Процессоры Qualcomm Snapdragon 855 и Snapdragon 8cx для смартфонов и ноутбуков: высочайшая производительность и поддержка 5G-сетей
Введение
SoC Qualcomm Snapdragon 845: чего ожидать от флагманских смартфонов в 2018-м?
На техническом саммите Tech Summit 2018, который второй год проходит на одном из Гавайских островов, компания Qualcomm собрала более 300 журналистов, представив свои главные продукты на весь следующий год — пару топовых процессоров для смартфонов и легких ноутбуков, а также новую 5G-платформу. Компания вот уже несколько десятков лет занимается высокотехнологичными разработками, в том числе однокристальными системами Snapdragon — более 10 лет. Бо́льшая часть топовых смартфонов этого года основана на Snapdragon 845, практически все производители флагманских смартфонов используют решения Qualcomm в своих устройствах, и эта тенденция продолжится и далее, многие компании уже объявили об использовании следующей модели Snapdragon в своих грядущих флагманах.
Кроме этого, некоторое распространение специализированные чипы Snapdragon получили и в легких ноутбуках Always On, Always Connected — моделях ультрапортативных ПК на основе операционной системы Windows 10, отличающихся компактностью, легкостью, длительным временем автономной работы и встроенным LTE-модемом. Несколько лет назад компания Qualcomm начала сотрудничать с Microsoft, чтобы оптимизировать привычную Windows для процессоров Snapdragon, перекомпилировав основу ОС под ARM-архитектуру и используя эмуляцию при исполнении стороннего x86-кода. Не все сразу сработало хорошо, но Qualcomm продолжает гнуть свою линию, выпуская все новые и новые SoC для ноутбуков. Не забываем и про анонсированный ранее 5G-модем модели Snapdragon X50, новые устройства на основе которого ожидаются в следующем году.
Рынки для всех указанных выше устройств имеют громадный объем в несколько миллиардов долларов, и во всех них есть отличная возможность для усиления позиций компании Qualcomm, так как она является одним из лидеров этих рынков и не собирается упускать имеющуюся у них долю, а наоборот — стремится нарастить ее. И распространение мобильных сетей пятого поколения, в разработке технологий которых компания является одним из технологических лидеров, может серьезно помочь в этом деле.
Но не только поддержкой грядущих 5G-сетей привлекательны решения этой компании. Процессоры Snapdragon отличаются высокой производительностью и богатыми возможностями, при этом энергоэффективность их однокристальных систем остается одной из самых высоких — в этом деле они лишь чуть-чуть уступили паре конкурентов из-за того, что те компании выпустили свои 7-нанометровые решения несколько раньше Qualcomm. И именно декабрьские анонсы с Tech Summit 2018 и призваны изменить сложившееся в последние месяцы положение дел. Давайте разберемся, что предлагает нам компания в устройствах следующего года, который вот-вот начнется.
Поддержка 5G-сетей пригодится скоро, но не всем сразу
Поговорим сначала о том, что даже важнее вычислительной производительности. Ведь скорости современных мобильных CPU и GPU давно уже более чем достаточно для большинства обычных задач, не включающих игры с продвинутой графикой, и ощутимый прирост производительности процессора нового Snapdragon, по сравнению с предыдущей моделью, это очень хорошо, но для большого количества пользователей в повседневном применении это пройдет незаметно. А вот повысить скорость передачи данных по мобильным сетям хочет большинство обладателей смартфонов.
Все компании, так или иначе связанные с аппаратным обеспечением для сотовых сетей передачи данных, вот уже несколько лет много и горячо рассказывают нам про сети пятого поколения — 5G. Напомним, что 1G — аналоговая технология, 2G — первые цифровые сотовые сети CDMA и GSM, 3G (EVDO, HSPA и UMTS) повысили скорость передачи до нескольких мегабит в секунду, а 4G-сети (LTE) масштабируются уже вплоть до гигабитных скоростей. Кстати, если говорить о времени, то цикл каждого из поколений составляет около 10 лет, что было подмечено специалистами разных компаний. То есть примерно каждые 10 лет в мире появляются сотовые сети нового поколения, и в 2020-е годы настанет время 5G.
