تفاوت پردازنده های موبایل و کامپیوتر

1 ماه پیش

در این نوشتار به تشریح تفاوت‌های پردازنده‌های دسکتاپ (کامپیوتر) و موبایل به زبان ساده می‌پردازیم.

 

علی‌رغم پیشرفت‌های چشمگیر گوشی‌ها، جدیدترین ریزپردازنده‌های موجود در گوشی‌های هوشمند هنوز از نظر پردازشی از لپ‌تاپ‌ها و کامپیوترهای رومیزی امروزی عقب‌تر هستند. اما واقعاً چرا؟ مگر چه تفاوتی در تکنولوژی پردازنده‌های موبایل و دسکتاپ وجود دارد؟ در این مطلب به این موضوع می‌پردازیم.

 

منظور از پردازنده «موبایل» چیست؟

از نظر اعداد و اسامی، شباهت‌های زیادی در این دو حوزه وجود دارد. واژه‌های استفاده شده در ریزپردازنده‌های موبایل اکثراً همان واژه‌های قطعات معادل آن‌ها در دسکتاپ‌ها هستند، اما معنای واژه‌ها متفاوت است. در واقع، معمولاً پردازنده‌ها را به دو بخش موبایل و دسکتاپ تقسیم می‌کنند؛ اما برچسب «موبایل» برای این قطعات، مقداری مبهم است. پردازنده‌ی موبایل، پردازنده‌ی طیف وسیعی از دستگاه‌ها از جمله گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها، ابزارهای اینترنت اشیا و چند مورد دیگر را شامل می‌شود. اما در این مطلب منظور ما از پردازنده‌ی موبایل، پردازنده‌های استفاده شده در گوشی‌های هوشمند است.

 

علاوه بر این، بزرگ‌ترین بازیگران عرصه‌ی تولید چیپ دسکتاپ در بازار یعنی اینتل و اِی‌اِم‌دی در بازار ریزپردازنده‌های گوشی هوشمند حرف زیادی برای گفتن ندارند. در واقع این شرکت‌ها ترجیح داده‌اند به جای رقابت با شرکت‌هایی مثل کوالکام، اپل، سامسونگ و سایر غول‌های تولیدکننده‌ی چیپ موبایل، بخش مربوط به گوشی هوشمند خود را واگذار کنند. البته این موضوع آنقدرها هم مطلق نیست؛ مثلا پردازنده‌های سری اتُم اینتل در مدل‌های مختلف زِنفون شرکت ایسوس حضور دارند و گفته می‌شود با حرکت تکنولوژی موبایل به سمت ۵G، اینتل قصد ورود مجدد به این بازار دارد.

تفاوت‌های پردازنده‌های موبایل و دسکتاپ

در ادامه به تفاوت‌های کلیدی بین پردازنده‌های گوشی‌های هوشمند در زمینه‌های معماری پردازنده و مفهوم SoC، معماری مجموعه دستورالعمل‌ها و بحث انرژی و گرما می‌پردازیم.

۱- معماری پردازنده

وقتی در مورد یک پردازنده‌ی دسکتاپ حرف می‌زنیم، منظورمان یک بخش خاص از سخت‌افزار است. پردازنده‌ی دسکتاپ یا واحد پردازنده‌ی مرکزیِ آن، مغز رایانه است. اما وقتی در مورد پردازنده‌ی یک اسمارت‌فون صحبت می‌کنیم، کلمه‌ی «پردازنده» بیشتر به معماری «سیستم روی یک تراشه» یا System on a Chip (به اختصار SoC) اشاره دارد. اما تفاوت SoC با چیزی که در دسکتاپ می‌شناسیم چیست؟

 

SoC یک چیپ مستقل است که از نظر اندازه‌ی فیزیکی، تفاوت خاصی با پردازنده‌ی دسکتاپ ندارد، اما روی این چیپ، علاوه بر واحد پردازنده‌ی مرکزی یا CPU، شاهد GPU (واحد پردازش گرافیکی)، سنسورهای مختلف، لایه‌های امنیتی و موارد دیگری هستیم. دقت کنید که تولیدکننده، تمام این موارد را روی یک چیپ قرار داده است. در تصویر زیر می‌توانید ویژگی‌های SoC اگزینوس ۸۸۹۵ استفاده شده در گلکسی اس۸ سامسونگ را مشاهده کنید. هر کدام از همین ویژگی‌ها روی یک سیستم دسکتاپ، نیازمند یک قطعه‌ی سخت‌افزاری جداگانه است.

