vahid5835
3rd August 2013, 07:01 PM
احتمال ایجاد SoCهای 5 هسته ای با رویکرد تقویت عملکرد "big.LITTLE MP" کمپانی ARM
http://www.topinearth.com/UploadedFiles/ContentImages/1392/5/1348.jpg?maxwidth=700&maxheight=525 MediaTek به عنوان یکی از طراحان SoC، اولین پیاده سازی خود از تکنولوژی big.LITTLE MP کمپانی ARM را معرفی کرده است و قصد دارد تا این قابلیت را با هسته گرافیکی سری شش G۶۲۰۰ پیشرفته همراه کند. این تراشه جدید با نام MediaTek MT۸۱۳۵، به عنوان یک تراشه چهارهسته ای ثبت شده و این درحالیست که دو هسته Cortex-A۱۵ و دو هسته Cortex-A۷، هسته های اصلی این تراشه را تشکیل می دهند. با این وجود، برخلاف X۸ موتورولا و یا Exynos ۵ Octa سامسونگ، این تراشه مدیاتک واقعا یک تراشه چهارهسته ای است حتی با اینکه به اجرای دو نوع پردازنده متفاوت می پردازد و نکته کلیدی این قابلیت، طراحی big.LITTLE MP آن است.
http://www.topinearth.com/UploadedFiles/ContentFiles/1392/5/1348/MediaTekIC.jpg?maxwidth=545&maxheight=239 تا به امروز فناوری کم مصرف big.LITTLE کمپانی ARM دارای صعود همواری نبوده است. Exynos ۵ Octa کمپانی سامسونگ می خواست به عنوان اولین SoC ای باشد که استانداردها را اجرا نماید اما وجود مشکلاتی در طراحی این تراشه، پیاده سازی و عملکرد Exynos ۵۴۱۰ را دچار مشکل کرد و سامسونگ وادار به استفاده از سخت افزارهای کوالکام در اکثر نسخه های Galaxy S۴ شد.
زمانی که big.LITTLE معرفی شد، به عنوان شیوه ای برای طراحان SoC جهت صرفه جویی در توان مصرفی از طریق ترکیب هسته های کم توان و پرتوان ARM در یک تراشه ی واحد محسوب شد. سپس حجم کار نیز در صورت نیاز به هسته پر توان A۱۵ داده می شد و یا در صورت عدم نیاز در هسته کم توان A۷ نگهداری می گشت. سه راه برای کنترل این تبادل حجم کار وجود دارد: "حرکت خوشه ای"، "حرکت پردازنده ای" و "زمانبندی وظایف و عملیات سراسری". شیوه آخر همان چیزی است که ARM با عنوان big.LITTLE MP به آن اشاره می کند.
نام و اصطلاحات شیوه های بیان شده در بالا، تا حد زیادی خود را توضیح می دهند. حرکت خوشه ای بدین معناست که یا خوشه A۱۵ و یا A۷ فعال می شوند اما سیستم عامل از تفاوت های به وجود آمده کاملا آگاه نمی شود بلکه تنها قادر به درک این است که در حال حاضر کدام خوشه کار می کند. حرکت پردازنده، شیوه ای است که در آن هر کدام از هسته های A۷ با یک هسته A۱۵ جفت می شوند. این عمل موجب پایدار ماندن همه هسته های فعال می شود اما به سیستم عامل اجازه می دهد تا از دو A۷ و دو A۱۵ در یک زمان استفاده کند. زمانبندی وظایف سراسری big.LITTLE MP نیز سیستم عامل را از تمامی هسته های نصب شده آگاه می سازد و به آن اجازه اجرای وظایف بر روی همه آن ها را به طور همزمان می دهد.
http://www.topinearth.com/UploadedFiles/ContentFiles/1392/5/1348/bigLittlePerf.png?maxwidth=545&maxheight=396 به عبارت دیگر سیستمی که از big.LITTLE MP با جفت هایی از A۷ و A۱۵ استفاده می نماید، می تواند نرم افزارهای چهار نخی را اجرا کند. همچنین می تواند از توزیع نامتقارن هسته استفاده نماید، هر چند بخش جدید مدیاتک این کار را نمی کند. با این حال در آینده این کمپانی می تواند از لحاظ نظری به ساخت یک SoC پنج هسته ای به همراه دو هسته Cortex-A۱۵ و سه هسته Cortex-A۷ بپردازد.
از دلایلی که ما تا به حال big.LITTLE MP را ندیده ایم این است که ارتقای زمانبندی سیستم عامل اندروید برای آگاهی از هر چهار هسته به طور همزمان، نیازمند وقت و زمان است و این قابلیت در اندروید ۴.۳ وجود ندارد. احتمالا مدیاتک برای کار با همکاران خود، برنامه ای دارد تا از اینکه آن ها دستگاه های خود را برای شیوه زمانبندی وظایف سراسری بهینه سازی می کنند، اطمینان حاصل نماید (و از مزایای عظیم big.LITTLE بهره مند شوند).
