8 месяцев назад 23 марта 2018 в 15:17 2768

Qualcomm показала новую версию своего флагманского чипа Snapdragon 845 в конце 2017, а к февралю 2018 года подоспел первый смартфон — пока референсное устройство, ещё не вышедшее в продажу. В чипе ожидаемо обновились процессор, модем, графический и звуковой модуль. Но добавилось и кое-что новое — модули для работы искусственного интеллекта, нужд машинного обучения и безопасности.

На презентации Snapdragon 845 руководитель компании Qualcomm Кристиано Амон, отметил, что уже треть от ВВП одного только Китая — это цифровая экономика. И дальше будет только больше — растёт производство устройств для этой экономики: в следующие три года с конвейеров сойдут ещё 9 миллиардов смартфонов, в результате две трети населения планеты будут обладать хотя бы одним аппаратом. Причём множество производительных моделей получат именно чип Snapdragon 845.

Процессор Kryo 385 — на 20% быстрее

Сердце Snapdragon 845 — процессорный модуль Kryo 385, относящийся уже к третьему поколению процессоров Qualcomm. Он состоит из 8 ядер, разбитых на два кластера: 4 ядра помощнее для сложных задач вроде игр и 4 ядра средней производительности для вещей попроще, вроде просмотра видео. В этой логике ничего нового, тоже самое было и в предыдущем флагмане Snapdragon 835 с процессором второго поколения — Kryo 280.

Ничего нового нет и во внутреннем дизайне ядер. Как и в прошлом флагмане, все процессорные ядра — по лицензии ARM Cortex. Если точнее, то все они — из высокопроизводительной серии Cortex-A, где A — сокращение от Application (англ. приложение). В ARM маркируют ядра также как в Intel и AMD маркируют процессоры: самые производительные начинаются на 7, сбалансированные — на цифру 5, менее мощные — на цифру 3. Qualcomm от заложенных в Kryo 280 традиций не отошла: в Kryo 385 упакована комбинация мощных и средних ядер.

Раньше Qualcomm только лицензировала архитектуру ARM, а ядра проектировала своими силами под брендом Krait. Но в 2013 году Apple неожиданно стала лидером индустрии мобильных чипов, представив первый 64-битный чип — Apple A7. Почувствовав отставание, Qualcomm вынуждена была отвечать и сменила тактику, компания перешла от собственного дизайна ядер к лицензированному дизайну ARM.

Apple к сентябрю 2017 года выпустила в продажу смартфоны уже на пятом поколении своего 64-битного чипа Apple A11 Bionic, установленном в iPhone 8, 8 Plus и iPhone X. Нынешнюю разработку Qualcomm можно считать лишь четвёртым поколением 64-битных чипов компании, причём устройства на Snapdragon 845 выйдут в продажу сильно позже новых iPhone.

Чип Snapdragon 845 Snapdragon 835 Snapdragon 821
Процессор Kryo 385 Kryo 280 Kryo
Мощные ядра 4 × Cortex-A75, 2,8 ГГц 4 × Cortex-A73, 2,45 ГГц 2 × 2,34 ГГц
Слабые ядра 4 × Cortex-A55, 1,9 ГГц 4 × Cortex-A53, 1,9 ГГц 2 × 1,8 ГГц

Четыре производительных ядра — Cortex-A75, самые мощные модели из доступных в линейке Cortex-A, дополнительно улучшенные в Qualcomm и работающие на частоте до 2,8 ГГц. Такой показатель — абсолютный рекорд среди всех процессоров на конец 2017. Он на 350 МГц выше предыдущего Kryo 280 (с Cortex-A73), а в Qualcomm говорит о 25-30% приросте производительности.

Четыре эффективных ядра — это ARM Cortex-A55, они работают на частоте до 1,9 ГГц. Qualcomm заявляет о 15% приросте производительности относительно слабых ядер Kryo 280 (Cortex-A53) предыдущего поколения при идентичной частоте.

