Зміст
- Огляд спец
- Конструкції процесорів з трьома кластерами йдуть в основному
- Ігри потрапляють на іншу передачу
- AI поліпшення
- Який найшвидший?
- Слухай, як Гері Сімс обговорює відмінності на Podcast
Три основні дизайнери SoC для смартфонів тепер детально розробили свої конструкції наступного покоління, які будуть живити смартфони протягом усього 2019 року. Huawei був першим з Kirin 980, що вже працював на Huawei Mate 20. Samsung пішов слідом, оголосивши про свій Exynos 9820. Тепер Qualcomm щойно оголосив Snapdragon 855.
Як завжди, пропонується вибір покращення продуктивності як у процесорі, так і у відділі GPU. Також ми продовжуємо зосереджуватися на можливостях обробки AI та більш швидкому підключенні 4G LTE, але поки що на ринку поки що немає чіткого 5G чіпа. Якщо ви думаєте про дорогу покупку смартфона в наступному році, ось усе, що вам потрібно знати про набори мікросхем, які живлять їх.
Огляд спец
Ці високопродуктивні мікросхеми все більше переходять на новіші технології. Є найновіші дизайни Arm та користувальницького процесора, новіші компоненти графічного процесора, вдосконалений кремній для машинного навчання та більш швидкі LTE-модеми. Samsung та Qualcomm лідирують у цій галузі з технологіями LTE 2Gbps для спортивних масових агрегатів, які повинні запропонувати поліпшення підключення на межі комірок та на щільних ділянках над Kirin 980. Мультимедійна підтримка також продовжує рухатися вперед, з вмістом HDR та навіть 8K підтримка, яка з’являється як у чіпах Exynos, так і в Snapdragon, і апаратна підтримка кодеків H.265 і VP9 для кращої ефективності.
Зокрема, 5G-модеми відсутні у всіх трьох цих мікросхем наступного покоління, що може здатися дивним, якщо врахувати, що деякі носії та виробники роблять 5G в 2019 році. Однак усі три мікросхеми підтримують 5G через зовнішні модеми, що робить його необов'язково додатково для тих пристроїв, які рано вводять підтримку.
Huawei та Qualcomm тепер на TSMC 7nm, тоді як Samsung відстає від 8-нм-процесу.
Набагато більше метушні було зроблено з приводу гонки на 7 нм. Huawei зробив це ключовою частиною свого анонсу Kirin 980, що спонукало Qualcomm заявити, що він побудує свій чіп нового покоління і на 7-нм процесі TSMC. Мобільна індустрія вже швидко просувається з 10 нм у прагненні до енергоефективності та менших слідів кремнію. Для нас, споживачів, 7-нм мікросхеми повинні означати більший термін служби акумулятора та більш ефективні пристрої.
Використання Samsung власного 8-нм-вузла Samsung свідчить про те, що власна 7-нм-технологія не зовсім готова для масового виробництва. Samsung очікує незначного 10-відсоткового покращення споживання електроенергії між процесами 10 нм та 8 нм. Тим часом TSMC може похвалитися на 30-40 відсотків поліпшенням власним ходом від 10 до 7 нм - явно набагато краще, якщо точно. Звичайно, інші фактори визначатимуть остаточне споживання енергії, але чіп Samsung цілком може бути дещо несприятливим.
Конструкції процесорів з трьома кластерами йдуть в основному
Дизайни процесорів для смартфонів SoC на даний момент цікавіші та різноманітніші, ніж це було давно. Сьогоднішня окта-ядра прагне до інноваційних, більш ефективних конструкцій кластерів, що складаються з більш різноманітних і спеціально налаштованих ядер процесора, ніж будь-коли раніше. big.LITTLE поступився місцем великим, середнім, маленьким, Cortex-A76, A75, A55, і Samsung продовжує кидати в поєднання дуже сильний дизайн.
2 + 2 + 4 CPU-кластери із спільним кешем L3 є скобами дизайну Huawei та Samsung. Цей перехід від дизайну 4 + 4 до трикластера є більш оптимальним для стабільної пікової продуктивності у форм-факторі смартфона, а також повинен підвищити енергоефективність. Snapdragon 855 робить цю філософію ще на крок далі, з процесором 1 + 3 + 4 процесора.Основне ядро Snapdragon 855 має подвоєний кеш-пам'ять L2 і більш високу тактову частоту, ніж три інші великі ядра, що робить його важким підйомником, коли потрібна пікова продуктивність однієї нитки.
Huawei та Samsung обрали дизайн 2 + 2 + 4 процесора, а Qualcomm - 1 + 3 + 4. Усі троє прагнуть досягти більш високих та стійких показників.
