Zawartość
- Przegląd specyfikacji
- Konstrukcja procesorów z trzema klastrami wchodzi do głównego nurtu
- Granie uderza w inny sprzęt
- Ulepszenia AI
- Który jest najszybszy?
- Posłuchaj, jak Gary Sims omawia różnice w podcastu
Trzej główni projektanci SoC smartfonów szczegółowo opisali teraz projekty nowej generacji, które będą zasilać smartfony przez cały rok 2019. Huawei był pierwszy z Kirinem 980, który już zasila serię Huawei Mate 20. Samsung podążył za nim, ogłaszając Exynos 9820. Teraz Qualcomm właśnie ogłosił Snapdragon 855.
Jak zwykle, szereg ulepszeń wydajności jest oferowanych zarówno w dziale CPU, jak i GPU. Koncentrujemy się również na możliwościach przetwarzania „AI” i szybszej łączności 4G LTE, ale nie ma jeszcze gotowego na rynku układu 5G. Jeśli myślisz o drogim zakupie smartfona w przyszłym roku, oto wszystko, co musisz wiedzieć o chipsetach, które je zasilą.
Przegląd specyfikacji
Te wysokowydajne układy scalone przechodzą na nowsze technologie na całym świecie. Dostępne są najnowsze konstrukcje uzbrojenia i niestandardowe procesory, nowsze komponenty GPU, wzmocniony krzemowy uczenia maszynowego i szybsze modemy LTE. Samsung i Qualcomm przodują w branży dzięki czipom LTE 2 Gb / s wykorzystującym technologie agregacji masowych nośników, które powinny oferować ulepszenia łączności na brzegu komórki i na gęstych obszarach w porównaniu z Kirinem 980. Obsługa multimediów nadal się rozwija, dzięki HDR, a nawet zawartości 8K obsługa pojawiająca się zarówno w układach Exynos, jak i Snapdragon, a także obsługa sprzętowa kodeków H.265 i VP9 dla lepszej wydajności.
Warto zauważyć, że modemy 5G są nieobecne we wszystkich trzech układach nowej generacji, co może wydawać się dziwne, biorąc pod uwagę nacisk niektórych operatorów i producentów na 5G w 2019 r. Jednak wszystkie trzy układy obsługują 5G za pośrednictwem modemów zewnętrznych, co czyni go opcjonalne dodatkowe dla tych urządzeń, które wcześnie wprowadzają wsparcie.
Huawei i Qualcomm są teraz na TSMC 7 nm, podczas gdy Samsung jest w tyle za swoim własnym procesem 8 nm.
Znacznie więcej zamieszania wywołano w wyścigu do 7 nm. Huawei uczynił to kluczową częścią ogłoszenia Kirin 980, co skłoniło Qualcomm do stwierdzenia, że zbuduje swój układ nowej generacji również na procesie 7 nm TSMC. Przemysł mobilny już szybko przechodzi z 10 nm w pogoni za wydajnością energetyczną i mniejszymi śladami krzemu. Dla nas konsumentów chipy 7 nm powinny oznaczać dłuższą żywotność baterii i urządzenia o wyższej wydajności.
Wykorzystanie przez Samsung własnego węzła 8 nm sugeruje, że jego własna technologia 7 nm nie jest jeszcze gotowa do masowej produkcji. Samsung spodziewa się niewielkiej 10-procentowej poprawy zużycia energii między procesami 10nm i 8nm. Tymczasem TSMC może pochwalić się poprawą o 30 do 40 procent dzięki własnemu ruchowi z 10 na 7 nm - wyraźnie znacznie lepiej, jeśli jest dokładny. Oczywiście inne czynniki będą decydować o ostatecznym zużyciu energii, ale chip Samsunga może być nieco niekorzystny.
Konstrukcja procesorów z trzema klastrami wchodzi do głównego nurtu
Konstrukcja procesorów SoC na smartfony jest obecnie bardziej interesująca i różnorodna niż od dawna. Dzisiejsze ośmiordzeniowe urządzenia dążą do innowacyjnych, bardziej wydajnych konstrukcji klastrów składających się z bardziej zróżnicowanych i silnie dostosowanych rdzeni procesora niż kiedykolwiek wcześniej. big.LITTLE ustąpił miejsca dużemu, środkowemu, małemu, dzięki Cortex-A76, A75, A55, a Samsung nadal wprowadza do swojego projektu bardzo niestandardowy projekt.
