8 ми ядерный процессор qualcomm snapdragon 820. Процессоры

Компания Qualcomm на пресс-конференции в Нью-Йорке официально представила "процессор будущего" Snapdragon 820, который будет устанавливаться во флагманские устройства со следующего года. Чипмейкер начал подогревать интерес к "топовой" мобильной платформе еще несколько месяцев назад, а сегодня провел первую практическую демонстрацию новинки.

Snapdragon 820, выполненный по 14-нм технологическому процессу FinFET (транзисторов с 3D-структурой), построен на 64-разрядных вычислительных ядрах Kyro с тактовой частотой до 2,2 ГГц. Их дополняют графический контроллер Adreno 530 с поддержкой OpenGL ES 3.1+AEP (Android Extension Pack), Renderscript, OpenCL 2.0 и API Vulcan, IPS-процессор Spectra, цифровой сигнальный процессор Hexagon 680 DSP и модем X12 LTE. Что нового эта микросхема привнесет в смартфоны и планшеты 2016 года, узнали Вести.Hi-tech.

Высокая скорость вычислений

Во-первых, 820-й Snapdragon вдвое быстрее, чем его предшественник, Snapdragon 810. Конфигурация 4-ядерного чипсета, поддерживающего гетерогенный режим вычислений (HMP), включает в себя два высокопроизводительных ядра с тактовой частотой 2,2 ГГц для решения ресурсоемких задач, и еще два — маломощных (1,6-1,7 ГГц) для менее требовательных процессов.

Архитектура обоих кластеров, сказали в Qualcomm, одинакова, отличаются они только конфигурацией кэша (каким образом, не уточняется). По мере необходимости чип перекладывает некоторые типы вычислений на другие компоненты, такие как мощный графический ускоритель Adreno 530, цифровой сигнальный процессор Hexagon 680 и чип обработки изображений Spectra ISP. Контроллер обеспечивает прирост графической производительности до 40% в сравнении с Adreno 430, при этом он на столько же энергоэффективнее. Графика рассчитана на "применение в системах виртуальной реальности нового поколения, компьютерного зрения дополненной реальности", утверждает компания.

Бережливость к аккумулятору

Snapdragon 820 не только вдвое быстрее, но и энергоэффективнее, чем 810. В компании говорят, что новинка потребляет меньше энергии в том числе за счет "объемного" техпроцесса FinFET (транзисторов с 3D-структурой) и модифицированной 64-разрядной архитектуры. Правда, это не означает, что повышенная бережливость новейшего чипа приведет к увеличению срока службы аккумулятора смартфона или планшета вдвое. Скорее всего, на фоне возросшей производительности 820-й будет расходовать заряд батарейки не больше, чем Snapdragon 810.

Суперточный датчик отпечатков

Одна из самых впечатляющих особенностей Snapdragon 820 — технология распознавания отпечатков пальца Sense ID 3D. В отличие от емкостных датчиков, повсеместно распространенных в Android-устройствах, система Qualcomm сканирует папиллярный узор ультразвуковыми волнами, что позволяет ей проникать сквозь пластик, стекло и даже металлические сплавы. Кроме того, Sense ID не помешает "узнать" владельца, если его палец мокрый или грязный.

Повышенное качество фото и видео при плохом освещении

ISP-чип обработки изображений Spectra, которым оснащается Snapdragon 820, быстрее обрабатывает фотографии и видео, снятые на камеру устройства (включена поддержка новых сенсоров с размером пикселя 1 мкм), обеспечивает более широкий диапазон цветов, а также поддерживает систему гибридной фокусировки, которая позволит быстрее сфокусироваться на конкретных участках кадра. На презентации в Нью-Йорке было показано, как Spectra ISP улучшает качество фотографий и видео с недоэкспонированными областями, осветляя картинку, подчеркивая видимость теней и устраняя цифровой шум.

Стабильное LTE-подключение

Новейший процессор Qualcomm поддерживает технологию TruSugnal, которая выявляет причину помех (к примеру, ладонь пользователя) и оптимизирует прием сигнала антенны соответствующим образом. Увидеть эту функцию в действии уже можно на смартфоне LG V10. Были улучшены звонки по Wi-Fi: при плохом качестве связи Snapdragon 820 сможет самостоятельно переключаться между LTE и беспроводной сетью, кода это необходимо.

Кроме того, чип Qualcomm работает в скоростных LTE-сетях (до 600 Мбит/с) и поддерживает стандарт Wi-Fi 802.11ad (также известен как WiGig). Спецификацию 802.11ad скорее можно назвать "USB без проводов": эта технология работает на очень высокой центральной частоте (60 ГГц), что не позволяет ей пропускать сигнал сквозь стены.

