Uusi Qualcomm Snapdragon 855 -mobiilialusta tuo suuria parannuksia suorituskykyyn, pelaamiseen ja tekoälyyn, ja kerromme, miten he ovat tehneet sen.
Qualcommin Snapdragon Summit 2018 -tapahtumassa yritys julkisti uusimman premium-tason lippulaivapiirisarjansa: Snapdragon 855 -alustan. Tämä uusi tuote tulee olemaan useimpien vuoden 2019 tuottavien lippulaivojen ytimessä, ja se tuo mukanaan lupauksen uskomattomista tiedonsiirtonopeuksista Snapdragon X50 -modeemin kautta. Tämän lisäksi Snapdragon 855 tuo joukon parannuksia jokaiseen system-on-chip -lohkoon, joissakin laskentayksiköissä on viime aikoina nähty viime aikoina suurimmat vuosittaiset suorituskyvyn ja tehon tehokkuuden parannukset historia.
Olemme jo selostaneet Spectra 380 ISP-CV: nEsimerkiksi, mikä parantaa älypuhelimen valokuvaamista entisestään ja säästää samalla käyttäjiä terveellisesti akkua. Vaikka olemme kiinnittäneet yhä enemmän huomiota oheiskomponentteihin, kuten Hexagon DSP: hen, ydinlohkot, joista harrastajat maksavat eniten huomiota – nimittäin CPU ja GPU – ovat myös nähneet enemmän kuin vaatimattomia etuja arkkitehtonisten parannusten ja siirtymisen myötä uuteen prosessiin solmu. Tässä artikkelissa kerromme nopeasti, mitä uutta ja mitä tiedetään Snapdragon 855:n prosessorista, GPU: sta ja DSP: stä ja miten parannukset ja uudet ominaisuudet voivat vaikuttaa
sinun käyttökokemus vuonna 2019.A76-pohjainen Kryo 485 -suoritin ja siirtyminen 7nm: iin
Snapdragon 855 siirtyy TSMC: n uusimpaan 7nm FinFET-valmistusprosessiin. Näemme yleensä solmuversion vuosittain tai parin välein, ja siihen liittyy kokoja pienennyksiä tai optimointeja syklin puolivälissä (kuten siirtyminen "Low-Power Earlysta" (LPE) - "Low-Power Plus" (LPP) Samsung-LSI-solmuissa), joten olet todennäköisesti kuullut näistä mittareista joissakin uutisissa artikla. Mutta mitä se tarkoittaa? Tässä yhteydessä se kuvaa prosessorin transistorin ominaisuuksien kokoa, mikä puolestaan antaa meille vihjeitä siitä, millaisia transistorin tiheyden parannuksia voimme odottaa jokaisen uuden sukupolven myötä. Kun transistoreita pinta-alayksikköä kohti on enemmän, prosessorin suorituskykyä voidaan skaalata. Tämä ominaisuus on myös tärkeä, koska pienemmät prosessisolmut mahdollistavat prosessorisuunnittelun toteuttamisen pienemmässä mittakaavassa, mikä intuitiivisesti kutistaa prosessorin elementtien välistä tilaa, mikä puolestaan lyhentää etäisyyttä, joka elektronien on kuljettava saavuttaakseen laskeminen. Tämä parantaa suorituskykyä, ja pienemmillä prosesseilla on myös pienempi kapasitanssi, mikä tarkoittaa, että transistorit voivat käynnistyä ja sammua pienemmällä latenssilla ja pienemmällä energialla. Viitteenä TSMC väittää, että siirtyminen 7nm: n prosessiin saavutetaan suorituskykyä ja tehokkuutta noin 20 % ja 40 %, vaikka sitä verrataan TSMC: n omaan 10nm FinFET-prosessiin.