Хоча Qualcomm і Huawei дотримуються ядер Cortex-A76 у великій та середній секціях, Samsung вибирає старіший Cortex-A75, який, можливо, заощадить на розмірах кремнію та, можливо, нагріває. Це допоможе компенсувати загальноприйняті ядра CPU, а також дозволить отримати додаткові ядра GPU порівняно з Kirin. Samsung впровадила власну систему управління кластерами типу DynamIQ, оскільки Arm не дає ліцензії на свою технологію спільного використання DynamIQ для використання з розробленими спеціалізованими основними конструкціями, тому нам доведеться чекати, щоб побачити, як усі ці конструкції обробляють планування завдань.
Іншим важливим питанням цього майбутнього покоління є те, чи власна конструкція процесора Samsung четвертого покоління є більш потужною та такою ж енергоефективною, як Arm Cortex-A76, що є основою Kirin 980 і налаштований у Snapdragon 855. Третє покоління M3 Ядро виявилося не таким хорошим, як Qualcomm підлаштовував Cortex-A75 всередині Snapdragon 845 в обох відношеннях, а власне 20-відсоткове підвищення продуктивності та прогнозування ефективності на 40 відсотків може бути недостатньо для того, щоб вирівняти ігрові умови.
Тим часом, ми вже бачили, що Kirin 980 відмінне як в одноядерних, так і в багатоядерних процесорних процесах, міцно вражаючи продукти останнього покоління. У Snapdragon 855 є деякі основні відмінності в дизайні, але потенціал Cortex-A76, безумовно, виглядає вражаюче.
Ігри потрапляють на іншу передачу
Оскільки мобільні ігри продовжують захоплювати основну частку світового ринку, у цьому останньому раунді високоефективних SoC можна знайти хороші новини. І Samsung Exynos 9820, і Kirin 980 використовують найновіший графічний процесор Arm Mali-G76, який підніме ігрову продуктивність до значного рівня.
У той час як Kirin 980 використовує 10-ядерну конфігурацію, приблизно еквівалентну 20-ядерному Mali-G72, Exynos 9820 пропонує додаткові показники з 12-ядерною реалізацією Mali-G76. Чіпсет Samsung повинен бути кращим показником для геймерів, а наведені нижче еталони також дозволяють припустити, що це так з певним запасом.
Ця реалізація також закриває розрив з графікою Adreno поточного покоління. Наші практичні роботи з Kirin 980 підтверджують, що ігрові показники в базовому парку сучасних телефонів Snapdragon 845 іноді трохи попереду, іноді позаду, але ніколи не відриваються. Snapdragon 855 обіцяє додати додаткових 20 відсотків у порівнянні з нинішнім поколінням, що забезпечує чіткий випередження носа впродовж 2019 року. Хоча конфігурація Mali-G76 MP12 всередині Exynos 9820 дає змогу Snapdragon 855 дуже тісно працювати.
Підсумовуючи, телефони Snapdragon 855 пропонують найкращі ігрові показники цього року, за ними слід Exynos 9820, а потім Kirin 980. Хоча всі ці SoC будуть більш ніж швидкими для гідного досвіду більшості найвищого класу мобільних назв.
AI поліпшення
Машинне навчання, або AI, як його називають деякі люди, також побачило значне підвищення продуктивності для всіх цих SoC. Вперше Samsung підтримує спеціальне обладнання для машинного навчання всередині свого SoC з модулем нейронної обробки (NPU), що забезпечує підвищення продуктивності в 7 разів порівняно з Exynos 9810. Huawei збільшився вдвічі на кремній NPU всередині Kirin 980, що, безумовно, розширює вже вражаючі можливості «AI» компанії.
Snapdragon Qualcomm вже давно підтримує завдання машинного навчання за допомогою неоднорідної суміші процесора, графічного процесора та DSP, а не з певним обладнанням для машинного навчання. Його DSP розроблений для швидкої математики і вніс розширення для конкретних операцій, але він ніколи не був спеціальним дизайном машинного навчання.
Математична тензорна матриця матриці тепер підтримується апаратно у всіх трьох цих флагманських SoC.
Це покоління, Qualcomm, схоже, визначилося з типом додаткового обладнання, яке хоче підвищити продуктивність машинного навчання. Впровадження процесора Tensor в Hexagon 960 дійсно повинно сприяти прискоренню продуктивності Snapdragon 855 у ряді застосувань.
Продуктивність AI, як відомо, складно виміряти, оскільки вона сильно залежить від типу алгоритмів, які ви використовуєте, використовуваних типів даних та конкретних можливостей мікросхеми. Здається, галузь осіла на точковий продукт, матриця масового множини / множення накопичується як найпоширеніший випадок прискорення, і всі три чіпи дають великий приріст продуктивності та енергоефективності для цього типу додатків.
Для споживачів це означає швидше та ефективніше розпізнавання обличчя та об’єктів, більш ефективне від заряду акумулятора, транскрипцію голосу на пристрої, покращена обробка зображень та інші програми "AI"
Який найшвидший?
