آیا قدرت پردازشگر گرافیکی گوشی ها بیشتر از کنسول های بازی است؟

آیا قدرت پردازشگر گرافیکی گوشی ها بیشتر از کنسول های بازی است؟ این سوالی‌ست که هنگام معرفی پرچمداران مطرح می‌شود؛ پرسشی که البته چندان هم عجیب نیست.

معمولا با معرفی گوشی های پرچمدار، عباراتی با مضمون قدرت یکسان پردازشگر گرافیکی آنها با کنسول ها به گوش می‌خورد؛ اما کنسول های بازی همواره قوی‌تر هستند. پس چرا ما این صحبت‌ها را می‌شنویم؟

در تراشه A10 اپل که قدرت‌بخش آیفون 7 بود، 3.3 میلیارد ترانزیستور وجود دارد. در مقایسه، کارت گرافیک GTX 1050 Ti انویدیا نیز 3.3 میلیارد ترانزیستور دارد. هرچند، این مقایسه منصفانه نیست.

در این تراشه، اپل از پردازنده‌ای چهار هسته‌ای استفاده کرده است. برای اطمینان از درستی مقایسه، ما باید A10 را با APU یا واح پردازش شتاب‌یافته شرکت AMD که در ساخت آن از پردازنده و کارت گرافیک استفاده شده است (و شباهت بیشتری به چیپ‌های موبایلی دارد)، مقایسه کنیم. در ساختار APU ایکس باکس وان، 5 میلیارد ترانزیستور وجود داشت، در حالی که چیپ‌های جدید رایزن AMD کوچک‌تر بوده و 4.5 میلیارد ترانزیستور دارند. حال آن را با تراشه A11 بایونیک اپل با 4.3 میلیارد ترانزیستور مقایسه کنید.

همان‌طور که می‌بینید، تعداد ترانزیستورها به یکدیگر بسیار نزدیک است! اسنپدراگون 835 اندازه کوچک‌تری داشته و 3 میلیارد ترانزیستور دارد، در صورتی که کایرین 970 هواوی با بیشترین اندازه (در میان گوشی های موبایل)، با 5.5 میلیارد ترانزیستور تولید شده است.

تا این لحظه ما در رابطه با تعداد ترانزیستورها صحبت کردیم، اما قدرت پردازشی ایکس باکس وان معادل 1310 گیگافلاپس است؛ در حالی که پردازشگر گرافیکی Mali-G72 MP12 موجود در تراشه کایرین 970 با قدرت تنها 347 گیگافلاپس در اختیار کاربران قرار می‌گیرد. آدرنو 540 در اسنپدراگون 835، قدرت بالاتری داشته و رقم 567 گیگافلاپس را ثبت می‌کند که نزدیک به نصف کنسول بازی مایکروسافت است.

در مورد تراشه A11 چطور؟ اپل کمی در رابطه با چنین اعدادی محتاطانه عمل می‌کند. اما قدرت پردازشگر گرافیکی تراشه A10 در حدود 250 گیگافلاپس تخمین زده می‌شود. با در نظر گرفتن افزایش سرعت 30 درصدی چیپست A11 نسبت به قبل، قدرت پردازشگر گرافیکی آن نیز در حدود 325 گیگافلاپس خواهد بود. با این تفاسیر، احتمالا از همین حالا پاسخ سوال اول ما در رابطه با پردازشگر گرافیکی گوشی ها مشخص شده است.

در تصویر پیش رو، کوالکام با استفاده از موتور Unreal Engine 4، پردازشگر گرافیکی گوشی ها و کامپیوتر را با یکدیگر مقایسه کرده است:

این اعداد تنها حدسیات ما بوده و به اندازه بنچمارک‌ها دقیق نیستند. با این حال، حتی با وجود تعداد ترانزیستورهای برابر و بعضا کلاک‌های یکسان، تفاوت میان کیفیت گرافیک محتوا به خوبی آشکار است. شاید کسی بگوید عناوین AAA روی گوشی های موبایل، نادرتر از رایانه‌های شخصی هستند؛ ولی ما فکر می‌کنیم همه‌چیز به فیزیک مربوط می‌شود.

به طور مشخص، گرما یکی از همین موارد است. در ایکس باکس وان از فن‌هایی با صدای بلند استفاده شده بود. اگرچه حالا سر و صدای فن‌ها در ایکس باکس وان S کاهش پیدا کرده، اما هنوز هم از سیستم خنک‌کننده فعال بهره می‌برد. در مقایسه، گوشی های موبایل بسیار خنک‌تر از کنسول‌ها هستند. شاید در برخی از موبایل ها از لوله‌های حرارتی استفاده شود، اما هدف آنها خارج کردن گرما بوده و خبری از دمیدن مستقیم هوای خنک به چیپست نیست. تصور ضمیمه‌شده، لوله‌های انتقال حرارت در گوشی گوگل پیکسل 2 را نشان می‌دهد:

ارقام مربوط به توان طراحی گرمایی یا TDP گوشی های موبایل نامشخص بوده و هیچ‌کدام از سازندگان، میزان برق مصرفی چیپ‌های خود را اعلام نمی‌کنند. با این وجود، این عدد احتمالا بین 2 تا 3 وات خواهد بود تا از داغ شدن بیش از حد گوشی جلوگیری شود.

عملکرد چیپ‌های موبایلی رایزن شرکت AMD مشابه ایکس باکس وان با توان 9 تا 25 وات (قابل تنظیم) است. البته نباید فراموش کرد APU به کار گرفته شده در ایکس باکس با فناوری ساخت 28 نانومتری، پردازنده‌های رایزن با فناوری 14 نانومتری و چیپ‌های موبایلی با لیتوگرافی 10 نانومتری تولید شده‌اند.

ثابت نگه داشتن TDP با کاهش لیتوگرافی برای افزایش قدرت و کم کردن مصرف برق، روشی هوشمندانه است که مدت زمان چندان زیادی نمی‌توان از آن استفاده کرد. به نظر می‌رسد قانون مور در انتهای راه خود بوده و به زودی، کاهش سریع اعداد نانومترها متوقف خواهد شد.

اما آیا راهی برای افزایش قدرت پردازشگر گرافیکی گوشی ها وجود دارد؟ برای حل مشکل گرما می‌توان همچون سرفیس پرو 4 با ضخامت 8.45 میلی‌متری، از سیستم خنک‌کنندگی فعال استفاده کرد. ولی کدام شرکت در استفاده از چنین سیستم‌هایی برای گوشی های موبایل پیش‌گام خواهد بود؟

توجه: کارت گرافیک ایکس باکس برای محاسبات اعشاری 32 بیتی و پردازشگر گرافیکی گوشی ها برای محاسبات اعشاری 16 بیتی طراحی شده‌اند. هرچند، این موضوع به جای نرخ فریم، کیفیت گرافیکی را تحت تاثیر قرار می‌دهد.