Ke konci roku obvykle výrobci čipů ARM pro telefony s Androidem oznamují novou generaci nejvýkonnějších procesorů. Už jsme psali o MediaTeku (Dimensity 9000), teď ovšem odhalil svůj trumf také Qualcomm, který v highendu kraluje. Nyní uvádí nový SoC Snapdragon 8 Gen 1, který přináší nové značení, ale hlavně architektura ARMv9 s jádry Cortex-X2, 4nm výrobní proces a také novým GPU, takže by mělo jít o značný skok ve výkonu.
Název procesoru je poněkud neobratný, jde ale o nový systém značení, který teď firma zavádí. Místo Snapdragonů řady 800, které do teď v highendu byly (naposled modely 875 a 888), bude „Snapdragon 8“ (tedy něco jako Core i9/Ryzen 9) a k tomu bude přidáno označení generace. Nyní vydávaný SoC se bude jmenovat „Gen 1“, příští rok vyjde „Gen 2“ a tak podobně. Stejně bude patrně i v nižších řadách, kde se z řad 700, 600 a 400 stane Snapdragon 7, 6, 4. Značení je to dost divné, možná by bylo místo toho „Gen“ lepší použít modelové číslo.
Snapdragon 8 Gen 1: highend v nové ARMv9 linie
Technické novinky jsou samozřejmě důležitější. Snapdragon 8 Gen 1 je vyráběn poprvé u Qualcommu 4nm procesem, a to u Samsungu. Není řečeno, jakým, ale nejspíše jde o 4LPE (pokud Qualcomm nedostal nějak vlastní specifické úpravy, které by z procesu udělaly „custom“ variantu). Tento proces je pravděpodobně výkonem a energetickou efektivitou o něco horší, než 4nm proces TSMC, takže zde může mít Qualcomm určitý deficit proti MediaTeku Dimensity 9000, který je vyráběný u TSMC.
Snapdragon 8 Gen 1 má opět big.LITTLE uspořádání se čtyřmi velkými a čtyřmi malými jádry. Velká jádra tvoří trojice Cortexů-A710 s 512KB L2 cache, které poběží na 2,5 GHz a jejich rolí je dosáhnout při optimální energetické efektivitě co nejlepší mnohovláknový výkon. Čtvrté jádro má speciální výkonnější architekturu Cortex-X2 se zvýšeným IPC, 1MB L2 cache a také vyšším taktem (3,0 GHz). Jeho úlohou je poskytnout vysoký jednovláknový výkon.
Klastr malých jader je tvořený čtyřmi Cortexy-A510 na 1,80 GHz. Qualcomm na rozdíl od MediaTeku použil sdílené FPU, takže vždy dvě tato jádra sdílí FPU a L2 cache (něco jako kdysi u procesorů AMD Bulldozer). Všechna jádra sdílejí 6MB L3 cache, dále je na čipu ještě 4MB Systen Cache, kterou ale používají jen ostatní jednotky, jádra CPU do ní nemají přístup. Nemohou tak sice využít její kapacitu, ale toto umožnilo snížit latenci při přístupu do operační paměti.
Všechna tato jádra už mají architekturu ARMv9 s podporou instrukcí SVE/SVE2. Qualcomm uvádí, že jednovláknový výkon jádra Cortex-X2 má být až o 20 % lepší než u předchozí generace (Snapdragonu 888), případně může mít stejný výkon při o 30 % nižší spotřebě.
Více: ARM uvádí novou generaci CPU architektury. ARMv9 má SVE, SVE2 a bezpečnostní novinky
Celkově by asi ale Snapdragon 8 Gen 1 mohl být pomalejší než MediaTek Dimensity 9000, jelikož ten má vyšší takt Cortexu-X2 (3,05 GHz) i Cortexů-A710 (2,85 GHz) a u malých jader má každé vlastní FPU a L2. Tyto nižší takty/potenciální výkon asi souvisí s onou vyšší efektivitou 4nm procesu TSMC. MediaTek také má větší L3 cache (8 MB) a systémovou cache (6 MB, mají do ní přístup i jádra CPU) a nepodporuje paměti LPDDR5X, jen LPDDR5-6400 (64bitová šířka řadiče, 4×16bitový kanál). Pokud tedy MediaTek nakonec nevykáže nějaké problémy s výkonem paměťového řadiče (jeho latence bude asi vyšší), řízením taktů nebo udržitelným výkonem v telefonu, či podobný háček, asi by jím mohl Snapdragon 8 Gen 1 být poražen ve výkonu CPU.