Із нарешті в наших пристроях ми змогли трохи ближче ознайомитись із різницевими характеристиками між Snapdragon 855, Exynos 9820 та Kirin 980.
З розумним процесором Snapdragon 855 підштовхує конверт продуктивності новими цікавими способами, завдяки унікальній настройці ядра процесора та трохи більшій тактовій швидкості. Це вимагає того, що Huawei вже досягнув з Kirin 980, і підштовхує ідею до ще більшої межі. Однак саме Exynos 9820 - це найцікавіший чіп на передній частині процесора. Власне процесорне ядро четвертого покоління компанії забезпечує значно більше одноядерних процесів, ніж дизайн, заснований на Cortex-A76, знайдений у Snapdragon 855 та Kirin 980.
Однак, завдяки використанню двох менших ядер Cortex-A75 для багатозадачних завдань, чіпсет не в курсі Snapdragon 855 у багатоядерних робочих навантаженнях. Kirin 980 все ще залишається лише позаду Exynos від Samsung, завдяки меншим загальним тактовим частотам, ніж у конкурентів. Флагманський SoC Huawei все ще дуже примхливий, однак термін служби акумулятора, очевидно, був більш високим пріоритетом, ніж продуктивність. Те ж саме не можна сказати і про потужні голодні та відверто величезні спеціальні ядра Samsung.
Як ми вже обговорювали раніше, графічний чіп Adreno 640 Snapdragon 855 набирає найбільшу кількість GPU з усіх цих чіпів. Графічний процесор пролітає повз частини Arm Mali-G76 у своїх суперників із значним відривом у 3DMark і також виграє більшість тестів GFXBench (трохи більше про це за мить). На жаль для Huawei, 10-ядерна реалізація Mali-G76 Kirin 980 відступає від своїх конкурентів і призведе до уповільнення частоти кадрів у заголовках крайових кромок. Його продуктивність падає десь біля минулорічних флагманів Exynos та Snapdragon. Це не повільно, але це не може запропонувати красну ефективність.
Перед тим, як закрити, телефони Exynos Galaxy S10 стали помітно гарячішими за своїх конкурентів під час тестування, тому ми також провели кілька стійких тестів на ефективність чіпів. Результати не мають великого читання для Exynos 9820, оскільки він явно знижує продуктивність раніше, ніж у конкурентів. Тому, хоча Mali-G76 MP12 Exynos дає швидкий тест на Adreno 640 за свої гроші, Snapdragon 855 запропонує набагато кращі показники, які підтримуються протягом помірного ігрового сеансу.
Минуло приблизно 9 хвилин, перш ніж Exynos 9820 зменшить ефективність роботи приблизно на 16 відсотків. Kirin 980 від Huawei з меншою конфігурацією Mali-G76 MP10 підтримує свою роботу близько 15 хвилин. Тим часом, Qualcomm Snapdragon 855 вдається підтримувати високоефективні показники роботи в цьому орієнтирі протягом приблизно 19 хвилин. Тут Exynos 9820 бачить друге зменшення продуктивності. У відсотковому відношенні Snapdragon 855 спрацьовує якнайбільше на 31 відсоток своїх характеристик, при середньому падінні на 27 відсотків. Навпаки, Exynos 9820 здається до 46 відсотків, при середньому падінні на 37 відсотків. Мікросхема Samsung працює надто гаряче, щоб зберегти свій потенціал найвищої продуктивності.
Завдяки особливостям, Qualcomm кидає стільки додаткових даних у свій SoC, скільки можна захотіти. Супершвидка підтримка LTE, 5G, якщо ви цього хочете, швидка зарядка, я не зовсім переконаний, що підтримка 8K відео - це справді все, що смартфонам знадобиться незабаром, але ми також маємо більш високу частоту кадрів для нижчих роздільних можливостей, що чудово. Компанія Samsung Exynos має аналогічний набір функцій та чудовий швидкий LTE-модем. У Kirin 980 ви також досить добре охоплені, і всі можуть підтримувати 5G модеми для смартфонів високого класу 2019 року.
ЧИТАЙТЕ: Найкращі процесори смартфонів середнього класу 2019 року
Для геймерів графічне ядро Adreno 640 Qualcomm лідирує в цьому полі. Для більшості застосунків Arm's Mali-G76 є більш ніж швидким, але ті, хто шукає екстремальних показників, на початку лінійки, можливо, захочуть вибрати мобільний апарат Snapdragon наступного року.
В цілому всі ці чіпи виглядають дуже вражаючими та підштовхують продуктивність, а головне - енергоефективність на інший рівень. Перехід на 7 нм або 8 нм у випадку Samsung - це хороша новина для акумулятора, якщо нічого іншого. Крім того, ми вступаємо в епоху унікальних та цікавих дизайнів кластерних процесорів та можливостей машинного навчання. Технологія смартфона SoC продовжує інновації з вражаючими темпами.
