بزرگان جهان پردازنده

غول‌هایی در پشت صحنه موبایل‌ها و تبلت‌ها

دنیای اقتصاد- موبایل‌های هوشمند، تبلت‌ها و دیگر گجت‌های هوشمند که این روزها در دست اغلب کاربران در سراسر دنیا وجود دارند و امکان انجام کارها و ارتباطات روزمره را به آنها می‌دهند، در واقع صنعتی پر سود و درآمدزا را ایجاد کرده‌اند که هر روز هم توسعه بیشتری پیدا می‌کند. در واقع مهم‌ترین بخش این دستگا‌ه‌های هوشمند قلب تپنده آنها یا همان پردازنده‌ها هستند.

درست به همین دلیل هم هست که حالا شرکت‌های تولیدکننده پردازنده‌های موبایل سرعت رشد خوبی را در سال‌های اخیر تجربه کرده‌اند و وارد یک بازار رقابتی بزرگ شده‌اند که هر روز شاهد ورود محصولاتی جدید با مشخصات و ویژگی‌های تازه است.
در میان این بازار پر رونق و به روز، نام پردازنده‌های ARM زیادی شنیده می‌شود. در واقع این پردازنده‌ها ساختار اصلی دستگاه‌های هوشمند و قابل حمل امروزی را تشکیل می‌دهند که پایه و اساس پردازنده‌های تولیدی شرکت‌های مختلف هم هستند که مبنای رقابت آنها را تشکیل می‌دهند. حالا ورود یک پردازنده جدید می‌تواند تحولی بزرگ را در بازار ایجاد کرده و حتی مقدمه‌ای برای ورود نسلی جدید از این پردازنده‌ها در بازار باشد. با این اوصاف است که خریداران به خصوص دسته حرفه‌ای‌ها در هنگام خرید معمولا به نوع پردازنده به کار رفته در دستگاه‌های هوشمند توجه کرده و سعی دارند جدیدترین و البته سریع‌ترین آنها را انتخاب کنند. با این اوصاف بد نیست اطلاعات بیشتر و دقیق‌تری درباره این پردازنده‌های کاربردی و البته مدل‌های جدید و رایج آنها داشته باشیم.
پردازنده‌های ARM
ARM در واقع نوعی از معماری پردازنده‌های کامپیوتری و طبق پلت‌فرم RISC است که اولین بار توسط شرکت بریتانیایی ARM Holding طراحی شد. این نوع پردازنده‌ها اولین بار توسط شرکت Acorn Computers و برای استفاده مجزا از کامپیوترهای رومیزی به کار برده شد که این شرکت بعدها به ARM Holding تغییر نام پیدا کرد. در حال حاضر پردازنده‌هایARM به طور گسترده‌ای در دستگاه‌های دیحیتال ۳۲ بیتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پردازنده‌های مبتنی بر معماری ARM تنها در سال 2010 توانسته‌اند صادرات جهانی 1/6 میلیارد دستگاهی را تجربه کنند که این میزان 95 درصد از سهم بازار موبایل‌های هوشمند، 35 درصد از بازار تلویزیون‌های دیجیتال و ست تاپ باکس‌ها و بالاخره 10 درصد از کامپیوترهای قابل حمل را در بر می‌گیرد.
شرکتARM در حال حاضر خودش به تنهایی به تولید این پردازنده‌ها نپرداخته و در واقع اجازه استفاده از طراحی و تولید این پردازنده‌ها را به شرکت‌های مختلف تولید کننده پردازنده می‌دهد. پردازنده‌های ARM یا پردازنده‌های SoC یا سیستم روی یک چیپ در حال حاضر شامل محصولاتی مانند SnapDragon شرکت Xscale،Nvidia Tegra،Qualcomm
از OMAP، Marvell از Texas Instruments، پردازنده‌های Exynos از Samsung، پردازنده‌های سری Cortex شرکت ARM و البته پردازنده‌های سیستم روی یک چیپ شرکت Apple که در دستگاه‌های دیجیتال شخصی این شرکت استفاده می‌شود، هستند.
مهم‌ترین ویژگی پردازنده‌های ARM که استفاده از آنها را در گجت‌های هوشمند امروزی رواج داده است، سرعت عملکرد و البته مصرف پایین انرژی در آنها است. در واقع از آنجایی که معماری این پردازنده‌ها براساس طراحی RISC است، هسته اصلی پردازنده نیاز به ۳۵ هزار ترانزیستور دارد. این در حالی است که پردازنده‌های معمولی رایج x۸۶ که در اغلب کامپیوترهای شخصی به کار برده می‌شوند، براساس CISC طراحی شده‌اند و نیاز به میلیون‌ها ترانزیستور دارند. این موضوع مهم‌ترین دلیل مصرف بسیار پایین انرژی در پردازنده‌های مبتنی بر ARM است.
به روز رسانی‌های مختلف برای پردازنده‌های ARM به صورت دوره‌ای ارائه می‌شود. در حال حاضر این پردازنده‌ها با پلت‌فرم‌های 32 بیتی سازگار بوده و کار می‌کنند. در سال 2012 مایکروسافت هم نسخه ویندوز سازگار با معماری ARM را به همراه تبلت سرفیس RT معرفی کرد. این در حالی است که انتظار می‌رود در آینده‌ای نزدیک ساختار پردازنده‌های ARM ارتقا یافته و با پلت‌فرم‌های 64 بیتی هم سازگار شوند. در همین راستا شرکت بزرگ AMD که دومین تولید کننده پردازنده جهان است، در سال 2012 اعلام کرد که تصمیم دارد تا سال 2014 پردازنده‌های سیستم روی یک چیپ 64 گیگابیتی را بر مبنای هسته ARM برای سرورها تولید و عرضه کند.
رقبای بزرگ
در میان شرکت‌های تولید کننده مختلف، چند شرکت با محصولات قدرتمند خودشان توانستند موفقیت خوبی در بازار پر رونق دستگاه‌های هوشمند قابل حمل به دست بیاورند. این محصولات قدرتمند عبارتند از:
Nvidia با سریع‌ترین پردازنده موبایل دنیا: انویدیا در دنیای پردازنده‌ها با پردازنده Tegra ۲

