آموخته هایی از صنعت خودرو؛ چرا هشت هسته برای چیپست های موبایل ایده خوبی نیست؟

سازندگان موبایل های هوشمند و سیستم-بر-چیپ ها، مسیری نگران کننده را برای خود برگزیده اند؛ مسیری که پتانسیل به ناکجا آباد ختم شدن را داشته و می تواند تحقیقات فراوانی را بر باد دهد.

در خصوص گرایش نگران کننده ی قرار دادن ۸ هسته در پردازنده های موبایل های هوشمند، از سوی سازندگان سخن می گوییم؛ شاید بتوان نامش را «افسانه ی هشت هسته ای» گذاشت.

هیچگاه نمی شود دو محصول از دسته بندی های مختلف را به شکل کامل با یکدیگر مقایسه کرد اما اجازه دهید این بار،‌ خودروها را با اسمارت فون ها مورد قیاس قرار داده و نگاهی به شباهت هایشان بیاندازیم. هر دو محصول، برای تامین قدرت خود به یک واحد مرکزی [سیستم مجتمع/ موتور] نیازمند بوده و هر دو نیز از سیستم های بسیار پیشرفته و پیچیده ای، برخوردارند که همین سیستم ها، نیازمند اجزای جانبی بسیاری برای تحویل دادن یک تجربه کاربری صحیح هستند. همچنین اتومبیل و تلفن همراه هر دو یک منبع انرژی [بنزین/باتری] دارند که در صورت استفاده غیر صحیح، به سرعت پایان خواهد یافت. به دقت که به نحوه کارکرد هر دو نگاه کنید، می بینید که شباهت ها کم نیستند.

صنعت خودروسازی نیز روزی به دنبال «افسانه هشت هسته [سیلندر]» رفت، راهش را نیز گم کرد و سپس به جنگ برای داشتن هسته یا سیلندرهای بیشتر خاتمه داد. با داشتن تجربه نه چندان جالب خودروهای هشت سیلندر، حال سازندگان بزرگ چیپست های مجتمع به شکل عجیبی علاقه مند به افزایش تعداد هسته ها، در پردازشگرهایشان هستند. با دیجیاتو همراه باشید.

روزگاری بود که خودروسازان به داشتن هشت سیلندر در خودروهایشان افتخار می نمودند اما آیا راننده همواره به قدرت آن هشت سیلندر نیاز داشت؟ مشکل از جایی شروع شد که بیشتر رفت و آمدها، به شکل شهری صورت می گرفتند و خودروسازان نیز قابلیت غیر فعال کردن برخی از سیلندرها را برای راننده مهیا ننموده بودند؛ در نتیجه می توان گفت سوخت این دسته از اتومبیل ها نیز به سرعت بسیار بیشتری از سایر خودروها به اتمام می رسید.

اکنون ولی سازندگان چیپست های مجتمع این قابلیت را در اختیار استفاده کننده از موبایل گذاشته اند تا بتواند برخی از هسته ها را غیر فعال نماید تا در نتیجه، عمر باتری بیشتری نیز فراهم گردد. اما حقیقت این است که در واقع و به شکل همزمان، هیچگاه بیش از سه هسته ی فعال، مورد نیاز نیست. اگر در یک سناریوی دیگر مجبور به استفاده از ۸ هسته هم به شکل همزمان گردید، باید با عمر باتری موبایل خود به سرعت خداحافظی کنید؛ همان اتفاقی که در مورد خودروهای ۸ سیلندر و استفاده غیرصحیح از بنزین می افتاد.

از سوی دیگر هم موتور خودرو و هم پردازنده هایی که بر روی چیپست های جامع قرار می گیرند، زمانی که بالاترین میزان تواناییشان را به کار بگیرید، به سرعت با مشکل حرارت بالا مواجه خواهند شد. این در حالیست که در اتومبیل ها، اگزوز و سیستم خنک کننده به کمک رفع این گرما می آیند ولی در اسمارت فون ها نه رادیاتور وجود دارد و نه اگزوز. در نتیجه استفاده بلند مدت از تمام قدرت پردازنده های هشت هسته ای، باعث گرمای بیش از حد و پایین آمدن کاربری و محدود شدن قدرت پردازنده از سوی سیستم هوشمند موبایل می گردد.

اندازه موتور مشابه، نتایج متفاوت

صنعت خودروسازی، درس های فراوانی را در خصوص داشتن یک موتور و افزایش کاربری آن در نسل های بعدی به ما می دهد. تویوتا یاریس از یک موتور ۱.۵ لیتر با ۱۰۹ اسب بخار و ۶۰۰۰ RPM بهره می گیرد. این خودرو با شرایط مذکور، دارای یک مصرف سوخت عالیست و در عین حال، می تواند به سرعت ۱۸۵ کیلومتر بر ساعت نیز دست یابد. از طرف دیگر از شتاب معقولی نیز برخوردار بوده و در ۱۰.۲ ثانیه به سرعت ۱۰۰ کیلومتر دست پیدا می کند.

