مقایسه گرافیک‌های رایج در موبایل‌ها

واژه GPU مخفف کلمه Graphics Processing Unit است و منظور از آن پردازنده‌های گرافیکی در موبایل‌هاست که هرچقدر GPU موبایل بالا باشد، فریم دریافتی در هر ثانیه نیز بالا می‌رود و باعث می‌شود محتوای گرافیکی بهتر اجرا شود. پردازنده‌های گرافیکی از لحاظ ساختار شباهت زیادی به سی پی یو دارند. تفاوت اصلی آنها در مقدار هسته‌هایی است که در GPU  قرار دارد و هر چقدر تعداد این هسته‌ها بیشتر باشد کارایی پردازنده GPU  بیشتر می‌شود.

از گرافیک‌های رایج در موبایل‌ها می‌توان به Mali ،Adreno ،Vivante و Tegra اشاره کرد که در ادامه مطلب توضیحات بیشتری در مورد این پردازنده‌های گرافیکی قدرتمند در اختیار شما قرار خواهیم داد.

بررسی انواع پردازنده‌های گرافیکی موبایل

SIMD موتور پردازشگر GPU است که باعث نمایش محتوای گرافیکی روی صفحه نمایش می‌شود. برخی از گرافیک‌های رایج در موبایل‌ها شامل موارد زیر می‌شود:

۱- پردازنده Adreno (qualcomm)

آدرنو توسط شرکت کوالکوم طراحی شده و تراشه‌های سری اسنپدراگون نسل ۱ و ۲ آن در دستگاه‌های گیمینگ اندروید مورد استفاده قرار گرفته‌ است. اسنپدراگون ۸ نسل ۲ به عنوان دومین پردازنده پرسرعت سال ۲۰۲۳ شناخته شده و سیستم هوش مصنوعی روی این تراشه، مصرف انرژی را به حداقل رسانده است. ناگفته نماند که تصاویر ثبت شده توسط این پردازنده گرافیکی با وضوح KHDR۸ نمایش داده می‌شود و دارای GPU  آدرنو ۷۴۰ است. اسنپدراگون ۸ نسل ۲ اولین پردازنده موبایل در جهان است که از Vulkan ۱.۳ پشتیبانی می‌کند.

این پردازنده‌ها با لیتوگرافی ۴ نانومتری تولید شده‌اند و گوشی‌های سامسونگ سری گلکسی S23 از این پردازنده گرافیکی استفاده می‌کنند. اغلب پردازنده‌های شرکت کوالکوم از سیستم پردازش تصویر جداگانه استفاده می‌کنند و به همین دلیل هنگام انجام کارهای گرافیکی؛ فشار زیادی به سی پی یو دستگاه وارد نمی‌شود.

۲- پردازنده Apple (A16 Bionic)

یکی دیگر از گرافیک‌های رایج در موبایل‌ها، تراشه A16 بایونیک اپل است. این تراشه ۱۶ هسته دارد و دارای ۱۶ میلیارد ترانزیستور است. این پردازنده نسبت به مدل قبل خود یعنی A15، بیست درصد انرژی کمتری مصرف می‌کند. از مزیت بایونیک A16 می‌توان به پردازش مستقل سیگنال تصویر اشاره کرد که در دوربین آیفون ۱۴ به کار رفته است، چرا که ISP‌ جدید با CPU و GPU و موتور پردازش عصبی، قابلیت انجام ۴ تریلیون عملیات بر ثانیه روی عکس‌ها را دارد.

۳- پردازنده گرافیکی POWERVR

این نوع از پردازنده‌ها بیشتردر گوشی‌های میان‌رده و اقتصادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال گوشی‌های سامسونگ سری A03s  با تراشه ۱۲ نانومتری، آیفون ۴، نوکیا N900، گلکسی اس و غیره به این پردازنده مجهز هستند. در سری پنجم پردازشگر POWERVR  سری SGXMP که یک پردازنده چند هسته‌ای محسوب می‌شود، در گوشی آیفون مدل 4s به کار رفته است.