 

۲- معماری مجموعه دستورالعمل‌ها: ARM در مقابل x86

دومین جنبه از معماری پردازنده که به آن می‌پردازیم، مربوط به طراحی کلی پردازنده است. طراحی پردازنده‌ی x86 اینتل که AMD و VIA نیز از آن استفاده می‌کنند، معماری غالب در بازار پردازنده‌های دسکتاپ است. پردازنده‌های x86 برای برخورداری از قدرت محاسباتی بالا طراحی شده‌اند و با توجه به اینکه انرژی خود را مستقیماً از سوکت موجود روی مادربرد دریافت می‌کنند، توانایی اجرای میلیون‌ها دستور را دارند و در نتیجه، دستگاهی با قدرت پردازشی بالا (و البته گرمای بسیار زیاد) به شما ارائه می‌کنند.

 

اما داستان در گوشی‌های هوشمند متفاوت است. اکثر سازندگان پردازنده در این بخش مثل کوالکام، اپل و دیگران، از طراحی و مجوز ARM استفاده می‌کنند. تفاوت کلیدی بین این دو معماری، این است که ریزپردازنده‌های گوشی‌های هوشمند ARM بر خلاف پردازنده‌های دسکتاپ که مصرف انرژی در طراحی آن‌ها موضوعیت زیادی ندارد، با نگاه هم‌زمان به جنبه‌های کارایی و عمر باتری طراحی شده‌اند.

 

پردازنده‌های «چیپ روی تراشه‌» ARM از محاسبه با مجموعه دستورالعمل‌های کاهش‌یافته یا به اختصار RISC استفاده می‌کنند. مجموعه دستورالعمل RISC، مجموعه‌ای کوچک‌تر نسبت به دستورالعمل‌های دسکتاپ است که به انرژی کمتری نیاز دارد و با سرعت بالاتری می‌تواند منابع سیستم را آزاد کند. ضمن اینکه به دستگاه اجازه می‌دهد برای مصرف باتری کمتر، به حالت Idle برود.

پردازنده‌های x86 اینتل از محاسبه با مجموعه دستورالعمل‌های پیچیده یا CISC استفاده می‌کنند که بسیار پیچیده‌تر از RISC است و دستورالعمل‌های متعددی در آن قرار دارند.

علاوه بر این موارد، اکثر پردازنده‌های مدرن از چیزی به نام ریزکُد استفاده می‌کنند. ریزکد نوعی از کدهای داخلی پردازنده است که با شکستن عملیات پردازنده به دستورالعمل‌های کوچک‌تر، به پردازنده می‌گوید که چه عملی را باید انجام دهد. روی پردازنده‌های RISC، با توجه به اینکه دستورالعمل‌های این قطعات نسبت به معماری دیگر، کوچک‌تر هستند، شکستن آن‌ها به ریزکُدهای کوچک‌تر با سرعت بیشتری انجام می‌شود.

 

۳- انرژی و گرما

در بازار مربوط به پردازنده‌ها، معمولاً اولین نگاه به تعداد هسته‌ها و سرعت کلاک پردازنده است. اما در پردازنده‌های گوشی‌های هوشمند، این اعداد همه چیز را نشان نمی‌دهند. یک دلیل آن این است که این اعداد در گوشی‌های هوشمند به طور کامل نظیر اعداد موجود روی پردازنده‌های دسکتاپ نیستند و دیگر اینکه با نگاه صرف به این اعداد، جنبه‌ی مهم دیگری روی این قطعات نادیده گرفته می‌شود: میزان مصرف انرژی به همراه دفع گرما.

 

پردازنده‌ها در زمان انجام عملیات پردازشی، گرمای بسیار زیادی تولید می‌کنند. در پردازنده‌های دسکتاپ، این گرما با استفاده از فن و هیت‌سینک روی پردازنده دفع می‌شود؛ اما پردازنده‌های گوشی‌های هوشمند فاقد این امکان هستند. علاوه بر آن، پردازنده‌های گوشی که در محفظه‌ای بسیار کوچک قرار دارند، در بسیاری از مواقع، باید در جیبِ گرمِ شما، در کنار پایِ گرمِ شما و در یک روز گرم، به فعالیت بپردازند!