حال بیایید این خودرو را با آئودی TTS مقایسه کنیم که باز هم از یک موتور چهار سیلندر برخوردار است اما می توان تفاوت عملکرد زیادی را میان این دو اتومبیل مشاهده نمود. موتور چهار سیلندر TTS دو لیتر بوده و دارای ۳۱۰ اسب بخار است. با نگاهی به آمار یاریس، می بینید که صرفا با ۳۰ درصد حجم موتور بیشتر، آئودی توانسته قدرت را سه برابر افزایش دهد. ذکر این نکته نیز لازم است که نهایت سرعت TTS حدود ۲۵۰ کیلومتر بر ساعت بوده و قادر است صرفا در ۴.۷ ثانیه به سرعت ۱۰۰ کیلومتر دست پیدا کند. شتابی که به راحتی می توان گفت بیش از دوبرابر یاریس است.

مسابقه ای بی هدف به سوی هسته های بیشتر

مشخصا زمانی که در مورد کارایی بیشتر سخن می گوییم، باید به مصرف انرژی نیز اشاره نماییم. مصرف سوخت TTS در هر ۱۰۰ کیلومتر، ۱۰.۵ لیتر بنزین بوده که می توان گفت برای چنین خودرویی، بی نظیر است. از طرف دیگر یاریس در هر صد کیلومتر، حدودا ۸.۲ لیتر بنزین می سوزاند که صرفا ۲۰ درصد بهتر از خودروی شرکت آئودیست.

تویوتا توانسته ۲۰ درصد مصرف کمتری داشته باشد اما به تحقق رساندن این هدف، باعث شده تا کارایی اش ۵۰ درصد از Audi کمتر شود. حال شما خود را به جای خریدار بگذارید؛ کدام را انتخاب می کنید؟ مشخصا بیشتر افرادی که این مقاله را مطالعه می کنند خواهند گفت که مایلند از ساخته شرکت Audi بهره گیرند، آن ۲۰ درصد هم چندان مهم نیست و در عوض خودرویی با شتاب دو برابر را صاحب می شوند.

حال بیایید دوباره به سراغ صنعت چیپست سازی برگردیم. به بیشتر موبایل ها که نگاه می کنید، می بینید که یک پردازنده ۴ هسته ای به شکلی عالی در حال نیرو دادن به آنهاست و همانگونه که پیشتر در همین مقاله ذکر کردیم، معمولا هیچ سازنده ای به دلیل کاهش شدید و سریع عمر باتری، ریسک اجرا کردن بیش از سه هسته بزرگ را در یک لحظه به جان نمی خرد.

این در حالیست که سازندگان چیست ها علاقه شدیدی به افزایش تعداد هسته ها [معمولا برای بازاریابی بهتر] دارند. حتی جدیدا شایع شده که برخی از پردازنده های به کار رفته در چیپست های مجتمع در نسل هایی که به زودی از راه خواهند رسید، دارای ۱۰ هسته خواهند بود. شرکت هایی نظیر اپل و اینتل اما بر روی انتخاب های خود در مورد تعداد هسته ها، ثابت قدم بوده اند.

البته مشخصا در اندروید، سازندگان موبایل و چیپست ها، نسبت به اپل کنترل کمتری بر روی نوع اجرا شدن پلتفرم داشته اند؛ با اینحال اپل همچنان یک مثال عالی برای استفاده از هسته های کمتر و ارائه ی سرعت و شتاب بی نظیر است. اینتل اگر بخواهد هم نمی تواند بیش از ۴ هسته که بر مبنای معماری x86 بنا شده اند را در یک پردازنده جای دهد زیرا در چنین حالتی، مصرف انرژی به شکل عجیبی بالا خواهد رفت.

اکنون این پرسش پیش می آید که چگونه یک پردازنده دو هسته ای توسعه یافته توسط اپل و یا سه هسته ای (A8X) می تواند با هشت هسته ای ها به رقابت پرداخته و گاهی اوقات نیز تجربه سریعتری را در اختیار کاربران قرار دهد؟ پاسخ ساده این است که تعداد بالاتر هسته ها اهمیتی نداشته و مهم ترین عامل در سرعت یک پردازنده، کیفیت هسته ها، در کنار سایر قطعاتی که بر روی یک چیپست مجتمع قرار می گیرند است؛ قطعه هایی نظیر رم، پردازنده گرافیکی و مودم LTE که همانند سایر بخش های یک خودرو، باعث می گردند موتور اتومبیل نیز به خوبی وظیفه خود را اجرا نماید.