Как Apple всех обманула
В состав Apple входят блок из шести основных вычислительных ядер и видеоподсистема на четырех ядрах. Для задач искусственного интеллекта (ИИ) в процессоре служит 16-ядерный Neural Engine. В общей сложности новый CPU Apple включает 11,6 млрд транзисторов.
Оценка производительности Apple A14
Во время показа А14 Apple заявила, что он может похвастаться 40-процентным приростом производительности, но, как оказалось, сравнение проводилось с процессором А12, дебютировавшем в 2018 г. Процессор А13 образца 2019 г. упомянут не был, и причиной тому стала, как выяснил Ice Universe, незначительная разница в скорости его работы.
Сравнительный тест AnTuTu показывает, что iPhone 12 Pro Max cовсем незначительно опережает своего предшественника – iPhone 11 Pro Max, вышедшего в сентябре 2019 г. Результат iPhone 12 Pro Max в бенчмарке – 572,3 тыс. баллов, а iPhone 11 Pro Max заработал около 524,4 тыс. баллов. В итоге разница в производительности между ними составляет примерно 10% в пользу iPhone 12 Pro Max. До появления результатов тестирования Ice Universe предполагал, что по производительности А14 будет уступать лишь процессору Qualcomm Snapdragon 875, появление которого предварительно назначено на конец 2020 г. Он тоже с высокой долей вероятности окажется 5-нанометровым.
Сравнение с Apple A13
Непосредственно сам CPU в iPhone 12 Pro Max набрал 167,5 тыс. очков, тогда как А13 получил 143,5 тыс. Остальные баллы смартфоны получили за скорость работы видеоподсистемы, памяти и других компонентов.
История Qualcomm
Компания Qualcomm была создана в 1985 году в Сан-Диего, США. Ее название основатели образовали из двух английских слов: «quality» (качество) и «communication» (коммуникация). Именно эти определения, по их замыслу, должны были стать девизом предприятия на пути становления и развития. Причем качество оказываемых услуг было в приоритете.
Мало кто знает, но именно инженеры Qualcomm имеют прямое отношение к разработке и внедрению технологии CDMA, подразумевающей осуществление радиосвязи на общей полосе частот, но с разными кодирующими последовательностями.
Именно этот принцип уже многие годы активно используется в сотовой связи, ставшей доступной для каждого на планете. Первый телефонный звонок, выполненный посредством нового принципа, был осуществлен в 1989 году.
Еще через четыре года Qualcomm показала свой первый мобильный телефон, работающий на базе сетей CDMA. На протяжении последующих нескольких лет компания активно продвигала изделия на платформе новой технологии, разработала основы спутниковой связи, применяемые в современных смартфонах.
Первый чипсет фирмы — Snapdragon S1 MSM7225 был создан в 2012 году. Он работал по 65-нанометровому техпроцессу и имел всего одно ядро. С тех пор началось шествие процессоров этой марки по всему миру. Они постоянно совершенствовались, улучшались и усложнялись. Недавно был представлен очередной продукт компании, о котором подробнее расскажем в следующем информационном блоке.
⇡#Snapdragon 600 – для смартфонов верхнего ценового сегмента
Snapdragon 600 — куда более интересная SoC. Во-первых, процессорных ядер в ней не два, а четыре. Во-вторых, работают они на частоте до 1,9 ГГц. В-третьих, это достаточно мощные Krait 300. Объем кеш-памяти второго уровня закономерно удвоился вместе с числом ядер — теперь 2 Мбайт. Snapdragon 600 общается с оперативной памятью LPDDR3 по 32-битной шине. На что способен Snapdragon 600, мы не так давно видели в действии на примере HTC One.
В Snapdragon 600 пока нет модема, но этот слайд намекает, что версия с модемом может и появиться
Графика тоже использована неслабая — Adreno 320 HF, то есть разогнанная Adreno 320. Оценить ее способности можно в той же статье. Adreno 320 умеет работать с дисплеями, разрешение которых достигает 2048х1536. То есть в том же HTC One графика трудится далеко не на пределе возможностей. Разрешение внешних, подключаемых дисплеев не должно превышать 1080p.
Примечательное отличие Snapdragon 600 от остальных — в нем нет встроенного сотового модема. Однако практически везде он будет поставляться с внешним LTE-модемом второго поколения и модулем Wi-Fi 802.11ac. Зато модули Bluetooth 4.0 и gpsOne Gen8A встроены в чип, так что даже в устройствах на базе новой SoC без сотового модема будет GPS. В Snapdragon 600 установлены DSP Hexagon QDSP6V4.
