הגודל לא תמיד קובע: יצרניות הסלולר אוהבות להתגאות במספר הליבות המככבות במכשירי הדגל המיוצרים על ידיהן, אך המצב בפועל מראה כי ברוב המקרים, מדובר בדרישה צרכנית למספרים גדולים, אשר לא בהכרח מספקים ביצועים טובים יותר בהשוואה למעבדים מתחרים בעלי מספר ליבות נמוך.

מה זה ARM וכיצד קשור למעבדים השונים?

הכל מתחיל בחברה בריטית בשם ARM, אשר פיתחה יחידת עיבוד מרכזית (CPU) המעוצבת בצורה שצורכת פחות אנרגיה ודומה בביצועיה לאלו של CPU במחשב שולחני רגיל, אם כי יש הבדל מהותי בין מעבדים במחשב שולחני לבין מעבדים הנמצאים בסמארטפונים, זאת בשל העובדה שישנו מרחב עבודה גדול במחשבים שולחניים, בו היצרניות יכולות להתקין רכיבים כמו GPU, זיכרון ויציאות שונות כמו USB על לוח האם של המחשב השולחני, אשר ביחד מבצעים משימות ייעודיות. מאחר שבטלפונים סלולריים אין הרבה שטח עבודה זמין, עיצוב המעבד משלב את כל הפיצ’רים והתכונות הללו בלוח קטן אחד, הנקרא בשפה המקצועית System On a Chip או SoC.

חברות כמו אפל, קוואלקום, סמסונג, סוני, HTC ודומיהן עושות שימוש בטכנולוגיה שפיתחה ARM לעיצוב SoC המותאם אישית לצרכי כל אחת מהחברות, מוסיפות את הטאץ’ האישי שלהן וקוראות לו בשמות שונים: לקוואלקום יש את Snapdragon, לסמסונג יש את Exynos ול-NVidia יש את Tegra, אך למעשה כל המעבדים הללו על שלל שמותיהם מבוססים על אותה יחידת עיבוד מרכזית שפותחה על ידי ARM.

ההבדל האמיתי בין ליבה אחת לכפולה

כאשר אנו מדברים על מעבד בהקשר של מספר הליבות הפועלות בו, אנו למעשה מתייחסים אל מספר הליבות של ה-CPU. לצורך הפשטת ההסבר ניקח דוגמא של שתי קבוצות של אנשים. משימה מסויימת המוטלת על אדם אחד המסוגל לבצע אותה ב-5 דקות לעומת אותה העבודה המוטלת על שני אנשים המסוגלים לבצע אותה בזמן של 5 דקות יחדיו. החיבור לא מבטיח לשני האנשים הספק עבודה כפול מהאדם הבודד, כי העבודה תלויה במידה רבה בסוג העבודה עצמה, תאימות העבודה לשני אנשים או לאיש אחד, האינטגרציה בין שני האנשים לבין עצמם ולגורמים סביבתיים נוספים.

ARM-Announces-the-Quad-Core-Cortex-A15-Design-2בכל זאת, סביר להניח שהספק העבודה יגדל במידה מסויימת כאשר הוא יבוצע על ידי שני אנשים, כי משמעות הדבר במקרה הזה היא שהעייפות תהווה פקטור משמעותי לאורך זמן. כאן מתבטא היתרון של ריבוי ידיים בקבוצת עבודה מאשר אותה המשימה המוטלת על אדם אחד – ניתן להשוות זאת להתחממות המעבד המשפיעה על אורך החיים שלו.

אם נחליט ללכת אל הצד הטכני של העניין, נניח שקיימת משימה כלשהי אשר צריכה לרוץ דרך כל אחד מהמעבדים בנפרד. ההנחה הרווחת והשגויה היא כי המעבד בעל שתי הליבות יספק ביצועים כפולים בהשוואה למעבד בעל ליבה יחידה, כי משמעות המושג ליבה כפולה בעיני רוב המשתמשים פירושו בביצועים כפולים. מעבד כפול ליבה מגביר אמנם משמעותית את הביצועים, אך לא פי 2.

למעבדים מרובי ליבות יש יתרון מסויים על מעבדים בעלי ליבה אחת, מפני שמשאבי המערכת משותפים ומקלים על חלוקת ביצוע המשימות בין הליבות, הם מאפשרים ביצוע מקבילי של משימות. כתוצאה מכך, רמת הספק הביצועים במערכת גדלה בהשוואה למערכת בעלת מעבד עם ליבה אחת. עם זאת, הביצועים לא נמצאים ביחס ישר להגדלת מספר הליבות.

