Технологии: Совсем скоро мощность мобильной электроники в автомобилях будет мощнее персональных компьютеров

Дефицит полупроводников останавливает мировой автопром. Что происходит?

Рост спроса на высокопроизводительные компьютеры в пандемию, когда большинство людей перешли на удаленную работу, спровоцировал дефицит чипов в других отраслях производства. Крупные мировые производители техники и целые отрасли столкнулись с проблемами в поставках — в частности, из-за нехватки полупроводников остановились автомобильные заводы. Разбираемся, как дефицит полупроводников влияет на крупные компании и что будет дальше.

Причины нехватки полупроводников — пандемия и Дональд Трамп

Среди причин глобального сокращения полупроводников называются две основные: последствия пандемии и торговых войн США и Китая, начатых при президенте Дональде Трампе.

В самом начале пандемии были скуплены персональные компьютеры и другая техника для удаленной работы или учебы. Осенью прошлого года повысился спрос на технику развлекательного назначения: игровые приставки, телевизоры, смартфоны и планшеты. Американская торговая группа Consumer Tech Association заявила, что в 2020 году розничные продажи в стране составили рекордные $442 млрд, и запрос на гаджеты, такие как игровые консоли, наушники и устройства для умного дома, в 2021 году будет только расти. Для производства всей этой техники нужны полупроводники.

Негативно на поставках полупроводников сказалось и торговое противостояние США и Китая. В прошлом году власти Штатов наложили ограничения на крупнейшего китайского производителя чипов Semiconductor Manufacturing International (SMIC). В результате компания осталась без возможности закупать оборудование для производства и продавать полупроводники американским компаниям. Заказчики были вынуждены сотрудничать с его конкурентами — например, Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC). Как итог — произошло серьезное перераспределение цепочек поставок чипов.

Многие производители полупроводников сейчас — это так называемые «безфабричные производства» (англ. fabless). Они лишь разрабатывают технологию, а само производство чипов передают на аутсорс.

Но некоторые компании заранее подготовились к возможным сбоям и закупили полупроводники еще до введения жестких санкций против китайского бизнеса. Так поступила Huawei, сделавшая запасы важных для нее радиочипов. Среди автопроизводителей так сделала Toyota, заявившая, что не планирует сокращать производство, так как накопила запасы полупроводников на четыре месяца вперед.

Из-за дефицита чипов больше всего пострадали автопроизводители

Сильнее всего нехватка полупроводников ударила по автопроизводителям, которые используют их для программного обеспечения машин. О приостановках или замедлении в выпуске автомобилей уже заявили GM, Ford, Volkswagen, Honda, Fiat Chrysler, Volvo, Nissan, Mitsubishi, Nio.

Дефицит микросхем задел производителей процессоров для электроники Qualcomm и AMD, поставляющих детали для технологических гигантов, в том числе Sony и Microsoft. Sony заявила, что сложности с поставками полупроводников могут привести к дефициту игровых консолей PlayStation 5. Даже Apple не справляется с нехваткой полупроводников — компания не может полностью закрыть высокий спрос на новые модели iPhone.

Автомобильные производства конкурируют с технологическими компаниями за поставки чипов не напрямую, так как для автомобилей не всегда нужны столь же современные полупроводники, как и для гаджетов. Они покупают чипы, которые как управляют основными процессами в машине, так и используются в более второстепенном ПО.

Особенность цикла цепочек поставок в автопроизводстве — все детали закупаются точно к моменту сборки, запасов на будущее не делается. Но отсутствие даже одного чипа может остановить производственную линейку крупного завода.

По значимости для производителей чипов автомобилестроительные компании на втором месте после технологических, так как создатели гаджетов заключают долгосрочные контракты на поставку. В 2020 году только 3% продаж TSMC приходилось на автомобильные чипы, а на полупроводники для смартфонов — 48%.

Что происходит с автомобильными компаниями из-за дефицита полупроводников

Ford — приостановил производство в Огайо, на другом заводе сокращена одна из рабочих смен. Ford F-150, а также кроссовер Ford Edge будут собираться без определенных деталей и отправляться дилерам только после того, как производитель получит микросхемы. Если проблемы с поставками полупроводников сохранятся на протяжении полугода, то годовая скорректированная операционная прибыль Ford снизится на $1–2,5 млрд.

