Обзор чипа MTK 6589 Несколько месяцев назад, 12 декабря 2012 года, компания MediaTek Division Technology, выпустила свой первый четырехъядерный чип MTK6589. Чип основан на 28 нанометровом техпроцессе.

Процессор построен на ARMv7 архитектуре, оснащен четырьмя ядрами, поддерживает технологию HSPA+, позволяет использовать две SIM карты в активном режиме (одновременно!).

Платформа способствует записи видео FullHD качества в разрешении 1920х1080 при 30 кадрах в секунду, используя камеры до 13 Мпикс. Также внедрение чипа MTK 6589 позволит производителям оснащать смартфоны и планшеты, построенные на его основе, экранами FullHD разрешения - 1920х1080px. Чип имеет графическое ядро PowerVR™ Series5XT GPU от компании Imagination Technologies. "ARM Cortex ™-A7 является наиболее энергоэффективным процессором из когда-либо разработанных ARM процессоров.

У MTK6589 имеется поддержка технологии MediaTek Cool 3D, которая включает стереоскопический интерфейс пользователя, поддерживающий работу со стерео камерами и дисплеями. Кроме того, есть возможность преобразования обычного видео в стереоскопическое в режиме реального времени.

"Мы рады, что MediaTek является первой компанией, которой удалось объединить четырехъядерный процессор Cortex-A7 с передовыми технологиями 28-нм производства, и обладающей технологией TrustZone ®, что открывает новые горизонты системного уровня безопасности. Процессор MTK6589 позволяет строить на своей основе мобильные устройства высочайшего класса для рынка смартфонов и планшетов", - сказал Лоуренс Брайант, директор мобильных решений ARM.

В отличии от чипов Qualcomm, в которых напряжение на ядре с рабочей частотой ядра - асинхронны, у Cortex-A7 производится только синхронное питание всех ядер. Если допустим при асинхронном напряжении, одно из ядер работает на одной частоте (и потребляет, допустим 100 милливатт), а второе ядро – на другой частоте (и потребляет предположим 200 милливатт), то при синхронном напряжении (все чипы, кроме Qualcomm и построенных на Cortex-A15) напряжение везде будет максимальным: если одно ядро получает 200 милливатт, то все остальные – тоже получают по 200 милливатт.Это означает, что при малых нагрузках, когда достаточно задействовать только одно ядро, энергопотребление получается выше, чем в процессорах, в которых оба ядра получают одинаковую нагрузку.

Как вывод - построенные на Cortex-A15 Exynos 5xxx и процессоры Krait от Qualcomm имеют энергопотребление выше.

MTK6589 Quad-core умеет работать на частотах свыше 1 GHz. Пропускная способность памяти LPDDR1x32 составляет 400Mbps, а LPDDR2x32 соответственно – 1066 Mbps. Поддерживается модем WCDMA HSPA+ Rel.8, 42 Mbps/11Mbps TDSCDMA 2.8/2.2. Что касаетельно модуля ISP, то он поддерживает работу камер до 13 MP. AVP в режимах Video Decode, как и Video Encode, свободно работает с изображением 1080p при 30fps. Графическая подсистема – Power VR SGX544 55 Mtri/s, 1.6 Gpix/s, которая поддерживает максимальное разрешение экрана до 1920x1080. Чип MTK6589 позволяет использовать две сим-карты, и обе они остаются активными, вне зависимости от того, используется одна из них, или нет (т.е. буквально можно позвонить самому себе, с одной SIM карты на вторую).

Заметим, что в соответствии со стандартом IMT-2000 в системах 3-его поколения планировалось создание единого частотного пространства, имеющего ширину 230 МГц и предпологающего различные сценарии использования. Основой данных сценариев - выступают режим FDD (Frequency Division Duplex) и режим TDD (Time Division Duplex). Новшество технологии IMT-2000 сопряжено прежде всего с выделением парных полос частот для систем, работающих с дуплексным разносом по частоте (FDD), и не парных полос - для систем с дуплексным разносом по времени (TDD).

Скомбинированное использование двух вышеописанных режимов придает большую гибкость системе, давая возможность динамически менять пропускную способность канала и способы организации связи. FDD режим наиболее эффективен при условиях большого размера сот и большой скорости перемещения абонентов. TDD режим, наоборот, приспособлен для работы в пикосотах и микросотах, или другими словами как раз там, где абонент перемещается с небольшой скоростью.

Необходимо упомянуть, что стоимость новых процессоров MTK6589 составляет всего 18-20 $. Если сравнивать, c топовыми чипами от Qualcomm S4 APG8064, то отметим что стоимость последних в два раза больше 30-40$. Такая стоимость кристалов, неизменно приведет к тому, что цены на смартфоны построенные на базе МТК ощутимо уменьшатся. Новые смартфоны на базе MTK6589 уже выпускаются различными производителями.