Power VR سری 9XT PLUS از استانداردهای جدید گرافیکی و رابط‌های برنامه نویسی گرافیکی مانند OPENGL ES3.2 و VULKAN1.1 و همینطور OPENCL2.0 پشتیبانی می‌کند. POWERVER سری SGX320 هم با ۴ هسته و با استفاده از CORE قابلیت اجرای برنامه‌های گرافیکی بالا را در انواع تبلت‌ها دارد.

۴- پردازنده گرافیکی TEGRA

نسل چهارم پردازنده‌های تگرا، با نام تگرا ۳ که از سری چیپست‌های مبتنی بر soc است، توسط شرکت اینودیا ساخته شده و با پشتیبانی از DirectX 11+ ، OpenGL 4.X و PhysX به بازار عرضه شده است. لازم به ذکر است که شرکت invidia برای نمایش قدرت این پردازشگر یک تبلت مجهز به این پردازنده را در کنار نکسوس ۱۰  قرار داد که مجهز به سیستم  Exynos سامسونگ بود. در این آزمایش چند صفحه وب را به صورت پشت سر هم در هر دو تبلت باز کردند. نتیجه تست اینطور گزارش داده شد که تگرا ۴ تقریبا دو برابر سریع‌تر از Eyxnos  صفحات آزمایشی وب را باز کرده است.

۵- پردازنده گرافیکی mali

MALI به عنوان یکی از گرافیک‌های رایج در موبایل‌ها استفاده می‌شود. این پردازنده پر قدرت توسط شرکت ARM ساخته شده است و قدرت بسیار بالایی در رندر تصاویر ۳ بعدی دارد. گوشی‌های سامسونگ گلکسی M12 به‌عنوان یک گوشی اقتصادی از Mali-G52 و گلکسی S21 به پردازنده MALI –G78MP14  مجهز است.

Mali-G78 MP14 با ۱۴ هسته و سرعت ۷۶۰ مگاهرتز، می‌تواند در پردازش داده‌های گرافیکی سنگین، با سرعت بالایی عمل کند. تراشه های گرافیکی Mali-G78MP22  درکنار پردازنده‌های مرکزی CORTEX-A78C و CORTEX-A78 طراحی شده‌اند تا قابلیت اجرای بازی‌های سنگین و بارگذاری صفحات وب پیچیده را داشته باشند.

۶- پردازنده گرافیکی سامسونگ

پردازنده اگزینوس سری ۲۲۰۰ دارای یک مودم G5 بسیار پرسرعت است که می‌تواند تا ۲۰۰ مگاپیکسل سنسور دوربین را پشتیبانی کند. در این تراشه از پردازشگر گرافیکی Xclipse 930 استفاده شده که براساس ریز معماری RDNA 2 طراحی شده است. گوشی‌های گلکسی S23 سامسونگ به این پردازشگرهای پرقدرت مجهز است و به‌ دلیل فناوری هوش مصنوعی که در طراحی و ساخت این تراشه‌ها استفاده شده، کیفیت تصاویر افزایش پیدا کرده است.

۷- پردازشگر گرافیکی vivante

این شرکت در سال ۲۰۱۷ تاسیس شد و پردازنده‌های گرافیکی خود را با نام viva وارد بازار کرد. این پردازنده‌ها با معماری GDDR5 و حافظه PCI EXPRESS و توانایی بالا در پردازش تصاویر تولید شده‌اند. ناگفته نماند که پردازنده های VIVANTE از DIRECTX و OPENGL هم پشتیبانی می‌کنند و در سیستم عامل‌های لینوکس، اندروید و ویندوز قابل استفاده است.

مقایسه بنچمارک اسنپدراگون ۸ نسل ۲ و A16 بایونیک اپل

نتایج نشان می‌دهد که اسنپدراگون ۸ از نسل ۲، با وجود قدرت بالایی که دارد در مقایسه  بایونیک A16  اپل نتوانسته برتری لازم را کسب کند. پردازنده A16 نسبت به اسنپدراگون سری ۸ نسل ۲ قدرت و برتری بالایی دارد و تقریبا ۴۵ درصد سریع‌تر عمل می‌کند و به‌‌ عنوان یکی از پردازنده‌های اختصاصی شرکت اپل در بین کاربران از محبوبیت بسیاری برخوردار است .