Так, при помощи WiGig можно будет подключать устройства, которые находятся довольно близко друг к другу (в пределах нескольких метров). Несмотря на "близорукость", 802.11ad обеспечивает скорость до 7 гигабит в секунду, то есть почти в 50 раз больше, чем 802.11n. Область применения стандарта — подключение мониторов, внешних жестких дисков и другой периферии, а также передача по беспроводной сети больших объемов данных, например несжатого HD-видео.

Встроенная защита от киберугроз

Snapdragon 820 располагает аппаратной технологией Smart Protect на платформе когнитивных вычислений Zeroth, которая обеспечивает защиту от вредоносного программного обеспечения в режиме реального времени. Самообучающаяся система анализирует и классифицирует вредоносное ПО "на лету", а также обеспечивает безопасность персональных данных, предотвращая заражение устройства вирусами. Smart Protect, говорят в Qualcomm, никак не влияет на производительность и время автономной работы гаджета.

Появление первых устройств со Snapdragon 820 ожидается во второй половине 2016 года. Новинку также можно будет увидеть в "умных" автомобилях.

Обзор Snapdragon 820 | Введение

Мобильную индустрию ждал сюрприз, когда компания Apple начала поставки iPhone 5s со специально разработанным 64-битным процессором. Переход на 64-бит был неизбежен, но никто не ожидал, что Apple сделает это так быстро. Не отстала и Qualcomm, чей 64-битный процессор был просто одной из точек на дорожной карте компании. Ввиду отсутствия собственного ядра, Qualcomm взяла штатные ядра ARM Cortex-A53 и Cortex-A57 для своего флагманского процессора Snapdragon 810 , появившегося в прошлом году.

Поскольку начальные условия для работы были далеко не идеальными, получился далеко не идеальный SoC. Еще до официальной премьеры Snapdragon 810 появились слухи о перегреве и проблемах с контроллером памяти. Наше собственное тестирование подтвердило информацию о перегреве, который явился результатом выпуска энергоемкого ядра A57 по технологическим нормам 20 нм на TSMC. Кроме того мы пока не видели 810-й чип, который использовал бы всю доступную пропускную способность памяти LPDDR4-1600, даже в версии v2.1.

Но даже несмотря на то, что 810-й SoC был лишь "пробным камнем", он оказался не так уж и плох. GPU Adreno 430 стал быстрее Adreno 420 в платформе Snapdragon 805 , чип смог сохранить лидерство Qualcomm по производительности ALU, а более быстрый LTE-модем Category 9 X10 переехал поближе к процессору.

Тем не менее, SoC 810 вызывает лишь чувство разочарования. Чрезмерный тепловой троттлинг сдерживал производительность, заставляя ядра A57 простаивать без нагрузки. В некоторых случаях старые чипы Snapdragon 801 и 805, а также системы A53 среднего уровня, предлагали эквивалентную или более высокую производительность. Положение для флагманского продута было незавидным.

С помощью нового чипа Snapdragon 820 и первого фирменного 64-битного вычислительного процессора Kryo, компания Qualcomm надеется избавиться от этих недостатков. Однако цель Snapdragon 820 заключается не только в повышении производительности. Он предлагает инновационные подходы взаимодействия с пользователем путем применения гетерогенных вычислений, сочетающих в себе уникальные способности каждого процессора – CPU, GPU, DSP и ISP для максимизации производительности и минимизации энергопотребления. Машинное зрение, передовые технологии изображения и виртуальная реальность – вот его целевые приложения.

Новые способности во многом стали возможны благодаря Zeroth (англ.) – API машинного обучения и зрения, за счет которой разработчики могут использовать преимущества Snapdragon 820 . Qualcomm называет ее "когнитивная вычислительная платформа", в дальнейшем она должна совершенствовать возможности виртуальных помощников на смартфонах, а также любых элементов, подразумевающих похожий на человеческий интеллект. Один из способов это сделать – имитировать, как люди учатся с помощью позитивной мотивации. Мы уже можем видеть, как мобильные устройства демонстрируют зачатки интеллектуального поведения, но они, как правило, используют вычислительную мощность облачных систем. Однако Qualcomm считает, что с появлением 820-го SoC эту обработку теперь можно выполнять локально на устройстве, как следствие, повышая конфиденциальность, поскольку все уникальные пользовательские данные не будут обрабатываться на чужих серверах.

Технология Qualcomm Scene Detect (обнаружение сцены) – это приложение Zeroth для машинного зрения. Используя гетерогенные вычисления, она применяет нейронные сети для обнаружения сцены, распознавания объектов и сведения шаблоном неподвижных изображений и видео с камеры устройства. Для этой технологии есть много применений, в том числе автоматическая подпись фотографий для облегчения поиска и дополненная реальность. Видеоролик выше демонстрирует основные возможности этой системы.

