Perché il mio telefono è più lento del mio PC? Spiegazione delle velocità di smartphone e desktop
Lo smartphone in tasca è potente. È più potente di una grande quantità di supercomputer ormai defunti e anche di alcuni moderni. Un altro fatto immediatamente disponibile è che "il tuo cellulare ha più potenza di computer di tutta la NASA nel 1969, quando mise due astronauti sulla luna".
Ma i moderni microprocessori per smartphone sono ancora in ritardo rispetto alla potente elaborazione disponibile sul tuo laptop o desktop. Ma non è la stessa tecnologia? Diamo un'occhiata alla differenza tra il tuo smartphone e il processore desktop.
Processore per smartphone e processore per desktop
I numeri sono simili, e anche i nomi lo sono. I processori sono disponibili in due classi: mobile e desktop.
I microprocessori mobili utilizzano gran parte della stessa terminologia delle loro controparti desktop, ma sono diversi. Inoltre, il tag "mobile" è un po 'fuorviante in quanto copre uno spettro così ampio di dispositivi; smartphone, laptop, dispositivi Internet of Things (IoT) e altro ancora.
Diversi produttori si rivolgono anche ai mercati mobile e desktop, con un'ulteriore frammentazione a seconda del tipo di hardware. Ad esempio, i grandi attori nel mercato dei chip desktop, Intel e AMD, non hanno molta voce in capitolo nel mercato dei microprocessori per smartphone. Entrambi i produttori hanno venduto le loro divisioni di smartphone, decidendo di non competere con Qualcomm, Apple, Samsung e altri giganti della produzione di chip mobili.
Ci sono voci su un chip per smartphone AMD per dispositivi 5G, ma queste sono ancora voci al momento della scrittura. Molto tempo fa, i chip Intel Atom alimentavano una manciata di modelli Asus Zenfone. Tuttavia, a differenza di AMD, Intel non ha piani di sviluppo per il mercato degli smartphone 5G.
Differenze tra processore mobile e processore desktop
Esistono alcune differenze chiave tra i processori per smartphone e i processori desktop. Questi si concentrano su:
- Architettura della CPU
- Architettura del set di istruzioni
- Potenza e calore
Diamo un'occhiata a queste differenze di processore in modo più dettagliato.
1. Architettura della CPU: sistema su chip
Quando parliamo di una CPU desktop, ci riferiamo invariabilmente a quello specifico pezzo di hardware. Una CPU desktop è il cervello del computer . Quando parliamo di una CPU per smartphone, il termine "processore" si riferisce più da vicino all'architettura System on a Chip (SoC). Allora, come sono diversi?
Bene, il SoC è un singolo chip che può variare di dimensioni, che ospita una CPU, una GPU (un'unità di elaborazione grafica, un altro componente PC separato), varie radio, sensori, livelli di sicurezza e funzionalità del dispositivo. I produttori racchiudono tutte queste funzionalità in un unico chip .
L'immagine seguente mostra le capacità del SoC Exynos 990 del Samsung Galaxy S20.
È un sacco di pugno, richiede molta potenza. Ora, considera che tutti questi componenti sono componenti hardware separati su un desktop e possiamo passare alla sezione successiva.
2. Architettura del set di istruzioni: ARM vs. X86
Il secondo aspetto dell'architettura della CPU da considerare è il design complessivo della CPU. Intel concede in licenza il design della CPU x86 ad AMD e VIA Technologies. AMD sono ben noti; hai mai sentito parlare di VIA?
Indipendentemente da ciò, il design Intel domina il mercato dei processori desktop. Le CPU x86 sono progettate per una potenza di calcolo di fascia alta, in grado di eseguire milioni di istruzioni. E poiché il tuo computer desktop riceve energia direttamente dal socket, la CPU può impazzire, risultando in macchine più potenti (oltre a più calore!).
Gli smartphone sono diversi. ARM progetta e concede in licenza la maggior parte dei processori per smartphone a produttori come Qualcomm, Apple e così via. Ma la differenza fondamentale è sapere che il design di un microprocessore per smartphone ARM favorisce sia le prestazioni che la durata della batteria, piuttosto che la potenza assoluta di una CPU desktop. Ecco perché.
- Le CPU ARM SoC utilizzano ciò che è noto come RISC (Reduced Instruction Set Computing). I set di istruzioni RISC sono più piccoli, richiedono meno energia per essere elaborati e vengono completati rapidamente, liberando risorse di sistema o consentendo al dispositivo di "inattività" per risparmiare batteria.