Honda — останавливает шесть заводов в США, Канаде и Мексике.

Hyundai — сократил работу в выходные дни, чтобы скорректировать производство таких брендов, как Kona, Avante, Grandeur и Sonata.

Volvo — сократил производство грузовиков по всему миру.

Nissan — скорректирует производства на заводах в США и Мексике.

Nio — приостановила производство автомобилей на заводе Хэфэй. Компания снизила прогноз по производству на первый квартал до 19,5 тыс. единиц (предыдущий прогноз: 20–20,5 тыс. единиц).

Toyota — приостановила производство в Чехии.

Volkswagen — приостановил производство на заводе в Португалии.

Mitsubishi — сократил производство на внутреннем рынке на 4–5 тыс. единиц в марте и пересматривает производственный план на апрель.

Теперь автопроизводители оказались в самом уязвимом положении. Зная это, TSMC сообщила, что планирует вложить до $28 млрд на увеличение мощностей. Ожидается, что нехватка чипов приведет к сокращению продаж только среди автопроизводителей на $61 млрд в этом году.

Какие еще факторы влияют на дефицит полупроводников

• Резкое февральское похолодание в Техасе привело к отключению электроэнергии на производствах, что сказалось на предприятиях, выпускающих полупроводники.
• В Тайване, где находится крупнейшее производство микросхем, наблюдается сильнейшая за последние десятилетия засуха, из-за чего снижается водоснабжение заводов.
• В марте на заводе одного из ведущих мировых производителей автомобильных чипов Renesas Electronics в Японии произошел пожар, в результате которого было уничтожено все оборудование. Потери компании составят до $160 млн в месяц.

TSMC — главный бенефициар дефицита полупроводников

Главные производители чипов на данный момент — тайваньская TSMC и южнокорейский Samsung. TSMC контролирует более половины мирового рынка микросхем, изготавливаемых на заказ. Сейчас компания строит новый завод. Предполагается, что полупроводники с нового производства станут на 70% более быстрыми и эффективными, чем прежние. Производство будет запущено в 2022 году.

Производством чипов занимается и Intel, однако американская компания не справляется с этой задачей на 100% и часть работ передает на аутсорс TSMC. По данным Financial Times, Intel уже обговаривает возможное партнерство с TSMC по новому производству в Тайване. Аналитик по производству микросхем в Bernstein Марк Ли считает, что в 2023 году Intel передаст TSMC на аутсорс 20% производства процессоров.

В феврале TSMC объявила о создании дочерней компании в Японии для проведения исследований в области новых полупроводниковых материалов.

По мнению аналитиков, одна из ключевых причин, по которой TSMC настолько эффективна и прибыльна, это концентрация производства в Тайване. По оценкам приближенных к компании людей, производственные затраты в США будут на 8–10% выше, чем в Тайване.

Европейские компании занимаются разработкой полупроводников, но избегают создания собственных производств, а вместо этого передают большую часть работ сторонним компаниям вроде TSMC. Поэтому производство микросхем в Европе на несколько поколений отстает от лидеров отрасли, таких как TSMC и Samsung. Остальные мелкие производители серьезно уступают лидерам в технологиях и производственных мощностях.

Что будет дальше

Проблема с нехваткой полупроводников начинает набирать все большие обороты: правительства и компании уже высказывают обеспокоенность тем, что дефицит микросхем может замедлить восстановление экономики после пандемии.

Samsung предупреждает, что сбои с поставками чипов могут распространиться и на более широкий технологический сектор.

В исследовательской компании TrendForce считают, что общеотраслевые усилия по ускорению производства автомобильных микросхем могут привести к замедлению поставок полупроводников для бытовой электроники и промышленных приложений.

Глава Intel Пэт Гелсинджер заявил, что на устранение дефицита чипов потребуется около двух лет. Для этих целей компания построит два новых завода, вложив в увеличение мощностей $20 млрд. Intel будет производить полупроводники и для себя, и для других компаний.

Президент США Джо Байден также сообщил, что будет добиваться выделения $37 млрд для увеличения производства чипов в стране.