Техпроцесс Snapdragon 845, как и его предшественника Snapdragon 835, выполнен по 10-нм норме FinFET (Fin Field-Effect Transistor, англ. плавниковый полевой транзистор). Qualcomm занимается только разработками и предпочитает договариваться о производственных линиях и техпроцессе со сторонними компаниями. С 2015 года такой договор заключён с заводами Samsung Foundry, поэтому чипы выходят на разработанных инженерами Samsung техпроцессах. Для предыдущего флагмана Snapdragon 835 использовался 10-нм техпроцесс первого поколения, так называемый 10LPE (Low Power Early, англ. низкое энергопотребление раннее). А для изготовления нового Snapdragon 845 используется уже второе поколение 10-нм техпроцесса — 10LPP (Low Power Plus, англ. низкое энергопотребление плюс). По сравнению с первым, второе поколение обещает или экономить 15% энергии на том же уровне производительности или обеспечивать на 10% больше производительности, но уже без экономии энергии.

Процессор Kryo 385 Kryo 280 Kryo
Кэш L1 Личный 256 Кб у A75 и 128 Кб у A55 Личный Личный
Кэш L2 Личный 1 Мб у мощных, 512 Кб у слабых Общий 2 Мб у мощных и 1 Мб у слабых Общий 1 Мб у мощных и 512 Кб у слабых
Кэш L3 Общий 2 Мб

Объём персонального для каждого ядра кэша первого уровня (L1) закономерно вырос: у больших ядер он составляет 256 Кб, а у маленьких — 128 Кб. Но серьёзной новацией стало появление персонального кэша ещё и на втором уровне (L2) — раньше он был общим для каждого кластера ядер. Теперь в Kryo 385 у больших ядер его объём составлял 1 Мб, а у маленьких — 512 Кб.

Кэш третьего уровня (L3) в предыдущих чипах отсутствовал как таковой. Теперь он здесь, хотя доступ к нему общий для всех вычислительных ядер и графического ядра Adreno. Объём этого кэша составит 2 МБайта, а управлять доступом к нему будет тот же контроллер, который займётся и распределением вычислительной нагрузки — Qualcomm SDM845, работающий по технологии ARM DinamiQ, наследнике аналогичной технологии big.LITTLE. Если суммировать объём кэша Kryo 385, то пока он не может сравниться с Apple A11 Bionic, но прогресс налицо — Qualcomm уже достаточно близка.

В конечном итоге новые ядра ARM с увеличенным кэшем и большей тактовой частотой, новый техпроцесс Samsung 10LPP и собственные доработки компании Qualcomm, позволяют создателям Kryo 385 заявлять о внушительных 30% прироста производительности по сравнению с предшественником Kryo 280. Независимые эксперты говорят о 20% приросте как в одноядерным, так и во многоядерном тестировании на референсной модели.

Память LPDDR4X — больше моделей на 8 Гб

Snapdragon 845 работает с таким же типами памяти, как его предшественник Snapdragon 835: LPDDR4X и LPDDR4. Однако памяти LPDDR4X производится всё больше, а значит и будущие модели преимущественно будут оснащены ею. Рабочая частота памяти составляет 1,8 ГГц, а максимально поддерживаемый объём всё тот же — 8 Гб, хотя некоторые ожидали увидеть в 2018 году Android-смартфоны уже с 16 Гб ОЗУ.

Референсное устройство от самой Qualcomm оснащено 6 Гб оперативной памяти. В прошлом году вышли сотни моделей на Snapdragon 835, большинство оснащалось 4 Гб оперативной памяти, около 30 моделей — 6 Гб и всего 7 моделей получили 8 Гб ОЗУ: Xiaomi Mi Mix 2, Razer Phone, Archos Diamond Omega, OnePlus 5 и 5T, а также ZTE nubia Z17 и Z17s. Пока не раскрыты технические характеристики планируемых на 2018 год моделей, но можно спекулировать, что 8 Гб получит значительно большее число аппаратов, а большинство будут иметь как раз 6 Гб LPDDR4X.