Klastry procesorów 2 + 2 + 4 ze wspólną pamięcią podręczną L3 są podstawą projektowania Huawei i Samsunga. To przejście od projektu 4 + 4 do trójklastrowego jest bardziej optymalne dla utrzymania szczytowej wydajności w obudowie smartfona i powinno również poprawić efektywność energetyczną. Snapdragon 855 posuwa tę filozofię o krok dalej, dzięki konstrukcji procesora 1 + 3 + 4.„Główny” rdzeń w Snapdragon 855 ma podwójną pamięć podręczną L2 i wyższą prędkość zegara niż trzy inne duże rdzenie, co czyni go ciężkim podnośnikiem, gdy wymagana jest najwyższa wydajność pojedynczego wątku.
Huawei i Samsung wybrały konstrukcje procesorów 2 + 2 + 4, podczas gdy Qualcomm wybrał 1 + 3 + 4. Wszystkie trzy dążą do wyższej, bardziej zrównoważonej wydajności.
Podczas gdy Qualcomm i Huawei trzymają się rdzeni Cortex-A76 w dużych i środkowych sekcjach, Samsung wybiera starsze Cortex-A75, co może zaoszczędzić na wielkości krzemu i potencjalnie upale. Pomoże to nadrobić gigantyczne niestandardowe rdzenie procesora, a także pozwoli na dodatkowe rdzenie GPU w porównaniu z Kirinem. Samsung wdrożył własny system zarządzania klastrami typu DynamIQ, ponieważ Arm nie udziela licencji na technologię dzielonych jednostek DynamIQ do użytku z niestandardowymi projektami rdzeni, więc będziemy musieli poczekać, aby zobaczyć, jak wszystkie te projekty obsługują planowanie zadań.
Drugim ważnym pytaniem dla nadchodzącej generacji jest to, czy niestandardowa konstrukcja czwartej generacji procesora Samsunga jest bardziej wydajna i energooszczędna jak Arm Cortex-A76, który stanowi podstawę Kirin 980 i został ulepszony w Snapdragonie 855. M3 generacji trzeciej generacji Rdzeń nie był tak dobry, jak poprawiony Cortex-A75 Qualcomma w Snapdragonie 845 w obu aspektach, a własny wzrost wydajności o 20 procent i 40 procentowe prognozy wydajności mogą nie wystarczyć do wyrównania szans.
Tymczasem widzieliśmy już, że Kirin 980 wyróżnia się zarówno wydajnością jedno-, jak i wielordzeniową, mocno niepokojąc produkty ostatniej generacji. Z Snapdragonem 855 występują pewne duże różnice konstrukcyjne, ale potencjał Cortex-A76 z pewnością wygląda imponująco.
Granie uderza w inny sprzęt
Ponieważ gry mobilne wciąż zdobywają znaczną część światowego rynku, można znaleźć dobre wieści w najnowszej rundzie wysokowydajnych układów SoC. Zarówno Samsung Exynos 9820, jak i Kirin 980 korzystają z najnowszej karty graficznej Arm Mali-G76, która znacznie podniesie wydajność gier.
Podczas gdy Kirin 980 wykorzystuje konfigurację 10-rdzeniową, mniej więcej odpowiadającą 20-rdzeniowemu Mali-G72, Exynos 9820 oferuje dodatkową wydajność dzięki 12-rdzeniowej implementacji Mali-G76. Chipset Samsunga powinien być lepszy dla graczy, a poniższe testy również sugerują, że dzieje się tak z pewnym marginesem.