Muutaman viime Snapdragon-lippulaivapiirisarjan aikana olemme nähneet Qualcommin työskentelevän Samsungin kanssa ja toteuttavan heidän 14 nm: n ja 10 nm: n LPP/LPE-prosessinsa. Siirtyminen TSMC: n 7 nm: iin Snapdragon 855:ssä ei kuitenkaan ole odottamaton, koska Samsungin 7 nm: n prosessi oli aloitti massatuotannon lokakuussa, vaikka tuolloin kerrottiin, että siihen rakennettaisiin 5G Qualcomm -piirisarja. Lisäksi Samsungin 7LPP-malli on valmistettu parannetulla litografiatekniikalla, joka tunnetaan nimellä extreme ultraviolet litography (EUVL), vähentää pinta-alaa 40 % yhtä monimutkaisella suunnittelulla, 20 % suuremmilla nopeuksilla tai 50 % pienemmällä virrankulutuksella verrattuna 10 nm: n FinFETiin edeltäjät. Jokainen uusi hyppy pienempiin prosessisolmuihin juhlitaan juuri siksi, että niitä on niin vaikea saavuttaa. Esimerkiksi kun transistorit pienenevät, ne voivat osoittaa enemmän "vuotoa" tai virtaa, joka kulkee "pois päältä" olevien transistorien läpi, mikä lisää staattista virrankulutusta lepotilassa. Ja vaikka pienemmät sirut, joilla on tiheämpi transistorimäärä, voivat antaa parhaan hyödyn annetusta piikiekosta, tuotto on yleensä pienempi johtuen edellä mainitusta vuodosta sekä vaikeuksista saada "korkeamman binned" prosessoreita, jotka toimivat (korkealla) viitearvollaan taajuuksia. Nämä ovat vain jonkin verran monista kehitysesteistä, jotka tietysti tasoittuvat, kun uusi prosessisolmu saavuttaa massatuotannon, mutta Lyhyesti sanottuna on monia T&K- ja valmistushaasteita, jotka lisäävät uuden prosessikoon tuomisen kustannuksia markkinoida.
Uusin Kryo 485:lle lisensoitu ARM A76 -arkkitehtuuri on toinen suuri panos Qualcomm Snapdragon 855:n vuosittaisiin parannuksiin. A76-ydin on ARM: n Austinin toimistojen upouusi, tyhjä liuskekivi, ja siinä on uusi alusta rakennettu mikroarkkitehtuuri, joka tuottaa ARM: n kutsuman "kannettavatason suorituskyvyn" mobiilitehokkuutta." Se on edelleen osittain räätälöity suunnittelu, ja Qualcomm on tehnyt parannuksia, kuten optimoidun tietojen esihaun tehokkuuden parantamiseksi ja suuremman epäjärjestyksessä suorituksen ikkuna. Tämä uusi muotoilu tarjoaa valtavia suorituskyvyn parannuksia verrattuna A75:een, johon Snapdragon 845:n Gold-ytimet perustuivat: se lupaa 35 % suorituskyvyn parannus ja 40 % parempi tehokkuus. Kun verrataan A75:tä 10 nm: n prosessissa A76:een 7 nm: n prosessissa samalla tehoverhokäyrällä. 750mW/ydin, suorituskykyetu kasvaa 40 %:iin uuden ytimen eduksi, ja myös energiansäästöt voivat nousta 50 %:iin. Lisäksi muita parannuksia Asymmetric Single Instruction Multiple Data (ASIMD) -putkistoihin ja dot-product ohjeet kootaan noin 3,9-kertaiset parannukset koneoppimistehtävien suorituskyvyssä, kuten konvoluutiohermoverkkojen päättelyssä. Kaikki tämä merkitsee alan johtavaa suorituskykyä aluetta kohden ja täydentää loistavasti uutta 7 nm: n prosessia, kun Qualcommin 2,84 GHz: n "Prime core" hiipii lähelle 3 GHz: n referenssikellonopeuksia ARM. oli käyttänyt kun täsmennetään uutta ydintä. Kaikki kaikessa, Qualcomm lupaa ehdottoman massiivisen 45 %:n suorittimen suorituskyvyn parannuksen yli 845, mikä on tähän mennessä suurin vuositasolla.