Больше новостей об инвестициях вы найдете в нашем аккаунте в Instagram

Электромобили придут в нашу жизнь так быстро, что для многих это станет неожиданным

Для многих из нас электромобили — это что-то из разряда далёкого будущего. Мы живём своей жизнью, ездим на работу на своих привычных за многие годы автомобилях и, покупая сегодня новую машину с классическим бензиновым или дизельным двигателем сегодня, даже не задумываемся, что наша покупка — это в настоящий момент уже просто привычка и дань устоявшимся традициям, и у нас нет никакого опасения, что совсем скоро этот автомобиль станет раритетом и будет восприниматься как old school — вещица из прошлого.

А зря! Ведь мы бессомненно находимся на пороге глобальной революционной смены технологий. Можно убеждать себя в том, что уж у нас, в России, эра электромобилей наступит ещё очень нескоро. Но даже огромный парк традиционных автомобилей, большие пространства и суровый, по нашему собственному мнению, климат не смогут сдержать триумфального шествия новых технологий и катастрофически быстрого отказа от использования классических автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Да, на текущий момент мы со своими проданными на российском рынке за первые пять месяцев этого года жалкими 650 электромобилями, 50% из которых пришлись на Москву и Подмосковье, выглядим отсталыми ретроградами на фоне Германии, где только в первом квартале было продано 65 000 электромобилей, а всего на европейском рынке в этот период их появилось более 150 000 тысяч.

Темпы электрификации личного транспорта набирают обороты: в ближайшее время Tesla запустит свою европейскую гигафабрику, а все основные автопроизводители в погоне за ней и её выдающимся финансовым ростом бросились заявлять о планах по электрификации своих модельных линеек и инвестициях в создание и производство электромобилей. Jaguar планирует с 2025 года продавать только электромобили , Volvo — с 2030 года, General Motors говорит, что к 2035 году будет производить только электрический транспорт, у компании Ford планы продавать в Европе только электромобили заявлены на 2030 год. В Audi объявили, что в ближайшие пять лет будут заниматься только совершенствованием своих уже существующих двигателей внутреннего сгорания и стремиться адаптировать их к вводимым в Европе новым нормам вредных выбросов. Глава Audi Маркус Дюсман заявил, что для компании такие расходы очень обременительны и требуют значительных ресурсов, особенно в свете перехода на производство электромобилей и заявления концерна Volkswagen о планах к 2030 году 70% продаж осуществлять за счёт поставок электромобилей.

Очевидно, что ужесточение регуляторных норм на европейском рынке заставит всех автопроизводителей ещё быстрее отказываться от традиционных двигателей в пользу электромобилей. Плюс к этому — набирающий обороты китайский рынок, где власти страны всячески поощряют производителей переходить на выпуск электрокаров, а потребителей — на их использование, что служит показательным примером того, как будет развиваться электромобилестроение в ближайшее время.

Сегодня мы наблюдаем крупнейшую революцию в автомобилестроении со времён Генри Форда. И она принесёт глобальные перемены в отрасли и в нашем восприятии намного быстрее, чем мы можем ожидать или нам кажется. Некоторые обозреватели утверждают, что переломный момент уже пройден. Есть оценка, что нынешний рынок электромобилей находится в той же стадии, что и рынок Интернета в конце 1990-х. Инновации начинались медленно и были интересны в основном ботаникам — спустя десять лет после появления Интернета в 1969 году в сети было всего несколько сотен компьютеров. К 1995 году в сети было уже 16 млн компьютеров, а в 2001 году их количество взлетело к небесам и составило 513 млн, на текущий момент их более 3 млрд.

