Nedir bu çekirdek dedikleri?
Akıllı cep işlemcisindeki çekirdek bilmecesine son veriyoruz. İşte özel dosyamız ve en hızlı cepler!
Eskiden cep telefonu alırken tuşlarının rahat ve anteninin güçlü olmasına dikkat edilirdi. Ama şimdi satın alma kararımızda en önemli etkenler ekran çözünürlüğü, işletim sistemi ve en önemlisi işlemci gücü. Neticede artık akıllı telefonların işlemcileri – hem performans, hem de çeşitlilik açısından - neredeyse dizüstü bilgisayarlarla karşılaştırılabilecek düzeyde.
Akıllı telefon işlemcileri farklı üreticiler tarafından piyasaya sunuluyor ve hız, çekirdek sayısı veya grafik gücü açısından çok büyük çeşitlilik gösteriyorlar. Bir, iki, dört işlemcili Tegralar, Snapdragonlar ve diğerleri arasında kaybolmak işten bile değil. Bu nedenle makalemizde sizlere işelmcilerin en temel özelliklerini anlatacak, çekirdek sayısının pratikte ne anlama geldiğini açıklayacak ve akıllı telefon alırken nelere dikkat etmeniz gerektiğine dair birkaç tüyo vereceğiz. Galerimizde de telefonları performanslarına göre değerlendireceğiz. Tabi performans dediğimizde sadece işlemci gücünü değil, yazılım ve donanımın birlikte nasıl çalıştığını kastediyoruz çünkü kağıt üstündeki en güçlü işlemci bile yazılımları düzgün çalıştırmıyorsa pek fazla yarar sağlamıyor.
Cortex, Core, v.b.
En önemli terimlerden başlayalım. İşlemciye artık ne diyoruz? CPU mu, SoC mi? ARM 9 ne demek, ARM 15 ne demek? Aralarındaki fark ne? Sorularınızın cevabı aşağıda..
SoC, yani System on a Chip (Yonga üzerinde sistem), CPU, GPU ve LTE dahil telsiz dalgalarını işleyen parçaların bir kısmının tek bir yonga üzerinde toplanması anlamına geliyor. Asıl işlemci olan CPU, özellikle gündelik kullanımda asıl çalışan parça. GPU yani grafik işlemcisine özellikle oyunlar gibi grafik ağırlıklı uygulamalarda iş düşüyor. Günümüzde akıllı telefonlar, grafik arayüz nedeniyle GPU'yu normal işlemlerde de kullanıyor ve genel performansın artmasını sağlıyorlar.
ARM nedir?
ARM, aynı adı taşıyan İngiliz firmasının tasarladığı işlemci mimarisine verilen isim. Bu isim, bu mimariye sahip akıllı telefon ve tablet CPU'ları için kullanılıyor. ARM şirketi, tasarladığı mimari ve onun bir parçası olan komut takımı için lisans dağıtıyor ve bu lisanslar bütün önemli üreticiler tarafından satın alınıyor. Nvidia, Qualcomm ve benzeri şirketlerin ürettiği SoC'lerin temelinde ARM mimarisi var. ARM'in mobil cihazlarda sağladığı en büyük avantaj, düşük enerji kullanımı. Örneğin Intel, Atom işlemcilerinde henüz bu seviyede bir enerji kullanımına erişebilmiş değil.
ARM terimleri bu kadarla kalmıyor. Şirket, tasarladığı yonga ailesini Cortex A7, A9 ve A15 şeklinde adlandırıyor. Yakın zamanda sunulan A7 öncelikle düşük fiyatlı cep telefonlarında kullanılıyor. A9 ise şu anda akıllı telefonlarda en yaygın kullanılan model. Samsung ve Nvidia'nın dört çekirdekli işlemcileri ve Texas Instruments'ın yeni cihazlarında A9 kullanıyor. Ancak şu anda ARM, A9'un halefini piyasaya sürmeye hazırlanıyor: ARM Cortex A15'in daha iyi bir performans ve daha düşük bir enerji kullanımı sunacağı söyleniyor.