اینکه big.LITTLE MP تا چه حد موجب افزایش عملکرد می شود، بستگی به برنامه ها دارد. ارقام خود ARM نشان دهنده کسب بازده ۲۰ تا ۶۰ درصدی فقط برای چهار هسته می باشد. هسته های Cortex-A۷ همچنان به طور قابل ملاحظه ای نسبت به Cortex-A۱۵ کم توان تر می باشند و چگونگی مشارکت تمامی چهار هسته، به حرارت محفظه دستگاه بستگی دارد. مدیاتک امتیاز آزمون GeekBench را برای پردازنده خود ۲۸۹۵ اعلام کرده که امتیازی قابل مقایسه در برابر امتیاز ۲۵۳۰ برای Exynos ۵ Octa و ۱۲۹۵ برای Tegra ۳ چهار هسته ای و ۱۷۹۵ برای iPad ۴ است.
عملکرد GPU نیز جالب توجه است. بنابر ادعای مدیاتک، هسته گرافیکی G۶۲۰۰ موجود در تراشه MT۸۱۳۵ قادر به اجرای حدود ۴۵ فریم بر ثانیه در نسخه آف اسکرین آزمون GLBenchmark Egypt می باشد.
http://www.topinearth.com/UploadedFiles/ContentFiles/1392/5/1348/GPU-Perf.jpg?maxwidth=545&maxheight=299 این امتیاز قابل مقایسه با رقم ۴۰fps رقیب اول (پردازنده ی تبلت Exynos سامسونگ) و حدود ۱۰fps شرکت کننده دوم (تبلت تگرا۳) است. هر دو امتیاز تقریبا با آنچه که ما از این دستگاه ها در آزمون های دیگر دیده ایم، مطابقت می کند. iPad ۴ اپل در این آزمون دیده نمی شود شاید به این دلیل که این مدل در قسمت آف اسکرین این آزمون، چیزی حدود ۴۷fps را کسب کرد.
این یکی از اولین SoC هایی است که برای پشتیبانی از زمانبندی وظیفه سراسری، ترکیب شده و نسل بعدی پردازنده گرافیکی آن از فن آوری های ابتکاری می باشد. اگر این محصول به موقع به بازارها بیاید می تواند گزینه محبوبی برای فروشندگان تبلت شود، اگرچه این که آیا می توانیم این مدل را در طراحی های برتر امریکایی ببینیم هنوز یک سوال است. تا به امروز طراحی تجاری مدیاتک در بازارهای آسیایی پیشتاز بوده اما این کمپانی خواهان ارائه طرح های قدرتمندتری است.
http://www.topinearth.com/UploadedFiles/ContentImages/1392/5/1348.jpg?maxwidth=700&maxheight=525 MediaTek به عنوان یکی از طراحان SoC، اولین پیاده سازی خود از تکنولوژی big.LITTLE MP کمپانی ARM را معرفی کرده است و قصد دارد تا این قابلیت را با هسته گرافیکی سری شش G۶۲۰۰ پیشرفته همراه کند. این تراشه جدید با نام MediaTek MT۸۱۳۵، به عنوان یک تراشه چهارهسته ای ثبت شده و این درحالیست که دو هسته Cortex-A۱۵ و دو هسته Cortex-A۷، هسته های اصلی این تراشه را تشکیل می دهند. با این وجود، برخلاف X۸ موتورولا و یا Exynos ۵ Octa سامسونگ، این تراشه مدیاتک واقعا یک تراشه چهارهسته ای است حتی با اینکه به اجرای دو نوع پردازنده متفاوت می پردازد و نکته کلیدی این قابلیت، طراحی big.LITTLE MP آن است.
http://www.topinearth.com/UploadedFiles/ContentFiles/1392/5/1348/MediaTekIC.jpg?maxwidth=545&maxheight=239 تا به امروز فناوری کم مصرف big.LITTLE کمپانی ARM دارای صعود همواری نبوده است. Exynos ۵ Octa کمپانی سامسونگ می خواست به عنوان اولین SoC ای باشد که استانداردها را اجرا نماید اما وجود مشکلاتی در طراحی این تراشه، پیاده سازی و عملکرد Exynos ۵۴۱۰ را دچار مشکل کرد و سامسونگ وادار به استفاده از سخت افزارهای کوالکام در اکثر نسخه های Galaxy S۴ شد.
زمانی که big.LITTLE معرفی شد، به عنوان شیوه ای برای طراحان SoC جهت صرفه جویی در توان مصرفی از طریق ترکیب هسته های کم توان و پرتوان ARM در یک تراشه ی واحد محسوب شد. سپس حجم کار نیز در صورت نیاز به هسته پر توان A۱۵ داده می شد و یا در صورت عدم نیاز در هسته کم توان A۷ نگهداری می گشت. سه راه برای کنترل این تبادل حجم کار وجود دارد: "حرکت خوشه ای"، "حرکت پردازنده ای" و "زمانبندی وظایف و عملیات سراسری". شیوه آخر همان چیزی است که ARM با عنوان big.LITTLE MP به آن اشاره می کند.
