Contenuto
- Panoramica delle specifiche
- I design di CPU a tre cluster diventano mainstream
- Il gioco colpisce un'altra marcia
- Miglioramenti dell'IA
- Qual è il più veloce?
- Ascolta Gary Sims discutere le differenze sul Podcast
Tre importanti progettisti di SoC per smartphone hanno ora dettagliato i loro progetti di prossima generazione, che alimenteranno gli smartphone per tutto il 2019. Huawei è stato il primo con il suo Kirin 980, già alimentando la serie Huawei Mate 20. Samsung ha seguito, annunciando il suo Exynos 9820. Ora Qualcomm ha appena annunciato lo Snapdragon 855.
Come al solito, una selezione di miglioramenti delle prestazioni sono offerti sia nel reparto CPU che GPU. C'è anche una continua attenzione alle capacità di elaborazione "AI" e alla connettività LTE 4G più veloce, ma nessun chip 5G pronto all'uso sul mercato ancora. Se stai pensando a un costoso acquisto di smartphone l'anno prossimo, ecco tutto ciò che devi sapere sui chipset che li alimenteranno.
Panoramica delle specifiche
Questi chip ad alte prestazioni passano tutti alle nuove tecnologie su tutta la linea. Esistono gli ultimi modelli di CPU Arm e personalizzati, i componenti GPU più recenti, il silicio di machine learning potenziato e i modem LTE più veloci. Samsung e Qualcomm sono leader del settore qui con i chip LTE da 2 Gbps con tecnologie di aggregazione dei portatori di massa, che dovrebbero offrire miglioramenti della connettività sul bordo della cella e in aree dense rispetto al Kirin 980. Anche il supporto multimediale continua a spingere, con HDR e persino contenuti 8K supporto che appare nei chip Exynos e Snapdragon e supporto hardware per codec H.265 e VP9 per una migliore efficienza.
In particolare, i modem 5G sono assenti da tutti e tre questi chip di nuova generazione, il che potrebbe sembrare strano data la spinta che alcuni gestori e produttori stanno facendo per il 5G nel 2019. Tuttavia, tutti e tre i chip supportano il 5G tramite modem esterni, rendendolo un extra opzionale per quei dispositivi che introducono il supporto in anticipo.
Huawei e Qualcomm sono ora su TSMC a 7 nm, mentre Samsung è molto vicino al proprio processo a 8 nm.
Molto più clamore è stato fatto sulla gara a 7 nm. Huawei ha reso questa una parte fondamentale del suo annuncio Kirin 980, che ha spinto Qualcomm a dichiarare che avrebbe costruito il suo chip di nuova generazione anche sul processo a 7 nm di TSMC. L'industria della telefonia mobile sta già rapidamente passando da 10nm alla ricerca dell'efficienza energetica e di piccole impronte di silicio. Per noi consumatori, i chip da 7 nm dovrebbero significare una maggiore durata della batteria e dispositivi con prestazioni più elevate.
L'uso di Samsung del suo nodo interno a 8 nm suggerisce che la propria tecnologia a 7 nm non è del tutto pronta per la produzione di massa. Samsung prevede un modesto miglioramento del consumo energetico del 10 percento tra i suoi processi da 10 nm e 8 nm. Nel frattempo, TSMC vanta un miglioramento dal 30 al 40 percento con il suo passaggio da 10 a 7 nm - chiaramente molto meglio se accurato. Naturalmente, altri fattori determineranno il consumo finale di energia, ma il chip Samsung potrebbe essere leggermente svantaggiato qui.
I design di CPU a tre cluster diventano mainstream
I progetti di CPU SoC per smartphone sono attualmente più interessanti e diversi di quanto non lo fossero da molto tempo. Gli octa-core di oggi si stanno impegnando per progettazioni di cluster innovative, più efficienti, composte da core CPU più diversificati e fortemente personalizzati che mai. big.LITTLE ha lasciato il posto a big, middle, little, con Cortex-A76, A75, A55 e Samsung continua a gettare un mix fortemente personalizzato nel mix.