Графика Adreno 630 — 45% прирост

Графический модуль Snapdragon 845 дорос до шестого поколения Qualcomm и получил обозначение Adreno 630. В предыдущих чипах, Snapdragon 835 и 821, использовались Adreno 540 и 530 соответственно. Странным образом новый чип в Qualcomm называют не GPU (Graphical Processing Unit, англ. графический процессор), а VPS (Visual Processing Subsystem, англ. подсистема визуальной обработки).

Компания не делится детальным подробностями внутреннего устройства Adreno 630. Но известно, что канал передачи данных на дисплей расширен в 2,5 раза. В результате чип позволяет вывести изображение сразу на два дисплея разрешением 2 400 × 2 400 и частотой 120 кадров в секунду каждый. Такая ширина канала необходима для шлемов и очков виртуальной реальности. Также к поддержке 10-битного HDR в разрешениях 4К добавилась поддержка гаммы Rec. 2020. Правда, будет ли видна разница — зависит от дисплея.

По оценкам независимых экспертов в некоторых тестах производительность Adreno 630 на 40-45% выше Adreno 540.

Обработка изображений Hexagon 685 — теперь и для нейронных сетей

В Snapdragon 845 также обновился модуль DSP (англ. Digital Signal Processing, англ. обработка цифрового сигнала). Новейшая итерация получила наименование Hexagon 685.

В отличии от своих предшественников, Hexagon 682 и Hexagon 680, новый модуль не просто занимается обработкой фотографий и видео на лету, но и производит многопоточные векторные вычисления — проводит до нескольких тысяч операций за такт, в противовес нескольким сотням, на которые способен процессор. Такие новации в DSP — ответ Qualcomm на запрос об обсчёте алгоритмов нейронных сетей и машинного обучения прямо на устройстве вместо облака.

Данные с камер Spectra 280 — в гамме BT.2020

Модуль обработки потока данных от камеры, называемый ISP (Image Signaling Processor, англ. процессор данных изображений) полностью переделан. В Snapdragon 845 за обработку голого потока данных с камер отвечает Spectra 280 ISP.

Spectra 280 ISP обрабатывает больше цветовой информации тремя путями. Во-первых, переходом от 8-битного цвета на канал к 10-битному, что даёт пользователю больше оттенков в той же гамме. Во-вторых, расширением цветового охвата от стандарта Rec. 709 до стандарта Rec. 2020, что увеличивает спектр видимых сенсором камеры цветов. В-третьих, увеличением яркости до 10 000 нит, то есть разница между уровнями освещённости объектов одного оттенка передаётся значительно точнее. В результате объём обрабатываемых ISP цветовых данных вырос в 64 раза.

Всего Spectra 280 ISP способна обработать 16 мегапикселей при 60 кадрах в секунду (например, 4К) и делать всё это HDR10. Также чип способен вести высокочастотную (то есть замедленную, в пересчёте на 24 кадра) съемку в 480 кадров в секунду при разрешении до 720p. Обработка и запись фото поддерживается в разрешении до 32 МПкс. Для одиночной камеры или 16 МПкс. для двойной.

Чип также проводит энергоэффективную многокадровую очистку шума, ускоренную программную стабилизацию изображения и может компенсировать временную фильтрацию, помимо прочего, снижая таким образом нагрузку на процессор.

Звук Aqustic — с кодеками aptX HD

Отдельным компонентом системы Snapdragon 845 стал аудиочип: Qualcomm Aqustic. Он поддерживает Bluetooth 5, а вместе с ним и самые последние беспроводные аудиокодеки aptX и aptX HD, обеспечивающие более высокое качество звука через Bluetooth.

Помимо кодеков, Qualcomm Aqustic поддерживает ещё и проприетарную технологию Qualcomm TrueWireless, которая позволяет транслировать звук напрямую на устройства его воспроизведения. Обычно в Bluetooth наушниках, у которых два независимых беспроводных «уха», сигнал от передатчика принимает одно «ухо», а потом передаёт его второму. Qualcomm заверяет, что прямая передача может экономить до 50% энергии.

