Quelle est la différence entre les processeurs mobiles et les processeurs de bureau ?

Puissance et performance Les processeurs mobiles doivent économiser de l'énergie (beaucoup d'énergie) et générer beaucoup moins de chaleur que les processeurs de bureau. Pour répondre à cette exigence, les processeurs mobiles utilisent TOUJOURS une architecture beaucoup plus simple (ARM) que les processeurs de bureau (x86/AMD64/x86_64) de la même génération. En effet, la mesure la plus utile pour comparer les processeurs est l'architecture sous-jacente. Tous les MHz, la taille des fonctionnalités et le nombre de cœurs ne sont utiles que si vous comparez des processeurs avec des architectures similaires ou apparentées.

L'architecture/micro-architecture du CPU L'architecture d'un processeur détermine la manière dont il exécute les programmes et les algorithmes qu'il utilise pour effectuer les calculs, ainsi que la manière dont il accède au cache et à la mémoire vive. L'architecture comprend également le "langage" (instructions) que l'unité centrale comprend. Le langage compris par un processeur de bureau est beaucoup plus complexe que celui compris par un processeur mobile. Les processeurs de bureau comprennent le langage complexe x86/x86_64, tandis que les processeurs mobiles comprennent le langage ARM32/64/Thumb2, qui est beaucoup plus simple et nécessite donc plus de "mots" pour décrire un algorithme et est de taille inefficace par rapport au x86. La raison pour laquelle les puces mobiles comprennent un langage simple est qu'il existe une contrainte de surface et de puissance sur le nombre de transistors qui peuvent y être intégrés.

Un processeur de bureau typique peut exécuter plus de 8 instructions CISC (complexes) en parallèle et dans le désordre pour offrir des performances élevées au prix d'une dissipation d'énergie accrue, tandis qu'un processeur mobile peut n'exécuter que 2 instructions RISC (simples) dans le désordre pour économiser l'énergie. Les processeurs de bureau ont beaucoup plus de cache (6 Mo et plus) que les appareils mobiles (1 Mo), ce qui permet d'augmenter considérablement les performances. En outre, les architectures CISC (Intel x86_64 utilisées dans les ordinateurs de bureau et les ordinateurs portables) offrent une densité de code élevée permettant de condenser une grande quantité d'informations dans un espace réduit, tandis que les architectures RISC (ARM64 utilisées dans les appareils mobiles) utilisent des instructions non comprimées qui ont tendance à exercer une pression plus forte sur la bande passante de la mémoire, car il faut plus d'espace pour transmettre le même sens. Ce que je veux dire, c'est qu'un programme CISC de 1 Mo transmet plus d'informations qu'un programme RISC de 1 Mo, ce qui oblige le programme RISC de fonction similaire à effectuer plus de transferts de mémoire, ce qui entraîne une perte de performances.

En règle générale, les architectures de bureau sont axées sur les performances. Par exemple, une opération SIMD sur un processeur Intel moderne (ordinateur de bureau) ne prend que 25 % du temps que prend un processeur ARM typique (mobile), car les ordinateurs de bureau peuvent intégrer davantage de transistors dans le processeur, puisque la surface et la puissance ne sont pas limitées.

Effet de la taille de l'élément En règle générale, si un processeur d'architecture A est porté à une technologie inférieure (par exemple, de 22 nm à 12 nm), ses performances s'améliorent tandis que sa consommation d'énergie diminue en raison de l'amélioration des performances et de l'efficacité des transistors. Ainsi, par exemple, un ARM Cortex A-5 typique fabriqué en 12nm offrira des performances plus élevées et fonctionnera plus froidement qu'un ARM Cortex A-5 fabriqué en 28nm. Toutefois, un ARM Cortex A-15 (une meilleure micro-architecture que l'A-5) fabriqué en 32 nm fonctionnera beaucoup plus rapidement que l'A-5 en 12 nm (mais il consommera plus d'énergie). Ainsi, bien que la taille des fonctionnalités soit une mesure importante, elle perd un peu de sa valeur lorsqu'il s'agit de comparer différentes micro-architectures/architectures, surtout lorsque l'une est bien meilleure que l'autre.

