Обзор iPhone 4S: мощь и сила. Аппаратная «начинка»

Чип Apple A5, умеющий динамически менять собственную тактовую частоту, плавающую около значения в 800 МГц, содержит центральный вычислительный кристалл на базе двухъядерного процессора ARM Cortex-A9 MPCore с ускорителем NEON SIMD, плюс видеографический процессор Imagination Technologies PowerVR SGX543MP2, плюс модуль обработки сигналов изображений, ответственный за такие возможности, как распознавание лиц, установка баланса белого, стабилизация изображения. Оперативная память интегрирована с A5 в одном корпусе.

Самый первый iPhone, которым Apple совершила мобильную революцию в 2007 году, строился вокруг одноядерного 412-МГц процессора на микроархитектуре ARM11, созданного в рамках 90-нм технологий. iPhone 3G, появившийся в 2008-м, добавил поддержку сотовой 3G-связи, но сохранил тот же процессор. В 2009 году свет увидел iPhone 3GS, уже оснащенный построенным на 65-нм техпроцессе 600-МГц чипом ARM Cortex-A8 с обновленным видеографическим ядром. iPhone 4, выпущенный в 2010-м, включил в свой состав более мощный за счет 45-нм техпроцесса 800-МГц кристалл, но с прежней микроархитектурой. Нынешний iPhone 4S хвастается уже двухъядерным 800-МГц чипом на усовершенствованной микроархитектуре ARM Cortex-A9 — производственный техпроцесс не поменялся.

Apple A5, впервые появившийся в iPad 2, интегрирует два вычислительных ядра ARM Cortex-A9, и в сравнении с предыдущим процессором Apple A4 производительность сделала большой шаг вперед. На уровне одного ядра был укорочен целочисленный конвейер, притом что тактовая частота не снижена: другими словами, A5 выполняет больше инструкций за такт и его производительность на той же частоте возросла. Переход на микроархитектуру Cortex-A9 добавил исполнение с изменением последовательности команд, что опять же благодатно повлияло на скорость.

Эволюция процессоров в iPhone: динамика технологического процесса, микроархитектуры, тактовой частоты — каким он будет, кристалл Apple A6?

Есть мнение, что ARM Cortex-A9 против Cortex-A8 показывает 20-процентную прибавку производительности на одно ядро за один такт; учитывая, что в A5 таких ядра два, понятно, что итоговая мощь окажется больше.

Существует ряд ситуаций, когда два ядра A5 предложат ощутимый выигрыш в производительности в сравнении с одним ядром A4. Мобильная операционная платформа iOS, равно как и Android, завязана на работе с потоками, значит, отдельные приложения и задачи могут извлечь выгоду из второго ядра без необходимости собственной перекомпиляции или обновления версии. Ярким примером в данном случае выступает браузер. Мобильный Safari очень хорошо взаимодействует с вычислительными потоками, разнесенными на множество ядер, и поэтому обработка JavaScript-сценариев и частей HTML-содержимого распараллеливается. Итоговая JavaScript-производительность вырастает на 60-70% в сравнении с таковой на процессоре A4 — спасибо второму ядру.

Объем оперативной памяти iPhone 4S составляет 512 Мбайт — как в iPad 2 и iPhone 4. Вы резонно спросите, почему объем ОЗУ не вырос хотя бы до 1 Гбайт, тем паче Android-соперники уже давно оснащаются такой емкостью, а некоторые грядущие аппараты вообще обещают внушительных 2 Гбайт.

Сама Apple никогда не раскрывала сведений об объеме оперативной памяти своих iOS-изделий, вынуждая любопытствующих выяснять эту информацию самостоятельно, например, прибегнув к программным изысканиям либо даже рентгеновскому просвечиваю процессоров. Конкурирующие смартфоны и планшеты обычно предлагают больше оперативной памяти, впрочем, совсем не факт, что подобное превосходство означает повышенное удобство взаимодействия с конечным устройством. Некоторые считают, что скромная емкость ОЗУ в iOS-девайсах имеет под собой причины вроде технологических сложностей интеграции с процессором или желания снизить себестоимость.

Процессор A5 представляет собой сложную «систему на кристалле» — фактически компьютер на одном чипе.