Snapdragon 855:n "Prime-ytimestä" puhuttaessa ei myöskään ole yllättävää nähdä Qualcommin siirtyvän tähän uuteen klusterikokoonpanoon, kun otetaan huomioon parannukset isoihin verrattuna. LITTLE käytössä ARM: n toimesta DynamIQ teknologia-alustoilla. Pohjimmiltaan DynamIQ mahdollistaa enemmän joustavuutta ja skaalautuvuutta moniytimisprosessorien suunnittelussa, mikä mahdollistaa useiden ydinmallien käytön tietyssä klusterissa sekä hienorakeisen ydinjännitteen ohjauksen. (EDIT: Q&A: ssa Qualcomm vahvisti, että Prime-ydin jakaa tehoalueensa suorituskykyklusterin kanssa, mikä rajoittaa tässä kuvattua apuohjelmaa). A76 sopii erityisen hyvin sellaiseen yksinäiseen premium-ytimeen, jossa on oma kello, koska se painaa kirjekuorta yksisäikeisenä suorituskyky 25 % enemmän kokonaislukuohjeita kelloa kohti kuin A75, ja 35 % korkeampi ASIMD- ja liukuluku suorituskyky, samalla kun se tarjoaa 90 % paremman muistin kaistanleveys. Lyhyesti sanottuna, A76 tarjoaa suuremman sukupolven nousun kuin aikaisemmat sukupolvet, mikä epäilemättä vaikutti myös Qualcommin Snapdragon 855:n suorituskyky on kasvanut tavallista enemmän vuositasolla (Qualcomm mainitsi viitteeksi 25–30 prosentin nousun 845:n yli 835). Tämä saattaa riittää nostamaan Qualcomm Snapdragon 855:n suorituskyvyn Samsung LSI: n Exynos 9810:n Mongoose 3 (M3) -ytimen edelle. vaikka tuo tietty malli kärsi virrantehokkuudesta tavalla, jollaista Qualcomm-sirut eivät ole, eikä Snapdragon 855 todennäköisesti kärsi jompikumpi.
Mitä se tarkoittaa loppukäyttäjälle? Tietenkin meidän pitäisi odottaa kasvavaa vertailuytimiä – ARM ennustaa 28 % korkeampia Geekbench-pisteitä mobiililaitteille ja 35 % paremman Javascriptin suorituskyvyn. Vertailuarvojen lisäksi, joilla saattaa olla vain vähän yhteyttä loppukäyttäjän kokemukseen, A76 jatkaa A75:n keskittymistä jatkuvaa suorituskykyä, mikä tarkoittaa, että käyttäjien pitäisi odottaa vähemmän kuristusta pitkien pelisessioiden aikana. Siirtyminen 7 nm: iin yhdistettynä uuteen ydinsuunnitteluun johtaa varmasti huomattavaan akun tehoon parannuksia loppukäyttäjien elämään, ja se on ehkä tämän sarjan houkuttelevin ominaisuus päivitykset. Uusi "Prime"-ydin on myös mielenkiintoinen, koska yksisäikeiseen huippusuorituskykyyn keskittyvä yksinäinen ydin voisi osoittautuvat hyödyllisiksi kaikissa sovelluksissa ja prosesseissa, joita ei ole määritetty hyödyntämään kunnolla monisäikeinen. Tietysti 7 nm: n valmistusprosessi vaikuttaa edelleen myös muihin Snapdragon 855:n lohkoihin, mikä tuo samat virransäästöt muihin laskentayksiköihin, jotka myös osallistuvat päivittäiseen käyttökokemukseen, kuten älypuhelinkuvauksen kuvankäsittelyyn.