 

تولیدکنندگان پردازنده‌های گوشی هوشمند این موضوع را می‌دانند و به همین دلیل، سرعت کلی عملکرد پردازنده را محدود می‌کنند. در حالی که مشخصات عددی یک پردازنده‌ی دسکتاپ در مورد سرعت پردازش، تقریباً همان چیزی است که شما به عنوان کاربر دریافت می‌کنید، اما همین عدد در مورد پردازنده‌ی یک گوشی هوشمند، حداکثر ظرفیت بالقوه‌ی پردازنده است که همانطور که گفته شد، به دلیل بحث گرما و انرژی، به میزانی پایین‌تر محدود می‌شود.

 

به عنوان مثال، یک نمونه از پردازنده‌های سری Core i7 اینتل چیزی در حدود ۶۵ وات گرما تولید می‌کنند اما در مقابل، پردازنده‌ی SoC مبتنی بر ARM تنها نزدیک به ۳ وات گرما تولید می‌کند. البته چیپ‌های جدید اتم اینتل که برای گوشی‌های هوشمند طراحی شده‌اند، از نظر دفع گرما بهتر از محصولات دیگر عمل می‌کنند.

 

بنابراین، از نظر تئوری ARM هم می‌تواند پردازنده‌ی موجود روی SoC با سرعت کلاک بالاتری تولید کند، اما نتیجه‌ی این عمل، داغ شدن بیش از حد و احتمالاً خراب شدن گوشی و باتری آن می‌شود.

 

تجربه‌ی دسکتاپ با موبایل

در بعضی موارد، گوشی‌های هوشمند توانسته‌اند جایگزین دسکتاپ‌ها و لپ‌تاپ‌ها شوند. گوشی‌های جدید به خوبی می‌توانند اجرای چند برنامه را به طور هم‌زمان مدیریت کنند. بسیاری از اپلیکیشن‌های موجود در دسکتاپ، حالا دیگر نمونه‌های اندرویدی یا iOS دارند که نیاز کاربر را برطرف می‌کنند. بنابراین می‌بینیم که بسیاری از کاربران که از دسکتاپ یا لپ‌تاپ برای مصارفی مثل مطالعه و تولید متن، گردش در اینترنت و استفاده از شبکه‌های اجتماعی استفاده می‌کردند، کم‌کم به سمت استفاده از گوشی‌های هوشمند متمایل می‌شوند.

 

برای افرادی هم که ابعاد و نحوه‌ی ارتباط با گوشی‌های هوشمند راضی‌کننده نیست، سیستم‌های Docking مجتمع تولید شده‌اند. محصول مایکروسافت به نام Continuum که به همراه عرضه‌ی ویندوز ۱۰ معرفی شد و Dex Docking Station سامسونگ می‌توانند به یک نمایشگر متصل شده و تصویر موجود در گوشی همراه شما را روی آن نمایش دهند.

 

با توجه به این موارد، گوشی‌های هوشمند می‌توانند دستگاه‌های کاملاً قابل اتکایی برای انجام عملیات خلاقانه‌ی شما باشند؛ اما برای نرم‌افزارهایی که نیاز به استفاده از منابع سخت‌افزاری زیاد دارند، هم‌چنان به استفاده از راه‌کارهای دسکتاپی نیاز داریم.

 

آیا گوشی‌های هوشمند هیچ‌گاه به قدرت دسکتاپ‌ها خواهند رسید؟

پاسخ به این پرسش دشوار است. دسکتاپ‌ها جایگاه خود را حفظ خواهند کرد؛ زیرا گوشی‌های هوشمند شدیداً به خاطر بحث مصرف باتری و کنترل دما با محدودیت همیشگی مواجه هستند. تصور اینکه روزی گوشی‌های هوشمند از قوی‌ترین دسکتاپ‌های آن روز قدرتمندتر باشند سخت است؛ اما تجربه نشان داده است در دنیای فناوری هیچ چیز غیرممکنی وجود ندارد.

 

نکته‌ی کلیدی که باید در ذهن داشته باشیم این است که پردازنده‌های گوشی‌های هوشمند و دسکتاپ‌ها برای مقاصد و انتظارات مختلفی طراحی شده‌اند. مقایسه و اندازه‌گیری آن‌ها در مقابل یکدیگر، همیشه چندان مفید نیست؛ زیرا موارد استفاده‌ی آن‌ها با یکدیگر متفاوت است. هرچند که تحولات چند ساله‌ی اخیر دنیای دیجیتال نشان می‌دهد که حرکت به سمت استفاده‌ی بیشتر از گوشی‌های هوشمند روز به روز قوت می‌گیرد

۰


برچسب ها :

بدون دیدگاه