ناگفته نماند که شرکت اپل پرچمدار تولید فناوری‌های خاص نتوانسته به تازگی و در مقایسه با اسنپدراگون نسل ۸ سری GEN3 موفق عمل کند و با فاصله‌ای ۱۱ درصدی در آزمون چند هسته‌ای، از رقیب اندرویدی خود عقب مانده است. البته GEN3 در سال ۲۰۲۴ ارائه خواهد شد و این نتیجه در آزمایشی که شرکت قبل از عرضه این محصول به بازار جهانی انجام داده، منتشر شده است. نکته مهمی که باید به آن اشاره کنیم این است که این تراشه همراه با پردازنده گرافیکی Adreno 740 عرضه خواهد شد.

هوش مصنوعی به کار رفته در چیپست بایونیک اپل در سری A12-A15-A16 به تجزیه و تحلیل تصاویر هنگام عکاسی و فیلمبرداری کمک می‌کند. از طرفی دیگر شرکت کوالکوم مدعی شده است که هوش مصنوعی به کار رفته در اسنپدراگون ۸ که در حال حاضر یکی از گرافیک‌های رایج در موبایل‌ها محسوب می‌شود؛ قدرت پردازشگر سیگنال تصاویر 380- SPECTRA را دارد که جزو اولین هوش مصنوعی یکپارچه در دنیای فناوری به شمار می‌آید.

معماری پردازنده گرافیکی موبایل

ساختار GPU ، تفاوت چندانی با معماری CPU موبایل ندارد. تفاوت اصلی این دو سخت‌افزار در انجام محاسبات گرافیکی است. پردازشگرهای استفاده شده در گوشی‌های هوشمند دارای حافظه هستند. هر چقدر این حافظه، بزرگتر (۶۴ بیت یا بیشتر) باشد، کیفیت پردازنده افزایش پیدا می‌کند. لازم به ذکر است که یکی از عوامل مهم در تعیین کیفیت پردازشگرهای گرافیکی موبایل تعداد موتورهای پردازشگر آن است.

از وظایف مهم پردازنده گرافیکی، کاهش فشار CPU موبایل است. پردازنده‌های گرافیکی در هنگام اجرای بازی‌های سنگین، تصاویر را باکیفیت نمایش می‌دهند. در چنین حالتی، CPU در حال انجام محاسبات مربوط به هوش مصنوعی است و به عبارت دیگر، پردازشگر مرکزی در کارهای گرافیکی پیچیده، دخالتی نمی‌کند.

مقایسه پردازنده‌های گرافیکیAdreno530  و Mali G710 MP10

یکی از گرافیک‌های رایج در موبایل‌ها، پردازشگر Mali G710 MP10 است که در مقایسه با آدرنو و حتی تراشه‌های اپل مصرف انرژی پایینی دارد. Mali G710 MP10 در تراشه exynos سامسونگ مورد استفاده قرار گرفته است و دارای ۱۰ هسته و فرکانس ۵۸۰ مگاهرتز است. این پردازنده از تصاویر HDR و ۵۵۵ مگاپیکسل در ثانیه پشتیبانی می‌کند.

پردازنده Adreno530 نیز در مقایسه با Mali سری G710 MP10 از تصاویر HDR و جریان۵۲۰  مگاپیکسل بر ثانیه پشتیبانی می‌کند و در گوشی‌های هوشمندی که دارای تراشه SNAPDRAGONE820-821  است مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر دو پردازشگر، قابلیت‌های بسیار بالایی دارند و عملکرد خوبی در بسیاری از برنامه‌های گرافیکی و بازی‌های سنگین موبایل ارائه می‌دهند. بطور کلی در مقایسه، پردازنده MALI نسبت به رقیب دیگر خود آدرنو530 کمی قوی‌تر عمل می‌کند، به خصوص در مواردی که پردازنده Mali از API مانند VULKAN پشتیبانی ‌کند.

سخن پایانی

برای خرید بهترین گوشی هوشمند بهتر است تمامی مشخصه‌های سخت‌افزاری آن را در نظر بگیرید. قبل از بررسی این که دوربین گوشی مورد نظر چند مگاپیکسل است باید به پردازنده دستگاه توجه داشته باشید اینکه از چه برندی استفاده شده و به کدام مدل یا سری از پردازشگرها مجهز است.