Hardver, sebesség
Az iPhone 5s-ben új hardver debütált, mely egy nagyon fontos különbség az iPhone 5 hardverével dolgozó 5c-hez képest. Az új SoC típusneve nem meglepő módon Apple A7, két darab Cyclone névre hallgató processzormag került bele, melyek 1,3 GHz-es órajelen ketyegnek. A felépítmény 102 mm²-es kiterjedésű, 1 milliárdnál is több tranzisztorból áll, a Samsung gyártja és 28 nanométeres node-on, gate first HKMG eljárással készül. Bár ez nem az elérhető legalacsonyabb csíkszélesség, tranzisztorsűrűség szempontjból ennél a méretnél ez az elérhető legjobb technológia. A RAM mérete egyébként 1 GB, a memóriavezérlő maradt 64 bites, de immáron támogatja az LPDDR3 szabványú memóriákat.
A bemutatón a processzornál a 64 bites architektúrát hangsúlyozták a leginkább, ami egyben azt is jelenti, hogy ARMv8 architektúrával van dolgunk, ez az első ilyen okostelefon a piacon. Ebből adódóan maga az iOS 7 is 64 bites rendszer, de nem minden esetben, mivel visszafelé is kompatibilis, azaz a régebbi készülékekre is fel lehet telepíteni. A nagy kérdés viszont az, hogy pontosan mi is az a 64 bites architektúra és milyen előnyei lehetnek egy ilyen rendszernek egy okostelefon esetén.
De mi az a koherencia?
A koherencia lényege többmagos processzorok esetében az, hogy az egyik szál által kiírt adatot szinte rögtön elérhesse egy másik szál. Másként megfogalmazva mindez azt jelenti, hogy az összes processzormag ugyanúgy látja a memóriát. A bidirekcionalitás az IGP (integrált grafikus processzor) miatt jön be a képbe: mivel a processzormagok és az IGP multiprocesszorai eltérő architektúrára épülnek, egy olyan koherenciát kell kiépíteni, ami kétirányú, vagyis a processzor által kiírt adatokat látja az IGP, és ugyanez fordítva is igaz. Olvasásra ezt mindenképp érdemes megvalósítani, az írásnál viszont nem szerencsés, ha ez a két részegység ugyanabba a gyorsítótárba dolgozik. Itt ugyanis az a probléma, hogy a processzor nem venné jó néven, ha egy grafikus multiprocesszor sokszáz szála elkezdené bombázni azt a gyorsítótárat, amiben a lokalitási elv miatt fontos és jó eséllyel hasznosítható adatok vannak egy késleltetésre érzékeny feldolgozó számára. Eközben pedig egy jól felépített grafikus processzornak mindegy, hogy gyorsan eléri-e az adatokat.
A teljesen hardveres koherencia tehát azt jelenti, hogy mindenről a hardver gondoskodik, kezeskedik azért, hogy amennyiben egy szál kiolvas valahonnan egy adatot, akkor az nem piszkos (tehát lehet vele dolgozni, mert ha piszkos, akkor minden arra épülő számítást el kell dobni és az elejéről kell kezdeni). A mai integrált rendszerek flageléssel és alapvető szoftveres koherenciával dolgoznak a CPU és az IGP között, vagyis a programfejlesztőnek kell arról gondoskodni, hogy a részegységek egymás munkáját ne akadályozzák, és az elérhető adatok mindig tiszták legyenek.
A hardveres koherencia egyébként azért fontos a jövő integrációja során, hogy a fejlesztők tudjanak gondoskodni pár mag pár száláról. Konzumer hardverben maximum 8 szálról lehet szó, de az IGP-k közül a legkevesebb szállal dolgozó opció is 50 szálat használ, és idén lesz olyan ami majdnem 10000-rel dolgozik. Ennek kezelését nem feltétlenül jó ötlet emberi erőre bízni.