Nová grafika, AI jednotka a ISP
Kvalita mobilního SoC ale není jen o tom, ale i o ostatních součástech. Čip má například novou architekturu GPU, o kterém je ale řečeno jen to, že je to „next-gen“ Adreno, nedostalo žádné číselné označení. Špičkový výkon GPU má být až o 30 % vyšší, nebo alternativně (s nižšími takty) dokáže dosáhnout výkonu Snapdragonu 888 při o 25 % nižší spotřebě.
Také o DSP a AI akcelerátoru Hexagon není mnoho řečeno. AI jednotky mají údajně zdvojnásobenou interní sdílenou paměť, takže velké modely neuronových sítí by měly mít lepší výkon. Číslo v TOPS sděleno není, ale výkon v maticových operacích pro neuronové síty má prý být 2× proti předchůdci, zatímco výkon ve skalárních a vektorových operacích na DSP bude navýšen méně. Energetická efektivita má ale údajně být o 70 % lepší.
Největší upgrade ve fotografii?
Možná největší upgrade asi ale bude ve zpracování obrazových dat z kamer. ISP nazvané Snapdargon Sight umí pracovat s 18bitovými daty (čímž míníme 18 bitů na jednu barevnou složku), zatímco v předchozí generaci to bylo jen 14 bitů. Toto by mělo hodně pomáhat při HDR fotografiích. Jednotka má používat automatické řízení expozice, fokusu a vyvážení bílé na bázi umělé inteligence a přímo v ISP je přítomný blok pro detekci tváří. Vylepšený byl také blok pro opravu různých optických vad, který například má kompenzovat chromatickou aberaci.
Všechny AI operace přitom běží přímo na ISP bloku, nepoužívají samostatnou AI jednotku Hexagon, která je tak volná pro jiné účely. Vypadá to, že tato integrace vlastně přesune hodně z operací při zpracování fotografií, které dřív dělal software telefonu, do tohoto subsystému, takže kvalita fotek by možná mohla méně záviset na softwaru výrobce telefonu, protože určitý balík už dostane rovnou ze samotným procesorem.
ISP by také mělo mít výrazně zlepšené (až 5× lepší) zpracování nočních fotografií, kdy dokáže složit dohromady až 30 postupných expozic pro zlepšení detailů a odstranění šumu (což vyžaduje kompenzovat pohyb mezi jednotlivými snímky a tak podobně). Jednotka také umí hardwarově dělat efekt bokeh, a to při nahrávání videa v reálném čase, s rozlišením až 4K.
ISP zvládne až 240 12megapixelových fotografií za sekundu až 3,2 gigapixelů za sekundu. Je možné fotit v sérii 64megapixelové snímky, maximální rozlišení senzoru pro jednotlivé fotografie je 200 megapixelů. Maximální rozlišení při nahrávání vide je 8K (s HDR).
Co se týká přehrávání nebo komprimace videa hardwarovou multimediální jednotkou, zde toho tolik nového není. Je podporováno 4K se 120 snímky za sekundu nebo 8K s 30 snímky za sekundu. Qualcomm podporuje video v 10bitovém formátu HEVC (a Dolby Vision, HDR10+ a HLG), ale čip nedostal hardwarovou podporu videa ve formátu AV1, kterou konkurence už zavádí.
Integrované 5G s rychlostí až 10 Gb/s
Integrovaný modem bude odpovídat již ohlášenému samostatnému modemu X65 od Qualcommu. Podporuje (stejně jako Dimensity 9000) 3GPP Release 16 včetně funkce Uplink carrier agregation, který zlepší rychlost uploadu při horším signálu. Modem podporuje stahování teoretickou rychlostí až 10 Gb/s, což je díky použití agregace tří 100MHz Sub-6 kanálů a zvětšení pásma mmWave z 800 na 1000 MHz. Jako obvykle u bezdrátové konektivity ale platí, že tato maxima jsou velmi teoretická. Reálně se vždy povede při provozu dosáhnout jen o něco horších výsledků.
První telefony ještě před koncem roku?
Snapdragon 8 Gen 1 by se opět měl objevit ve značném množství telefonů ze segmentu tzv. vlajkových lodí. Podle Qualcommu by první mohly přijít nebo aspoň být oznámené ještě do konce roku 2021. Většina novinek by se asi ale měla objevit spíš až v roce 2022.