Многим кажется, что серьёзными препятствиями для развития электромобилей являются стоимость машин, которая определяется в основном стоимостью аккумуляторных батарей, и небольшой пробег, который они обеспечивают. Но тут надо отметить, что ситуация резко меняется: с момента выпуска первого электрокара Tesla стоимость аккумуляторных батарей снизилась более чем на 50%, а их ёмкость значительно выросла. Если десять лет назад один кВт/ч в батарее стоил 1 000$, то сегодня он обходится в 100$. Уже сейчас считается, что стоимость обслуживания электромобиля и расходы на электроэнергию обходятся дешевле стоимости эксплуатации автомобиля с традиционным двигателем внутреннего сгорания и расходов на топливо. При этом плотность энергии аккумуляторных батарей продолжает расти, а их стоимость — снижаться. Так, китайский производитель аккумуляторных батарей, компания CATL, представила батарею, способную обеспечить общий пробег автомобиля в 1 млн км. И именно с CATL Tesla заключила контракт на поставку топливных элементов до 2025 года.

Технологии: Совсем скоро мощность мобильной электроники в автомобилях будет мощнее персональных компьютеров

Вас следующий автомобиль, возможно, будет оснащен электроникой, которая будет мощнее вашего персонального компьютера.

Что такое мобильные компьютеры? Изначально к этой категории электроники относились ноутбуки, а затем смартфоны и планшеты. Но сегодня все меняется буквально на глазах. Что мы видим? Мощность смартфонов и планшетов растет в геометрической прогрессии, что в скором времени приведет к тому, что многие электронные гаджеты не смогут относиться к мобильным компьютерам.

Все дело в том, что уже сегодня появились планшеты, которые ни чем не уступают, по мощности, ноутбукам и даже персональным стационарным компьютерам. Та же тенденция наблюдается и в вычислительной мощности автомобильных компьютеров и электроники, которая растет, удваиваясь, каждый год. Так что эта тенденция рано или поздно может привести к тому, что электроника в автомобилях превзойдет по вычислительной мощности наши персональные домашние компьютеры.

В первую очередь это связано с тем, что с каждым годом современные автомобили будут становиться все сложнее и сложнее. Например, уже точно известно, что в ближайшие 20-30 лет развитие автопромышленности будет идти в сторону развития автоматизированных функций безопасности транспортных средств, а также в сторону развития технологий автоматического управления автомобилем без участия водителя. В итоге это неизбежно приведет к необходимости увеличения вычислительной мощности компьютеров, устанавливаемых в новых автомобилях.

Уже сегодня некоторые высокотехнологичные автомобили оснащаются многочисленными процессорами, графическими чипами (видеокартами), камера, датчиками и сетевым оборудованием. Все это позволило выпускать автопроизводителем автомобили с системами полуавтоматического автопилота и оснащать продукцию автоматическими системами безопасности, начиная от системы аварийного экстренного торможения и заканчивая системами контроля полосы и проезда перекрестков.

Также все более широкое использование видео камер и радарных датчиков вдохновили разработчиков на создание программного обеспечения для анализа и обработки видео захвата в режиме реального времени. А это, безусловно, привело к необходимости резкого увеличения мощности компьютеров в транспортных средствах.

Камеры в автомобилях: Проектирование изображения автомобиля с высоты птичьего полета

В настоящий момент многие владельцы автомобилей знакомы с видео системой помощи при парковке задним ходом. Подобными системами в настоящий момент оснащается большинство современных автомобилей (даже экономкласса). Благодаря видеокамерам и передачи заднего видео обзора на экран информационно-развлекательной системы, процесс парковки задним ходом стал очень простым и безопасным.

Более высокого класса автомобили в настоящее время часто оснащаются большим количеством камер и сенсоров, которые могут определять полосу движения на дороге, дорожные знаки, другие транспортные средства в пространстве, для того чтобы избежать столкновения с ними. Также это позволяет электроники обрабатывать, получаемую информацию с камер и радаров, проецировать на экране информационно-развлекательной системы графическое изображение автомобиля и местности «с высоты птичьего полета».

Несмотря на то, что при подобных системах, как правило, датчики и видеокамеры стандартные, сама система проецирования автомобиля с «высоты птичьего полета» требует множество инноваций для обработки получаемого с камер и датчиков информации.

Например, подобной системой 360-градусного обзора автомобиля с высоты птичьего полета оснащаются автомобили Инфинити. Изображение проекции автомобиля на экране центральной консоли склеивается с четырех ультра-широкоугольных видео камер, которые расположены на боковых зеркалах заднего вида, решетки радиатора и одна в задней части машины.