Effet des noyaux Ne vous laissez pas tromper par le nombre de noyaux. Ce sont de très mauvais indicateurs des performances des CPU. Comparer des processeurs sur la base du nombre de cœurs n'est utile que s'ils sont de la même micro-architecture. Bien sûr, une micro-architecture plus rapide avec plus de cœurs est plus performante qu'une micro-architecture plus lente avec moins de cœurs. Cependant, un quadruple cœur lent offrira très probablement de moins bonnes performances qu'un processeur double cœur très performant. Un quadri-cœur faible peut être bon pour traiter 4 tâches simples en un temps T alors qu'un double cœur fort (4x plus rapide par cœur) peut être capable de traiter 4 tâches simples en la moitié du temps (T/2) puisqu'il devrait être capable d'en traiter 2 en T/4 et les 2 autres en T/4 (T/4 + T/4 = T/2). Méfiez-vous également des cœurs quasi-octa (la plupart des mobiles sont quasi dans le sens où seuls 4 cœurs peuvent être actifs à tout moment pour économiser de l'énergie). Les ordinateurs de bureau offrent généralement des cœurs complets avec un faible partage des ressources pour permettre des performances plus élevées au prix d'une consommation d'énergie élevée.

Effet de la fréquence d'horloge Cela dépend fortement de la micro-architecture du processeur.

Pour illustrer cela, considérons le problème suivant, 3 * 3.

Disons que le processeur A convertit le problème en 3+3+3 et prend 3 cycles d'horloge pour exécuter le problème alors que le processeur B exécute directement 3*3 en utilisant une table de consultation et donne le résultat en 1 cycle d'horloge. Si le fabricant A déclare que la fréquence du processeur (cycle d'horloge) est de 1 GHz alors que B déclare qu'elle est de 500 MHz, B est plus rapide que A puisque A met 3ns pour effectuer 3*3 alors que B ne met que 2ns (B est 33% plus rapide que A même si B tourne à une fréquence 50% plus lente). Ainsi, les vitesses d'horloge ne sont de bonnes comparaisons que pour comparer des micro-architectures similaires. Un meilleur uarch avec une vitesse d'horloge inférieure peut battre un uarch plus ancien avec une vitesse d'horloge beaucoup plus élevée. De plus, les vitesses d'horloge basses permettent d'économiser de l'énergie. Un processeur haute performance avec une vitesse d'horloge plus élevée battra sûrement un processeur moins performant avec une vitesse d'horloge similaire ou inférieure (parfois plus élevée aussi). La vitesse d'horloge n'est donc pas du tout une bonne mesure des performances du CPU, tout comme le nombre de cœurs. Notez que les processeurs mobiles mettent en œuvre des algorithmes de calcul plus simples et plus lents que les processeurs de bureau afin d'économiser de l'énergie et de la surface. Les processeurs de bureau comportent souvent des algorithmes qui sont presque deux à quatre fois (ou plus) plus rapides que leurs homologues mobiles, ce qui leur donne un net avantage en termes de performances par rapport aux processeurs mobiles.

** Effet du cache ** Le cache joue un rôle plus important dans les performances du processeur que la vitesse du cœur lui-même. Le cache est une mémoire vive à haute vitesse à l'intérieur du processeur pour réduire les demandes à la mémoire vive. Les caches des ordinateurs de bureau sont plus grands et plus rapides (il n'y a aucune restriction de taille ou de puissance pour les ordinateurs de bureau) que les caches mobiles, ce qui donne aux ordinateurs de bureau un avantage sur les CPU mobiles. Si l'on ajoute l'efficacité des CISC, les caches de bureau ont un avantage sur les caches mobiles. Un cache de bureau de 2 Mo est supérieur à un cache mobile de 2 Mo simplement par la densité des instructions (plus d'informations dans le même espace). Les caches sont très importants pour déterminer les performances des CPU. Un processeur doté d'un grand cache rapide sera plus performant qu'un processeur doté d'un petit cache lent. Cependant, il existe un compromis entre la vitesse et la taille du cache, c'est pourquoi les systèmes ont des niveaux de cache. Au fur et à mesure que la technologie se réduit, les caches deviennent beaucoup plus rapides et plus efficaces. Bien entendu, l'architecture du cache joue également un rôle très important à cet égard. Il n'est pas si simple de comparer les caches, mais les comparaisons de caches sont beaucoup moins perverses que les comparaisons impliquant des cœurs ou des vitesses d'horloge.

Ainsi, en supposant une génération constante, les processeurs de bureau dépasseront presque toujours les processeurs mobiles en termes de performances brutes, tandis que les processeurs mobiles consomment presque toujours moins d'énergie pour compenser leurs performances relativement faibles.