"Snapdragon Elite Gaming Experience" ja Adreno 640 GPU
Qualcomm Snapdragon 855 keskittyy tällä kertaa voimakkaasti pelaamiseen, mikä ei ole yllättävää käännettä pelien suosion vuoksi. kuten Fortnite ja PlayerUnknown's Battlegrounds sekä mobiilin eSportsin kasvava suosio (kyllä, tämä on asia) Aasiassa. Qualcommin esittämien lukujen mukaan Newzoo 2017 Global Games Market -raportti, mobiilipelaaminen on nousussa, ja vuoden 2018 kokonaistulot ovat 70,3 miljardia dollaria, mikä muodostaa 51 % kaikista pelituloista 25,5 %:n vuosikasvun ansiosta.
Adreno 640 GPU tuo terveen 20 % lisäys grafiikkasuorituskykyyn, mikä lisää Qualcommin johtoasemaa kilpailijoihin nähden tällä tietyllä alueella. Snapdragon 845 nousi kuitenkin 30 % Snapdragon 835:een verrattuna, mikä itse tarjosi 30 % parannuksen Snapdragon 821:een verrattuna. Silti tämän pitäisi pitää Qualcommin edellä graafisessa suorituskyvyssä ja mikä tärkeintä, suorituskyvyssä wattia kohden, jos he onnistuvat parantamaan myös tällä rintamalla. Tämän luvun lisäksi Qualcomm on yhtä salaperäinen kuin koskaan Adrenon suhteen: kuulimme integroidusta mikro-ohjain virranhallintaan ja kuinka 640:llä on alhaisin ajurin yläpuolella, vaikka yritys mainitsikin mukaanlukien 50 % enemmän aritmeettisia logiikkayksiköitä (ALU: t), jotka nopeuttaisivat entisestään tekoälyn suorituskykyä.
Yksi asia, josta Qualcomm käytti paljon aikaa puhuessaan tiedotustilaisuuksissa, on heidän halunsa tuoda "fyysisesti perustuva renderöinti" (PBR) mobiilipelaamiseen. PBR on varjostusmalli, joka mahdollistaa realistisen grafiikan renderöinnin, mallintaa tarkasti valon virtauksen tekstuureissa tai pinnan tesellaatiossa esitetyn materiaalin mukaan. Tämän ansiosta pelin sisäiset objektit voivat jäljitellä oikein todellisten materiaalien visuaalisia ominaisuuksia, mukaan lukien mikropintojen, kuten hankausten ja heijastavien kohokohtien, oikeanlainen renderöiminen. Merkittävimmät parannukset tulevat kuitenkin siinä, kuinka se mahdollistaa kaikkien pintojen heijastavuuden ja kiillon tarkemman kuvauksen, myös tasaisten ja läpinäkymättömien (simuloitujen) materiaalien pintojen.
Qualcomm ja suositun Unity Enginen takana olevat kehittäjät ovat työskennelleet PBR: n helpottamiseksi, mutta yritys toimii myös muiden moottori- ja pelikehittäjien kanssa optimoidakseen mobiilipelejä Snapdragonille laitteet. Pelimoottorit, kuten Unity, Unreal, Messiah ja NeoX, on jo optimoitu esimerkiksi Snapdragon-laitteille, ja Snapdragon 855 tukee uusimpia grafiikkasovellusliittymiä, kuten uusia Vulkan 1.1. Studiot, kuten NetMarble, joka on Lineage II: Revolutionsin takana, ovat myös työskennelleet Qualcommin kanssa aiemmin esitelläkseen Snapdragon-alustan vahvuuksia. Lisäksi kanssa Snapdragon 675, näimme puheita mukautetusta algoritmista, joka saavutti jopa 90% vähemmän jakkeja verrattuna samaan alustaan ilman optimointia, ja samat muutokset ovat tulleet Snapdragon 855:een. Vielä ei ole selvää, mitä nämä optimoinnit sisältävät, emmekä odota niiden soveltuvan jokaisessa pelissä, mutta se tarkoittaa ehdottomasti parempaa suorituskykyä ainakin isommissa peleissä Android.
