Po Apple M1 a jeho mobilním SoC A14 pohánějícím telefony přichází na trh další z éry 5nm křemíku. Svůj ARM procesor pro telefony vyráběný touto nejnovější polovodičovou technologií teď totiž uvedl Qualcomm, tedy značka, která je lídrem procesorů pro mobily s Androidem.
První SoC Qualcomm Snapdragon s 5nm technologií je podle firmy zásadní inovace také ve výkonu, nejen v samotném výrobním procesu, a dostal kvůli tomu speciální jméno. Místo generace 875, kterou jste asi čekali, ho Qualcomm označil numerologicky honosnějším titulem Snapdragon 888.
Snapdragon 888 je zajímavý tím, že není vyráběný na 5nm procesu TSMC (jako čipy Applu), ale na procesu 5LPE od Samsungu (s použitím EUV, které ale aplikuje i TSMC). Bude tedy zajímavé srovnat ho později s 5nm čipy dalších firem. Zatím je otázka, zda třeba použití procesu od Samsungu neubere trošku na energetické efektivitě a výkonu, nebo zda korejský koncern naopak nepřekvapí a nepřekoná Tchaj-wan.
Qualcomm Snapdragon 888 (Zdroj: Qualcomm)1+3+4 big.LITTLE, poprvé s Cortexem-X1
Současně bude tento SoC zajímavý i architektonicky. Qualcomm v CPU části použije big.LITTLE řešení se čtyřmi malými a čtyřmi velkými jádry jako obvykle. Malá jádra budou pořád už hodně staré Cortex-A55 (na 1,8 GHz, tedy na stejné frekvenci jako v předchozích chňapdragonech), ale velké jádro bude jako u vůbec prvního ARMu mít novou výkonnou architekturu Cortex-X1 (Qualcomm hovoří o Kryo 680, ale to je víceméně jen jeho obchodní označení).
Tato architektura je speciální v tom, že běžná jádra A75, A76, A77 a tak dále ARM navrhuje tak, aby měla vysokou energetickou efektivitu a také malou plochu na čipu. To ovšem limituje jejich jednovláknový výkon, který mají Cortexy tradičně výrazně nižší než jádra Applu, který zdá se na ploše jádra naopak nešetří. Nová řada X, z níž je Cortex-X1 první generací, už ale má ono zaměření na úspornost a malou plochu upozaděné, aby jádro mohlo dosáhnout vyššího jednovláknového výkonu. Ii když zatím ne tak vysokého, jako dosáhl Apple.
Snapdragon 888 má toto jádro X1 jen jedno (s 1MB L2 cache). Zastává roli tzv. „prime performance“ jádra. Android by na něm měl spouštět jednovláknové úlohy pro co nejlepší odezvu. Zbylá tři jádra klastru „big“ jsou místo toho úspornější Cortexy-A78 s 512KB L2 cache, které mají nižší IPC. Ve vícevláknové zátěži by ale jejich lepší efektivita možná mohla asi dosáhnout vyššího výkonu, než co by dokázala čtyři jádra X1 (která by možná musela být podtaktována výrazně níž). Porovnání obou architektur najdete v tomto článku:
Tip: ARM uvedl nová jádra Cortex-A78 a Cortex-X1. O 30 % lepší IPC, výkon konkurující Applu
Jádra A78 i jedno X1 sdílejí 4MB L3 cache a také stejnou frekvenci – maximálně 2,84 GHz. To je mimochodem stejné jako u loňského Snapdragonu 865.
Až o 25 % rychlejší, GPU a DSP ještě lepší
Podle Qualcommu má Snapdragon 888 dosahovat až o 25 % vyššího výkonu CPU proti Snapdragonu 865. Ovšem je třeba říct, že mezitím firma přišla se zrychlenou verzí Snapdragon 865+, která má takt nejrychlejšího jádra až 3,09 GHz a čip 888 by na něj měl tedy mít o to nižší náskok (méně než +15 %).
Samotný ARM uváděl, že na stejném taktu by IPC nových jader mělo proti jádrům Cortex-A77 v čipu 865/865+ být až o 30 % vyšší u Cortexu-X1 a o několik procent vyšší u A78. Qualcomm uvádí menší zrychlení – možná proto, že nezvětšil L3 cache na 8 MB, s čímž tyto údaje o IPC asi počítaly a možná i nějakých dalších kompromisů (případně měly projekce ARMu lehce velké oči).