Ta implementacja wypełnia również lukę w grafice Adreno obecnej generacji. Nasze praktyczne doświadczenia z Kirinem 980 potwierdzają, że wydajność gier na boisku obecnych telefonów Snapdragon 845, czasem nieco z przodu, czasem z tyłu, ale nigdy się nie odrywa. Snapdragon 855 obiecuje dodać dodatkowe 20 procent w porównaniu z obecną generacją, co utrzymuje przewagę przede wszystkim przez cały rok 2019. Chociaż konfiguracja Mali-G76 MP12 w Exynos 9820 daje Snapdragon 855 bardzo bliski bieg za swoje pieniądze.
Podsumowując, telefony Snapdragon 855 oferują najlepszą wydajność gier w tym roku, a następnie Exynos 9820, a następnie Kirin 980. Chociaż wszystkie te SoCs będą wystarczająco szybkie, aby zapewnić przyzwoite wrażenia w większości wysokiej klasy gier mobilnych.
Ulepszenia AI
Uczenie maszynowe lub sztuczna inteligencja, jak nazywają to niektórzy, również znacznie wzrosły we wszystkich SoC. Po raz pierwszy Samsung wspiera dedykowany sprzęt do uczenia maszynowego w swoim SoC dzięki procesorowi neuronowemu (NPU) oferującemu nawet 7-krotny wzrost wydajności w porównaniu do Exynos 9810. Huawei podwoił ilość krzemu NPU w Kirin 980, co z pewnością rozszerza już imponujące możliwości „AI” firmy.
Snapdragon firmy Qualcomm od dawna wspiera zadania uczenia maszynowego, wykorzystując niejednorodną kombinację procesora, GPU i DSP, a nie ze specjalnym sprzętem do uczenia maszynowego. Jego procesor DSP został zaprojektowany z myślą o szybkiej matematyce i wprowadził rozszerzenia dla określonych operacji, ale nigdy nie był dedykowanym projektem uczenia maszynowego.
Matematyka tensora macierzy masy jest teraz obsługiwana sprzętowo we wszystkich trzech flagowych układach SoC.
Wydaje się, że ta generacja Qualcomm zdecydowała się na dodatkowy sprzęt, który chce zwiększyć wydajność uczenia maszynowego. Wprowadzenie procesora Tensor do Hexagon 960 powinno naprawdę pomóc przyspieszyć wydajność Snapdragon 855 w wielu aplikacjach.
Wydajność sztucznej inteligencji jest niezwykle trudna do zmierzenia, ponieważ jest w dużym stopniu zależna od rodzaju uruchomionych algorytmów, typu danych i konkretnych możliwości układu. Wydaje się, że branża zdecydowała się na iloczyn skalarny, mnożenie / mnożenie macierzy masy jako najczęstszy przypadek przyspieszania, a wszystkie trzy układy oferują duży wzrost wydajności i wydajności energetycznej dla tego rodzaju aplikacji.
Dla konsumentów oznacza to szybsze i bardziej wydajne akumulatorowo rozpoznawanie twarzy i obiektów, transkrypcję głosu w urządzeniu, doskonałe przetwarzanie obrazu i inne aplikacje „AI”.
Który jest najszybszy?
Mając urządzenia w końcu w naszych rękach, mogliśmy przyjrzeć się różnicom wydajności między Snapdragonem 855, Exynos 9820 i Kirin 980 nieco bliżej.
Pod względem procesora Snapdragon 855 przesuwa kopertę wydajności na ciekawe nowe sposoby, dzięki unikalnej konfiguracji rdzenia procesora i nieco wyższej częstotliwości taktowania. Zajmuje to, co Huawei osiągnął już z Kirinem 980, i popycha ten pomysł na dalsze skrajności. Jednak to Exynos 9820 jest najciekawszym układem z przodu procesora. Niestandardowy rdzeń procesora czwartej generacji firmy zapewnia znacznie więcej pojedynczego rdzeni niż projekt oparty na Cortex-A76 w Snapdragon 855 i Kirin 980.
Jednak dzięki zastosowaniu dwóch mniejszych rdzeni Cortex-A75 do wielozadaniowości chipset nie nadąża za Snapdragonem 855 w obciążeniach wielordzeniowych. Kirin 980 wciąż jest tuż za Exynosem Samsunga, ze względu na niższą ogólną prędkość zegara niż jego konkurencyjne układy. Sztandarowy SoC Huawei jest nadal bardzo niepewny, ale żywotność baterii jest wyraźnie ważniejsza niż czysta wydajność. Tego samego nie można powiedzieć o energochłonnych i szczerze mówiąc ogromnych niestandardowych rdzeniach procesorów Samsunga.