Новые сети используют сверхвысокие частоты — волны миллиметрового диапазона (mmWave), достоинством которого являются компактные антенны и большая полоса частот, обеспечивающая возможность совместного использования диапазона большим количеством устройств. Основной же недостаток — большее затухание волн миллиметрового диапазона при распространении в атмосфере, так что системы миллиметрового диапазона характеризуются относительно малой дальностью действия и потребуют большего количества сетевого оборудования. Собственно, оно поначалу будет устанавливаться в центрах городов с плотной застройкой, а LTE-сети останутся на окраинах.
Очень важно, что пятое поколение сотовых сетей приносит не только в несколько раз большую скорость передачи данных даже по сравнению с лучшими стандартами LTE, но и меньшие задержки (лучшую отзывчивость) и возможность подключения значительно большего количества устройств, что особенно важно для будущего интернета вещей и интерактивного доступа к различным устройствам. Соответственно, сети пятого поколения просто обязательны для поддержки в самом ближайшем будущем.
Что в предыдущей модели Snapdragon 845, что в рассматриваемой Snapdragon 855, речь еще не идет о встроенной поддержке 5G-сетей, и в составе новой однокристальной системы такого модема нет. Но компания Qualcomm анонсировала модем с поддержкой 5G-сетей Snapdragon X50 еще в прошлом году, равно как и компактный референсный дизайн смартфона с поддержкой таких сетей. Но так как этих сетей) массово еще нет, то и устройств появилось не особо много. Проблема ведь в основном не в конечных устройствах, а в инфраструктуре.
В первый день саммита, компания Qualcomm много говорила о сетях пятого поколения, собрав представителей крупнейших операторов мобильной связи (AT&T, EE, Telstra и Verizon), поставщиков сетевой инфраструктуры Ericsson и Samsung, а также OEM-производителей Motorola, Netgear и Inseego. В этот день состоялся и анонс первой коммерчески доступной мобильной платформы с поддержкой сетей пятого поколения на основе Snapdragon 855.
Перечисленные компании демонстрировали работу 5G-сетей с мобильными устройствами, работающими на мультигигабитных скоростях с использованием технологий 5G, 4G LTE и Wi-Fi. Неудивительно, что именно Qualcomm объявила о такой платформе первой, ведь они являются одними из лидеров в мобильных технологиях по количеству изобретений и патентов, связанных с передачей данных, созданных компанией за многие годы. Изобретения компании помогли всему миру пройти эпохи 3G, 4G, а вскоре мы увидим и распространение 5G-сетей.
Кристиано Амон, президент Qualcomm, рассказал о том, что уже в начале 2019 года на рынок выйдут первые мобильные устройства с поддержкой 5G-сетей, а в странах Северной Америки и Европы, а также Японии, Южной Корее, Австралии и Китае, начнется развертывание первых уже коммерческих сетей нового поколения. Qualcomm всячески способствует внедрению 5G-сетей со своей стороны, представив мобильную платформу Snapdragon 855, линейку 5G-модемов Snapdragon X50 и миниатюрные радиомодули миллиметрового диапазона Qualcomm QTM052, оснащенные встроенным радиочастотным приемопередатчиком, интерфейсом и антенной.
Руководители крупных мобильных операторов обсудили планы развертывания сетей 5G в своих компаниях, рассказав о стратегии развития и сотрудничестве с Qualcomm при разработке и внедрении первых сетей нового поколения в разных странах. По ходу мероприятия Qualcomm с AT&T и Verizon в очередной раз продемонстрировали работу 5G-сетей в миллиметровом диапазоне, показав некоторые возможности, которые открывает применение 5G-платформы Qualcomm и соответствующего оборудования на стороне провайдеров. Первым смартфоном с поддержкой 5G стал модульный Moto z3 с подключаемым модулем 5G, о выходе которого Motorola и Verizon объявили несколько месяцев назад — в августе.