Bu arada ilginç bir ayrıntı: Qualcomm şu anda kendi tasarımı üzerinde çalışıyor, ancak ARM için geliştirilmiş yazılımların Qualcomm yonga setlerinde uyum sorunu yaşamaması için ARM'den sadece komut takımını içeren bir lisans almış durumda. Şirket CPU çekirdeklerini tamamen bağımsız olarak üretiyor. Bu yeni işlemcilerin de enerji tasarrufu sağlayacağı ve birden fazla çekirdek kullanılan cihazlarda çekirdeklerin birbirinden bağımsız çalışacağı söyleniyor.
Çekirdekler ve Grafik İşlemciler
Nanometre ve Çekirdekler
Mobil işlemcilerde yonga üzerinde bulunan en küçük yapıların boyu önemli bir özellik teşkil ediyor. Terminolojide yapı büyüklüğü ya da genişliği olarak anılan bu özellik nanometre cinsinden ölçülüyor ve şu anda 28 nm'ye kadar düşmüş durumda. Yapı büyüklüğü ne kadar küçük olursa üzerlerindeki "switch"ler o kadar kalın olabiliyor. Böylelikle enerji kullanımı ve enerji kaybı azalıyor.
Gelelim cep telefonu üreticilerinin pazarlamada en sık vurguladıkları özellik olan çekirdek sayısına... Örneğin 1,4 GHz'lik dört çekirdekli bir işlemci, her biri 1,4 GHz hıza sahip dört ayrı işlemci çekirdeği anlamına geliyor. Sözkonusu hız, bir işlemcinin saniye başına kaç işlem yapabildiğini gösteriyor. Nvidia, Tegra 3 işlemcisinde "4+1 mimarisi" kullanıyor. Bu mimaride sadece 500 MHz hıza sahip olan beşinci çekirdek, gündelik işlemleri üsleniyor. Zorlu bir işlem sözkonusu olmadığı sürece çok daha güçlü olan diğer çekirdekler "uykuya yatıyor" ve böylece enerji tasarrufu sağlanıyor. Samsung, Exynos platformunda benzer bir yöntem kullanıyor ama bu yonga setinde beşinci çekirdek sözkonusu değil. En azından teoride güçlü olan CPU'lar arasında Qualcomm'un Snapdragon 4 serisi de yer alıyor. Bu işlemci 28 nm'lik iki çekirdeğe sahip.
Grafik yongası sayesinde işlemci gücü
Grafik işlemci (GPU - Graphics Processing Unit) sistemin işlem gücü açısından büyük önem taşıyor. Samsung Galaxy S2 i9100G, zayıf bir GPU'nun toplam performansı ne kadar etkileyebileceğine güzel bir örnek. Bu cihazda, normal modeldeki, yani sonunda G takısı olmayan Galaxy S2'lerdeki ARM Mali-400 yerine PowerVR SGX540 kukllanılıyor. Bu da hissedilebilir bir performans kaybına yol açıyor. Bu kayıp benchmark testlerinde de açıkça görülüyor.
Tersine bir örnek ise yeni iPad. Burada kullanılan Apple A5X, dört çekirdekli bir GPU'ya sahip iki çekirdekli bir işlemci.
GPU'nun oyunlar ya da grafik ağırlıklı uygulamalar dışında atıl kalmaması için üreticiler bu gücü gündelik işlemlerde de kullanmanın yollarını arıyorlar. Bu yönde atılan en büyük adım Nvidia'nın sene sonunda çıkaracağı Tegra 4 ve Kepler GPU kombinasyonu olabilir. Şirket şimdiye dek sadece masaüstü ve dizüstü bilgisayarlarda kullandığı Kepler GPU'yu GPGPU (General Purpose GPU – Genel amaçlı GPU) olarak mobil cihaz pazarına sunmayı hedefliyor. GPGPU, grafik yongasının normal işlemler için kullanılması anlamına geliyor. Ancak bunun için yazılımların GPGPU işlemlerini desteklemesi gerekiyor.