Qualcomm Snapdragon 820-821 – это флагманские чипы предыдущего года (2016-2017), которыми оснащалось большинство ТОПовых телефонов на базе системы Android. Сегодня (конец 2017 – начало 2018 года) в ТОПовых смартфонах используется Qualcomm Snapdragon 835 (см. рейтинг флагманов с этим чипом). В этом обзоре рассмотрим самые удачные модели, которые были выполнены на основе чипа Snapdragon 820 и 821 (это один и тот же процессор, просто 821-ая модель является его улучшенной модификацией).

Отметим, что с этими чипами могут быть только дорогие флагманы. Если интересуют телефоны средней ценовой категории, то там используется Snapdragon 625 – рейтинг телефонов с этими процессорами найдете .

LG G6 (34-36 тысяч рублей) – лучший смартфон с процессором Snapdragon 821

Телефон был анонсирован и появился на рынке в начале 2017 года. За год пребывания в продаже он собрал положительные отзывы, а характеристики флагмана позволяют назвать его лучшим.

Характеристики:

  1. Дисплей диагональю 5.7 дюйма и разрешением 2880х1440.
  2. Двойная камера (2 модуля с разрешениями 13 Мп) с оптической стабилизацией. Читайте о том, для чего в телефонах 2 камеры.
  3. Snapdragon 821 (улучшенная версия 820-ой модели) + видеоядро Adreno
  4. 4 Гб ОЗУ.
  5. 64 Гб памяти.
  6. 3300 мАч и функция быстрой зарядки.
  7. Защита стандарта IP68 (выдерживает погружение в воду на глубину до одного метра). В рейтинге лучших смартфонов с защитой IP68 телефон занял 2 место (смотрите сам рейтинг ).

Процессор обеспечивает быстродействие работы флагмана и стабильно тянет “тяжелые” приложения. Преимущества телефона видны в его характеристиках. Также пользователи отмечают прочность модели – после многократных падений она продолжает “жить”. Но и недостатки имеются:

  1. Фронтальная камера – мылит даже при ярком свете.
  2. Датчик света глючит.
  3. Есть жалобы, что при записи видео в течение более 7 минут начинаются тормоза.

Несмотря на недостатки LG G6 с процессором Snapdragon 821 является лучшим. И пусть фронтальная камера здесь плохая, если вы – не любитель селфи, то это не станет для вас недостатком.

2 место – Xiaomi Mi5S (21-23 тысячи рублей)

До выхода LG G6 именно Mi5s китайского производителя Xiaomi был лидером. При своей стоимости телефон обладал ТОПовым железом от Qualcomm в виде чипа Snapdragon 821. Модель была анонсирована в конце 2016 года, но даже сегодня она продается в магазинах и пользуется большим спросом из-за сниженной цены.

Характеристики:

  1. 15-дюймовый дисплей с разрешением FullHD.
  2. Камера с модулем Sony IMX378, светосилой f/2 и разрешением 12 Мп.
  3. 3 Гб ОЗУ.
  4. 64 Гб памяти.
  5. Батарея на 3200 мАч. Поддерживается быстрая зарядка.

Покупатели в отзывах пишут, что по акции модель можно найти за 17 тысяч рублей. За флагман с ТОПовыми комплектующими это низкая цена. Камера в дневное время суток делает детализированные фотографии с правильной цветопередачей и точным балансом белого. При этом шумы минимальны, но стоит только сменить освещение на более тусклое, так сразу появляются шумы.

Возможные недостатки:

  1. Слабый аккумулятор – его нужно заряжать каждый вечер. Если сомневаетесь, что вечером будет возможность зарядить телефон, то заряд придется экономить.
  2. Есть жалобы на прошивку MIUI.
  3. Сканер отпечатка пальца срабатывает в 90% случаев.
  4. Эргономика – норовит выпасть из рук.

Это легендарный аппарат, у которого высокий запас мощности. И хотя уже существует более старшая версия (Xiaomi Mi6), Mi5 по-прежнему сохраняет свое место на рынке и пользуется спросом.

3 место – OnePlus 3T (27-29 тысяч рублей)

OnePlus 3T – это конкурент флагману Xiaomi Mi5s. Мы долго думали, кому из них отдать второе место, а кому – третье. Выиграл Mi5s из-за низкой цены. Кому интересно, может посмотреть сравнение данных смартфонов .