2 + 2 + 4 cluster di CPU con una cache L3 condivisa sono i punti cardine del design di Huawei e Samsung. Questa transizione da un design 4 + 4 a un tri-cluster è più ottimale per prestazioni di picco sostenute in un fattore di forma smartphone e dovrebbe anche migliorare l'efficienza energetica. Lo Snapdragon 855 porta questa filosofia oltre, con un design CPU 1 + 3 + 4.Il core "principale" dello Snapdragon 855 vanta il doppio della cache L2 e una velocità di clock superiore rispetto agli altri tre core principali, rendendolo il sollevatore pesante quando sono richieste le massime prestazioni a thread singolo.
Huawei e Samsung hanno optato per i design di CPU 2 + 2 + 4, mentre Qualcomm ha optato per 1 + 3 + 4. Tutti e tre puntano a prestazioni più elevate e più sostenibili.
Mentre Qualcomm e Huawei si attengono ai core Cortex-A76 nelle sezioni grande e centrale, Samsung opta per il vecchio Cortex-A75, che probabilmente risparmierà sulle dimensioni del silicio e potenzialmente riscalderà. Ciò contribuirà a compensare i giganteschi core della CPU personalizzati e consentirà anche alcuni core GPU extra rispetto al Kirin. Samsung ha implementato il proprio sistema di gestione dei cluster di tipo DynamIQ, poiché Arm non concede in licenza la sua tecnologia di unità condivisa DynamIQ per l'utilizzo con progetti core personalizzati, quindi dovremo aspettare per vedere come tutti questi progetti gestiscono la pianificazione delle attività.
L'altra grande domanda per questa prossima generazione è se il design della CPU personalizzata di quarta generazione di Samsung sia più potente ed efficiente dal punto di vista energetico come Arm Cortex-A76, che costituisce la base del Kirin 980 ed è ottimizzato nello Snapdragon 855. La terza generazione M3 il core non era buono come Cortex-A75 ottimizzato da Qualcomm all'interno dello Snapdragon 845 sotto entrambi gli aspetti, e il potenziamento delle prestazioni del 20 percento di Samsung e le proiezioni dell'efficienza del 40 percento potrebbero non essere abbastanza per livellare il campo di gioco.
Nel frattempo, abbiamo già visto che Kirin 980 eccelle per le prestazioni della CPU sia single che multi-core, mettendo a dura prova i prodotti di ultima generazione. Ci sono alcune importanti differenze di design con lo Snapdragon 855, ma il potenziale del Cortex-A76 sembra certamente impressionante.
Il gioco colpisce un'altra marcia
Con il gaming mobile che continua a conquistare una quota importante del mercato globale, ci sono buone notizie da trovare in questo ultimo round di SoC ad alte prestazioni. Sia il Samsung Exynos 9820 che il Kirin 980 utilizzano l'ultima GPU Arm Mali-G76, che spingerà le prestazioni di gioco di livello superiore.
Mentre il Kirin 980 utilizza una configurazione a 10 core, all'incirca equivalente a un Mali-G72 a 20 core, Exynos 9820 offre prestazioni extra con un'implementazione Mali-G76 a 12 core. Il chipset Samsung dovrebbe avere le prestazioni migliori per i giocatori e i benchmark di seguito suggeriscono anche che questo è il caso di un certo margine.
Questa implementazione colma anche il divario con la grafica Adreno della generazione attuale. Il nostro hands-on con il Kirin 980 conferma che le prestazioni di gioco nel campo di gioco degli attuali telefoni Snapdragon 845, a volte leggermente più avanti, a volte dietro, ma non si staccano mai. Lo Snapdragon 855 promette di aggiungere un ulteriore 20 percento rispetto alla generazione attuale, che mantiene il naso particolarmente in primo piano per tutto il 2019. Sebbene la configurazione Mali-G76 MP12 all'interno dell'Exynos 9820 dia allo Snapdragon 855 una corsa molto ravvicinata per i suoi soldi.