Ответ пришел из... Microsoft. Стивен Синофски, руководитель Windows-подразделения, опубликовал сообщение в блоге, касающееся того, почему эксплуатация меньшего объема ОЗУ очень важна. Правда заключается в том, что минимизация использования оперативной памяти на маломощных аппаратных платформах вроде смартфонов продлевает автономность работы от батарей. Другими словами, чем больший объем ОЗУ установлен в устройстве, без оглядки на фактическую его эксплуатацию приложениями, тем выше окажется расход электроэнергии.

Вообще в индустрии наблюдается интересная тенденция: отрасль непрестанно предлагает более производительное оборудование, а разработчики программного обеспечения в основной своей массе не успевают подготовить действительно требовательные к ресурсам приложения. В Apple это понимают, поэтому, во многом благодаря тщательной оптимизации мобильной операционной системы iOS, объем 512-Мбайт ОЗУ в iPhone 4S оставлен неизменным, так как многие iOS-приложения всё еще рассчитаны для работы в окружении iPhone 3GS с его 256-Мбайт емкостью оперативной памяти. Понятно, не будет сюрпризом, если Apple-смартфон шестого поколения получит 1024 Мбайт ОЗУ, так как в его время девелоперы уже будут ориентироваться на софтверные изделия для мобильных сред с 512-Мбайт оперативным пространством.

Умеренная динамика роста объемов оперативной памяти в развивающемся iPhone определена множеством факторов.

Большинство процессорных «систем на кристалле», используемых в смартфонах, включают в свой состав набор микросхем оперативной памяти, пакетно уложенных друг на друга. Подобная композиция, когда кристалл, помимо процессоров и сопроцессоров, интегрирует оперативную память, позволяет не только сэкономить пространство на материнской плате, но и сократить задержку при обращении к этой памяти.

Процессор Apple A5 на материнской микросхеме iPhone 4S.

Если вникнуть в шифры микросхем оперативной памяти, идущих в комплекте с процессорами A4 и A5, рисуется следующая картина: в iPhone 4 установлена 64-разрядная LPDDR1-память с передачей данных на частоте 400 МГц, тогда как iPhone 4S эксплуатирует 64-разрядную LPDDR2-S4-память с передачей данных на частоте 800 МГц — пиковая пропускная способность соответственно равна 3,2 и 6,4 Гбайт/с. Впрочем, поскольку интерфейсы оперативной памяти характеризуются приблизительно 80-процентной эффективностью, последние показатели на практике будут лежать в пределах 2,5 и 5,0 Гбайт/с.

Занятно: A4 располагает такой же пропускной способностью ОЗУ, как выпущенный в 2003 году процессор AMD Athlon 64; A5 — AMD Athlon 64 образца конца 2004-го. И всё это в существенно меньших масштабах.

Для того чтобы почувствовать удвоение указанных выше показателей, требуется достаточно большая нагрузка на оперативную память. Бенчмарк Geekbench демонстрирует, что во всех испытаниях, кроме одного, A5 не показывает увеличенную в сравнении с A4 пропускную способность ОЗУ.

Следует понимать, что тесты пропускной способности оперативной памяти чрезвычайно чувствительны к архитектурной оптимизации, особенно в условиях однопоточности, поэтому было бы неразумным безоговорочно опираться на полученные результаты.

Явный рост пропускной способности оперативной памяти в составе A5 в ходе записи необработанных данных действительно имеет смысл. Apple удвоила число ядер в процессоре iPhone 4S, причем каждое из них требует большей пропускной способности, нежели одно ядро A4. Четырехкратный рост видеографических вычислений, объединенный с повышенными тактовыми частотами, опять же нуждается в широких каналах ОЗУ. Добавьте сюда видеозапись в формате 1080p — становится понятным, зачем понадобилась установка новой памяти в iPhone 4S.

Быстрый рост пропускной способности оперативной памяти с развитием iPhone отражает стремительный рост потребления данных.

«Система на кристалле» Apple A5 снабжена графическим процессором Imagination Technologies PowerVR SGX543MP2, представляющим собой два объединенных процессора PowerVR SGX543. Получившийся в итоге чип можно по праву назвать подарком игрокам. Грядущая карманная игровая консоль Sony PlayStation Vita оснащена таким же SGX543MP4, но уже с четырьмя ядрами. Другими словами, видеографическая производительность iPhone 4S лежит где-то между Nintendo 3DS и PS Vita. Сама же Apple обещает семикратный рост графической «скорострельности», если сравнивать iPhone 4S с iPhone 4.