Параметры:

  1. AMOLED-дисплей, 5.5 дюймов, 1920х1080.
  2. Камера с разрешением 16 Мп, светосилой f/2, оптической стабилизацией (Sony IMX 298).
  3. Чип Snapdragon 821 с видеоядром Adreno
  4. 6 Гб ОЗУ.
  5. 64 Гб памяти.
  6. Батарея на 3400 мАч, быстрая зарядка.

Телефон собирает положительные отзывы. На их основе выделяем преимущества:

  1. Скорость работы.
  2. Минималистичность операционной системы (отсутствие встроенных малополезных приложений).
  3. Мощность процессора с запасом.
  4. AMOLED-дисплей (хотя тут можно спорить. Многим больше нравятся обычные IPS-матрицы).
  5. Камера днем. Ночью есть проблемы.
  6. Быстрый GPS-трекер – сразу ловит спутник.

Недостатки:

  1. Зеленоватый оттенок при наклоне экрана.
  2. Скользкий корпус – телефон норовит выпасть из рук.
  3. Батарея.
  4. Частые случайные нажатия на физические кнопки.
  5. Родное защитное стекло легко царапается.
  6. Алюминиевый корпус на морозе превращается в лед, и голыми руками его держать невозможно.

Именно OnePlus 3T – лучший телефон, в котором процессор Snapdragon 821 реализован на полную мощность. Он показывает лучшие результаты в синтетических тестах среди всех смартфонов на его базе – 159547 баллов.

4 место – Xiaomi Mi Note 2 (24-29 тысяч рублей)

Средняя стоимость в магазинах указана в скобках, но на самом деле модель реально найти дешевле – за 23000 рублей (по акции). Телефон обладает большим экраном и построен на базе Qualcomm Snapdragon 821. Отличается от Mi5s большим дисплеем.

Характеристики:

  1. Диагональ AMOLED-экрана 5.7 дюймов, разрешение FullHD.
  2. Камера с разрешением 22 Мп.
  3. 4 Гб ОЗУ.
  4. 64 Гб памяти.
  5. Батарея на 4070 мАч + функция быстрой зарядки.
  1. Дизайн. Модель внешне напоминает Galaxy Note
  2. Сборка без люфтов, трещин, скрипов.
  3. Глубокий черный цвет за счет AMOLED-матрицы. Передача цветов точная, качественное олеофобное покрытие, смотреть видео – одно удовольствие.
  4. Производительность с запасом на несколько лет: любые игры и приложения не тормозят.
  5. Фронтальная камера снимает на уровне флагманов. При ярком освещении снимки получаются детализированными, без артефактов и неточных цветов.
  6. Батарея – телефон доживает до вечера при активном использовании в течение дня. При экономии энергии он выдержит 2-3 дня.
  7. Хорошо работают модули: Wi-Fi, GPS, сканер отпечатка пальца, NFC (бесконтактная оплата).

Недостатки:

  1. Камера при тусклом свете шумит (появляется зернистость на фото).
  2. Телефон стеклянный, скользкий и с закругленными краями – если выпадет из рук, то разобьется.
  3. При наклоне цвета на дисплее слегка уходят в синие тона. При установке яркости на минимальный уровень на экране видна пикселизация (отдельные пиксели).
  4. Нет слота для карты памяти.

За 23 тысяч рублей покупатель получает телефон с самым производительным процессором прошлого года, большой и точный в плане цветопередачи дисплей с указанными недочетами, камеру, которая при солнечном свете не уступает флагманским.

5 место – Google Pixel XL (34-35 тысяч рублей)

Телефоны от Google ранее воспринимались скептически, но сегодня нет сомнений в их качестве. Предыдущая версия “Пикселя” была создана на базе процессора Snapdragon 821, и в ней потенциал флагманского чипа почти раскрылся.

Характеристики:

  1. AMOLED-дисплей диагональю 5.5 дюймов и разрешением 2560х1440.
  2. Камера с разрешением 12.3 Мп, светосилой f/2, модуль Sony IMX378.
  3. 4 Гб ОЗУ.
  4. 32 Гб памяти.
  5. Батарея на 3450 мАч, функция быстрой зарядки.
  1. Одна из лучших камер на средину 2017 года. Примеры фото на Google Pixel XL можете посмотреть . Новая версия этого телефона (Google Pixel XL 2) на конец 2017 года (уже практически начало 2018) получила лучшую в мире камеру по версии DxOMark. Обзор и примеры фото лежит .
  2. При емкости батареи в 3450 мАч автономность телефона высокая. К вечеру остается 40% заряда. При средней нагрузке заряда хватит на 2 дня. Это говорит об оптимизации ПО.
  3. AMOLED-дисплей идеально откалиброван.
  4. LTE в Москве стабильно работает: быстро подключается, держит связь.
  5. Телефон благодаря ТОПовому процессору работает быстро.