Старший вице-президент по стратегии и маркетингу мобильных продуктов Samsung Electronics America рассказал о планах его компании по выпуску флагманского смартфона Samsung с поддержкой 5G-сетей, который должен выйти в первой половине 2019 года. Естественно, что построен он будет на основе анонсированной на этом мероприятии мобильной платформы Snapdragon 855 с дополнительным 5G-модемом Qualcomm.
А уже после окончания первого дня саммита стало известно, что компании China Mobile и китайские OEM-производители (Xiaomi, OnePlus, Oppo, Vivo и ZTE) объявили на конференции China Mobile Global Partner о том, что они совместно с Qualcomm также разрабатывают мобильные устройства с поддержкой 5G-сетей на базе мобильной платформы Snapdragon 855 с 5G-модемами Snapdragon X50, и продемонстрировали демонстрационные версии таких устройств. Вероятно, это стало возможным в рамках программы Qualcomm 5G Pioneer, участниками которой и стали ведущие производители мобильных устройств из Китая. Вообще, партнеров по внедрению возможностей 5G у компании по всему миру уже довольно много:
На саммите показывали и некоторые преимущества сетей пятого поколения над LTE. На одном из демо-стендов Qualcomm была представлена симуляция разных сетей на основе реальных данных из различных городов и условий. К примеру, тестовая 5G-сеть из нескольких тысяч устройств в городе Сан-Франциско, которая обеспечивала в несколько раз большую скорость передачи данных, по сравнению с продвинутыми стандартами LTE.
Причем, применение 5G mmWave вместо LTE Cat 12 не просто позволяет смотреть потоковое видео в лучшем качестве (более высоком разрешении и частоте кадров) в принципе, но и дает возможность для достаточной его буферизации, что необходимо для плавного и комфортного просмотра, без каких-либо прерываний и затыков.
Мы очень рады за другие страны и будущее освоения ими сетей 5G, но что будет у нас? Пока что все эти возможности находятся на этапе тестирования, и до массового внедрения еще достаточно далеко. Российские операторы мобильной связи уже тестировали и запускали сети, но это не массовые истории. В частности, во время Чемпионата мира по футболу, компания МТС вместе с Ericsson развернула новые технологии передачи данных в семи городах страны: Москве, Санкт-Петербурге, Казани, Ростове-на-Дону, Нижнем Новгороде, Екатеринбурге и Самаре.
Другие операторы тоже занимаются постепенным освоением новых технологий — Мегафон должен начать тестировать работу телемедицинских сервисов при помощи сетей нового поколения в Москве в следующем году, а пока что сеть доступна в тестовом режиме. В общем, пилотные тестовые зоны 5G хоть и появятся в столице в 2019 году, но коммерческих сетей нового поколения придется подождать как минимум до 2020 года. В других российских городах-миллионниках сети нового стандарта сотовой связи также появятся в это же время или чуть позже, а лет через 5–7 они должны будут охватить и большинство крупных населенных пунктов страны.
Сети пятого поколения сильно повлияют на нашу жизнь, но это произойдет не сразу. Новая технология принципиально отличается от сетей предыдущего поколения. Кроме скорости передачи данных, важным параметром станет устойчивость связи в условиях большого количества абонентов и низкие задержки. Последнее преимущество обеспечивает быстрый отклик, критичный для беспилотников и других современных клиентов: «умные» дома и города, системы безопасности и т. д. Всем этим системам важны не столько высокие скорости передачи, как низкие задержки и поддержка большого количества устройств.
Среди других преимуществ 5G-сетей — высокие пиковые скорости для пользователей, перемещающихся с высокой скоростью — например, те же автопилотируемые автомобили, о которых так много сейчас говорят. Со временем, беспилотные автомобили заменят существующие такси, личные автомобили и общественный транспорт (автобусы, маршрутки и т. д.). Уже сейчас существуют легковые автомобили с высоким уровнем автономности, разрабатываются микроавтобусы, автобусы и грузовики, а также складские роботы. Время беспилотного общественного транспорта и роботакси настанет неотвратимо, и 5G-сети к тому времени должны быть полностью готовы.
