HTC One X měl páté úsporné jádro, o kterém Android nevěděl

Na veletrhu Mobile World Congress v Barceloně představilo HTC 26. února 2012 telefon One X se 4,7palcovým displejem a čipem Nvidia Tegra 3. Nvidia ho tehdy prodávala jako jediný čtyřjádrový procesor s označením 4-PLUS-1: ke čtyřem hlavním jádrům přidala páté, kterému v tiskové zprávě říkala „battery saver core“, tedy jádro na šetření baterie. Podle téže zprávy to byla první spolupráce obou firem. Fotky přitom One X zpracovával ještě v samostatném obrazovém čipu.

HTC ho tehdy ohlásilo na duben, jak psal The Verge. Verze Tegry 3 pro telefony běžela podle Nvidie až na 1,5 GHz.

Pět stejných jader ze dvou výrob

Páté jádro Nvidia popsala už v září 2011 v technické zprávě k čipu, kterému tehdy říkala Project Kal-El. Všech pět jader bylo totéž jádro Arm Cortex-A9. Lišila se výrobou: čtyři hlavní vznikla na rychlé variantě výrobního procesu, páté na variantě s nízkým únikovým proudem. Server PC Perspective podle podkladů Nvidie upřesnil, že šlo o dvě odnože čtyřicetinanometrového procesu TSMC.

Tranzistory z rychlého procesu zvládnou vysoký takt při nižším napětí, jenže v klidu z nich uniká proud. Z úsporných tranzistorů uniká v klidu jen velmi málo, na vysoký takt ale potřebují vyšší napětí. Nvidia podle vlastního měření zjistila, že doprovodné jádro – v angličtině „Companion core“ – dává víc výkonu na watt jen pod 500 MHz. Na téhle hodnotě mu proto takt zastropovala.

Doprovodné jádro mělo na starosti méně náročnou práci: synchronizaci pošty a sociálních sítí v pohotovostním režimu, přehrávání hudby a podle zprávy i přehrávání videa, u kterého většinu práce stejně odvede hardwarový dekodér. Jakmile zátěž stoupla, převzala ji hlavní jádra, a to jedno až čtyři podle potřeby.

Systém viděl pořád stejná jádra

Nejzajímavější je, jak to Nvidia schovala. Doprovodné jádro a hlavní jádra nikdy neběžela současně. Sdílela jednu vyrovnávací paměť druhé úrovně a přepínání obstarával hardware spolu s ovladačem Nvidie, takže operační systém ani aplikace o pátém jádru podle Nvidie nevěděly. Zpráva to zdůvodňuje tím, že Android (jmenuje verzi 3.x) předpokládal stejně výkonná jádra a podle toho jim rozděloval práci. Čip proto držel všechna právě běžící jádra na stejném taktu.

Přepnutí včetně ustálení napájení mělo podle interních simulací Nvidie trvat méně než dvě milisekundy. Aby čip nepřeskakoval sem a tam, když zátěž kolísá kolem prahu, dostalo řízení nastavitelnou hysterezi.

Dnes plánovač s rozdíly počítá

Dnešní telefony to dělají obráceně. Jádra různého výkonu běží vedle sebe a systém o nich ví. Dokumentace linuxového jádra, na kterém stojí i Android, takové čipy nazývá systémy s asymetrickou kapacitou procesorů. Jako příklad uvádí právě Arm big.LITTLE: velká jádra mají delší řetězec zpracování instrukcí, větší vyrovnávací paměti a dosáhnou vyšších taktů než malá. Plánovač Energy Aware Scheduling, který přiděluje úlohy podle odhadu spotřeby, je podle téže dokumentace zatím k dispozici jen na čipech s takovou nesouměrnou stavbou.

Liší se i to, čím se jádra navzájem odlišují. U Tegry 3 šlo o jeden návrh vyrobený dvakrát jinak. Dnes se jádra liší stavbou, taktem, nebo obojím.

Úsporná jádra mizí, ale ne všude

Qualcomm představil 22. září 2026 na Maui čipy Snapdragon 8 Elite Gen 6 a 8 Elite Extreme Gen 6. Podle produktového listu má Extreme Gen 6 dvě jádra Prime s taktem až 5,0 GHz a šest jader Performance až na 4,0 GHz. Třída úsporných jader v něm není žádná. Server ServeTheHome uvádí, že základní Gen 6 má stejný počet jader i stejné takty.

MediaTek píše u Dimensity 9600 Pro o uspořádání 2+3+3 se samými velkými jádry: dvě C2-Ultra až na 4,55 GHz, tři C2-Pro na 4,35 GHz a tři další C2-Pro na 3,1 GHz. Ta poslední trojice nese podle nás podobnou myšlenku jako Tegra 3 – tentýž návrh jádra, jen pro nižší takt. Rozdíl je v tom, že běží současně s ostatními a systém o ní ví.

Apple úsporná jádra drží. A20 Pro v iPhonu 18 Pro má podle technických údajů šestijádrový procesor se dvěma jádry, kterým Apple nově říká „super cores“, a čtyřmi úspornými. Loňský A19 Pro v iPhonu 17 Pro měl stejné rozložení, jen se ta dvě rychlá jádra jmenovala výkonná.

Plánovač linuxového jádra, a tedy i Androidu, dnes s rozdílnými jádry počítá otevřeně a nic se před ním neschovává. U popsaného Snapdragonu a Dimensity přitom tvoří nejpomalejší skupinu velká jádra s nižším taktem, Apple drží čtyři úsporná.

Zdroje

• NVIDIA Delivers Quad-Core Performance in New HTC One X, tisková zpráva Nvidie, 26. února 2012
• NVIDIA Ushers in World's First Tegra 3 Super Phones, tisková zpráva Nvidie, 26. února 2012
• Variable SMP – A Multi-Core CPU Architecture for Low Power and High Performance, technická zpráva Nvidie (PDF)
• NVIDIA Reveals a 5th CPU Core in Upcoming Kal-El Tegra SoC, PC Perspective, 22. září 2011
• HTC One X announced for April release with quad-core Tegra 3, The Verge, 26. února 2012
• Capacity Aware Scheduling a Energy Aware Scheduling, dokumentace linuxového jádra
• Snapdragon Leads the Agentic AI Age with Two of the World’s Fastest Mobile SoCs, tisková zpráva Qualcommu, 22. září 2026
• Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6, produktový list Qualcommu (PDF)
• Qualcomm Unveils Snapdragon 8 Elite Gen 6 and Elite Extreme Gen 6, ServeTheHome
• MediaTek Dimensity 9600 Pro Sets New Standard for Flagship Smartphone Chips, tisková zpráva MediaTeku
• iPhone 18 Pro and 18 Pro Max – Technical Specifications, Apple
• iPhone 17 Pro – Tech Specs, podpora Applu