Выпущенный в 2015 году флагманский чипсет Qualcomm Snapdragon 810 оказался не самым удачным. Он отличался склонностью к перегреву, из-за чего по производительности не смог существенно перегнать среднеклассовые Snapdragon 650 и 652 (которые были «отложены в долгий ящик» до конца года, чтобы не конкурировать с флагманом). Поэтому выхода нового Snapdragon 820 поклонники чипов этого производителя ждали с нетерпением.

Характеристики Snapdragon 820 очень сильно изменились, в сравнении с предшественником. Хоть количество ядер уменьшили вдвое, производительность выросла в те же 2 раза (140 тысяч против 70, по данным AnTuTu). Понять, в чем секрет такого прогресса, поможет анализ спецификаций этой SoC.

Техпроцесс

Snapdragon 820 производится по новому техпроцессу 14 нанометров FinFET, силами фабрики Samsung. Состоянием на осень 2016 года это – самые тонкие нормы литографии, задействованные в серийном производстве. Данный техпроцесс, при прочих равных, обеспечивает уменьшенное до 30-50 % энергопотребление (и тепловыделение), в сравнении с 20 и 22 нм.

Процессор

Центральный процессор Snapdragon 820 состоит из двух кластеров по 2 ядра (технология big.LITTLE), с частотами до 2,15 и 1,6 ГГц, соответственно. В нем используются 64-битные ядра процессора на микроархитектуре Cryo, собственной разработки компании. Они представляют собой альтернативу стандартным Cortex A72-ядрам, разработанным корпорацией ARM.

Графика

В процессоре Snapdragon 820 используется видеоядро последнего поколения Android 530. Оно содержит 256 универсальных вычислительных блоков, функционирующих на частоте до 624 МГц. Его производительность достигает 500 GFLOPS. Графический процессор в Snapdragon 820 поддерживает технологии Vulcan, OpenGL 3.1, OpenCL 2.0 и DirectX 12.1.

Контроллер поддерживает дисплеи с разрешением 4К (3840х2160), с частотой обновления кадра 60 FPS, или FullHD – 120 FPS. Доступно 10-битное кодирование сигнала, требующееся для раскрытия потенциала матриц IPS. Поддерживается вывод картинки на внешний экран.

Контроллер памяти

SoC Snapdragon 820 оснащается встроенным контроллером памяти, поддерживающим работу с чипами LPDDR4. Максимальная ширина шины – 64 бита, ее частота – до 1,86 ГГц. Максимальная пропускная способность интерфейса составляет 30 Гбит/с.

Связь

Процессор Snapdragon 820 оснащен модемом, поддерживающим работу с сетями LTE Cat.12 на прием и Cat.13 на передачу. Его скорость составляет 600/150 Мбит/с. Поддерживаются сети HSPA+ (3G), GSM, TD-SCDMA и CDMA.

Wi-Fi совместим с сетями стандартов 802.11a, ac, b, g, n (2,4 и 5 ГГц), а также 802.11ad (WiGig). Bluetooth соответствует версии 4.2. Навигационный блок IZat рассчитан на работу со спутниками GPS, BeiDou и ГЛОНАСС.

Контроллеры периферии

В довесок к процессору на ядрах Kryo, Snapdragon 820 имеет в своем составе DSP (цифровой процессор для обработки сигналов) Hexagon 620, работающий на частоте до 1 ГГц. Он снимает нагрузку с основных ядер ЦП в низкоуровневых задачах.

14-битный контроллер камеры в Snapdragon способен обработать до 1,5 гигапикселя в секунду. Чип способен обеспечить параллельную работу пары матриц с разрешениями до 25 МП, или одну на 28 МП. Также среди его возможностей – поддержка записи видео в 4K с частотой до 60 FPS.

Возможности Snapdragon 820

Характеристики Snapdragon 820 смотрятся внушительно, но какие возможности он предлагает на практике – попробуем разобраться. В первую очередь, впечатляет вычислительная мощь процессора и графики чипсета. Qualcomm проделали огромную работу и смогли добиться быстродействия, сравнимого с топовым ПК 2007 года (Intel Core 2 Quad + GeForce 8800GTX). Повторить успех почти год спустя смогли лишь Apple в своем A10 Fusion. Такой мощности достаточно, чтобы любая 3D-игра с реалистичной графикой работала без тормозов еще, минимум, года 3.

Сочетание производительных контроллеров экрана и камеры делает смартфоны на базе процессора Snapdragon 820 хорошо приспособленными для виртуальной и дополненной реальности. Одновременная обработка потока данных с камеры и вывод картинки на экран позволяет создавать объекты в средах AR и VR в режиме реального времени.

