Самые быстрые смартфоны

Разработчики компьютерных комплектующих давно состязаются в производительности. Теперь и смартфоны гонятся за гигагерцами и наращивают свою мощь. CHIP протестировал популярные модели и выбрал 15 самых быстрых аппаратов. Android-смартфоны на сегодняшний день являются наиболее технологически совершенными мобильными устройствами. С ростом разрешения экрана и появлением ресурсоемких приложений в них стали устанавливать мощные процессоры, видеочипы и модули памяти. Мы расскажем вам, как эти компоненты влияют на производительность, и сравним смартфоны между собой. В этом нам помогут независимые тесты-бенчмарки.

  Производительность: влияющие факторы

«Сердцем» любого смартфона является установленный в нем процессорный чип. От того, к какому поколению он принадлежит, зависит, насколько он оптимизирован для работы с современными приложениями. Тактовая частота, которая сейчас у большинства аппаратов на рынке достигает 1–1,3 ГГц, влияет на этот показатель во вторую очередь: чипы разгоняются и аппараты работают быстрее.

Как и в случае с настольными компьютерными системами, на производительность смартфона также оказывает влияние видеочип, который обрабатывает изображение в программах с 3D-графикой. Пока ОС Android не использует графические процессоры для компьютерных вычислений, и мощность чипа проявляется в играх. Тем не менее высокие показатели недостижимы без топовой графической системы. Здесь разделение напоминает ту же схему, что и на обычном ноутбуке: видеочип либо встроен в процессор, как в недорогих решениях, либо построен на его базе («система-начипе», SoC). Во втором случае устройство скорее окажется более производительным.

Устойчивой тенденцией сейчас является установка в смартфоны многоядерных процессоров. До недавнего времени подобная архитектура в ОС Android использовалась не полностью: данная мобильная ситема не поддерживала второе ядро, и никакого ускорения в работе не наблюдалось, к тому же не существовало достаточного количества приложений с поддержкой многоядерности. С выходом Android 2.3 и последующим релизом 4.0 ситуация улучшилась, и теперь многие производители чипов уже рассчитывают на массовый выпуск четырехъядерных процессоров (например, NVIDIA), а производители самих аппаратов снижают ценник на двуядерные смартфоны до уровня чуть выше среднего.

При расчете уровня мощности существенную роль играет модуль оперативной памяти, применяемый в смартфоне. Обычно производитель указывает для покупателя только объем ОЗУ — наиболее распространенными являются конфигурации с 512 и 1024 Мбайт. Действительно, это имеет значение как при запуске ресурсоемких приложений, так и использовании многозадачности. Однако актуально и то, к какому поколению принадлежит память. Строго говоря, в подавляющее большинство аппаратов устанавливается самая простая память DDR1, тогда как в топовых моделях уже появляются DDR2-модули. За счет этого ускорение в работе может составлять 150%.

Теперь обратимся к программной части. На производительность Android-смартфона влияет версия операционной системы. В каждой новой постепенно решаются проблемы быстродействия — правда, уже не так радикально, как это было с Android младше варианта 2.1. Также на скорости значительно сказываются оптимизация драйверов, выполняемая производителем устройства, предустановленное ПО (обычно это тач-оболочка и клиенты сервисов, которые определяет вендор) и приспособленность «железа» к софту. На практике повысить быстродействие можно путем настроек ОС, выполняемых на низком уровне — например, при замене ядра Linux на модифицированное. В силу открытости системы существует несколько проектов по совершенствованию ядер, наиболее известными из которых являются faux123 и eternity project. Кроме того, устанавливаются облегченные прошивки (CyanogenMOD, MODACO). Помимо прав доступа root все эти операции требуют терпения, времени и определенной смелости, поскольку при несоблюдении инструкций легко получить неработоспособный аппарат. Однако после осуществления всех необходимых действий устройство чаще всего работает быстрее, процессор можно разгонять и полностью регулировать распределение ресурсов между программами.

Ускоренные программы

Не последнюю роль в оптимизации и повышении производительности смартфонов на базе ОС Android играют сами разработчики ПО, которые улучшают свои программы. Так, ARM недавно выпустила собственный пакет инструментов ARM Development Studio 5, который напрямую поддерживает систему Android через штатную IDE Eclipse. Программы в этой среде разработки пишутся на C++. Этот код, как ожидается, окажется не только в четыре раза быстрее стандартного Java-кода, но и приложения на его основе будут меньше загружать ресурсы устройства.

ARM Development Studio 5 обладает средствами для анализа производительности программ

Бенчмарки: что можно измерить с их помощью?

Как и для настольных компьютерных систем, для ОС Android выпущены приложения,  оценивающие производительность аппаратной и программной частей и позволяющие сравнить результаты с показателями других устройств. Мы оценивали производительность смартфонов на основании тестов Vellamo и Quadrant. Рассмотрим их подробнее.