На Snapdragon 600 уже есть реальные устройства
600-й способен работать с камерами, разрешение которых ограничено отметкой 21 Мп, при этом умеет делать 3D-фотографии. Эта же опция доступна и для некоторых Snapdragon 400 (скорее всего для тех, которые построены на ядрах Krait 300). Snapdragon 600 существует в единственной версии — APQ8064T – и производится в рамках 28-нм LP-техпроцесса. Подозреваем, что T — значит «турбо», так как предыдущий четырехъядерник из семейства S4 Pro назывался APQ8064.
Snapdragon 865 и Snapdragon 765
В начале декабря Qualcomm анонсировал две новые платформы: Snapdragon 865 и Snapdragon 765. Первая модель является флагманской.
Она способна поддерживать работу камер с высоким разрешением (до 200 Мп) и массу различных интерфейсов.
В основе мобильной платформы лежит 7-нм техпроцесс. У чипа в наличии восемь ядер, разделенных на два кластера (группы). Первый является высокопроизводительным и состоит из 4 ядер: трех ARM Cortex-A77x 2,4 ГГц и одного 2,84 ГГц. Во второй, энергоэффективный, вошли еще четыре ядра ARM Cortex-A55 1,8 ГГц.
Для улучшения графических возможностей SoC используется чип GPU Adreno 650. С его помощью возможно поддержание разрешения изображения до 4К с частотой обновления 60 Гц или Quad HD+ до 144 Гц, цветовой гаммы Rec2020 и стандартов HDR10/HDR10+. Кроме того, чип способен поддерживать ОЗУ объемом до 16 Гб.
Производитель заявляет, что у новой платформы увеличена производительность на 25% по сравнению с аналогом предыдущего поколения.
Разработчики этого изделия смотрят в будущее. Для функционирования в сетях пятого поколения чипсет оснащается модемом X55, имеющим скорость загрузки до 7,5 Гбит/с и передачи — до 3 Гбит/с.
Мобильные устройства на базе Snapdragon 865 получат возможность записи видео 8К, 4К и контента с разрешением 720p на скорости до 960 кадров в секунду. Максимальный объем их внутреннего накопителя составит 512 Гб.
Новая система даст возможность поддерживать модули Wi-Fi 6 (скорость соединения 1744 Гбит/с), NFC, Bluetooth 5.1, двухчастотные GPS-приемники, USB Type-C, а также функционал быстрой зарядки Quick Charge 4+ и Quick Charge AI.
Snapdragon 765 имеет более упрощенные характеристики. Этот процессор относится к среднему ценовому диапазону. Несмотря на это, он тоже получил 5G-модуль Snapdragon X52. Данный чип имеет практически такие же характеристики, как и X55, но у него более низкая скорость соединения. В оснащении некоторых смартфонов будет применяться специальная версия Snapdragon 765G.
Она предназначена для устройств с уклоном на игровой процесс.
Какие компании намерены использовать новые мобильные платформы
Во время анонсирования Snapdragon 865 и Snapdragon 765, ряд разработчиков смартфонов и гаджетов (Xiaomi, Nokia, OPPO и Lenovo) высказали намерения использовать новые процессоры компании в качестве базы для своих флагманских продуктов.
Наиболее подробную информацию по этому поводу предоставили представители фирмы Xiaomi. Они сообщили, что в начале 2020 года выйдет смартфон Mi10, которую оснастят двухрежимным (SA/NSA) 5G-модемом. На базе современных чипов Qualcomm в следующем году выйдет не менее 10 моделей гаджетов этого предприятия.
Нечто подобное прозвучало из стана других трех компаний. Обе вышеуказанные платформы будут использоваться ими для того, чтобы сделать более доступными сети пятого поколения уже в первом квартале 2020 года.
⇡#Snapdragon 400 – для смартфонов среднего ценового сегмента
Тут нас с самого начала ждет подвох. Дело в том, что бывает несколько очень разных Snapdragon 400, с разными процессорными архитектурами, разным количеством ядер и так далее.
Спасибо Qualcomm, в них есть хоть что-то общее — это графика Adreno 305. Ее можно встретить абсолютно во всех модификациях Snapdragon 400. По этой причине одинаковым является и максимальное поддерживаемое разрешение дисплея самого гаджета — 1280х800, а также разрешение внешнего монитора — 1280х720.