Для работы сетей нового поколения нужны специально разработанные базовые станции и довольно сложные антенны с продвинутым ПО. Если базовые станции третьего поколения можно было просто проапгрейдить до 4G установкой нового ПО, что облегчило переход от сетей третьего поколения к четвертому, то для 5G потребуется уже полная замена оборудования, с соответствующими финансовыми вливаниями. Поэтому неудивительно, что распространение новых технологий будет постепенным.
Да и на начальной стадии толку от 5G для обычных пользователей будет не очень много, ведь даже хороших LTE-скоростей вполне достаточно, чтобы смотреть потоковое видео в высоком качестве, обычным людям многогигабитные скорости особо и не нужны, ну разве что для того, чтобы избавиться от проводных сетей. Куда полезнее низкие задержки, важные для общения роботов и машин. 5G-сети дадут толчок развитию межмашинного взаимодействия и облегчат развитие новых сервисов, вроде организации «умных» городов и домов, но произойдет это не сразу.
Snapdragon 855: новые возможности и мощный прирост производительности
Если в первый день работы Tech Summit 2018, нас лишь подразнили номинальным анонсом мобильной платформы Snapdragon 855, которая стала первой коммерчески доступной платформой с поддержкой 5G-сетей, то все самое интересное (технические детали реализации новых вычислительных ядер и подробное описание возможностей) оставили на второй день.
Мы ничуть не умаляем важность поддержки новых стандартов сотовой связи, уже сама по себе возможность создания массовых смартфонов на основе Snapdragon 855 с поддержкой как 4G-, так и 5G-сетей, дорогого стоит. Целых 10 лет индустрия шла от мобильных сетей четвертого поколения к пятому, которое способно обеспечить уже в следующем году как сверхвысокие скорости передачи, так и значительно сниженные задержки.
Единственное, но — поддержку сетей пятого поколения для платформы Snapdragon 855 пока что обеспечивает все тот же внешний модем Snapdragon X50, устанавливаемый дополнительно к основному Snapdragon, имеющему интегрированный 4G-модем Snapdragon X24 LTE в своем составе. Такое решение вполне оправдано на начальной стадии распространения сетей пятого поколения, хотя оно и увеличивает сложность устройств и количество комплектующих в смартфонах, которые и так напичканы ими максимально плотно. Придется даже дублировать некоторые детали, вроде радиомодулей:
Мобильные операторы начнут запуск коммерческих 5G-сетей по всему миру уже в начале следующего года, и особо требовательные потребители смогут воспользоваться этими возможностями при помощи устройств на основе платформы Snapdragon 855 с дополнительным 5G-модемом X50, который поддерживает диапазоны ниже 6 ГГц (Sub-6 GHz) и миллиметровых волн (mmWave).
Второй стандарт обеспечивает более чем 20-кратный прирост скорости передачи данных, по сравнению с нынешними сетями, и он будет полезен для следующего поколения некоторых видов развлечений, вроде приложений виртуальной и дополненной реальности, требующих высокой скорости передачи данных и минимальных задержек при этом.
Вообще, у 5G-платформы на основе Snapdragon 855 не только поддержка мобильных сетей мультигигабитная, но и быстрый модем Snapdragon X24 с поддержкой 4G-сетей также обладает скоростью в пару гигабит, а также есть и поддержка самых продвинутых стандартов Wi-Fi. В частности, при получении данных модемом поддерживается LTE Cat 20 на скорости до 2 Гбит/с (7×20 МГц CA, 256-QAM, 4×4 MIMO), а при передаче данных — LTE Cat 13 со скоростью до 318 Мбит/с (3×20 МГц CA, 256-QAM и сжатие данных).
Новым процессором Snapdragon 855 поддерживается Wi-Fi 6 (802.11ax-ready, 802.11ac Wave 2, 802.11a/b/g/n) с WPA3, а также mmWave Wi-Fi с использованием частоты 60 ГГц — стандарт 802.11ay, обеспечивающий скорости до 10 Гбит/с при задержках, близких к тому, что есть у проводных сетей. Никуда не делся и Bluetooth 5.0 со скоростью 2 Мбит/с — тут по вполне понятным причинам до гигабита не дотянули.