موفقیت زیادی به دست آورد و اولین پردازنده دو هسته‌ای موبایل را رونمایی کرد؛ اما پردازنده سیستم روی یک چیپ Tegra ۴ این شرکت به عنوان سریع‌ترین پردازنده موبایل جهان جنجال‌های زیادی را در بازار محصولات هوشمند قابل حمل به وجود آورد. این پردازنده مبتنی بر ساختار سیستم روی یک چیپ بوده و مجهز به ساختار چهار هسته‌ای با معماری Cortex A۱۵ و کنترلر مودم ۴G LTE
است. انویدیا برای نمایش قدرت پردازنده Tegra 4
در مراسم معرفی آن، یک تبلت مجهز به این پردازنده را در کنار نکسوس ۱۰ که مجهز به سیستم روی یک چیپ Exynos سامسونگ است، قرار داد و ۲۵ صفحه وب را به صورت پشت سر هم در هر دو تبلت باز کرد و نشان داد که Tegra ۴ تقریبا دو برابر سریع‌تر از Eyxnos به کار رفته در نکسوس ۱۰ عمل می‌کند. تبلت مجهز به تگرا ۴ در ۲۷ ثانیه و نکسوس ۱۰ در ۵۰ ثانیه توانستند صفحه‌های آزمایشی وب را باز کنند. انویدیا همچنین ادعا کرد که تگرا ۴ از پردازنده به کار رفته در آی‌پد ۴ نیز قوی‌تر است. این پردازنده مصرف انرژی کمتری نسبت به مدل‌های قبلی خودش داشته و از فرمت تصویری ۴K هم پشتیبانی می‌کند. این پردازنده سریع در محصولاتی مانند تبلت ده اینچی Vizio، تبلت HP، تبلت AT۱۰-A شرکت Toshiba و سوپرفون شرکت ZTE و بسیاری محصولات دیگر به کار رفته است.
Snapdragon از Qualcomm: این پردازنده اولین سیستم روی چیپی بود که سرعت یک‌گیگاهرتزی داشت. اولین نسل از پردازنده‌های اسنپ دراگون را روی گوشی‌هایی مانند HD2 از HTC،Nexus One و Evo 4G از HTC به کار برده شد.

برخلاف رقبای دیگر اسنپ دراگون از هسته‌های ARM استفاده نمی‌کند، بلکه از هسته‌هایی استفاده می‌کند که توسط خود کوالکام طراحی شده و Scorpion نامیده می‌شوند. خیلی از امکانات این هسته‌ها مشابه Cortex A8 است؛ اما سیستم عملکرد این هسته‌های پردازنده متفاوت است؛ به طوری که حتی در فرکانس 800 مگاهرتز هم می‌تواند عملکرد بهتری از نسل قبلی یک گیگاهرتزی‌اش ارائه بدهد. از طرف دیگر کوالکام هم پردازنده گرافیکی و هم پشتیبانی از شبکه‌های تلفن همراه را به SoC یا سیستم روی یک چیپ خودش اضافه کرده است و با استفاده از این قابلیت به توسعه دهندگانش اجازه می‌دهد که موبایل‌های تولیدی خود را راحت‌تر طراحی کنند و بسازند. این کار به باریک‌تر کردن طراحی هم کمک می‌کند. این یکی از دلایلی است که اغلب تولید کنندگان موبایل ترجیح می‌دهند با Qualcomm همکاری کنند. مدل 800 از این پردازنده در محصولاتی مانندLG D801، ZTE Grand Memo V9815 و Sony Xperia Honami به کار می‌رود. مدل قبلی آن یعنی 600 هم در محصولاتی مانند HTC One، LG Optimus G Pro،Samsung Galaxy S4 و Asus Padfone Infinity به کار برده شد.
پردازنده‌های به کار رفته در محصولات اپل: شرکتی که همیشه ترجیح می‌دهد محصولات انحصاری و ویژه خودش را داشته باشد، پردازنده‌های ویژه خودش را هم دارد.

این پردازنده‌ها با حرف A و مدل‌های مختلف شناخته می‌شوند و تا حالا همه آنها را شرکت سامسونگ ساخته است. آخرین مدل از این پردازنده‌ها A6X است که در آی‌فون 5 و نسل چهارم تبلت آی‌پد این شرکت به کار رفته است. این پردازنده با سرعت 4/1 گیگاهرتزی کار می‌کند و سرعت عملکرد خوبی را در اختیار کاربرانش قرار می‌دهد.
OMAP از Texas Instrumennt: این همان پردازنده‌ای‌است که در قلب گوشی موتورلا دروید در سال ۲۰۰۹ قرار داده شد.

مانند سامسونگ،Texas Instruments هم تحت لیسانس Cortex A8 کار می‌کند؛ اما برخلاف سامسونگ اقدام به اصلاح سیستم دستورالعمل و پردازش منطقی نکرده است. این پردازنده معمولا در محصولات و گجت‌های ارزان قیمت، ساده و نه چندان حرفه‌ای بازار به کار برده می‌شود و معمولا به خاطر عملکرد چند رسانه‌ای خوبش هم شناخته می‌شود.