БЕНЧМАРК VELLAMO позволяет замерить работу устройства с веб-контентом. Это подборка 11 автоматических тестов, разделенных на четыре группы. Первая из них проверяет качество рендеринга веб-страниц с интерактивными элементами (выполненными по разным технологиям) — это основное, что заметно владельцу устройства. Вторая группа связана с проверкой быстродействия движка встроенного браузера по обработке JavaScript-сценариев — пользователям настольных компьютеров должен быть знаком набор SunSpider, которым здесь проверяют штатный обозреватель. Если до этого этапа Vellamo работает примерно 20 с, то начиная с SunSpider (шестой тест из 11) заметно увеличение времени, поскольку скрипты и элементы подгружаются из Глобальной сети. Далее тест проверяет движок V8 на быстродействие, что отражается на том, как быстро на смартфоне исполняются веб-приложения — например, мобильная версия «Документов Google» или онлайн-игра. Предпоследняя группа — это юзабилити-тесты, которые оценивают реализацию в браузере органов управления на предмет скорости их работы (проверка скроллинга). Последняя категория состоит лишь из одного теста на соединение, в котором проверяется скорость доступа в Интернет.

Vellamo оценивает смартфон с точки зрения его производительности при работе с веб-сервисами Как можно увидеть по итоговым результатам, высокие показатели прохождения Vellamo наблюдаются у планшетов и смартфонов верхнего ценового диапазона, поскольку в таких устройствах установлены двуядерные процессоры, созданные по последним технологиям, и быстрые модули памяти. Так, лидером среди смартфонов является аппарат Samsung Galaxy S II.

QUADRANT — второй популярный бенчмарк. Он состоит из серии тестов, которые проверяют скорость работы процессора при выполнении стандартных арифметических операций (12 наборов) и обработке XML, скорости обмена информацией в модуле памяти, записи и чтения из базы данных (четыре теста), производительность 2D- и 3D-графики в OpenGL ES (с тенями, изменениями света и другими эффектами, всего четыре теста), одиночный и дополнительный двойной рендеринг модели. Результаты теста преимущественно признаются во всех обзорах смартфонов, хотя они неоднозначные.

Quadrant позволяет сравнить широкий диапазон устройств, работающих на базе ОС Android Quandrant запускается на большом количестве устройств и неактуален лишь для самых первых моделей «гуглофонов», в которых не было графического модуля. Бенчмарк ориентирован на оценку возможностей процессора и прошивки в смартфоне, поэтому чаще используется создателями модификаций и вендорами.

Спецтесты

Кроме бенчмарков, проводящих комплексные тесты производительности, существуют и специализированные программы. Они помогают оценить скорость работы смартфонов при решении конкретных прикладных задач без затрат на приобретение платной версии Quadrant. Среди них можно выделить Linpack for Android. Он оценивает производительность процессора в тестах на вычисления с плавающей запятой, при этом проверяя как одноядерные, так и многоядерные чипы.

Другой популярный бенчмарк — Smartbench 2011 — оценивает производительность процессора и графической подсистемы. Он позволяет определить скорость работы смартфона как в играх, так и при выполнении общераспространенных операций.

Для теста скорости в играх существует специализированный бенчмарк видеосистемы Neocore. В силу того, что на современных Android-устройствах для отрисовки графики используется OpenGL-движок, возникает потребность в проверке производительности видеочипа. Neocore позволяет сделать это, прокручивая в демонстрационном режиме 3D-игры со звуком и большим количеством динамических сцен. При этом кроме абстрактных цифр результатов можно посмотреть и вполне понятную оценку, выраженную в FPS — количестве просчитываемых кадров в секунду.

Заметим, что все бенчмарки предоставляют некую интегральную оценку характеристик аппарата, не разграничивая результаты по конкретным этапам проверки. В случае с Quadrant для этого потребуется покупка платной версии, в которой можно запускать отдельные модули, а в других тестах таких опций вообще нет. Кроме того, конечные цифры очень непостоянны — они могут значительно колебаться в зависимости от версии прошивки, запущенных процессов, режима работы устройства (включенных профилей энергосбережения, занижения частот и т.д.), а также проведенных оптимизаций ядра.

Результаты тестов 15 смартфонов

1. 2. 3. Платформы будущего

Компания Qualcomm анонсировала следующее поколение процессоров Snapdragon для мобильных устройств. В него войдет чип с четырьмя вычислительными ядрами, каждое из которых будет работать на частоте 2,5 ГГц. Кодовое название новинки — Krait. Она будет изготавливаться по 28-нанометровой технологии и поддерживать Wi-Fi, GPS, Bluetooth, FM-радиомодули, NFC-чипы, а также графический видеоускоритель для стереоскопического контента. Также будет интегрирован радиомодем для LTE-сетей. По оценкам Qualcomm, производительность чипов вырастет на 150%, а энергопотребление снизится на 65%. Первый образец новых процессоров — это двуядерный MSM8960, а одноядерный MSM8930 и четырехъядерный APQ8063/8064 увидят свет в начале 2012 года. Предположительно, на базе последнего будет работать суперфон HTC Zeta. При этом NVIDIA уже показала четырехъядерный чип с кодовым названием Kal-El (Tegra 3). NVIDIA Tegra 3 содержит в себе пятиядерный CPU Cortex A9, состоящий из четырех высокопроизводительных ядер с частотой 1,5 ГГц и одного сопровождающего, предназначенного для решения простых задач в целях повышения энергоэффективности процессора.