Компьютер, получая изображение со всех четырех камер, соединяет картинку в одну, проецирует фоновое изображение на экран, а сверху накладывает проекцию автомобилю в реальном времени относительно спроецированной местности вокруг машины.

Благодаря этой системе, во время парковки водителю очень легко маневрировать в ограниченном пространстве, даже если он не ощущает габариты машины.

Вот пример как работает подобная система:

Изначально подобными 360-градусными обзорными системами оснащались только эксклюзивные дорогие автомобили. Затем системы стали появляться на премиальных автомобилях среднего ценового сегмента. И вот совсем недавно такие системы стали появляться на обычных автомобилях. Правда, пока в качестве доп. опций. Так что пройдет немного времени и 360-градусные обзорные системы помощи при парковке придут во все автомобили.

Но технологии не стоят на месте. Обычные системы помощи при движении задним ходом (видео картинка на экране автомобиля) также в настоящий момент модернизировались. Это стало возможным за счет резкого увеличения вычислительных мощностей в автомобильных компьютерах.

Например, многие современные автомобили получили программное обеспечение с возможностью машинного обучения. Это позволило в некоторых системах помощи при движении задним ходом научить программную среду машины в автоматическом режиме распознавать объекты на видео потоке, что позволяет предотвращать столкновения с пешеходами.

То есть, компьютер, обнаружив на получаемом видеоряде с задних камер знакомый объект (например, пешехода), сначала предупредит водителя об опасности, а затем если он не отреагирует на предупреждение, автоматически остановит машины, для того чтобы избежать наезда на пешехода при движении задним ходом.

По сути, программная среда таких систем может самообучаться и определять любые объекты на видео картинке.

Например, ведущим поставщиков систем безопасности в автопромышленности является компания Mobileye, которые не только производят камеры для автомобилей, но и создают уникальное программное обеспечение для автомобилей.

Самое удивительное, что фактически все автомобильные камеры имеют низкое разрешение картинки (VGA). Но, тем не менее, видео в реальном времени, передаваемое видео на экран информационно-развлекательной системы имеет очень высокий динамический диапазон, что позволяет получать картинку даже в сложных условиях освещенности.

Параллельно с этим компания Intel только недавно запустила в производство чипа Movidius, который создан для автомобильной промышленности. Ожидается, что благодаря своей высокой производительности и низким потреблением электроэнергии этот чип станет основным для использования всеми автопроизводителями в автомобильных компьютерах.

Камеры Mobileye, в сочетании с процессорами Intel позволят создавать различные инновационные системы помощи водителю, скорость реакции которых будет очень высокой. Например, при предварительном уведомлении об опасности на дороге новым системам достаточно всего две секунды для оценки дорожной ситуации.

Это удивительный показатель.

Кроме того, новое поколение камер Mobileye, в сочетании с чипами Intel позволяет автопроизводителям настраивать качественные системы помощи водителю, а также устанавливать на современные автомобили полуавтоматические системы автономного управления транспортным средством. А это уже требует огромной мощности, которая должна быть не меньше чем в вашем персональном компьютере.

Камеры в качестве комфорта и удобства

В будущем автомобильные камеры могут взять на себя еще больше ролей. Так, например компания Тесла, а также ряд других автопроизводителей предложили вместо боковых зеркал заднего вида использовать низкопрофильные видео камеры, которые будут передавать боковую картинку в салон машины, на специально установленные там мониторы.

Это не только удобно, но и практично, так как отсутствия боковых зеркал заднего вида уменьшает аэродинамическое сопротивление воздуха, что очень актуально для электрических транспортных средств.

Радары и лидары для увеличения машинного зрения

Несмотря на то, что в настоящее время камеры являются единственным надежным способом отслеживать полосы движения, другие транспортные средства и различные объекты на дороге, а также являются единственными помощниками для предотвращения столкновений, они на самом деле не являются идеальным решением для безопасности автомобилей.

Да, качество картинки получаемой с камер растет, одновременно с ростом вычислительной мощности. Но для безопасности на дороге главное это вовремя предотвратить аварию. К сожалению, современные автомобильные камеры не позволяют идеально настроить электронику для своевременного определения опасности.