Связь по модему X20 — до 1,2 Гбит/с по LTE

За LTE и Wi-Fi отвечает новый модемный модуль X20. В предыдущем флагмане, Snapdragon 835, уже поддерживался гигабитный LTE в модуле X18. Второе поколение этого гигабитного модема, X20, соответствующий LTE категории 18. Скорости загрузки и отдачи повысились на 20%: модуль сможет получить данные из сотовой сети на аппарат на скорости в 1,2 Гбит/с, а отдать в сотовую сеть с аппарата — на скорости в 150 Мбит/с.

На презентации чипа Кристиано Амон делал особый упор на 5G, новом флажке на холме для всей индустрии связи. И хотя до настоящего 5G ещё далеко — путь к нему лежит через распространение гигабитного LTE, на который сейчас брошены буквально все лучшие люди из индустрии связи.

Одно из самых больших нововведений — агрегация сразу 5 операторов, вместо прошлых 4, плюс доступ к нелицензируемому спектру по технологии License Assisted Access (LAA). Также модем поддерживает MIMO 4 x 4, которое может получать от 3 операторов сразу, плюс VoLTE по двум SIM-картам.

Wi-Fi компонент же полностью поддерживает новейший стандарт 802.11ad на скоростях до 4,6 Гбит/с.

Быстрая зарядка Quick Charge 4+

Система получила новую технологию Quick Charge 4+ в противовес Quick Charge 4.0 и 3.0 в Snapdragon 835 и 821. Зарядка с QC 4+ должна проходить с меньшим нагревом аппарата, на 30% более эффективно и на 15% быстрее по сравнению с прошлогодним QC 4. По стандартам самой Qualcomm, аккумулятор должен будет заряжаться с 0% до 50% за 15 минут. Системой также гарантируется обратная совместимость с USB Power Delivery. Таким образом устройство со Snapdragon 845 может отдавать заряд другим устройствам, имеющим USB PD.

Безопасность с новым SPU

Модуль SPU (Secure Processing Unit, англ. процессор безопасности) отвечает за хранение и обработку биометрии. Теперь именно в нём хранятся и обрабатываются такие деликатные данные как отпечатки пальца, сканы радужки глаза, слепки голоса, глубинные снимки лица, банковские реквизиты, пользовательские ключи шифрования, ключи шифрования приложений и данные SIM.

В случае, если зловред захватит отдельное приложения или даже всю систему — добраться до модуля SPU он не должен. Данные со сканера отпечатков пальца и датчика глубины форм лица отправляются и считываются прямо через SPU, обходя остальные части системы, занятые, например, обработкой графики или проигрыванием музыки.

У этого блока отдельный процессор Cortex-M3, генератор псевдослучайных чисел, своя память, отдельный аккумулятор и операционная система.

Однако решение о том где хранить и обрабатывать данные для авторизации лежит на разработчиках приложений. Разработчики должны будут выбрать какие операции обрабатывать в старом и привычном изолированном окружении существующих чипов, а какие – в новом SPU.

Смартфоны и ноутбуки на Snapdragon 845

Устройства на базе Snapdragon 845 должны будут выходить в течении всего 2018 года. Xiaomi уже подтвердила, что будет использовать 845 в своих флагманах. Samsung использует новый процессор в Galaxy S9 и S9+. Новинка также окажется в HTC U12, Vivo Apex, Nokia 9 и Nokia 8 Pro, новом ZTE nubia и Sony Xperia. Множество других компаний, в числе которых LG, OnePlus и другие также готовят свои модели на Snapdragon 845.

Qualcomm отдельно подчернула «оптимизацию» чипа под Windows. В 2017 году уже выходили ноутбуки с Windows на базе предыдущего флагмана, Snapdragon 835. В 2018 свет увидят и новые модели.

Никто не прокомментировал материал. Есть мысли?