Одинаковые во всех Snapdragon 400 и цифровые сигнальные процессоры: везде использованы одни и те же Hexagon QDSP6V4. Все — по этому поводу — умеют проигрывать и записывать видео с разрешением 1080p. Во всех чипах можно найти модули Bluetooth 4.0 и GPS/GLONASS-приемники gpsOne Gen8A.
Блок-схема SoC Snapdragon S4. В Krait 400 мало что изменилось
Общий и объем кеш-памяти второго уровня: вне зависимости от типа использованных ядер и их количества, ее здесь 1 Мбайт. Работает она, как и в остальных Snapdragon, на более низкой частоте, чем процессорные ядра. Наконец, еще одна общая черта — технологический процесс: для всех это 28-нм фотолитография, так называемый LP-техпроцесс.
Два самых младших чипа — MSM8225Q и MSM8625Q – получили по четыре вычислительных ядра ARM Cortex-A7, работающих на частоте до 1,4 ГГц. Что-то подсказывает нам, что буква Q в конце модельных номеров обозначает именно четырехъядерность. С точки зрения памяти оба чипа ограничены стандартом LPDDR2. Wi-Fi в них небыстрый — 802.11n, они работают в сетях HSPA+, но в разных: MSM8225Q ориентирован на GSM-диапазоны, а MSM8625Q – на CDMA. Фактически эти чипы перенесли из предыдущего поколения недорогих моделей процессоров. Их можно считать своего рода аналогами «первого в мире четырехъядерного процессора Hi-Silicon», которым щеголяла в прошлом году компания Huawei.
Тройка более мощных чипов получила по два ядра общего назначения, зато каких — Krait 200. Правда, работают они на невысокой частоте — до 1,2 ГГц. При этом память все равно осталась медленной — LPDDR2, Wi-Fi все еще ограничен стандартом 802.11n. Зато в придачу к чипам MSM8230 и MSM8630, работающим в GSM- и CDMA-сетях соответственно, добавился MSM8930 с поддержкой вседиапазонного LTE.
Наиболее мощных Snapdragon 400 аж четыре штуки. Все они построены на паре вычислительных ядер Krait 300, частота которых может достигать 1,7 ГГц. Им и память досталась побыстрее — LPDDR3, и Wi-Fi более современный — 802.11ac. MSM8230AB и MSM8630AB, как вы уже догадались, созданы для GSM- и CDMA-сетей соответственно, MSM8930AB дружит еще и с многозонным LTE, при этом только в наиболее мощной группе «драконьих пастей» нашлось место для чипа вовсе без модема — MSM8030AB. Почему его зовут не APQ8030AB — мы сказать не можем.
В общем, Snapdragon 400 – на данный момент самая разветвленная и запутанная из всех серий модельного ряда Qualcomm. Фактически, покупая смартфон, в характеристиках которого значится лишь краткое Snapdragon 400, вы получаете кота в мешке – надо разбираться более подробно, что же там на самом деле за «дракончик».
Новый процессор хуже старых
Мобильный процессор Apple A14, ставший первым в мире CPU с 5-нанометровой топологией, продемонстрировал далеко не самые выдающиеся результаты в тесте производительности. Как сообщил в своем Twitter известный инсайдер Ice Universe (@UniverseIce), в популярном бенчмарке AnTuTu набрал меньше баллов, чем Snapdragon 865+.
865+ был на момент публикации материала самым топовым процессором компании Qualcomm, но, в отличие от Apple A14, он выпускается по нормам 7-нанометрового техпроцесса. Тем не менее, это не помешало ему набрать свыше 667,2 тыс. баллов в AnTuTu, тогда как А14 получил лишь около 572,3 тыс. очков.
Apple показала А14 в рамках презентации, прошедшей 15 сентября 2020 г. CNews писал, что первым устройством на его основе в итоге стал не смартфон серии iPhone 12, а планшет iPad Air 4. Несмотря на это, в тесте AnTuTu участвовал пока не анонсированный флагманский смартфон iPhone 12 Pro Max в комплектации с 6 ГБ оперативной и 128 ГБ интегрированной памяти.
