أداء الهواتف الذكية والحواسيب اللوحية tablets

الكثير منا يعلم ما هي العوامل المؤثرة في أداء الحواسيب المكتبية (مثل كرت الشاشة) لكن ليس لدى الكثير منا أي فكرة عن العتاد الخاص بالأجهزة المحمولة لهذا خطر ببالي كتابة هذا المقال.

إن كنت ترغب بشراء جهاز لوحي قد ترغب في قراءة هذا المقال حتى تتمكن من فك أحجية المواصفات Specs لكن دعني أخبرك أن أداء الجهاز اللوحي ليس وحده العامل الأهم في تلك الأجهزة فهناك حسن البناء وجودة الهيكل الخارجي وتباين الشاشة وسعة البطارية وغيرها من العوامل التي لن نتحدث عنها الآن.
أول نصيحة هي أن لا تصدق أغلب اختبارات الأداء Benchmarks خصوصا التي لا تقيس أعمال حقيقية مثلا الكثير منها تقوم بعمليات حسابية داخل حلقة تكرار وحيث أن الحسابات لن تتغير فإنك تقيس أداء الكاش وليس المعالج. بعض اختبارات الأداء الموثوقة تقيس عملية حقيقية مثل الزمن اللازم لضغط كود لينكس المصدر بصيغة gz أو لتحويل ملف صوتي من صيغة wav إلى صيغة mp3 أو عدد الأطر في الثانية في لعبة حقيقية ...إلخ.

ثاني شيء علينا أخذه بعين الاعتبار أن الأجهزة المنضدة Embedded Devices لا تحتوي لوحة أم عامة الأغراض توضع عليها لوحات إضافية بل يكون هناك نظام كامل على رقاقة واحدة System on Chip أو SoC اختصارا بمعنى أنه عليك أن تكون سعيد بكمية الرام منذ البداية لأنك لن تضيف المزيد منها كذلك دعم bluetooth أو NFC ...إلخ

وأخيرا هناك عوامل تتعلق بالمنتج النهائي وليس بمكوناته مثلا بعض المنتجات تكون مخفضة السرعة under clocked لأن البطارية لا تستطيع توفير الطاقة اللازمة للسرعة الكاملة أو أن الغلاف لا يمكنه توفير التبريد اللازم ...إلخ.

عدد الأنوية وسرعة ساعة المعالج

البعض يعتبر سرعة الساعة clock speed هي سرعة المعالج وهذا لا يكون دقيقا إلا في معالجات من نفس البنية ونفس النوع مثلا لا يمكنك الحكم على المقارنة بين معالج Pentium 4 بسرعة 6 GHz وآخر i3 بسرعة 2Ghz. فإن كانت من نفس المعمارية عندها يمكنك مقارنة عدد الأنوية cores وسرعة الساعة.

لو كان لدينا معالجين من نفس العائلة أحدهما بسرعة 1 غيغاهيرتز والآخر بسرعة 2 غيغاهيرتز فهذا يعني أن أداء الثاني مثلي أداء الأول. ولو كان لدينا معالجين من نفس العائلة لكن أولهما أحادي النواة والآخر ثنائي النواة فإن أداء الثاني نظريا يمكن أن يصل إلى مثلي الأول لكن عمليا لن يتحقق هذا لأنه يتطلب أن يكون الكود المراد تنفيذه متوازيا وليس متسلسلا (أي لا يعتمد بعضه على بعض).

كلما زادت الأنوية زادت سلاسة الجهاز عند تنفيذ أشياء بالتوازي مثلا تخيل نفسك تتصفح الإنترنت ويعمل برنامج في الخلفية على مزامنة البريد وآخر على عمل hotspot ورابع يشغل راديو FM أو صوتيات MP3 في الخلفية لأنه إن كان أحادي النواة يجب أن تتم كل عملية خلال الشريحة الزمنية المخصصة لها وإلا شعرت بما يعرف ب lag.

معمارية المعالج

وحتى نتعرف على المعالجات في عالم الأجهزة المنضدة embedded devices أغلبها تكون ذات بنية RISC وتحديدا معمارية ARMv7 في عالم الهواتف الذكية والحواسيب اللوحية ومعمارية MIPS في الكثير من الأجهزة مثل مقاسم الشبكة الذكية network switches وربما تجد معالجات PowerPC في بعض الطابعات.

شركة ARM لا تصنع معالجات ARM ولا تبيعها وإنما هي متفرغة للتصميم فقط وتربح من بيع رخص تلك التصاميم. تعتمد معالجات ARM على مبدأ RISC أي طقم التعليمات المختزلة فهي تحتوي على الحد الأدنى من التعليمات التي تمكنك من القيام بأي مهمة وهي بذلك الاختزال تقلل التعقيد واستهلاك الطاقة وتقلل الكلفة وعدد الترانزيستورات (مثلا إن أكثر معالجات ARM حداثة وتعقيدا لا يزيد عن 35 ألف ترانزيستور) بعكس CISC المعقدة كتلك من إنتل التي تحتوي على عدة ملايين من الترانزيستورات.

أغلب أجهزة أندريود في السوق مبنية على طقم تعليمات ARMv7 لكن يمكنك أن تجد بعضها على ARMv6 مثل Samsung Galaxy Y. لك أن تتخيل أن سعر ترخيص تصميم ARMv6 سيكون رمزي عند ظهور ARMv7 والذي سيظل مرتفعا إلى حين ظهور الجيل الذي يليه. وكل جيل جديد من عائلة ARM يضيف المزيد من توفير الطاقة والمزيد من الأداء (حتى عند نفس تردد الساعة).

تضم عائلة تعليمات ARMv7 عددا من المعالجات أشهرهما Cortex-A9 و Cortex-A15 وهذا الأخير أسرع من A9 ب 40% عند نفس التردد وعدد الأنوية.

الصورة أدناه تبين أن Samsung ChromeBook Netbook برقاقة  Exynos 5 Dual SoC ثنائية النواة تغلب على معالج Tegra 3 رباعي النواة وكلاهما من عائلة تعليمات ARMv7 ناهيك عن تغلبه على atom (المعالج الخاص بالأجهزة المحمولة والمنضدة من إنتل) بل كاد أن يصل إلى أداء i3 (وهو معالج صمم للأداء الخاص بالحواسيب المكتبية وليس لتوفير الطاقة) والسبب هنا هو أنه من معمارية Cortex A15

الصورة السابقة من موقع phoronix