Kaiken tämän lisäksi Snapdragon 835 ja 845 sallivat toiston ja kaappauksen (vastaavasti) 10-bittinen, todellinen HDR-video, Qualcomm Snapdragon 855 on ensimmäinen mobiilipiirisarja, joka mahdollistaa todellista HDR-peliä. Tämä edellyttää todellisia HDR-yhteensopivia näyttöjä, jotka ovat onneksi yhä yleisempiä lippulaivojen älypuhelimissa. Tämän vuoksi käyttäjät voivat odottaa täyteläisempiä värejä, enemmän sävysyvyyttä, suurempaa dynaamista aluetta (kuten nimestä ilmenee) ja parempaa kontrastia. Tämä ei välttämättä ole pakollinen ominaisuus, mutta on varmasti mukavaa, että olet antanut nykyisen HDR-pelaamisen asennukset vaativat kalliita HDR-valmiita televisioita ja näyttöjä sekä toimivia tietokoneita ja erityisiä pelaamista konsolit. Qualcomm Snapdragon 855:n avulla HDR pelaamisessa on luultavasti helpompaa ja kätevämpää (ilman kosketusnäytön ohjaimia, tietysti).
Uusi Hexagon 690 DSP AI-työkuormille
Vaikka yritys ei nimenomaisesti kutsu sitä "hermoprosessointiyksiköksi" markkinointimateriaaleissaan, AI-työkuormat hyötyvät myös uudesta ja parannetusta Hexagon 690 DSP: stä. Qualcomm esitteli hiljaa nämä apuprosessorit monta sukupolvea sitten (QDSP6 v6:n asianmukaisella käyttöönotolla 820:n rinnalla), mutta vasta äskettäin niitä alettiin esitellä parhaina SoC-lohkoina AI. DSP: n arkkitehtuuri, joka alun perin suunniteltiin kuvantamisen työkuormien kiihdyttämiseen – erityisesti Hexagon Vector eXtensions (HVX) -sovelluksen mukaan, sopi erinomaisesti ML-tehtäviin. DSP on ohjelmoitavampi kuin kiinteätoimintoinen laitteisto, mutta säilyttää silti osan suorituskyvystä ja tehokkuusetuja, jotka luonnehtivat sovelluskohtaisia prosessorilohkoja, jotka nopeuttavat huomattavasti skalaaria ja vektoria toiminnot. Tämä osoittautui erinomaiseksi jatkuvasti muuttuville kuvankäsittelyalgoritmeille, jotka voidaan ladata DSP: lle, mutta jotka luonnollisesti sopivat myös tekoälyn työkuormille. Hexagon DSP on ollut a siunaus koneoppimiseen reunalaitteissa erinomaisen laitteistotason monisäikeistyksen ja rinnakkaislaskennan ansiosta, joka pystyy käsittelemään tuhansia bittejä. vektoriyksikköä prosessointijaksoa kohden verrattuna keskimääräisen CPU-ytimen satoihin bitteihin sykliä kohden ja usean kuormituksen palvelemiseen istuntoja.
Hexagon DSP soveltuu erityisen hyvin kuvantamistehtäviin, koska se voi suoratoistaa tietoja suoraan kuvantamisanturista DSP: n paikalliseen muistiin (L2 Cache) ohittaen laitteen DDR-muistiohjaimen. Esimerkiksi Google käytti Hexagon DSP: n kuvankäsittelyä Pixel- ja Pixel 2:n HDR+-algoritmien tehostamiseen, ennen kuin esitteli oman. Pixel Visual Core. Se on myös kuusikulmiovalmiita laitteita, jotka näkevät parhaat tulokset suosituista Google-kameraporteista, joita voit tutkia tässä. Sitä on käytetty virtuaali- ja lisätyn todellisuuden työkuormissa, ja se on tunnetusti tehostanut nyt - lakkautettu Project Tango on Lenovo Phab 2 Pro ja ASUS ZenFone AR. Useimmat Snapdragonin lippulaivalaitteita toteuttavat OEM-valmistajat käyttävät tavalla tai toisella kuvankäsittelyyn Hexagon DSP: tä, jonka voit tarkistaa käyttämällä työkaluja, kuten Snapdragon Profiler.