В демо-зоне саммита всем желающим демонстрировали референсные смартфоны на основе процессора Snapdragon 855, которые работали в подобных высокопроизводительных Wi-Fi-сетях, и без каких-либо проблем транслировали сразу по несколько видеопотоков с высоким битрейтом. Удивить этим сложно, но очень хорошо видеть поддержку новых стандартов Wi-Fi в современном SoC.
Необычное разделение CPU-ядер на кластеры
Хотя в последнее время все большая часть вычислений переносится на специализированные ядра (обработка медиаданных на DSP или специализированных ядрах, предназначенных для ускорения задач глубокого обучения), основой мобильных процессоров все же остаются привычные универсальные вычислительные ядра, основанные на архитектуре ARM. В процессоре Snapdragon 855 применяются CPU-ядра, основанные на разработках компании ARM, но дополнительно оптимизированные инженерами Qualcomm для увеличения производительности и энергоэффективности.
Самое важное изменение новой модели Snapdragon — ее производство с применением наиболее совершенного на сегодня 7-нанометрового технологического процесса, в отличие от 10-нанометрового, применяемого при создании предыдущих моделей мобильных процессоров компании. Переход на абсолютно новый техпроцесс позволил повысить тактовые частоты всех блоков, и улучшить их энергоэффективность, снизив энергопотребление. Вероятно, именно из-за этого большого шага в техпроцессе мы увидим в 2019 году приличный скачок в производительности (особенно в задачах с применением искусственного интеллекта и вычислительной фотографии) и продолжительности автономной работы новых моделей смартфонов.
Произошли изменения и в самой организации работы вычислительных ядер мобильного процессора Snapdragon 855. Если в предыдущих моделях процессоров Snapdragon с номерами 845 и 835, применялась обычная восьмиядерная архитектура с четырьмя высокопроизводительными ядрами и четырьмя энергоэффективными ядрами Kryo, то в новой модели кластеров стало уже три.
Новые 64-битные процессорные ядра Kryo 485 обеспечивают до 45% прироста производительности по сравнению с решениями компании предыдущего поколения Snapdragon 845, а главное «Prime»-ядро работает на частоте до 2,84 ГГц. Кроме него, в комплекте SoC есть еще три мощных производительных ядра, работающих на частоте до 2,42 ГГц и имеющих вдвое меньшее количество кэш-памяти на ядро.
А для более экономного выполнения нетребовательных задач используются четыре эффективных ядра, еще более простых и работающих на частоте до 1,8 ГГц. Все они имеют собственную кэш-память второго уровня и общий L3-кэш для более эффективной работы.
Подход с необычной трехкластерной архитектурой кажется очень интересным и оригинальным. Если раньше применялись два кластера: четыре производительных и четыре эффективных CPU-ядра, то в Snapdragon 855 решили применить три кластера, но не так, как некоторые из конкурентов, которые также перешли на три кластера в новом поколении SoC, но по схеме 2+2+4, а не 1+3+4, как у изделия Qualcomm. В остальном, подход разных компаний схож, и будет весьма интересно посмотреть на практике, что дает третий кластер с одним CPU-ядром по сравнению с более привычной двухкластерной схемой и иной трехкластерной организацией, которую применяют конкуренты.
С точки зрения работы с оперативной памятью особых изменений не произошло, новый Snapdragon поддерживает четыре 16-битных канала памяти, позволяющих использовать до 16 ГБ памяти стандарта LPDDR4x, работающей на частоте до 2133 МГц. Тут ничего нового нет, Snapdragon 845 также имеет четыре канала памяти.
Так как при производстве новой однокристальной системы используется совершенно новый технологический процесс 7 нм, а не просто улучшенный 10 нм, как это было у Snapdragon 845 по сравнению с Snapdragon 835, то стоит ожидать большего шага вперед по производительности и энергоэффективности. Хотя тактовая частота ядер CPU в новом SoC практически не выросла, их архитектурные улучшения все равно привели к приличному росту скорости вычислений.