Наличие сигнального сопроцессора и интеграция всех контроллеров и сетевых модулей расширяет возможности по управлению энергосбережением. Благодаря этому процессор остается на треть холоднее предшественника даже под максимальной нагрузкой.

Популярные смартфоны на Snapdragon 820

Несмотря на высокую (около 70 долларов) стартовую цену, производители смартфонов активно заинтересовались SoC Snapdragon 820. В первые месяцы 2016 года его установили в несколько моделей, которые крепко засели в лидерах бенчмрка AnTuTu.

Samsung Galaxy S7

Одним из первых смартфонов на процессоре Snapdragon 820 стал Samsung Galaxy S7/S7 Edge в модификации для США и Китая. Отказ от собственного чипа Exynos 8890 вызван тем, что интегрированный модем Qualcomm приспособлен к сетям CDMA и TD-SCDMA, популярным в этих странах. Смартфон оснащен одной из лучших камер в мобильном мире.

Xiaomi Mi5

Параллельно с Samsung свой флагман на чипе Snapdragon 820 выпустили Xiaomi. Аппарат отличился тем, что при цене в 300 долларов он некоторое время занимал первую строчку в официальном рейтинге AnTuTu. Аппарат оборудован FullHD экраном, хорошей камерой на 16 МП, а также стильным корпусом из стекла и керамики.

OnePlus 3

Очередной «убийца флагманов» отличается наличием аж 6 Гб оперативной памяти. Благодаря сочетанию процессора Snapdragon 820 и такого объема ОЗУ он уже который месяц лидирует в официальном ТОП AnTuTu.

HTC 10

Как большинство флагманов 2016 года, получил процессор Snapdragon 820 и HTC 10. Он отличается отличным QHD экраном, стереозвуком, «ультрапиксельной» камерой на 12 МП и металлическим корпусом.

Sony Xperia X Performance

Новый флагман Сони тоже не обошелся без топового процессора Qualcomm. Производитель решил пока прекратить эксперименты с 4К, установив обычную FullHD матрицу, но другие характеристики (камера, память, дизайн) остались на высоте.

Также вам понравятся:



Лучшие компактные смартфоны 2018 года

Обзор Snapdragon 820 | Введение

Мобильную индустрию ждал сюрприз, когда компания Apple начала поставки iPhone 5s со специально разработанным 64-битным процессором. Переход на 64-бит был неизбежен, но никто не ожидал, что Apple сделает это так быстро. Не отстала и Qualcomm, чей 64-битный процессор был просто одной из точек на дорожной карте компании. Ввиду отсутствия собственного ядра, Qualcomm взяла штатные ядра ARM Cortex-A53 и Cortex-A57 для своего флагманского процессора Snapdragon 810 , появившегося в прошлом году.

Поскольку начальные условия для работы были далеко не идеальными, получился далеко не идеальный SoC. Еще до официальной премьеры Snapdragon 810 появились слухи о перегреве и проблемах с контроллером памяти. Наше собственное тестирование подтвердило информацию о перегреве, который явился результатом выпуска энергоемкого ядра A57 по технологическим нормам 20 нм на TSMC. Кроме того мы пока не видели 810-й чип, который использовал бы всю доступную пропускную способность памяти LPDDR4-1600, даже в версии v2.1.

Но даже несмотря на то, что 810-й SoC был лишь "пробным камнем", он оказался не так уж и плох. GPU Adreno 430 стал быстрее Adreno 420 в платформе Snapdragon 805 , чип смог сохранить лидерство Qualcomm по производительности ALU, а более быстрый LTE-модем Category 9 X10 переехал поближе к процессору.

Тем не менее, SoC 810 вызывает лишь чувство разочарования. Чрезмерный тепловой троттлинг сдерживал производительность, заставляя ядра A57 простаивать без нагрузки. В некоторых случаях старые чипы Snapdragon 801 и 805, а также системы A53 среднего уровня, предлагали эквивалентную или более высокую производительность. Положение для флагманского продута было незавидным.

С помощью нового чипа Snapdragon 820 и первого фирменного 64-битного вычислительного процессора Kryo, компания Qualcomm надеется избавиться от этих недостатков. Однако цель Snapdragon 820 заключается не только в повышении производительности. Он предлагает инновационные подходы взаимодействия с пользователем путем применения гетерогенных вычислений, сочетающих в себе уникальные способности каждого процессора – CPU, GPU, DSP и ISP для максимизации производительности и минимизации энергопотребления. Машинное зрение, передовые технологии изображения и виртуальная реальность – вот его целевые приложения.