Dört çekirdek pratikte ne avantaj sağlıyor?
Dört çekirdekli işlemcilerin avantajını ölçmek için HTC Sensation XL (tek çekirdekli), HTC One S (çift çekirdekli) HTC One X (dört çekirdekli) arasında bir karşılaştırma yaptık ve çekirdek sayısının pratikteki etkileri hakkında bazı şaşırtıcı sonuçlar elde ettik.
Cihazların üçü de Android 4.0 ile çalışıyor ve hem aşağı yukarı aynı ekran boyuna, hem de benzer çözünürlüğe sahipler. Sensation XL, Qualcomm'un 1,5 GHz hızındaki tek çekirdekli CPU MSM8255'ini kullanıyor. One S'te, yine Qualcomm'un Snapdragon 4 işlemcisi kullanılıyor. Çift çekirdekli bu işlemci 1,5 GHz hıza sahip ve 28 nm inceliğinde. HTC One X'te ise Nvidia Tegra 3 kullanılıyor ve bu işlemci dört çekirdekli. Burada da hız 1,5 GHz.
Nasıl ölçtük?
Yüksek hızlı bir kamera ile belirli uygulamaların (kamera, telefon defteri, web tarayıcı, SMS arayüzü) açılış hızını ölçtük. Ayrıca performans ölçümü için Vellamo, GL-Bench (Egypt, off screen modu ) ve BR-Bench benchmark testlerini kullandık. Bu testler grafik ağırlıklı uygulamalar ya da Javascript uygulamaları ile akıllı telefonların sınırlarını zorluyor. Bunların yanında cihazların çoklu işlem açısından inceledik. Whats-App ve müzikçalar gibi standart uygulamaları çalıştırdıktan sonra üzerine bir de oyun açtık.
Sonuç
Hoş bir sürpriz: Her üç cihaz da çoklu işlem sırasında iyi bir performans sergiledi. Diğer bir deyişle yeterince güçlü bir tek çekirdekli işlemci, aynı anda farklı uygulamaları takılmadan çalıştırabiliyor. Uygulamaların açılışı sırasında da aradaki fark ancak saliselerle ölçülecek kadar küçük. Tek istisna kamera uygulaması: Sensation XL burada yavaş kalıyor. One X ve One S burada bir saniyenin üzerinde fark atıyor.
Play Store'dan indirdiğimiz güncel oyunlar da her üç telefonda sorunsuz çalışıyor. Ancak One X'te aşırı yüklü oyunlar için "Tegra Zone" bir avantaj sağlıyor. Qualcomm işlemci kullanan diğer iki telefon bu avantaja sahip değil.
Benchmark zaferi
Benchmark testlerinde çift ve dört çekirdekli işlemciler tek çekirdekliye göre açık ara önde. Özellikle GL Bench testinde One S ve One X'in elde ettiği puan Sensation'un neredeyse üç katı. Vellamo web tarayıcı testinde ise One S şaşırtıcı bir biçimde öne geçiyor.
Dört çekirdek: Şart değil
Dört çekirdekli işlemciler pratikte fark edilemeyecek kadar az avantaj sunuyor. Gelecekte kullanılabilecek olması da bu işlemciler için yeterli bir argüman değil, çünkü yıl sonuna doğru çıkacak Cortex A15 serisi işlemcilerin çift çekirdekli modelleri de şimdiki dört çekirdekli A9'lar ile aşağı yukarı aynı performansı sunacak. Enerji kullanımında da dört çekirdekli işlemciler tasarruf işlevine rağmen büyük bir fark yaratmayacak çünkü asıl enerjiyi ekran harcıyor ve bu gerçek en azından şimdilik değişmeyecek. Bunlar dışında dört çekirdekli işlemciye sahip bir telefon almak için pek bir neden yok. Neticede asıl performansı işlemci değil, üreticinin bunu yazılımlarla ne kadar uyumlu çalıştırdığı belirliyor.