В первую очередь это связано с тем, что камеры не способны в некоторых случаях оценить расстояние до опасных объектов. Особенно при ярких солнечных лучах или в плохую погоду. Напомним, что именно это привело к аварии автомобиля Тесла во Флориде, где водитель двигался на машине при включенном автономном режиме управления.

Именно поэтому все автопроизводители, оснащая автомобили системой автопилота, стали оснащать транспортные средства дублирующими системами слежения, не связанные с визуальными способами сканирования ситуации на дороге. Речь идет о радарах или лидарах.

Стоит отметить, что в автомобилях Тесла помимо камер есть такие радарные датчики. Но, к сожалению, та авария во Флориде это редкое стечение обстоятельств, которые привели к тому, что все системы датчиков и камер сбили с толку программное обеспечение машины.

Тем не менее, говорить о том, что подобные датчики не эффективны нельзя. Многие компании, выпуская подобные датчики, провели многие годы исследований и разработок, чтобы научить программное обеспечение автомобилей с автономными системами управления определять все опасности на дороге.

Недавно в мире появилась система, основанная на радарах и лидарах, которая называется DAVE2 (разработка компании Nvidia). Эта система имеет функцию самообучения с использованием нейронной сети, которая находится в облаке в сети Интернет. Подобная система, использует данные с камер других автомобилей на дороге, которые движутся рядом, и синхронизирует рулевое управление автомобиля для безопасного движения.

Суперкомпьютер в багажнике

Помимо обработки информации для систем помощи водителю и для функционирования систем автопилота, современные автомобильные компьютеры должны быстро уметь обрабатывать ряд другой важной информации. Например, многие автомобили сегодня имеют точку выхода в интернет, навигационные спутниковые системы и многое другое.

Плюс не надо забывать, что компьютер автомобиля должен еще следить за работой всех систем транспортного средства. Для этого естественного необходима огромная вычислительная мощность.

К счастью сегодня мощность современных процессов пока еще позволяет производить достаточно не дорогие автомобильные компьютеры, которые справляются с необходимой нагрузкой.

Но совсем скоро из-за развития технологий в автомире, автопромышленности могут понадобиться большие вычислительные мощности. К сожалению, увеличивать постоянно мощность автомобильных компьютеров не панацея. Ведь рано или поздно это приведет к серьезному удорожанию продукции.

Частично эту проблему можно решить с помощью сетевого облака. То есть, частично обработку многих данных в машине можно удаленно поручить компьютерам расположенных в сети Интернет.

Но, тем не менее, в случае развития автономных автомобилей и их массового распространения по всему миру, неизбежно приведет к появлению в транспортных средствах мощнейших компьютеров, которые по вычислительной мощности будут значительно превосходить ваш персональный компьютер.

Скорее всего, совсем скоро во многих автомобилях будут устанавливаться несколько портативных суперкомпьютеров, которые будут отвечать за определенную систему в транспортном средстве.

Программное обеспечение всех автономных автомобилей будет иметь алгоритмы самообучения. Также не исключено и появления искусственного разума в автомобилях будущего.

Именно поэтому ведущие производители видео карт, процессоров, а также разработчики программного обеспечения в настоящий момент ведут активные разработки для автопромышленности будущего.

Но как нам кажется, фантастическое будущее уже наступило. Не правда ли?

Почему некорректно сравнивать мощность смартфона и настольного ПК

Большинство людей (и даже некоторые крупнейшие технообзорщики) постоянно сравнивают между собой смартфоны и ПК. Многие ошибочно полагают, что оба этих класса устройств работают по одному и тому же принципу. Казалось бы: у смартфона 8 ядер процессора, 8 Гб оперативной памяти – всё, как у настольного собрата, но данное сравнение является в корне некорректным.

Сравнивать мощность этих типов устройств – всё равно что сравнить гоночный автомобиль с экскаватором, кто из них мощнее? Нельзя сказать, что начинка того, или иного устройства лучше (или хуже), они просто сделаны для разных целей: экскаватор никогда не победит на гоночном треке, а спортивный автомобиль не сможет выкопать траншею. Для мобильного процессора наиболее важными являются энергопотребление, компактность и нагрев, а уже потом – производительность.