Utilisons une analogie pour penser et comprendre les caractéristiques d'une unité centrale.

Imaginez qu'une unité centrale est une usine qui assemble des voitures. Les pièces (données) arrivent, sont envoyées sur des tapis roulants où elles sont assemblées. Finalement, une voiture terminée sort de l'autre côté (données traitées).

Un simple groupe de pièces, comme une porte, peut avancer d'un pas, se voir ajouter une nouvelle pièce au pas suivant et ainsi de suite. Un processus peut être utilisé pour plus d'un groupe. Par exemple, la ligne qui fabrique l'assemblage de la poignée de porte transmet la poignée de porte aux portes avant et arrière. Un groupe plus complexe, tel qu'un moteur, emprunte une voie de transport plus longue et peut nécessiter plusieurs étapes pour rassembler toutes les pièces, plus d'une étape pour les placer dans un agencement complexe, etc. Ainsi, dans votre CPU, différentes commandes prennent un nombre différent de cycles d'horloge pour être exécutées et utilisent différentes parties du CPU qui sont dédiées à une tâche (mais qui peuvent être utilisées dans le cadre de plus d'un type de commande).

vitesse d'horloge pourrait être la vitesse de votre convoyeur. À chaque tic, le convoyeur passe à l'étape suivante. Faire fonctionner un convoyeur plus rapidement permet de faire passer plus de voitures, mais vous ne pouvez pas le faire plus vite que les tâches à accomplir (dans le CPU, la limite est celle des propriétés électriques d'un transistor).

taille de la matrice est la taille de votre usine (puce). Une usine plus grande peut avoir plus d'activités en même temps et donc faire plus de choses.

grande taille est la taille des robots/personnes d'assemblage (transistors). Plus ils sont petits, plus ils peuvent tenir dans le même espace. Des transistors plus petits peuvent fonctionner plus rapidement et consommer moins d'énergie ou dégager moins de chaleur.

TDP est la quantité d'énergie que votre usine peut utiliser lorsqu'elle fonctionne à plein régime. Dans le cas d'un processeur, ce paramètre est important car il indique la quantité d'énergie que le processeur utilisera à pleine capacité, mais aussi la quantité de chaleur qu'il générera. Vous pouvez voir que cela ne donne qu'une indication approximative que quelque chose se passe, Le TDP ne peut pas être utilisé comme une indication des performances. car l'efficacité dépend de toutes les autres variables. C'est une question de bon sens, car sinon, comment votre PC pourrait-il être des milliers de fois plus rapide qu'un PC d'il y a 5 ou 10 ans sans utiliser des milliers de fois plus d'électricité ?

Lorsque je ne peux pas optimiser ou accélérer ma chaîne de montage, je peux tout simplement en faire tourner une autre à côté, c'est comme votre nombre d'employés. noyaux . De la même manière qu'une usine peut partager les mêmes routes d'accès/portes de livraison, les cœurs d'un processeur partagent l'accès à la mémoire, etc.

Tous ces éléments sont mesurables, mais il reste un facteur fondamental qui n'est pas si facile à chiffrer, architecture . Mon usine de voitures ne peut pas facilement fabriquer un camion, et encore moins un bateau. Les chaînes de montage sont configurées pour une chose et pour en fabriquer une autre, c'est encore possible, mais cela implique de déplacer les pièces d'une chaîne à l'autre d'une manière qui n'est pas optimale, ce qui fait perdre beaucoup de temps. Les processeurs sont conçus pour des tâches spécifiques, l'unité centrale principale de votre PC est assez généralisée, mais elle dispose tout de même d'optimisations assez spécialisées, telles que des extensions multimédia. Une unité centrale peut être capable d'exécuter une commande en deux étapes qu'une autre doit décomposer en 20 opérations de base. L'architecture peut être LE facteur le plus important pour déterminer les performances

Il est donc assez difficile de comparer des processeurs très similaires sur une même plate-forme. Un AMD FX et un Intel i7 sont meilleurs dans des tâches différentes pour une horloge ou un TDP donnés. Un processeur de PC mobile comme un Atom est déjà encore plus difficile à comparer, le CPU de votre téléphone est difficile à comparer entre un cortex ARM et un Qualcomm Snapdragon, sans parler d'un processeur de bureau.