Новые способности во многом стали возможны благодаря Zeroth (англ.) – API машинного обучения и зрения, за счет которой разработчики могут использовать преимущества Snapdragon 820 . Qualcomm называет ее "когнитивная вычислительная платформа", в дальнейшем она должна совершенствовать возможности виртуальных помощников на смартфонах, а также любых элементов, подразумевающих похожий на человеческий интеллект. Один из способов это сделать – имитировать, как люди учатся с помощью позитивной мотивации. Мы уже можем видеть, как мобильные устройства демонстрируют зачатки интеллектуального поведения, но они, как правило, используют вычислительную мощность облачных систем. Однако Qualcomm считает, что с появлением 820-го SoC эту обработку теперь можно выполнять локально на устройстве, как следствие, повышая конфиденциальность, поскольку все уникальные пользовательские данные не будут обрабатываться на чужих серверах.

Технология Qualcomm Scene Detect (обнаружение сцены) – это приложение Zeroth для машинного зрения. Используя гетерогенные вычисления, она применяет нейронные сети для обнаружения сцены, распознавания объектов и сведения шаблоном неподвижных изображений и видео с камеры устройства. Для этой технологии есть много применений, в том числе автоматическая подпись фотографий для облегчения поиска и дополненная реальность. Видеоролик выше демонстрирует основные возможности этой системы.

Smart Protect будет одним из первых "революционных приложений" на базе Zeroth. Эта технология выходит за рамки традиционной антивирусной защиты на основе сигнатур. С помощью машинного обучения и анализа поведения пользователя она сможет определить "ненормальное поведение", например, заметить, что телефон ведет съемку, когда экран заблокирован или отправляет SMS сообщения без взаимодействия с пользователем. Эта функция может быть использована для идентификации вредоносных программ нулевого дня или "трансформационного вредоносного ПО", которое создается для обхода популярных антивирусных программ.

Эта функция имеет компонент низкого уровня, работающий в ядре Android, и компонент, работающий в защищенной среде исполнения Qualcomm SecureMSM, который вредоносным программам будет намного труднее обойти. Кроме того, благодаря этим двум компонентам Smart Protect может эффективно контролировать системные ресурсы, связь приложений и т.д.

Примеры гетерогенных вычислений

Кроме Zeroth Snapdragon 820 использует гетерогенные вычисления для множества других передовых функций обработки изображения. Одна из демонстраций задействует API OpenCL 1.2 и FastCV для постобработки видеопотока в режиме реального времени, разделения и размывания фона в целях повышения конфиденциальности во время видеоконференции. Объединяя вычислительные мощности CPU и GPU, Qualcomm заявляет о повышении производительности более чем в два раза по сравнению с работой одного центрального процессора, а также о снижении потребления энергии до 40%. Эта же технология используется для улучшения качества панорамных изображений, устраняя швы и артефакты двоения, вызванные движущимися объектами. В дальнейшем приложения могут включать функцию предварительного просмотра видеоэффектов во время записи или улучшать дополненную реальность.

Демонстрация Qualcomm improveTouch

Функция Qualcomm improveTouch, которая также присутствует в SoC Snapdragon 810 , переносит обработку сигналов ввода с внешнего сенсорного контроллера на SoC. Используя DSP и ядра процессора с низким энергопотреблением, удается добиться снижения задержки сенсора и позволяет внедрять более сложные алгоритмы подавления "шумов" и ошибок ввода. Усовершенствованная обработка позволяет реализовать сложный механизм защиты от капель воды, который позволяет использовать экран, когда он мокрый, и улучшает чувствительность сенсора во время зарядки устройства, отфильтровывая электромагнитные помехи. Также есть функция пробуждения экрана по двойному касанию, потребляющая очень мало энергии.

Все эти специализированные процессоры эффективно связывает Qualcomm Symphony System Manager. Согласно Qualcomm, система Symphony предназначена для управления всей системой-на-чипе (SoC) в различных конфигурациях, в которых подбирается самая эффективная комбинация процессоров и специализированных ядер, чтобы работа выполнялась максимально быстро и с минимальным потреблением энергии. Это не простая задача, поэтому нам не терпится увидеть, как это отразиться на времени автономной работы на практике, когда первые продукты поступят в продажу.

Теперь, когда мы понимаем, как Qualcomm видит Snapdragon 820 и будущие SoC (если вы еще не догадались, они будут использовать гетерогенные вычисления), и их возможности, пришло время поближе взглянуть на само железо.