Все может оказаться не так уж и плохо
Компания Apple не прокомментировала публикацию результатов тестов ее смартфонов в Twitter Ice Universe. Достоверность этих сведений тоже пока нельзя проверить – линейка смартфонов iPhone 12 еще даже не представлена, не говоря уже о начале ее продаж. К тому же, на протестированный iPhone 12 Pro Max установлена прошивка iOS 14.1, тогда как Apple выпустила пока лишь только 14.0, так что он может работать на базе бета-версии, которая вполне может функционировать нестабильно и влиять на итоговый результат тестирования.
Snapdragon 865+ при более старом техпроцессе выдает большую производительность, чем Apple A14
Ice Universe полагает, что столь незначительный отрыв А14 от А13 в синтетическом тесте может указывать на то, что при его создании Apple гналась не за темпами работы основных вычислительных ядер. По его мнению, упор она сделала на снижение энергопотребления процессора для увеличения времени автономной работы устройств на его основе, а также на росте производительности при ИИ-вычислениях.
Первый смартфон на Snapdragon 875
Несмотря на то, что чип, возможно, представят в самое ближайшее время, ожидать, что он будет готов к одному из ближайших громких анонсов, не стоит. Производители еще должны выстроить вокруг него всю свою систему. Скорее всего, новинка появится в реальных смартфонах не раньше следующего года, а одним из первых аппаратов с ним на борту будет новое поколение линейки Samsung Galaxy S.
Когда выйдут смартфоны на новом процессоре пока неясно
Пока можно ожидать представление чипа примерно в сентябре этого года. Это означает, что Samsung Galaxy Note 20 точно не получит его, если не отложит анонс, что очень маловероятно. Зато могут получить подтверждение другие слухи о том, что Samsung Galaxy Note 20 Ultra получит процессор Snapdragon 865 Plus.
Новый процессор очень интересен сам по себе, даже вне зависимости от того, в каком смартфоне он будет установлен. Производительности современным чипам и так хватает, а вот новая архитектура — это действительно круто. Особенно интересно, как производители смогут этим воспользоваться. Это действительно новый уровень в индустрии.
⇡#Прочее
Кратко пройдемся по остальным частям систем на чипе. Во всех процессорах Snapdragon нового поколения используется по несколько цифровых сигнальных процессоров (DSP) Hexagon, построенных на архитектуре VLIW (Very Long Instruction Word).
Младший, QDSP5, работает на частоте 384 МГц.
Старшие, QDSP6 V4, достигают частоты 500 МГц.
Наконец, самый-самый мощный, QDSP6 V5 A, трудится на частоте 600 МГц.
Собственно, DSP нужны для того, чтобы разгрузить процессор и графическое ядро во время выполнения таких операций, как воспроизведение музыки, передача данных и компрессия голоса. Hexagon отличаются тем, что поддерживают вычисления с плавающей запятой, векторные операции, динамическую многозадачность и большое количество мультимедийных инструкций. В общем, они больше похожи на центральные процессоры, чем на обычные сигнальные. А энергии потребляют при этом меньше.
С модулями GPS тоже все просто, то есть ничего не понятно. В новых процессорах встречается три версии: gpsOne 7A, gpsOne 8A и gpsOne 8B. Qualcomm просит «оставаться на связи» — скоро она должна рассказать, чем же эти модули различаются. Пока мы знаем, что у них общего: все они умеют ориентироваться по спутникам GPS и ГЛОНАСС, по сотовым вышкам, а также запрашивать через Интернет информацию о расположении спутников.
Wi-Fi во всех чипах разработан подразделением Qualcomm с известным многим читателям именем Atheros. В рассматриваемых нами SoC будет встречаться в двух видах: 802.11n и 802.11ac.
Qualcomm — чуть ли не самый крупный поставщик модулей сотовой связи. Так что их разнообразие удивления вызывать не должно: встречаются модули, работающие как в GSM-, так и в CDMA- диапазонах, как в сетях 3G, так и в 3,5G (то бишь HSPA и даже HSPA+). Пожалуй, самое интересное в новых чипах — встроенный в некоторые из них мультидиапазонный модем LTE. Он умеет работать в любых существующих частотных диапазонах, включая LTE FDD (Cat. 1-26), LTE TDD (Cat. 33-43), CDMA1x, EV-DO, TD-SCDMA и GSM. То есть со смартфоном на базе этого чипа не будет такой ситуации, что приехали вы, скажем, в Китай и остались без связи из-за того, что ваш аппарат не работает в китайских сетях. А так как разных диапазонов LTE ужасающе много, такая возможность видится исключительно полезной.