Mitä uutta uudessa DSP: ssä on? Hexagon 690 kaksinkertaisti vektorikiihdyttimien (HVX) määrän kahdesta neljään toimiakseen yhdessä neljän skalaarilangan kanssa, jotka myös parantavat suorituskykyä 20 %. Tämän lisäksi Hexagon 690 tuo ensimmäisen matkapuhelimen tensorikiihdytin Hexagon Tensor Accelerator (HTA). Tämä on merkittävä lisäys: se toimii laitteistokiihdytyksenä kalliille matriisikertomiselle ja integroi myös epälineaarisia toimintoja (kuten sigmoid ja ReLU) laitteistotasolla, mikä nopeuttaa edelleen päättely. Näiden DSP: n muutosten pitäisi muuttua parempi ääniavustajan suorituskyky, kuuman sanan tunnistuksesta laitteessa oleviin komentojen jäsentämiseen, joka tarjoaa esimerkiksi parannetun kaiunpoiston ja kohinan vaimennuksen. Qualcomm korostaa, että ne tarjoavat täydellisen heterogeenisen laskenta-alustan, joka mahdollistaa tekoälyn työtaakan hyödyntämisen joko CPU, GPU tai DSP tai mikä tahansa näiden kolmen lohkon yhdistelmä - Qualcommin Gary Brotmanin sanoin tämä sen "enemmän kuin yksi ydin, se on enemmän kuin laitteisto, se on täydellinen järjestelmä". Heidän 4. sukupolven "Qualcomm AI Engine" ylittää myös laitteiston, sillä löydämme myös tuen Snapdragon Neural Processing SDK: lle ja Hexagon NN: lle pääsyä varten. edellä mainitut lohkot sekä Android NN API ja suositut ML-kehykset, kuten Caffe/Caffe 2, TensorFlow/Lite ja ONNX (Open Neural Network) Vaihto). Kaiken kaikkiaan Snapdragon 855 voi tarjota kolme kertaa raaka tekoälyn suorituskyky edeltäjänsä (ja kahdesti Huaweihin verrattuna), ylittää 7 biljoonaa operaatiota sekunnissa (TOPit). Muista kuitenkin, että Qualcomm keskittyy edelleen heterogeeniseen laskentaratkaisuun yhden erillisen lohkon sijaan.
Lisätietoja Hexagon DSP: stä on osoitteessa viime vuoden kappale yksityiskohtaisesti kuinka se auttaa tekoälyn työkuormissa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että Snapdragon 855:n laskentapaketti tuo mukanaan joitain vaikuttavampia vuosittaisia parannuksia, joita olemme nähneet viime vuosina. Spectra 380 ISP-CV, joita käsittelimme erillisessä artikkelissa, tuo myös valtavasti lisäyksiä suorituskykyyn ja tehon tehokkuuteen mahdollistaen erinomaisia uusia ominaisuuksia, kuten 4K 60FPS HDR-videotallennusta kanssa muotokuvatila tai taustan vaihto (melko joustava!).
Kuten tässä artikkelissa selitetään, näiden edistysten ja uusien ominaisuuksien pitäisi tuntua konkreettisesti koko käyttökokemuksen ajan. Odotamme innolla Qualcomm Snapdragon 855:tä ja pääsemme pian testaamaan sitä perusteellisesti, joten pysy kuulolla XDA-Developersiltä saadaksesi viimeisimmät Snapdragon 855 -uutiset ja -analyysit!