Несмотря на то что тактовая частота A5 занижена, графическая мощь iPhone 4S, к примеру, в играх не окажется скромнее iPad 2, ведь 1-ГГц процессору последнего приходится управлять экраном с большим почти на треть количеством пикселей.

Коммуникационный набор iPhone 4S представлен гибридным чипсетом Qualcomm MDM6610 с одновременной поддержкой сотовых сетей стандартов GSM и CDMA, а также модулями Wi-Fi 802.11b/g/n и Bluetooth 4.0. Телефон располагает цифровым компасом, геолокационным чипом, акселерометром, трехосевым гироскопом, датчиком внешней освещенности, датчиком приближения. Впрочем, всё это вам и так известно.

Тыловая камера со светодиодной вспышкой капитально модернизирована: 8-мегапиксельная светочувствительная матрица и усовершенствованная оптика — фотографии выходят качественными даже в условиях недостаточной освещенности. Камера умеет снимать видео в 1080p-формате на скорости 30 кадров/с. За разработку КМОП-датчика ответственна Sony, а не прежний долгосрочный партнер Apple в лице OmniVision Technologies. Фронтальная VGA-камера авторства последней осталась без изменений.

   

Модуль тыловой камеры iPhone 4S.

3,54-дюймовая IPS-панель экрана Retina Display с разрешением 960 на 640 пикселей нам хорошо знакома, и уже не выглядит столь же потрясающей, каковой воспринималась с появлением iPhone 4. Что интересно, дисплей стал менее контрастно нагруженным: экран характеризуется заметно иной цветовой температурой, черный цвет не так глубок, явственен общий уклон в зеленый спектр, передача тонов полиняла. Но в целом цветопередача iPhone 4S более приятна глазу.

Сравнение яркости дисплеев смартфонов: чисто белый, больше — лучше.

Сравнение яркости дисплеев смартфонов: чисто черный, меньше — лучше.

Сравнение контрастности дисплеев смартфонов, больше — лучше.

Досужие размышления, почему экран до сих пор не прибавил в размерах, находят очень простой ответ: а собственно говоря, зачем? Если производители пытаются привлечь потребителей величинами: например, Samsung Galaxy Nexus оснащен воистину гигантским 4,65-дюймовым дисплеем — совсем не факт, что таким аппаратом удобно управлять одной рукой. Правда-правда, длины и подвижности большого пальца вполне может не хватить на то, чтобы дотянуться до противоположного бокового края экрана при условии крепкого удержания самого телефона в руке. Впрочем, если вы долгое время пользовались каким-нибудь Android-смартфоном с дисплейной диагональю, допустим, 4,2 дюйма, iPhone-окно в цифровой мир покажется немного узковатым.

Если держать iPhone 4 в левой руке, то большим пальцем можно дотянуться до почти любого места на его 3,5-дюймовом экране. В случае с 4,21-дюймовым дисплеем Samsung Galaxy S II так не получится. Сравнение справедливо для рук средних размеров.

Топовый и самый дорогой iPhone 4S теперь явлен моделью с 64-Гбайт встроенной флеш-памяти. До этого только медиапроигрыватели iPod touch располагали аналогичной емкостью. Реально доступное пространство, понятно, несколько иное: у 16-Гбайт iPhone 4S можно использовать 13,6 Гбайт, 32 Гбайт сокращаются до 28,2 Гбайт, ну а в 64-Гбайт телефоне есть только 57,4 Гбайт. Пользователи к такому раскладу давно привыкли, но всё же сообщим, что доступная емкость флеш-хранилища iPhone 4S немного меньше таковой в аналогичных вариантах iPhone 4 и iPod touch — причина кроется, вероятно, в добавлении «тяжеловесного» Siri.

Сравнение iPhone 4 и iPhone 4S выявило различия в спикерфоне, динамике и микрофоне — первые немного громче, а второй лучше передает звук собеседнику во время разговоров. Может показаться, что искомые показатели попросту ухудшились за время эксплуатации iPhone 4, однако Apple на самом деле модернизировала аудиооборудование коммуникатора. Подтверждено, что громкость динамика iPhone 4S прибавила где-то 6 дБ.