Перейдем, собственно, к самим SoC. В последнее, пятое семейство SoC Qualcomm входят четыре чипа: Snapdragon 200, 400, 600, 800. Из них три — 400, 600, 800 — похожи, а 200 — сильно отличается. Начнем с более продвинутой троицы и для начала рассмотрим младшую модель — четырехсотую.
⇡#Графические ядра
Различных графических ядер в новых Snapdragon четыре — по количеству семейств процессоров.
Adreno 203 – самое слабое из четырех. Сайт Qualcomm не знает о нем ничегошеньки. Так что мы можем привести лишь тот факт, что оно работает с API Direct3D 9.0c и OpenGL ES 2.0.
Adreno 305 – это обновленная версия Adreno 225, засветившегося ранее в Snapdragon S4 Pro. Разница в том, что 305-е, как и все остальные GPU 300-й серии, несколько современнее: например, оно «дружит» с такими API, как Direct3D 9.3, OpenGL ES 3.0 и Open CL 1.2, в то время как 200-е поколение Adreno работало только c Direct3D 9.0с и OpenGL ES 2.0. Исключение составляет Adreno 225, которое знакомо с Direct3D 9.3 и Open GL ES 2.0, – оно находится где-то посредине между 200-м и 300-м поколениями. 305-е должно быть примерно в два-три раза мощнее 203-го.
Adreno 320 основано на совершенно новой архитектуре. Это первый графический адаптер с унифицированными шейдерными процессорами. Такая архитектура позволяет значительно равномернее распределять нагрузку и выжимать больше из одного и того же количества потоковых процессоров. В настольной графике до этого дошли уже давно, постепенно данный принцип внедряют и в мобильных решениях.
Кстати, а вы знали, что название Adreno – анаграмма от более известного Radeon? Линейка была переименована, когда Qualcomm приобрела мобильное графическое подразделение AMD/ATI, занимавшееся мобильными чипами Imageon.
Интересно, что Adreno 320 умеет на лету обсчитывать то, что видит камера, позволяя, например, реализовывать съемку HDR-видео. По мощности Adreno 320 примерно в четыре раза обходит Adreno 225 и 305, в шесть — Adreno 220 и где-то в 12-18 — Adreno 203.
Самое страшное — Adreno 330. Архитектура в нем та же, что и в 320-м. В Qualcomm предпочли пока не говорить о нем ничего конкретного и сконцентрироваться на пользовательской стороне вопроса: как будут выглядеть на этом игры и видео.
Во-первых, сообщается, что Adreno 330 примерно в полтора раза мощнее Adreno 320 по чистой вычислительной производительности. То есть работать все будет, мягко скажем, очень быстро. Во-вторых, Qualcomm вместо цифр приводит видео с планшетом, на котором рендерится сценка с драконом. Сценка очень детализированная: видно, что на дракона и его окружение не жалели полигонов, а на пламя из его пасти — и подавно. То, как выглядит огонь, намекает, что Adreno 330 здорово работает с физикой. Похоже, у «Тегры» в этом аспекте наконец появится конкурент.
⇡#Заключение
Новое поколение SoC Snapdragon принципиально отличается от предшественников в первую очередь модулями связи. Мультидиапазонные модемы LTE, поддержка Wi-Fi 802.11ac, повсеместный Bluetooth 4.0 – все по самым последним стандартам.
Особенно интересен Snapdragon 800 – и мощными процессорными ядрами, и графической составляющей, которая даст Qualcomm возможность поспорить с NVIDIA за первое место по производительности мобильной графики. Со временем HPm-техпроцесс, скорее всего, немного улучшат, что позволит преодолеть частотный барьер в 2,3 ГГц.
Snapdragon 400 и 600 по сути представляют собой доработанные версии уже существующих чипов S4 Pro, так что ничего принципиально нового в смысле производительности от них ждать не приходится, хотя они все же ощутимо быстрее предшественников. Тем не менее это вполне конкурентоспособные SoC, которые мы в ближайшем будущем увидим во множестве различных устройств. Да что там, больше половины современных флагманов построено на Snapdragon 600.
Наконец, Snapdragon 200 должен сменить на посту устаревшие S1 и S2, которые использовались в бюджетных устройствах. Он не сильно поднимает планку производительности, зато наделяет их отличным набором средств связи, что не может не радовать.