ישנה תשואה פוחתת של הספק ביצוע כולל המתווסף למערכת עם הוספת ליבות למעבד. הסיבה לכך היא התקורה הדרושה בכדי להפיץ את ההוראות בין הליבות השונות ועיכובים נוספים הקשורים לשיתוף משאבי המערכת (כמו זיכרון, I/O, Bus וכו’). בנוסף לזאת, כאשר חישוב המתבצע במעבד אחד תלוי בתוצאה המתקבלת מחישוב המבוצע במעבד השני, הניצול של יכולות עיבוד מקבילות אינו ממונף באופן מלא. בכל זאת, ריבוי ליבות כן מהווה יתרון ביכולת העיבוד ובביצועים בהשוואה אל מעבד בעל ליבה אחת.

נשמע יותר טוב, קל לתפיסה והשוואה

מעבדים מרובעי ליבות עשו את דרכם לאחרונה לתוך כמה מכשירים פופולאריים בשוק, כגון טאבלט הנקסוס 7, סמארטפון הגלקסי S3 של סמסונג וטאבלט ה-Surface של מיקרוסופט. התהייה העולה מהחדירה המהירה של מעבדים מרובעי ליבה יחסית למעבדים בעלי ליבה כפולה לשוק, היא האם מדובר בצורך של ממש, או שמא טריק שיווקי להגברת המכירות.

על תהייה זו טוענת יצרנית הצ’יפים קוואלקום, כי השימוש במעבדים מרובעי ליבה הוא כרגע לא נחוץ ברוב המקרים, וכי מעבדים בעלי ליבה כפולה מספיקים על מנת להעניק מספיק כוח וביצועים לרוב המכשירים הניידים בשוק. החברה, אשר שבב ה-Snapdragon S4 Pro מרובע הליבות מגיע במכשירי הדגל של LG, ה-Optimus G והנקסוס 4 של גוגל, הגיעה באיחור קל אל סצנת המעבדים מרובעי הליבה. מתחרותיה העיקריות, NVidia המייצרת את מעבד ה-Tegra וסמסונג המשווקת את מעבד ה-Exynos במכשיריה הגיעו איתם לשוק הרבה לפני קוואלקום, כאשר היא מצידה הייתה עסוקה במיתוג מעבד ה-Snapdragon S4 מתוצרתה, בעל ליבה כפולה בלבד.

Samsung-Exynos-5-Dualאייל בר דוד, מנכ"ל קוואלקום ישראל, העלה בריאיון גם הוא טענה דומה: "אחד מהשיקולים המשמעותיים ביותר שהובילו להוצאת מעבד Quad Core הוא דרישה של הלקוחות, חד משמעית. האם מהבחינה ההנדסית בהינתן האופטימיזציות שעשינו ב-ARM, היה צריך Quad Core? אומרים אצלנו שלא, שמעבד Dual Core עושה את העבודה מספיק טוב. אך בעתיד, העולם כולו ילך אל Quad Core, השאלה היא מתי. מעבדי Dual Core שלנו עובדים הרבה יותר טוב מ-Quad Core של מתחרים אחרים בתחומים מסויימים של Benchmark, השאלה היא מה בדיוק אתה רוצה להשיג עם ה-Quad Core  שלך. אם אתה מחפש אפליקציות סבירות בטלפון שמעבירות מידע, או שברצונכם לענות לשיחה נכנסת ולצלם באותו הזמן, תוך שיש לך איזה כונן USB שאתה רוצה להעביר אליו מידע, הרבה מאוד מעבדי Quad Core של המתחרים לא יעשו זאת יותר טוב מה-Dual Core שלנו. מכיוון שביצענו בו אופטימזציות מתאימות לצרכים של הטלפונים הסלולריים כיום".

גם Sy Choudry, מנהל מוצר בקוואלקום העולמית, אומר כי ההגעה המאוחרת שלהם לשוק הייתה החלטה עסקית מכוונת מראש: “היינו יכולים להשיק גירסא מרובעת ליבות של מעבד ה-Snapdragon S4 עוד לפני הגירסא כפולת הליבה של המעבד, אך המציאות המבוססת על עומסי העבודה של 95 אחוזים מהמשתמשים ואפילו להרבה משתמשים כבדים, הליבה הכפולה טובה מספיק, ואפילו יותר מכך. אם היינו יכולים לאפיין את רוב האנשים המשתמשים בסמארטפונים, היינו מקבלים כי הניצול במרבית המקרים הוא עד שתי ליבות ולא יותר.”

את טענה זו ניתן לאשש על ידי העובדה כי מכשיר האייפון 5 אשר רץ על מעבד כפול ליבה נמכר בהמוניו ואין שום טענה באוויר המכוונת למספר הליבות במכשיר. אפל הוכיחה כי עם תכנות נכון של מערכת הפעלה, שימוש בשני מעבדים הוא יותר ממספיק בכדי ליצור חוויית משתמש טובה מספיק גם למשתמשים התובעניים ביותר. בעתיד, יכול להיות שהמצב ישתנה וניצול המעבדים במרבית המקרים יגדל ל-4, אך נכון להיום, זה בעיקר מספר שנוח יותר לשווק עימו מכשירים חדשים.

פורסם לראשונה באתר ניוזגיק

שתף:
-פרסומת-