En conclusion, aucune de ces statistiques ne permet de comparer les performances de différents types de processeurs. Le seul moyen est de prendre des benchmarks basés sur des tâches particulières qui vous préoccupent et de les exécuter sur chacun d'eux pour les comparer. (Gardez à l'esprit que chaque plate-forme est très performante dans des domaines spécifiques et qu'il n'y a pas toujours de "plus rapide").

Comme d'autres l'ont dit, les MHz et les GHz ne doivent pas être utilisés pour comparer les processeurs entre eux. Ils peuvent être utilisés pour comparer des processeurs ayant la même architecture ou la même famille (vous pouvez en fait comparer un i3 4000m avec un i3 4100m en termes de GHz car ils partagent la même architecture). Les performances des processeurs modernes sont une moyenne de facteurs tels que la taille de la puce, l'architecture, le nombre de cœurs et la fréquence. Tous ces facteurs pris en compte ensemble peuvent vous permettre de positionner les processeurs en termes de performance. Les processeurs de bureau et les processeurs mobiles ne doivent cependant pas être comparés directement.

Parce qu'ils sont différents à bien des égards. Ils ont une architecture différente, un jeu d'instructions différent, les processeurs mobiles sont de taille beaucoup plus petite et ils doivent travailler dans des circonstances différentes. Ce qui signifie que l'utilisation de l'énergie et les températures de fonctionnement sont également importantes car ils sont principalement utilisés dans des appareils mobiles qui ont une alimentation limitée. De plus, les GHz de la plupart des processeurs mobiles haut de gamme sont des valeurs vides. Vous ne pouvez pas utiliser leur plein potentiel pendant longtemps (dans la plupart des cas) car ils ont tendance à s'emballer (le Nexsus 5 en est un bon exemple, il utilise le Snapdragon 800 qui s'emballe même dans les benchmarks) et les MHz et le voltage sont réduits pour éviter que la puce ne soit endommagée par une surchauffe.

Si vous voulez vraiment les comparer, le moyen le plus fiable serait d'utiliser linpack (par rapport à certains benchmarks multiplateformes stupides), reportez-vous à ce site : Linpack Il s'agit néanmoins d'une ressource à utiliser par pure curiosité plutôt qu'à des fins éducatives, car être le plus fiable ne signifie pas être fiable en général.

Ma question est la suivante : cela signifie-t-il que le nouveau gadget Samsung est plus puissant que mon ordinateur de bureau ?

Non, et ce ne sera pas le cas avant de nombreuses années, probablement parce que les processeurs mobiles sont encore très faibles par rapport aux processeurs de bureau.

Lorsque les processeurs fonctionnent, ils génèrent de la chaleur. Beaucoup de chaleur. Les appareils mobiles étant considérablement plus petits que les ordinateurs, la chaleur générée par un processeur mobile en fonctionnement est souvent amplifiée et peut sérieusement endommager les composants, voire les faire fondre. C'est pourquoi les développeurs et les concepteurs des appareils limitent la vitesse à laquelle un processeur mobile peut fonctionner. Cela signifie que si un processeur chauffe, il limitera sa vitesse, ce qui équivaut à un ralentissement des performances.

En raison de cet étranglement, le processeur de nombreux téléphones fonctionne en fait plus lentement que la vitesse annoncée. En fait, la vitesse annoncée des processeurs mobiles est normalement le maximum. Comparez cela à la plupart des processeurs d'ordinateurs, où la vitesse annoncée est généralement la vitesse de fonctionnement moyenne, et vous commencez à comprendre pourquoi les ordinateurs sont plus puissants.

Source :

Ma question est la suivante : cela signifie-t-il que le nouveau gadget Samsung est plus puissant que mon ordinateur de bureau ?

La fréquence de 2,7 GHz est-elle la même que celle des appareils non mobiles (est-elle mise à l'échelle, comparée, etc.) ?

Pour répondre à cette question, je vais poser une question.

Le processeur double cœur d'Intel à 2,7 GHz est-il plus puissant que le processeur Intel Core I3 (2 cœurs) à 2,7 GHz ?

absolument pas na..... !!!

Il existe donc de nombreuses différences entre les processeurs de bureau, uniquement en ce qui concerne le cache, la taille, la vitesse, la chaleur, la puissance, les cœurs, etc.

Les unités centrales mobiles et de bureau sont donc également différentes ...

Les unités centrales de traitement des ordinateurs de bureau sont conçues en tenant compte d'exigences différentes de celles des ordinateurs mobiles.