نام و اصطلاحات شیوه های بیان شده در بالا، تا حد زیادی خود را توضیح می دهند. حرکت خوشه ای بدین معناست که یا خوشه A۱۵ و یا A۷ فعال می شوند اما سیستم عامل از تفاوت های به وجود آمده کاملا آگاه نمی شود بلکه تنها قادر به درک این است که در حال حاضر کدام خوشه کار می کند. حرکت پردازنده، شیوه ای است که در آن هر کدام از هسته های A۷ با یک هسته A۱۵ جفت می شوند. این عمل موجب پایدار ماندن همه هسته های فعال می شود اما به سیستم عامل اجازه می دهد تا از دو A۷ و دو A۱۵ در یک زمان استفاده کند. زمانبندی وظایف سراسری big.LITTLE MP نیز سیستم عامل را از تمامی هسته های نصب شده آگاه می سازد و به آن اجازه اجرای وظایف بر روی همه آن ها را به طور همزمان می دهد.
http://www.topinearth.com/UploadedFiles/ContentFiles/1392/5/1348/bigLittlePerf.png?maxwidth=545&maxheight=396 به عبارت دیگر سیستمی که از big.LITTLE MP با جفت هایی از A۷ و A۱۵ استفاده می نماید، می تواند نرم افزارهای چهار نخی را اجرا کند. همچنین می تواند از توزیع نامتقارن هسته استفاده نماید، هر چند بخش جدید مدیاتک این کار را نمی کند. با این حال در آینده این کمپانی می تواند از لحاظ نظری به ساخت یک SoC پنج هسته ای به همراه دو هسته Cortex-A۱۵ و سه هسته Cortex-A۷ بپردازد.
از دلایلی که ما تا به حال big.LITTLE MP را ندیده ایم این است که ارتقای زمانبندی سیستم عامل اندروید برای آگاهی از هر چهار هسته به طور همزمان، نیازمند وقت و زمان است و این قابلیت در اندروید ۴.۳ وجود ندارد. احتمالا مدیاتک برای کار با همکاران خود، برنامه ای دارد تا از اینکه آن ها دستگاه های خود را برای شیوه زمانبندی وظایف سراسری بهینه سازی می کنند، اطمینان حاصل نماید (و از مزایای عظیم big.LITTLE بهره مند شوند).
اینکه big.LITTLE MP تا چه حد موجب افزایش عملکرد می شود، بستگی به برنامه ها دارد. ارقام خود ARM نشان دهنده کسب بازده ۲۰ تا ۶۰ درصدی فقط برای چهار هسته می باشد. هسته های Cortex-A۷ همچنان به طور قابل ملاحظه ای نسبت به Cortex-A۱۵ کم توان تر می باشند و چگونگی مشارکت تمامی چهار هسته، به حرارت محفظه دستگاه بستگی دارد. مدیاتک امتیاز آزمون GeekBench را برای پردازنده خود ۲۸۹۵ اعلام کرده که امتیازی قابل مقایسه در برابر امتیاز ۲۵۳۰ برای Exynos ۵ Octa و ۱۲۹۵ برای Tegra ۳ چهار هسته ای و ۱۷۹۵ برای iPad ۴ است.
عملکرد GPU نیز جالب توجه است. بنابر ادعای مدیاتک، هسته گرافیکی G۶۲۰۰ موجود در تراشه MT۸۱۳۵ قادر به اجرای حدود ۴۵ فریم بر ثانیه در نسخه آف اسکرین آزمون GLBenchmark Egypt می باشد.
http://www.topinearth.com/UploadedFiles/ContentFiles/1392/5/1348/GPU-Perf.jpg?maxwidth=545&maxheight=299 این امتیاز قابل مقایسه با رقم ۴۰fps رقیب اول (پردازنده ی تبلت Exynos سامسونگ) و حدود ۱۰fps شرکت کننده دوم (تبلت تگرا۳) است. هر دو امتیاز تقریبا با آنچه که ما از این دستگاه ها در آزمون های دیگر دیده ایم، مطابقت می کند. iPad ۴ اپل در این آزمون دیده نمی شود شاید به این دلیل که این مدل در قسمت آف اسکرین این آزمون، چیزی حدود ۴۷fps را کسب کرد.
این یکی از اولین SoC هایی است که برای پشتیبانی از زمانبندی وظیفه سراسری، ترکیب شده و نسل بعدی پردازنده گرافیکی آن از فن آوری های ابتکاری می باشد. اگر این محصول به موقع به بازارها بیاید می تواند گزینه محبوبی برای فروشندگان تبلت شود، اگرچه این که آیا می توانیم این مدل را در طراحی های برتر امریکایی ببینیم هنوز یک سوال است. تا به امروز طراحی تجاری مدیاتک در بازارهای آسیایی پیشتاز بوده اما این کمپانی خواهان ارائه طرح های قدرتمندتری است.