Если в прошлом году инженеры Qualcomm говорили о 30% прироста, то сейчас речь идет о 45% прибавке к вычислительной производительности, по сравнению с предыдущим поколением. Для того чтобы мы оценили прирост производительности CPU-ядер, Qualcomm дала условные результаты некоего однопоточного бенчмарка, в котором сравнила свою новинку с двумя конкурирующими SoC, выполненными при помощи 7-нанометрового техпроцесса (нетрудно догадаться, какими именно, ведь кроме Snapdragon 855 на сегодня их всего два: топовые процессоры Apple и Huawei).
Интересно, что Qualcomm сравнивает именно устоявшуюся производительность, ведь многие мобильные чипы при длительной работе перегреваются и понижают тактовую частоту вычислительных ядер, а вместе с ней и производительность, что и видно на диаграмме для одного из конкурентов, имеющих близкую к Snapdragon 855 производительность.
Также было приведено еще одно сравнение — по скорости запуска приложений (на все тех же конкурирующих платформах), в котором новый Snapdragon также стал победителем. Нужно учитывать, что все эти тесты проводились заинтересованной стороной. Которая, конечно же, никого не обманывала, но вполне могла немного лукавить, выбирая лишь выгодные для себя условия. Тем не менее, у нас нет сомнений, что именно Snapdragon 855 по CPU-производительности станет лидером как минимум среди Android-решений, а то и вообще — подождем независимых тестов.
Графическое ядро: архитектура та же, но до двух раз быстрее
В любом современном мобильном процессоре универсальные вычислительные ядра — далеко не все, что важно для высокой производительности и эффективности. Все больший набор задач сейчас исполняется специализированными выделенными блоками, обладающими в разы лучшей энергоэффективностью, по сравнению с универсальными ядрами CPU. Это блоки кодирования и декодирования видеоданных, сигнальные процессоры, сопроцессоры по ускорению операций глубокого обучения и т. п. Такие блоки стали обязательными в последние годы, ведь все стремятся именно к максимальной эффективности.
Для начала мы поговорим о графическом ядре — GPU. Все современные устройства включают достаточно мощные графические процессоры, которые отвечают уже далеко не только за визуализацию, но и за множество неграфических задач. GPU особенно важны, если речь идет о флагманских устройствах, для которых и предназначен Snapdragon 855, не говоря уже о легких Windows-ноутбуках на основе ARM-процессоров, которые появились в прошлом году и про которые мы еще поговорим далее.
Да и сама по себе игровая графика требует от мобильных графических процессоров все большей мощности, ведь индустрия игр на мобильных устройствах развивается сейчас даже быстрее игровой индустрии ПК и стационарных игровых консолей. Исходя из данных отчета компании Newzoo о состоянии игрового рынка, в 2018 году рынок игр на мобильных устройствах занимает долю в 51% (в 2017 году было лишь 42%) из общих 137,9 миллиардов долларов. То есть консольные и ПК-игры занимают уже менее половины рынка, а мобильные развлечения явно растут быстрее них. Весь рынок вырос на 13,3%, а доходы от мобильных игр — на 25,5%. Данные из других источников подтверждают этот тренд в целом, а прогнозы на 2019 и далее, сулят мобильным играм дальнейший рост и укрепление преимущества.
И это логично, ведь смартфоны становятся для многих главным и даже единственным электронным устройством. Неудивительно, что интерес к мощным мобильным устройствам лишь увеличивается. Топовые смартфоны позволяют получить более качественную картинку и более высокую производительность и комфорт при игре. Появляются отличные мобильные игры с качественной реалистичной графикой, для которой и нужны мощные графические процессоры.
На смартфонах и планшетах уже сейчас доступно множество эффектов, которые появились в ПК-играх и консольных проектах не так уж давно. Это относится к физически корректному рендерингу (Physically Based Rendering — PBR), рендерингу в широком динамическом диапазоне (HDR — именно в этих вещах мобильным устройствам нет равных, ведь в них качественные HDR-дисплеи появились раньше, чем на ПК и консолях. К другим продвинутым эффектам отнесем сложную постобработку, динамические мягкие тени и другие эффекты, вроде тумана и имитации глобального освещения — все это сейчас можно делать и на смартфонах.