In sintesi, i telefoni Snapdragon 855 offrono le migliori prestazioni di gioco quest'anno, seguiti dall'Exynos 9820 e quindi dal Kirin 980. Sebbene tutti questi SoC siano più che abbastanza veloci per un'esperienza decente sulla maggior parte dei titoli mobili di fascia alta.
Miglioramenti dell'IA
L'apprendimento automatico, o l'intelligenza artificiale, come alcuni lo chiamano, ha visto anche un notevole aumento delle prestazioni in tutti questi SoC. Per la prima volta, Samsung supporta hardware dedicato per l'apprendimento automatico all'interno del proprio SoC con un'unità di elaborazione neurale (NPU) che offre un aumento delle prestazioni fino a 7 volte rispetto all'Exynos 9810. Huawei ha raddoppiato il silicio NPU all'interno del Kirin 980, che sicuramente estende le già impressionanti capacità "AI" dell'azienda.
Snapdragon di Qualcomm supporta da tempo attività di machine learning, attraverso un mix eterogeneo di CPU, GPU e DSP piuttosto che con hardware di machine learning specifico. Il suo DSP è progettato per la matematica veloce e ha introdotto estensioni per operazioni specifiche, ma non è mai stato un design di apprendimento automatico dedicato.
La matematica del tensore della matrice di massa è ora supportata nell'hardware in tutti e tre questi SoC di punta.
In questa generazione, Qualcomm sembra aver optato per il tipo di hardware aggiuntivo che desidera migliorare le prestazioni di apprendimento automatico. L'introduzione di un processore Tensor su Hexagon 960 dovrebbe davvero aiutare ad accelerare le prestazioni dello Snapdragon 855 in una vasta gamma di applicazioni.
Le prestazioni dell'intelligenza artificiale sono notoriamente difficili da misurare perché dipendono fortemente dal tipo di algoritmi in esecuzione, dal tipo di dati utilizzato e dalle capacità specifiche del chip. L'industria sembra aver optato per un prodotto a punti, la matrice di massa multipla / moltiplicata si accumula come il caso più comune di accelerazione e tutti e tre i chip offrono un grande impulso alle prestazioni e all'efficienza energetica per questo tipo di applicazione.
Per i consumatori, ciò significa riconoscimento del viso e degli oggetti più veloce e più efficiente in termini di batteria, trascrizione vocale sul dispositivo, elaborazione delle immagini superiore e altre applicazioni "AI".
Qual è il più veloce?
Con i dispositivi finalmente nelle nostre mani, siamo stati in grado di esaminare le differenze di prestazioni tra Snapdragon 855, Exynos 9820 e Kirin 980 un po 'più da vicino.
Per quanto riguarda la CPU, lo Snapdragon 855 spinge l'inviluppo delle prestazioni in modi nuovi e interessanti, grazie alla sua esclusiva configurazione del core della CPU e velocità di clock leggermente superiori. Prende ciò che Huawei ha già realizzato con il Kirin 980 e spinge l'idea a ulteriori estremi. Tuttavia, è Exynos 9820 il chip più interessante sul fronte della CPU. Il core CPU personalizzato di quarta generazione dell'azienda offre in particolare un grugnito single core maggiore rispetto al design basato su Cortex-A76 trovato nello Snapdragon 855 e Kirin 980.
Tuttavia, a causa dell'uso di due core Cortex-A75 più piccoli per il multi-tasking, il chipset non tiene il passo con lo Snapdragon 855 nei carichi di lavoro multi-core. Il Kirin 980 arriva ancora dietro Exynos di Samsung, a causa della sua velocità di clock complessiva inferiore rispetto ai suoi chip concorrenti. Il SoC di punta di Huawei è ancora molto agile, ma la durata della batteria è stata chiaramente una priorità più alta rispetto alle prestazioni grezze. Lo stesso non si può dire per i core di CPU personalizzati assetati di energia e francamente enormi di Samsung.