Выпуск нового чипа MTK6589, провоцирует к действиям их конкурентов – компанию Qualcomm. Компания Qualcomm, еще 27 сентября 2012 года, начала выпуск двух своих новых четырехъядерных процессоров Snapdragon S4 «MSM8225Q» и «MSM8625Q», которые уже поступили в продажу в начале этого года. Процессор MTK6589 от MediaTek и чипы MSM8225Q/8625Q производства Qualcomm, имеют как одинаковые, так и отличительные черты. Оба они построены на базе 28-нм технологии. Графическая подсистема MTK6589 на несколько порядков выше чем 8225Q/8625Q. Если смотреть на характеристики памяти (оба поддерживают LPDDRI и LPDDR2, скоростью до 1066Mbps), разрешение дисплея и параметры сети тоже находятся на одном и том же уровне.Но факт в том что MTK6589 выигрывает у 8225Q/8625Q в плане ИСП.

Если мы посмотрим на архетектуру Cortex A7, то мы заметим, что в нем используется 8-ступенчатый конвейер, который отрабатывает по две инструкции за один такт. Блоки целочисленных операций в A7 и A8 аналогичны. Посмотрев же на математический сопроцессор Cortex A7, мы видим, что он имеет полностью конвейерную организацию и более компактен, чем Cortex A8, хотя немного упрощен.

Небольшое упрощение архитектуры привело к существенному сокращению размеров ядра. Величина одного ядра Cortex A7 составляет всего лишь 0,5 мм. кв., конечно при условии использования 28-нм техпроцесса.

Как мы видим площадь ядра A7 позволяет ему разместится на площади в 1/3—1/2 ядра Cortex A8. Стандартный же дизайн ядер Cortex A9 по площади полностью соответствует Cortex A8. Ну а площадь A15 больше, чем у обоих вышеописанных. Однако у Cortex А7 есть и свои недостатки. Самый значимый - это сугубо последовательное выполнение команд, которое по многим аспектам уступает внеочередному. Выполнение задач при условии использования внеочередной последовательности исполнения команд, гораздо более рационально, ведь все задачи исполняются в логической последовательности. Для большей ясности приведем простой пример из жизни человека. Предположим что стоит такая задача: Необходимо полить цветы, перекопать огород и посадить картошку. Мы первым делом поливаем цветы, потом копаем огород, ну и в конце садим картошку. Но если же сказано, что еще и поливать огород необходимо после захода солнца и тогда прокопать. Тогда можно встав рано утром, сперва картошку посадить, а только потом полить. Однако при использовании алгоритма с последовательным выполнением, решить поставленные нам задачи, в такой последовательности нету возможности. Потому что процессор не настолько “умен”, чтобы это продумать. Но несмотря на свои урезанные возможности в выполнении сложных инструкций, компания ARM ожидает, что архитектура Cortex A7 должна обеспечить большую производительность в сравнении с A8. Частично это происходит за счет усовершенствованного модуля предсказания ветвлений и уменьшенного конвейера, сокращающего вероятность неправильных предсказаний переходов. Так же Cortex A7 еще обладает улучшенными алгоритмами выборки команд, а так же обладает более скоростной кеш-памятью второго уровня L2, что также крайне положительно сказыватеся на общем уровне эффективности вычислений. Важным нюансом является то, что ядра Cortex A7 на 100% ISA-совместимы с чипом Cortex A15, другими словами, поддерживают новые инструкции виртуализации и 40-битную адресацию памяти. Как результат - любой код, написанный для Cortex A15, может свободно выполняться на Cortex A7, только немножечко медленнее. Это особенность очень значительна, она дает возможность производителям проектировать системы на чипе, оснащённые любым из двух ядер, как Cortex A7, так и Cortex A15, переключаясь между ними в зависимости от задачи.

Можно смело заявить что на сегодняшний день, Cortex A7 является наиболее энергоэффективным ARM процессором из когда-либо разработанных. Как я уже писал выше, архитектура и наборы инструкций чипов Cortex-A7 и Cortex- A15 во многом похожи. Но необходимо заметить, что первый (Cortex A7) ориентирован на минимизацию энергопотребления. Что, можно смело сказать, у него отлично и выходит. Как результат, мы получаем высокую производительность с минимальными энергозатратами.

Проведя ряд тестов можно утверждать, что производительность MTK6589 находится немного ниже, чем у популярных четырехъядерных платформ Tegra 3 от NVIDIA, Snapdragon S4 Pro от Qualcomm и Exynos 4412 от Samsung. Но не стоит забывать о том, что по стоимости гаджеты построенные на выше описанных чипах дороже в разы. А по производительности превосходят лишь не на много. Так же не забываем, о том что среди сравниваемых процессоров, MTK6589 имеет наименьшую тактовую частоту.