Для применения самых сложных эффектов и техник необходимы мощные мобильные GPU, и Qualcomm год от года наращивает мощь своих ядер Adreno, которые являются мощнейшими в среде Android. Новый графический процессор Adreno 640, входящий в состав Snapdragon 855, хоть и наследует ту же архитектуру, что и предыдущее решение компании, но отличается заметно большей производительностью, что полезно как в мобильных играх, так и приложениях виртуальной и дополненной реальности. Графический процессор Adreno 640 включает на 50% больше вычислительных блоков ALU, которые помогут не только для ускорения 3D-рендеринга, но и при работе искусственного интеллекте и других неграфических вычислений.
Естественно, из-за всех модификаций и переходе производства чипа на техпроцесс 7 нм Qualcomm обещает значительный прирост не только производительности, но и энергоэффективности. Новое графическое ядро Adreno 640 в тестовых приложениях быстрее Adreno 630 примерно на 20%, хотя в пике и определенных задачах разница может быть и двукратной — по возросшему количеству ALU. Интересно, что заявлены некие алгоритмы, снижающие количество отброшенных кадров более чем на 90% и обеспечивающие плавный рендеринг, хотя с 3D-производительностью на мощном Snapdragon 855 вообще не должно быть много проблем в принципе.
Для игр на устройствах со Snapdragon 855 даже придумали отдельное маркетинговое название — Snapdragon Elite Gaming, что должно означать сразу несколько элементов, улучшающих впечатления игроков. Во-первых, это само по себе графическое ядро Adreno 640, ставшее первым мобильным GPU с поддержкой последней версии графического API Vulkan 1.1 в дополнение к привычным OpenGL ES 3.2 и OpenCL 2.0 FP.
Также Adreno 640 позволяет использовать продвинутые методы рендеринга, вроде физически корректного (Physically Based Rendering — PBR), материалы при котором выглядят максимально реалистично, так как обсчитываются по физическим законам, имеют свойства, аналогичные реальным материалам окружающего нас мира.
Впрочем, последнее декларировалось и для Snapdragon 845, и с точки зрения архитектуры в GPU ничего не изменилось, по сути — она та же самая, просто с большим количеством исполнительных блоков. Qualcomm говорит, что скорость нового GPU выросла в среднем на 20% — это больше, чем у любого другого GPU, предназначенного для Android-смартфонов, хотя лучший из чипов той же компании Apple с этим решением явно поспорит. Впрочем, Qualcomm утверждает, что устоявшаяся производительность их решения более стабильна и в среднем Snapdragon 855 практически не уступает лучшему же представителю 7-нанометровых процессоров обозначенного выше условного конкурента.
Есть у нового SoC компании Qualcomm и полноценная поддержка HDR-рендеринга с 10-битным цветом, и обеспечить эту возможность на смартфонах даже проще, ведь у на мобильных устройствах давно есть OLED-экраны с высокой контрастностью и возможностью отображения большего количества цветов, чем в привычных мониторах и телевизорах игровых ПК и консолей.
Мобильный процессор Snapdragon 855 поддерживает вывод информации или на встроенный дисплей с разрешением до 4K при 10-бит на цвет и цветовом охвате Rec. 2020, или сразу на два внешних дисплея с такими же характеристиками.
Именно такой демо-стенд и был представлен в выставочной комнате саммита. Референсный смартфон Qualcomm был подключен к паре 4K-телевизоров и транслировал на них HDR-изображение соответствующего разрешения и высокого качества.
Естественно, кроме видеодемонстрации были показаны и игровые возможности нового GPU. Они касались все того же HDR-формата, в котором отрисовывалась 3D-картинка очень приличного для смартфона качества из какой-то демонстрационной программы. Собственно, в графических возможностях топовых Adreno мы никогда особо и не сомневались.