Come abbiamo discusso in precedenza, il chip grafico Adreno 640 di Snapdragon 855 racchiude la maggior parte della GPU di potenza di tutti questi chip. La GPU vola oltre le parti Arm Mali-G76 nei suoi rivali con un considerevole margine in 3DMark e vince anche la maggior parte dei test GFXBench (un po 'più su quello in un momento). Sfortunatamente per Huawei, l'implementazione del Mali-G76 a 10 core del Kirin 980 è ben al di sotto dei suoi rivali e si tradurrà in frame rate più lenti nei titoli sanguinanti. Le sue prestazioni cadono da qualche parte intorno alle ammiraglie Exynos e Snapdragon dell'anno scorso. Questo non è lento, ma non offrirà prestazioni all'avanguardia.
Prima di chiudere, i telefoni Exynos Galaxy S10 sono diventati notevolmente più caldi rispetto al suo rivale durante il benchmarking, quindi abbiamo anche eseguito alcuni test di prestazioni sostenibili sui chip. I risultati non fanno un'ottima lettura per Exynos 9820, poiché limita chiaramente le prestazioni prima dei suoi concorrenti. Quindi, sebbene il Mali-G76 MP12 di Exynos dia all'Adreno 640 una corsa per i suoi soldi in un rapido test, lo Snapdragon 855 offrirà prestazioni molto migliori sostenute in una sessione di gioco moderata.
Ci vogliono circa 9 minuti prima che Exynos 9820 riduca le prestazioni di circa il 16 percento. Il Kirin 980 di Huawei con una configurazione MP10 Mali-G76 più piccola mantiene le sue prestazioni per circa 15 minuti. Nel frattempo, Qualcomm Snapdragon 855 riesce a mantenere prestazioni altamente costanti in questo benchmark per circa 19 minuti. Qui Exynos 9820 vede un secondo taglio nelle prestazioni. In termini percentuali, lo Snapdragon 855 rallenta al massimo il 31 percento delle sue prestazioni, con un calo medio del 27 percento. Al contrario, Exynos 9820 si arrende fino al 46 percento, con un calo medio del 37 percento. Il chip di Samsung è troppo caldo per mantenere il suo massimo potenziale di prestazioni.
Per quanto riguarda le funzionalità, Qualcomm inserisce nel proprio SoC tutti gli extra che desideri. LTE super veloce, supporto 5G se lo desideri, ricarica veloce, non sono del tutto convinto che il supporto video 8K sia davvero qualcosa di cui gli smartphone avranno bisogno in qualsiasi momento presto, ma abbiamo anche frame rate più alti per risoluzioni inferiori, il che è fantastico. Gli Exynos di Samsung racchiudono una gamma simile di funzioni e un modem LTE velocissimo. Il Kirin 980 ti copre anche abbastanza bene e tutti possono supportare modem 5G per smartphone di fascia alta 2019.
LEGGERE: I migliori processori per smartphone di fascia media del 2019
Per i giocatori, il core grafico Adreno 640 di Qualcomm è in testa. Per la maggior parte delle applicazioni, il Mali-G76 di Arm è più che abbastanza veloce, ma chi è alla ricerca di prestazioni estreme e di alto livello potrebbe voler optare per un telefono con tecnologia Snapdragon l'anno prossimo.
Nel complesso, tutti questi chip sembrano molto impressionanti e aumenteranno le prestazioni e, soprattutto, l'efficienza energetica ad un altro livello. Il passaggio a 7nm, o 8nm nel caso di Samsung, è una buona notizia per la durata della batteria, se non altro. Inoltre, stiamo entrando in un'era di design di cluster CPU unici e interessanti e funzionalità di machine learning. La tecnologia SoC per smartphone continua a innovare a un ritmo impressionante.
