-A8.

  
Samsung S5PC100 • TI OMAP 3430 • TI OMAP 4430/4440

Scorpion

Asi jste si všimli, že v souvislosti s některými očekávanými komunikátory se mluví o čipsetech Snapdragon. Ty vyrábí Qualcomm a jejich jádro v zásadě odpovídá jádrům procesorů Cortex, jenže výrobce chtěl být zřejmě zajímavý, a tak jádra svých procesorů nenazývá Cortex. Místo toho jim vymyslel vlastní označení, které ale není Snapdragon, jak by se dalo očekávat, ale Scorpion. Snapdragon je tedy název modelové řady čipsetů, Scorpion se jmenují jejich jádra. Výrobce je blíže nepopisuje, a tak budeme předpokládat, že mají opravdu stejné nebo velmi podobné parametry jako jádra Cortex. Výrobce se chlubí, že přístroje se Snapdragonem budou mimořádně úzké, a chystané komunikátory s touto platformou to potvrzují.

Scorpion

První telefon se Snapdragonem už je poměrně dlouhou dobu na světě - jmenuje se Toshiba TG01 (10mm tloušťka), je vybaven čipsetem Qualcomm QSD8250, ale k nám se nikdy nedostal a zřejmě ani nedostane, proto se mu příliš věnovat nebudeme. Zajímavější pro nás bude očekávaný komunikátor s tímto procesorem HTC Touch HD 2 (11mm tloušťka), který by výrobce měl každým dnem představit, protože podle spekulací kolujících po internetu se tento přístroj začne prodávat už příští měsíc. Stejný procesor by měl využívat i zatím tajný Sony Ericsson Xperia X3 s Androidem. Ještě výkonnější Snapdgradon QSD8672 zatím žádný telefon nepoužívá a to bude zřejmě ještě nějakou dobu platit. Jde totiž vskutku o čipset budoucnosti, považte sami: čipset podporuje přenosy HSPA+ do rychlosti 28 Mb/s, dorozumí se v našich sítích GSM i zámořských CDMA, podporuje záznam videa v rozlišení Full HD, jeho procesor je vyrobený 45nm výrobním postupem a má dvě jádra Scorpion, každé s taktem až 1 500 MHz.

Toshiba TG01 • HTC Touch HD 2 • Sony Ericsson Xperia X3