О технологии ARM big.LITTLE

О технологии ARM big.LITTLE

ARM big.LITTLE это технология получившая широкое распространение в 2013 году, которую использовали компании как Samsung, Huawei, Mediatek и др. для производства восьми ядерным чипов для смартфонов и планшетов, и для некоторых моделей Хромбуков. 

По сути данная технология является в большей степени маркетинговой, так как чип хотя и состоит из восьми ядер ( что несомненно лучше чем 4 или 2 ) , и большинство людей далеких от техники это очень привлекательно звучит. Покупая восьми ядерный смартфон люди думают что все восемь ядер работают всегда и одновременно. 

На самом деле, восьми ядерные чипы на базе технологии big.LITTLE имеют два четырех ядерных кластера, один по меньше ( LITTLE - меньший ) - в прямом смысле имеет физически меньший размер, и меньшую производительность, и как следствие низкое энергопотребление, и второй кластер  ( big - большой ) - он физически больше первого, по имеет высокую производительность при этом потребляя намного больше энергии. Во втором кластере ядра имеют больший кэш, буфер обмена и частоту, за счет чего выполняет значительно большее количество команд чем меньший кластер.

Чипы ARM Cortex A15 имеют производительность близкую к нетбукам, но при этом потребляют много энергии. Как следствие, даже при простое потребление энергии остается высоким, при том что мы говорим про мобильный чипсет, который используется в смартфоне. Большинство времени ваш смартфон находится в состоянии бездействия, но при этом все равно идет потребление энергии, и от энергоэффективности чипа зависит, какой будет расход. Если привести аналогию - это как два человека, один тяжело отлет, второй обычный человек, естественно что спортсмен даже во сне будет потреблять больше калорий.

Идея технологии big.LITTLE состоит в том, чтоб создать тандем из двух чипов разной производительности, на пример медленные ядра Cortex A7 в паре с более быстрыми Cortex A15. Когда не требуется высокая производительность, активны ядра A7, кода запускается к примеру игра, на смену идут производительные ядра A15. Так как ядра имеют полную совместимость на программном уровне, переключение между ними происходит буквально на лету. Особенность данной технологии состоит в том, что при при максимальной нагрузке ядер A7, энергопотребление все равно ниже чип при минимальной нагрузке ядер A15. 

технология ARM big.LITTLE

Оба A7 и A15 подключены к одной подсистеме памяти. По этому переключение между ядрами происходит на лету.

По рисунку выше можно понять, что оба кластера имеют общую память, на каждый имеет свой кэш. Благодаря этой технологии, переключение между ядрами происходит практически моментально, требуя всего 20 000 циклов, что при минимальной частоте в 1ГГц ( 1 миллиард циклов в секунду  ) которую имеют сегодня чипы, является просто незаметным для человека. 

С точки зрения приложения, 8 ядерный big.LITTLE чипсет является 4 ядерным. Приложения работают при помощи либо одного кластера, либо другого, смена кластера происходит исходя из уровня потребления энергии. Ядра A7 и A15 обычно никогда не работают одновременно, хотя производитель ARM оставил возможность производителям реализовать и это ). Возможно даже создание чипа с ассиметричным количеством ядер, 4 A7 и 2 A17, но это не очень выгодная комбинация как два по четыре. 

Производители как Nvidia тоже реализовали данную технологию, которую применили в чипах Nvidia tegra 3 и Tegra 4, где реализация отличается, но принцип тот же: оба чипа содержат по ядру компаньону, предназначенному для нетребовательных задач, 

Потребление и производительность по технологии big.LITTLE 

технология ARM big.LITTLE

Используя ядра разной производительности, технология ARM big.LITTLE позволяет получить максимальную производительность и высокую энергоэффективность в одном чипе.

После изучения большинства популярных приложений, компания ARM сделала выводы что с большинством из них способны справится и малопроизводительные ядра, даже запись и воспроизведение видео в разрешении 1080p. Сегодня видео функции на себя взяли видео чипы.

Тесты проводимые компанией ARM продемонстрировали, что данная технология позволяет сохранить более 50% заряда батареи при использовании приложений как браузер, или проигрывание музыки. К примеру, для браузера будет достаточным производительности пары A17/15, при этом будет на 50% меньше энергопотребления, если бы использовались только ядра A15.  Стоит отметить, что данные тесты производились без использования графического чипа, который в настольных компьютерах давно используется. 

Как вывод, можно сказать что данная технология довольно полезная, но при этом активно используется для маркетинга, на которую охотно ведутся покупатели. Данную технологию и по сей день успешно используют компании Huawei, Qualcomm, Samsung, Mediatek

Некоторые модели чипсетов использующие технологию bit.LITTLE: Snapdragon 810, все 8 ядерные чипы Huawei Kirin и др.

Среди всех чипов 2015 года можно выделить 10 ядерный Mediatek Helio X20 , в котором используется конструкция из трех кластеров разной производительности - низкая, средняя и высокая. Посмотреть все модели 8 ядерных чипов можно здесь.  


Товары по теме:

Последние записи