Обзор Snapdragon 820 | Архитектура

Qualcomm предпочитает не раскрывать подробностей строения своих последних процессоров. В отличие от открытой архитектуры ARM, Qualcomm в плане предоставления детальной информации ведет себя как Apple, особенно касательно GPU.

С усложнением мобильных задач развиваются и мобильные SoC. Одним из параметров, который постоянного меняется, является оптимальное количество процессорных ядер. Например, в Apple A9 используется два процессорных ядра, а в MediaTek Helio X20, установлено десять процессорных ядер в трехкластерной организации big.LITTLE. Вице-президент по маркетингу Qualcomm Тим Макдон говорит, что людям на самом деле не нужно больше четырех ядер. Хотя это заявление, скорее всего, вызовет жаркие споры, оно наверняка связано с тем, что в Qualcomm Snapdragon 820 используется четыре процессорных ядра Kryo в гетерогенной конфигурации из двух кластеров. Базовая архитектура каждого ядра процессора осталась прежней, но сами кластеры оптимизированы для работы на разных частотах и уровнях мощности, наподобие подхода ARM big.LITTLE. Два ядра Kryo в "серебряном" кластере с меньшей потребляемой мощностью работают на частоте до 1,6 ГГц и делят между собой кэш L2 объемом 512 Кбайт. Вторая пара ядер Kryo работает в высокопроизводительном "золотом" кластере с тактовой частотой до 2,2 ГГц и общим кэшем L2 объемом 1 Мбайт. Хотя два кэша второго уровня не распределены между золотым и серебряным кластером, они используют механизм отслеживания для когерентности. В отличие от Apple A9 в SoC Snapdragon 820 не используется кэш третьего уровня. По словам представителей Qualcomm в компании просчитывали возможность использования кэша L3, но в конечном итоге решили, что преимущества не оправдывают дополнительные расходы по потребляемой мощности и занимаемому пространству на кристалле. Qualcomm не разглашает подробности архитектуры Kryo, поэтому мы попытаемся сделать хоть какие-то выводы по результатам наших тестов.

Флагманские SoC Qualcomm Snapdragon 8xx

Snapdragon 820 Snapdragon 810 Snapdragon 805 Snapdragon 801
Производственный процесс 14nm FinFET 20nm HKMG 28nm HPm 28nm HPm
Архитектура ARMv8-A (32/64-bit) ARMv8-A (32/64-bit) ARMv7-A (32-bit) ARMv7-A (32-bit)
CPU Qualcomm Kryo (2x @ 2,15 ГГц + 2x @ 1,59 ГГц) ARM Cortex-A57 (4x @ 2,0 ГГц) + ARM Cortex-A53 (4x @ 1,5 ГГц) Qualcomm Krait 450 (4x @ 2,65 ГГц) Qualcomm Krait 400 (4x @ 2,45 ГГц)
GPU Qualcomm Adreno 530 @ 624 МГц Qualcomm Adreno 430 @ 630 МГц Qualcomm Adreno 420 @ 600 МГц Qualcomm Adreno 330 @ 578 МГц
Интерфейс памяти LPDDR4-1866 2x 32-bit (29,9 Гбайт/с) LPDDR4-1600 2x 32-bit (25,6 Гбайт/с) LPDDR3-800 2x 64-bit (25,6 Гбайт/с) LPDDR3-800/933 2x 32-bit (12,8/14,9 Гбайт/с)
Процессор сигнала изображения с камеры два ISP 14-bit (1,5 Гпикс/с, видеосенсоры до 2x 25 Мп) два ISP 14-bit (1,2 Гпикс/с, видеосенсоры до 55 Мп) два ISP 12-bit (1,2 Гпикс/с, видеосенсоры до 55 Мп) два ISP (930 Мп/s , видеосенсоры до 21 Мп)
Цифровой сигнальный процессор Hexagon 680 @ менее 1 ГГц Hexagon V56 @ 800 МГц Hexagon V50 @ 800 МГц Hexagon V50 @ 800 МГц
Интегрированный модем X12, LTE Cat 12/13, до 600 Мбит/с DL & 150 Мбит/с UL X10, LTE Cat 9, до 450 Мбит/с - MDM9x25, LTE Cat 4, до 150 Мбит/с

Информации по Kryo мало, а подробных сведений о строении графического процессора Adreno 530 вообще нет. Кроме названия нам известно лишь, что он будет работать при частоте 133-624 МГц. Расспрашивая Qualcomm о новом продукте, мы узнали, что компания сделала множество небольших архитектурных изменений в дизайне, то есть Adreno 530 представляет собой не полную переделку, а плавную эволюцию дизайна Adreno 430. Среди изменений было упомянуто более эффективное применение технологии сжатия данных при передаче информации с/на GPU с целью снижения потребления энергии.