Qualcomm zároveň posílil i integrované GPU, které má označení Adreno 660. U toho má výkon proti Snapdragonu 865 stoupnout dokonce o 35 %. Pomůže mu asi také použití rychlejších pamětí. Snadpragon 888 už podporuje jenom LPDDR5, a to s rychlostí LPDDR5-6400, což dává propustnost až 51,2 GB/s (jsou použité čtyři 16bitové kanály, tedy ekvivalent jednoho kanálu DDR4). GPU má údajně mít posílený výkon v AI akceleraci a také nově implementuje Variable Rate Shading z DirectX 12 Ultimate (ale ne další součásti jako ray tracing).
Nová architektura AI akcelerátoru
Velký upgrade, který ale bude tak trochu skrytý v pozadí, je u DSP a akcelerátoru AI označeného Hexagon 780. Zde Qualcomm udělal velké změny a sloučil akceleraci skalárních, tradičních vektorových úloh pro DSP a maticových operací na jednotkách pro neuronové sítě.
Výsledkem je dvojnásobný výkon v AI, až 3× vyšší energetická efektivita této akcelerace a také mnohem lepší výkon, pokud nějaká aplikace operace různého typu prokládá – to dřív přinášelo velké zpomalení, ale nyní jsou tyt jednotky koherentně propojené a přehazování práce mezi nimi je prý až 1000× rychlejší. Výkonu také pomůže, že vyhrazená paměť pro tyto jednotky byla 16× zvětšena (ale přesné číslo nebylo sděleno).
Celkově má čip Snapdragon 888 při spřažení jader CPU, GPU a DSP Hexagon 780 dávat až 26 TOPS výkonu v operacích neuronových sítí. V praxi to asi bude méně, protože toto vše nebude moci v telefonu napájeném baterií běžet najednou na plných frekvencích.
Hardware pro tři nezávislé fotoaparáty
Zajímavý přídavek je v jednotce ISP, která slouží pro zpracování obrazových dat z kamer telefonu, ať už pro video, nebo pro fotografii. Snapdragon 888 má tyto jednotky rovnou tři a dokáže tak současně zpracovat video ze tří senzorů – může jít o tři 28megapixelové senzory současně, případně o dvojici 64 + 25 megapixelů.
Maximálně je možné použít senzor s rozlišením až 200 megapixelů. Trojice ISP umožňuje pořídit kompozitní snímek používající najednou širokouhlý, superširokoúhlý i tele objektiv.
Zatím bez AV1
Méně inovativní je multimediální výbava. Enkódování je možné maximálně s rozlišením 8K30 a 4K120, 720p je možné až s 960 snímky za sekundu. Podstatné je, že čip umí pořád jen formát H.265/HEVC (10bitově) a Google VP9. Qualcomm zatím neposkytne podporu ani enkódování, ani přehrávání videa ve formátu AV1.
Qualcomm Snapdragon 888 (Zdroj: Qualcomm)Integrované 5G: modem X60 už je integrovaný
V highendových telefonech, do kterých se Snapdragon 888 bude montovat (přesněji pájet), se už počítá automaticky s 5G konektivitou a čip bude mít tentokrát modem integrovaný – jde o modem X60. Toto je změna oproti minulé generaci, která používala externí modem X55. Mohlo by to teoreticky vést k lepší výdrži na baterii.
Modem X60 má podobné parametry jako X55, podporuje 5G NR Sub-6 a mmWave s uploadem až 3000 Mb/s, rychlost downloadu se zvýšila až na 7500 Mb/s proti 7000 Mb/s u X55. Podpora 4G LTE konektivity by měla být parametrově beze změn, i když samozřejmě nějaké změny reálně dosažených výkonů jsou možná věc.
Mobily s Qualcomm Snapdragonem 888 by se měly na trhu objevit v asi podobném čase, jako každoročně – tedy asi počínaje jarem 2021. „Vlajkové“ telefony s Androidem by díky kombinaci nových architektur GPU a CPU s 5nm procesem měly dostat hodně velké zlepšení výkonu.
Je nicméně možné, že vzhledem k poměrně konzervativní frekvenci nebude tento čip tím nejvýkonnějším své generace (pokud nějaký konkurent dostane Cortex-X1 na vyšší takt). A nejvyšší jednovláknový výkon CPU bude nadále držet Apple, nicméně Cortex-X1 by měl jeho náskok o něco stáhnout.