A leggyorsabb válaszunk az, hogy a 64 bitnek egyelőre nincs sok értelme egy telefonnál. A 32 bit duplájának a legfontosabb része a memória címzésével kapcsolatos, 64 biten már 4 GB-nál több rendszermemóriát is a meg lehet címezni, a RAM mérete viszont mindössze 1 GB az iPhone 5s-nél. Ráadásul az sem feltétlenül indokolná a 64 bit bevezetését, ha nyolcszor ekkora központi memóriával dolgozna az eszköz, hiszen elvileg 32 biten is megoldható a dolog a különböző PAE kiterjesztésekkel. A másik előny, hogy a 64 bites címzés miatt a regisztereken komoly változások kellenek; nyilván 64 bites regiszter kell a 64 bites memóriacímek tárolásához, és ez magával hozza a szélesebb pointereket is, a 64 bit hozománya tehát az is, hogy a regiszterek szélesebbek, aminek igazából csak 64 bites módban van lényegi szerepe, viszont a számuk megduplázódik. Bár nem taglalták a készülék bemutatóján, de ha egy fejlesztő kihasználja ezt a lehetőséget, akkor az értékelhető teljesítménynövelést hoz, de ez 1-2 évig még szinte biztos, hogy nem fog tömegesen megtörténni, ugyanakkor a fejlesztőknek most könnyebb dolguk van a 64 bitre váltásnál, mint annak idején PC-n volt, hiszen az út már ki van taposva, nem teljesen ismeretlen a terep. Szintén előrelépés egyébként, hogy 64 bites módban már 64 bites egész számokkal való munkára is van lehetőség, de ez egy telefonnál szintén teljesen érdektelen. A jelenlegi ismeretek szerint tehát a 64 bit tartogat lehetőségeket, de jelenleg inkább marketinges értékkel bír és csak a jövőben jelenthet érzékelhető fejlődést; ettől függetlenül a hardver átállítását valakinek meg kellett lépnie, az Apple tette meg elsőként.
Lényegesebb kérdés azonban az integrált grafikus vezérlő mibenléte, amire az Apple csak A7 GPU-ként utal. A Prohardver egy korábbi hírben azt írta, hogy az almás vállalat minden bizonnyal egy közös tervezést kért az Imagination nevű céggel, az új IGP-t ezért nem nevezik konkrétan a nevén. Az alapokat tekintve azonban kiderült, hogy egy Rogue architektúrára épülő megoldásról van szó, vagyis az új PowerVR G6000 sorozat valamelyik tagja bújik meg a szilíciumban. Arról nincs pontos adat, hogy melyik, de a teljesítmény alapján az AnandTech a PowerVR G6430-as opcióra tippel, de ezt nem lehet konkrétan megmondani.
Nagyon lényeges módosításokat valószínűleg nem kértek, hiszen egy grafikus vezérlőnél az architektúrából adódóan nem lehet olyan egyszerűen összelegózni az egyes elemeket, mint mondjuk egy központi processzornál. Ennek megfelelően nyugodtan elemezhető a rendszer egy PowerVR G6000-ként is. Az IGP nem mindenhol szerepel annyira fényesen, de fontos kiemelni, hogy az Imagination új architektúrája több szempontból hasonlít az ARM Mali-T600 sorozathoz. Utóbbiról is elmondható, hogy helyenként nem acélos a teljesítménye, de ezek a rendszerek már arra készültek, hogy általános számítási feladatokkal is jól bánjanak, azaz klasszikus értelemben a GPGPU-nak terítik le a vörös szőnyeget.
| Teljesítmény-teszt | ||||
|---|---|---|---|---|
| Benchmark | iPhone 5s | iPhone 5c | LG G2 | ASUS TF701T |
| Geekbench 3 (single-core) | 1411 pont | 710 pont | 722 pont | 901 pont |
| Geekbench 3 (multi-core) | 2556 pont | 1268 pont | 1303 pont | 2775 pont |
Ez bizonyos tesztprogramokban áldozatokkal jár, hiszen az architektúra működése annyira megváltozott, hogy a hagyományosabb elvek szerint tervezett, úgymond egyszerűbb grafikus vezérlők előnyt élveznek, de amint általános számításra kerül a sor a PowerVR G6000 – a Mali-T600-hoz hasonlóan – abszolút lehengerli az előző generációt. A gond az, hogy jelenleg ezt a tudáskülönbséget egyetlen tesztprogram sem képes tökéletesen kimutatni. Az új 3DMark az, ami egy picit az ALU kapacitás erősebb kihasználása felé lépdel az Ice Storm tesztjével, és a két grafikus jelenet sebességének mérésénél rögtön meg is villan az Apple A7 IGP-je. Az igazán releváns adatok azonban az OpenGL ES 3.0-t is kihasználó alkalmazásokkal való mérésekből születnek majd.
Aki átugrotta az előző részeket, annak összefoglalva azt mondhatjuk, hogy az Apple A7 segítségével az iPhone 5s nagyjából dupla akkora teljesítményre képes, mint az iPhone 5 (és egyébként nagyjából negyvenszer gyorsabb az első iPhone-nál). Az A7 SoC-vel együtt egyébként bemutatkozott az M7 nevű segédprocesszor is, mely egy úgynevezett motion processor, a különféle szenzorok kezelésében lesz szerepe és külön API-t is kap.
A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!