Для настольного ПК всё ровным счетом наоборот – сначала достигается высокая производительность, а уже потом решается вопрос с охлаждением. Кроме того, процессор для ПК построен на базе совершенно другой архитектуры, а также имеет большой объем кеш-памяти и огромное количество различных вспомогательных технологий, которые позволяют значительно ускорить выполнение некоторых типов задач.

Что же будет, если установить процессор от ПК в смартфон? – Абсолютно ничего. Процессоры для ПК имеют повышенное энергопотребление и не смогут работать от аккумулятора смартфона. А если представить, что может – тогда, скорее всего, телефон начнет плавиться прямо у вас в руках, т.к. процессоры для настольных ПК нуждаются в качественном охлаждении, а в тесном корпусе смартфона это невозможно.

Существует такая универсальная единица измерения производительности – FLOPS. Она отображает количество операций с плавающей запятой в секунду. Таким образом, в замере не учитывается ни архитектура, ни операционная система, ни что-либо еще, а только голая вычислительная способность процессора в секунду. Так вот, Snapdragon 820 имеет производительность в районе 3.2 GFLOPS, что приблизительно равно старенькому Intel Pentium 4 на 3.4 Ггц (2004 года). И не стоит забывать, что процессоры для ПК, как ранее уже было сказано, умеют использовать дополнительные технологии, направленные на повышение производительности, что в реальной эксплуатации делает их еще мощнее. Смартфоны, в свою очередь, умеют использовать технологию, которая для улучшения автономности задействует только энергоэффективные ядра.

Сравнение производительности современных смартфонов и компьютеров

Ни для кого не секрет, что за последние 10 лет телефоны сделали качественный скачок — если тогда они воспринимались в основном как звонилки, с крайне урезанным браузером и почти без возможности проигрывать видео, то сейчас это полноценные мультимедийные устройства с нормальными браузерами и плеерами, пакетом MS Office, играми, оснащенные камерами, способными снимать 4К видео — в общем, казалось бы, это полноценный ПК в кармане.

Это же мнение активно развивают и компании-производители: Apple продвигает iPad как замену ПК, Microsoft и Samsung представили док-станции, с помощью которых можно превратить смартфон в рабочее место. И поэтому у многих может сложиться впечатление, что по производительности смартфоны уже ничуть не хуже ПК (ну или хотя бы ноутбуков). Однако, забегая вперед — это далеко не так.

Разумеется, возникает вопрос — как сравнить производительность смартфонов, построенных на ARM-процессорах, и ПК, построенных на x86? Конечно, есть кроссплатформенные тесты типа GeekBench, однако их проблема в том, что их результаты крайне сильно зависят от оптимизации бенчмарка под ту или иную архитектуру или даже процессор — к примеру, GeekBench не видит кэш L3 у процессоров Apple, а ведь он достаточно серьезно влияет на скорость вычисления. Поэтому нам нужен бенчмарк, который использует «понятные» всем процессорам команды, которые никак не зависят от системы — и на эту роль хорошо подходит Linpack, который меряет FLOPS.

Что же такое FLOPS? Это единица измерения производительности устройства, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду оно может сделать. Операции с плавающей запятой происходят «внутри» процессора и никак не зависят от системы, а только от быстродействия самого процессора. И второй плюс — в отличие от высокоуровневых бенчмарков, тестирующих отдельно процессор и отдельно видеокарту, никто не мешает вычислить производительность и того, и другого во FLOPS.

Увы, нормального Linpack под iOS я не нашел (есть один, но он не поддерживает х64-вычисления, что, разумеется, скажется на производительности). А вот под Android он есть, и поддерживает х64 — можно его бесплатно скачать в Google Play. Для тестов был взят практически топовый по современным меркам Snapdragon 820, и его результат — порядка 2.7 GFLOPS:

Тут, разумеется, возникает вопрос — это много или мало? Увы — это мало: к примеру, Intel Core i3-7100U, низковольтный современный процессор от Intel, набирает порядка 40 GFLOPS. Сравнимый с Snapdragon 820 результат (3.2 GFLOPS) набрал Pentium 4 на 3.4 ГГц:

То есть топовые смартфоны имеют тот же уровень производительности, что и топовые ПК 2004-2005 годов. Отсюда опять же возникает вопрос: почему на таком слабом по современным меркам процессоре Android работает вполне себе шустро? Тут все просто — Android изначально оптимизировали под слабые устройства, и поэтому никаких проблем с быстродействием нет. Ровно также на Pentium 4 летала Windows XP — эта ОС могла работать на процессорах с частотой в 300 МГц, то есть на порядок ниже. Это же касается и мобильных браузеров — они работают в масштабе 1:2, а то и 1:3 — то есть реальное разрешение в браузере будет не 1920х1080, а 640х360 — поэтому опять же нет никаких тормозов.

Теперь давайте на минутку представим, что в телефоне действительно стоит Pentium 4 (вообще говоря — предположение вполне себе верное: если программа под ПК требует процессор определенной производительности, то оптимизированная под мобильные ОС версия программы с тем же функционалом вряд ли будет иметь меньшие системные требования). Что из современного софта мы сможем запустить?

• Microsoft Office 2016 — требуется 1 ГГц процессор и 1 ГБ ОЗУ. У нас же 3 ГГц и 3-6 ГБ ОЗУ, так что проблем с запуском нет, более того — офисный пакет от MS уже был несколько лет назад как портирован.

Adobe Photoshop CC 2017 — требуется Intel Core 2 Duo 2 ГГц, 2 ГБ ОЗУ. По ОЗУ проблем нет, а вот по процессору Core 2 Duo мощнее больше чем в 2 раза.

MAGIX Vegas 14 (программа для обработки видео) — требуется многоядерный процессор с частотой 2 ГГц, и 4 ГБ ОЗУ. Опять же — по процессору не проходим, и даже не все устройства пройдут по объему ОЗУ.

Что мы видим? Реально работать можно только в MS Office. Все остальные программы имеют минимальные системные требования существенно выше, чем возможности современных топовых смартфонов и планшетов. Поэтому то, что какой-нибудь iPad сможет заменить ПК, даже в теории не может быть правдой.

Второй миф, который запустила Nvidia больше 5 лет назад на презентации своего процессора Tegra 2 — это игры «консольного уровня». Что самое забавное — с тех пор каждый производитель счел своим долгом на презентациях говорить, что вот сейчас мы точно достигли уровня консолей. Только вот вопрос — каких?

В одном из самых мощных смартфонов современности, Apple iPhone 6s, стоит видеочип PowerVR GT 7600, производительность которого, если судить по сайту AnandTech, составляет 115 GFLOPS:

В iPhone 7 стоит чип GT 7600 PLUS, который является разогнанной версией 7600, то есть его производительность составляет 130-140 GFLOPS. Ближайшая из относительно современных видеокарт с такой же производительностью — Nvidia GT 610:

Чтобы было понятнее — это видеокарта-затычка пятилетней давности, охлаждаемая пассивно и стоящая на данные момент меньше 2 тысяч рублей. От середнячка предыдущего поколения видеокарт Nvidia — GTX 960 — она отстает в 15 раз, а производительность в современных играх аховая: GTA 5 идет в 800х600 на минимальных настройках с 25-30 fps, Witcher 3 в 1024х768 опять же на минимальной графике выдает 7-10 fps. Консоли предыдущего поколения, PlayStation 3 и Xbox 360, выдают порядка 220-250 GFLOPS, то есть они вдвое мощнее графического процессора в iPhone 7! В итоге получается, что топовые мобильные видеочипы имеют производительность между PlayStation 2 и 3, то есть уровень видеокарт 2004-2005 года. Поэтому предел мечтаний — игры того времени, что мы и видим: под мобильные ОС с хорошей графикой были портированы GTA вплоть до San Andreas (2004), Half-Life 2 (2004), Titan Quest (2006).

Что же в итоге? А в итоге топовые смартфоны и планшеты имеют уровень производительности компьютеров 2004-2005 года, поэтому говорить о полноценной работе и играх на них просто смешно: их предел это мультимедиа и серфинг в интернете, а все рассказы производителей о том, что планшеты и смартфоны заменят ПК — увы, просто байки.