Новейший iPhone 4S и правда громче прошлогоднего iPhone 4.

Специалисты iFixit, занимающиеся изучением внутренностей электронных устройств, выяснили, что если в оригинальном GSM-iPhone 4 используется вращающийся вибромоторчик с противовесом, то в iPhone 4S установлен такой же линейно колеблющийся, как в CDMA-варианте iPhone 4. Это привело к тому, что вибрирующему телефону гораздо сложнее упасть с плоской поверхности того же стола. Сам вибросигнал теперь воспринимается приятнее, мягче и менее раздражающе.

   

Вибромоторчик iPhone 4S и GSM-модели iPhone 4: линейные колебания против вращения.

Вскрытие также продемонстрировало, что емкость аккумулятора iPhone 4S прибавила ничтожных 0,05 ватт-часов: было 1420 мАч — стало 1430 мАч.

   

По сути, батарея iPhone сохраняется неизменной уже два поколения.

Несколько дней спустя после официального представления iPhone 4S его веб-страница с техническими характеристиками обновилась, свидетельствуя, что новый смартфон Apple располагает расширенной поддержкой геолокационных технологий. Так, помимо работы в привычной глобальной системе позиционирования GPS, заведуют которой США, iPhone 4S получил подкрепление со стороны российской Глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС.

ГЛОНАСС, составленная орбитальной группировкой из 24 спутников, покрывает почти всю территорию Земли. Эта система была запущена еще в 1982 году, но только в октябре 2011-го ее формирование завершилось благодаря выводу последнего сателлита.

Отличия ГЛОНАСС от GPS.

Благодаря совместной эксплуатации GPS и ГЛОНАСС повысилось качество навигации в реальных условиях, на точности же определения координат двухсистемность никак не отражается. Так, недостаточный сигнал от спутников, к примеру, GPS в данном месте и в данное время компенсируется спутниками ГЛОНАСС: например, два видимых спутника GPS и один ГЛОНАСС уже позволяют вычислить положение приемника — GPS-аппарат в этой ситуации окажется бессилен.

В ходе объявления финансовых показателей работы Apple в четвертом квартале ее финансового 2011 года исполнительный директор Тим Кук заявил, что Россия стала «более многообещающей». И правда: «яблочная» продукция у нас всё популярнее. Опять же, прошла информация, будто с 1 января 2012 года Россия повысит таможенные пошлины до 25% на те мобильные устройства, которые будут работать исключительно с GPS, — делается это, понятно, в целях продвижения ГЛОНАСС. И правильно, кстати.

Препарирование iPhone 4S.

Во всём остальном коммуникатор не изменился. Жаль, не так много можно рассказать о различиях iPhone 4S и iPhone 4 — просто все новшества выполнены на тонком уровне. В телефоне нет ни LTE, ни дисплея с укрупненной диагональю, ни стереодинамиков, ни трехмерного вывода без стереоочков, ни встроенной подставки. Тем не менее iPhone 4S — замечательное устройство с приятными техническими характеристиками. На бумаге он, кажется, уступает Android-конкурентам, хвастающимся гигантскими экранами, невероятными процессорными частотами, поддержкой скоростных сотовых коммуникаций — но на практике iPhone 4S оказывается одним из самых удобных, функциональных и мощных мобильников.

Забавно, как оценили специалисты IHS iSuppli, производство новейшего iPhone 4S обходится Apple в точно такую же сумму, которая тратилась на сборку прошлогоднего iPhone 4. По оценкам экспертов, себестоимость компонентов 16-Гбайт iPhone 4S составляет $188, к которым следует добавить производственные расходы в размере $8, — итог равен $196. Совокупные затраты Apple, конечно же, больше, ведь сколько денег было вложено в исследования и разработку.

Продажи iPhone немыслимо обогащают Apple.

Впрочем, жадность Купертино хорошо известна: за наращивание объемов встроенной флеш-памяти Apple собирает непропорционально высокую дань с потребителей. Так, если 16, 32 и 64 Гбайт флеш-памяти обходятся ей самой в $19,2, $38,4 и $76,8, то в розницу 32- и 64-Гбайт модели телефона идут на 100 и 200 долларов дороже начальной 16-Гбайт модификации iPhone 4S.

Иллюстративный материал Flickr, iFixit, AnandTech, Chipworks, The Next Web

© СОТОВИК