Jak wspomniano wcześniej, układ graficzny Adreno 640 Snapdragon 855 ma największą moc GPU ze wszystkich tych układów. GPU leci obok części Arm Mali-G76 w swoich rywalach ze znaczną przewagą w 3DMark i wygrywa również większość testów GFXBench (nieco więcej o tym za chwilę). Na nieszczęście dla Huawei 10-rdzeniowa implementacja Mali-G76 Kirin 980 jest znacznie gorsza od konkurentów i spowoduje wolniejszą liczbę klatek na sekundę w tytułowych grach. Jego wydajność spada gdzieś w zeszłym roku na flagowych Exynos i Snapdragon. To nie jest powolne, ale nie będzie oferować najnowocześniejszej wydajności.
Przed zamknięciem telefony Exynos Galaxy S10 stały się znacznie gorętsze niż jego rywal podczas testów porównawczych, dlatego przeprowadziliśmy również testy trwałości wydajności układów. Wyniki nie są świetne do czytania dla Exynos 9820, ponieważ wyraźnie ogranicza wydajność wcześniej niż jego konkurenci. Tak więc chociaż Mali-G76 MP12 Exynos daje Adreno 640 szansę na swoje pieniądze w szybkim teście, Snapdragon 855 będzie oferował znacznie lepszą wydajność utrzymaną podczas umiarkowanej sesji gry.
Exynos 9820 ogranicza wydajność o około 9 minut o około 16 procent. Kirin 980 Huawei z mniejszą konfiguracją Mali-G76 MP10 utrzymuje swoją wydajność przez około 15 minut. Tymczasem Qualcomm Snapdragon 855 udaje się utrzymać bardzo stałą wydajność w tym teście przez około 19 minut. Tutaj Exynos 9820 widzi drugie ograniczenie wydajności. Pod względem procentowym Snapdragon 855 zmniejsza przepustowość maksymalnie o 31 procent, ze średnim spadkiem o 27 procent. Natomiast Exynos 9820 poddaje się do 46 procent, przy średnim spadku o 37 procent. Układ Samsunga działa zbyt gorąco, aby utrzymać maksymalny potencjał wydajności.
Pod względem funkcji Qualcomm wrzuca do swojego SoC tyle dodatków, ile możesz chcieć. Super szybkie LTE, obsługa 5G, jeśli chcesz, szybkie ładowanie, nie jestem do końca przekonany, że obsługa wideo 8K to naprawdę wszystko, czego smartfony będą potrzebować w najbliższym czasie, ale mamy też wyższe częstotliwości klatek dla niższych rozdzielczości, co jest świetne. Samsung Exynos oferuje podobny zestaw funkcji i szybki modem LTE. Kirin 980 ma Cię również dość dobrze, a wszystkie mogą obsługiwać modemy 5G dla smartfonów z wyższej półki 2019.
CZYTAĆ: Najlepsze procesory smartfonów klasy średniej z 2019 r
Jeśli chodzi o graczy, rdzeń graficzny Adreno 640 firmy Qualcomm jest liderem. W przypadku większości aplikacji Mali-G76 firmy Arm jest wystarczająco szybki, ale ci, którzy szukają ekstremalnej wydajności na najwyższym poziomie, mogą zdecydować się na zestaw słuchawkowy z napędem Snapdragon w przyszłym roku.
Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie te układy wyglądają bardzo imponująco i zwiększą wydajność, a co ważniejsze, wydajność energetyczną na wyższy poziom. Przejście na 7 nm lub 8 nm w przypadku Samsunga to dobra wiadomość dla żywotności baterii, jeśli nic więcej. Ponadto wkraczamy w erę unikalnych i interesujących projektów klastrów procesorów i możliwości uczenia maszynowego. Technologia SoC na smartfonach wciąż wprowadza innowacje w imponującym tempie.