Ускорение искусственного интеллекта: Snapdragon стал еще умнее
Последние годы все очень много говорят об искусственном интеллекте, нейросетях, глубоком и машинном обучении, которые действительно изменяют взаимодействие с устройствами. Еще в прошлом году были выпущены мобильные однокристальные системы, предназначенные для смартфонов, в которых было заявлено присутствие выделенных блоков, вроде Neural Processing Unit или Pixel Visual Core или чего-то аналогичного.
За прошедшее время, возможности ускорения глубокого обучения в свои решения внедрили, пожалуй, вообще все компании. И если раньше компания Qualcomm старалась не говорить именно о выделенных «ускорителях ИИ», как это давно делают их конкуренты, то в Snapdragon 855 заявлено уже четвертое поколение движка ИИ, которое в разы быстрее и «умнее» предыдущих поколений.
Также очень интересно, что если несколько лет назад компании говорили о том, что нужно быстро передавать данные для обработки в облако, то теперь те же люди один громче другого рассказывают о том, что уж теперь то все наконец-то можно обрабатывать прямо на устройстве, что дает большую безопасность, энергоэффективность и снижает задержки и отклик.
Оставим эту тему открытой для обсуждения, но трудно не признать, что применение элементов ИИ начинает играть все более важную роль в жизни человека, а в будущем оно изменит многие сферы: финансовую, логистическую, здравоохранение, развлечения, транспорт, интернет вещей, умные дома и прочее. В обозримом будущем практически все устройства, в которых есть вычислительные процессоры, станут в той или иной степени «умными», а все их возможности будут объединены в единое целое при помощи 5G-сетей.
Но все это — дело будущего, а в смартфонах настоящего ИИ выполняет более простые задачи, вроде персональных помощников (Google Assistant и его аналоги), которые воспринимают естественный язык пользователя и помогают в решении некоторых ресурсоемких задач. Для того, чтобы сделать многие технологии умными, как раз и требуются новые возможности со стороны и программного и аппаратного обеспечения.
С развитием глубокого обучения, часть задач переходит из облачных сервисов в конечные устройства, вот и мобильные решения семейства Snapdragon постепенно все лучше ускоряют задачи глубокого и машинного обучения. В представленном недавно мобильном процессоре компании применяется четвертое поколение ИИ-платформы, предназначенное в том числе для ускорения задач глубокого обучения и других алгоритмов искусственного интеллекта.
По сути, громкие названия типа Neural Processing Unit, Vision Processor, Deep Learning Processor, Imaging Processor и прочие аналогичные — маркетинговые наименования для быстрых блоков векторных вычислений, которые также делались на выделенных блоках в тех же процессорах Qualcomm уже довольно давно — как минимум со Snapdragon 820.
Во всех чипах компании есть DSP-ядро Hexagon, вот оно и занимается ускорением этих задач. В 2015 году в Snapdragon 820 появился Hexagon 680 первого поколения, в 2016 году в Snapdragon 835 включили Hexagon 682 (второе поколение), в Snapdragon 845 было третье поколение Hexagon 685, а теперь — четвертое.
Движок ускорения искусственного интеллекта в составе Snapdragon 855 использует возможности сразу трех блоков: Hexagon 690, Adreno 640 GPU и Kryo 485 CPU. Разработчики программного обеспечения могут выбрать наиболее подходящие вычислительные ядра для своих приложений: универсальные вычислительные CPU-ядра Kryo, производящие расчеты в целочисленном 8-битном формате и формате с плавающей запятой FP32, к которым добавились операции скалярного произведения dot product, ядра графического процессора Adreno 640, умеющие очень быстро выполнять распараллеленные расчеты в форматах с плавающей запятой с 16- и 32-битной точностью (FP16 и FP32, количество таких блоков в новом GPU было удвоено), а также выделенное DSP-ядро Hexagon 690, которое специализируется сразу на нескольких типах высокопроизводительных вычислений.
Новая модель Hexagon отвечает уже не только за векторные вычисления HVX (которые стали сразу вчетверо быстрее!) и скалярные в целочисленных форматах INT8 и INT16, теперь к ним добавился и специализированный ускоритель тензорных операций, широко использу
Полный текст статьи читайте на iXBT