- Le CPU Intel x86 utilizzano ciò che è noto come CISC (Complex Instruction Set Computing). I set di istruzioni CISC sono molto più complessi, sommando stringhe contenenti più istruzioni.
Inoltre, tutte le moderne CPU utilizzano qualcosa noto come microcodice.
Il microcodice è il tipo di codice interno della CPU che dice alla CPU quali azioni eseguire, suddividendo le operazioni in minuscole istruzioni. Ma il microcodice funziona in modo diverso anche sulle CPU RISC. Poiché le istruzioni RISC sono già relativamente piccole, suddividerle in operazioni di microcodice più piccole è più veloce.
3. Potenza e calore
Il marketing della CPU ci dice di guardare il numero di core e la velocità di clock del processore. Ma i valori del processore dello smartphone differiscono in due modi: in primo luogo, non sono correlati alle misurazioni della CPU desktop e, in secondo luogo, sono in qualche modo fuorvianti per questo motivo. I valori numerici non illustrano l'altro aspetto importante delle CPU degli smartphone: la generazione di energia rispetto alla dissipazione del calore.
Quando il processore è in esecuzione, genera calore — molto. Una CPU desktop dissipa il calore utilizzando una ventola o un dissipatore di calore; la CPU del tuo smartphone non ha lo stesso lusso. Inoltre, le CPU degli smartphone sono imballate in uno spazio ristretto, a volte nella tua tasca calda, accanto alla tua gamba calda, in una giornata calda … che diventa davvero calda.
I produttori di CPU per smartphone lo sanno e, come tali, limitano la velocità complessiva con cui il processore può funzionare. Una CPU desktop potrebbe pubblicizzare la sua velocità di esecuzione costante, mentre una CPU per smartphone probabilmente annuncia la sua capacità massima teorica.
Prendi questo esempio. La CPU media Intel i7 produce circa 65 watt di calore; una CPU SoC basata su ARM produce solo circa 3 W — circa 22 volte meno del chip Intel. Per essere onesti con Intel, stiamo confrontando un'uva con un'anguria. Gli ultimi chip Intel Atom (progettati per dispositivi mobili e smartphone) hanno una dissipazione del calore molto migliore, come ci si aspetterebbe.
Quindi, in teoria, ARM potrebbe sviluppare CPU SoC per smartphone che aumentano notevolmente la velocità di clock, ma il tuo smartphone e la sua batteria si surriscaldano e muoiono in modo critico. E le brave persone di ARM non lo vogliono davvero.
L'esperienza desktop
In alcuni casi, gli smartphone stanno sostituendo le soluzioni desktop e laptop . I telefoni recenti eseguono facilmente il multitasking, eseguendo più applicazioni contemporaneamente. Inoltre, l'ampia gamma di app disponibili su Android e iOS significa che trovare app equivalenti al desktop è semplice. Molte delle tue app desktop preferite hanno anche equivalenti per dispositivi mobili, come Microsoft Word.
E poi ci sono sistemi di docking integrati. Continuum è stato introdotto da Microsoft con il rilascio di Windows 10, consentendo di collegare il proprio smartphone a uno schermo. Allo stesso modo, la docking station DeX di Samsung si collega a uno schermo e rispecchia il display dello smartphone.
In entrambi i casi, puoi fare affidamento sul tuo smartphone come hub di produttività. Tuttavia, coloro che utilizzano software ad alto contenuto di risorse continueranno a fare affidamento su soluzioni desktop più potenti. Se sembra interessante, ci sono anche un sacco di hardware sostitutivo del desktop per aiutarti.
I processori per smartphone saranno mai abbinati ai processori desktop?
In alcuni casi sta già accadendo. L'ultima generazione di processori per smartphone, come il Qualcomm 865+ presentato all'IFA 2020 , esegue una potente configurazione del processore octa-core con una velocità di elaborazione massima di 2,4 GHz. L'ultimo processore Exynos 1000 di Samsung presenterà anche un design octa-core con una potenza di elaborazione fino a 2,73 GHz.
Il problema è che un processore per smartphone deve affrontare limitazioni diverse rispetto a un processore desktop. La mancanza di assorbimento di potenza e il suddetto problema di potenza rispetto alla dissipazione del calore significa che un processore per smartphone soffrirà sempre rispetto a un processore desktop.
La cosa fondamentale da ricordare è che le CPU per smartphone e desktop hanno aspettative e obiettivi diversi. Misurarli accuratamente l'uno contro l'altro non è sempre utile a causa delle enormi differenze di utilizzo, nonché del mercato degli smartphone in continua evoluzione.
