Contente
- Visão geral das especificações
- Os designs de CPU com tri-cluster se tornam populares
- O jogo atinge outra velocidade
- Melhorias de IA
- Qual é o mais rápido?
- Ouça Gary Sims discutir as diferenças no Podcast
Três grandes designers de SoC de smartphones agora detalharam seus projetos de próxima geração, que fornecerão energia para os smartphones ao longo de 2019. A Huawei foi a primeira com seu Kirin 980, já alimentando a série Huawei Mate 20. A Samsung seguiu, anunciando o Exynos 9820. Agora a Qualcomm acaba de anunciar o Snapdragon 855.
Como de costume, uma seleção de melhorias de desempenho é oferecida no departamento de CPU e GPU. Também há um foco contínuo nos recursos de processamento de "IA" e conectividade 4G LTE mais rápida, mas ainda não há chip 5G pronto para uso no mercado. Se você está pensando em comprar um smartphone caro no próximo ano, aqui está tudo o que você precisa saber sobre os chipsets que os fornecerão.
Visão geral das especificações
Esses chips de alto desempenho estão migrando para novas tecnologias em geral. Existem os mais recentes designs de CPU Arm e personalizados, componentes GPU mais recentes, silício de aprendizado de máquina aprimorado e modems LTE mais rápidos. A Samsung e a Qualcomm estão liderando o setor aqui com chips LTE de 2Gbps com tecnologias de agregação de operadoras de massa, que devem oferecer melhorias de conectividade na borda da célula e em áreas densas ao longo do Kirin 980. O suporte multimídia também continua avançando, com conteúdo HDR e até 8K suporte aparecendo nos chips Exynos e Snapdragon e suporte de hardware para os codecs H.265 e VP9 para melhor eficiência.
Notavelmente, os modems 5G estão ausentes nos três chips de próxima geração, o que pode parecer estranho, devido ao esforço que algumas operadoras e fabricantes estão fazendo para o 5G em 2019. No entanto, todos os três chips suportam o 5G por modems externos, tornando-o um extra opcional para os dispositivos que apresentam suporte antecipadamente.
Huawei e Qualcomm estão agora no TSMCs 7nm, enquanto a Samsung está logo atrás em seu próprio processo de 8nm.
Muito mais barulho foi feito sobre a corrida para 7nm. A Huawei fez disso uma parte essencial do anúncio do Kirin 980, o que levou a Qualcomm a declarar que também construiria seu chip de próxima geração no processo de 7nm da TSMC. A indústria móvel já está rapidamente mudando de 10nm em busca de eficiência de energia e pegadas de silício menores. Para nós consumidores, os chips de 7 nm devem significar maior duração da bateria e dispositivos com melhor desempenho.
O uso da Samsung de seu nó interno de 8 nm sugere que sua própria tecnologia de 7 nm não está pronta para a produção em massa. A Samsung espera uma modesta melhoria de 10% no consumo de energia entre seus processos de 10 nm e 8 nm. Enquanto isso, o TSMC apresenta uma melhoria de 30 a 40% com sua própria mudança de 10 para 7nm - claramente muito melhor se for preciso. É claro que outros fatores determinarão o consumo final de energia, mas o chip da Samsung pode ser um pouco prejudicado aqui.
Os designs de CPU com tri-cluster se tornam populares
Atualmente, os designs de CPU do smartphone SoC são mais interessantes e diversificados do que há muito tempo. Os octa-core de hoje buscam designs de cluster inovadores e mais eficientes, consistindo em núcleos de CPU mais diversificados e altamente personalizados do que nunca. A big.LITTLE deu lugar a grande, média e pequena, com Cortex-A76, A75, A55 e Samsung continua a lançar um design altamente personalizado na mistura.
Clusters de CPU 2 + 2 + 4 com um cache L3 compartilhado são os grampos do design da Huawei e da Samsung. Essa transição do design 4 + 4 para um tri-cluster é mais ideal para o pico de desempenho sustentado em um fator de forma para smartphone e também deve melhorar a eficiência energética. O Snapdragon 855 leva essa filosofia um passo adiante, com um design de CPU 1 + 3 + 4.O núcleo “principal” do Snapdragon 855 possui o dobro do cache L2 e uma velocidade de clock mais alta do que os outros três grandes núcleos, tornando-o um levantador pesado quando o desempenho máximo de thread único é necessário.
Huawei e Samsung optaram por designs de CPU 2 + 2 + 4, enquanto a Qualcomm optou por 1 + 3 + 4. Todos os três estão buscando um desempenho mais alto e sustentável.
Enquanto a Qualcomm e a Huawei aderem aos núcleos Cortex-A76 nas seções grande e média, a Samsung opta pelo Cortex-A75 mais antigo, que provavelmente economizará tamanho de silicone e potencialmente calor. Isso ajudará a compensar os gigantescos núcleos de CPU personalizados e também permitirá alguns núcleos extras de GPU em comparação com o Kirin. A Samsung implementou seu próprio sistema de gerenciamento de cluster do tipo DynamIQ, pois a Arm não licencia sua tecnologia de unidade compartilhada DynamIQ para uso com projetos de núcleo personalizados, portanto, teremos que esperar para ver como todos esses projetos lidam com o agendamento de tarefas.
A outra grande questão para esta próxima geração é se o design da CPU personalizada da quarta geração da Samsung é mais poderoso e eficiente em termos de energia como o Arm Cortex-A76, que forma a base do Kirin 980 e é aprimorado no Snapdragon 855. A terceira geração do M3 o núcleo não era tão bom quanto o Cortex-A75 da Qualcomm no Snapdragon 845 em ambos os aspectos, e o próprio aumento de 20% no desempenho da Samsung e as projeções de 40% de eficiência podem não ser suficientes para nivelar o campo de jogo.
Enquanto isso, já vimos o Kirin 980 se destacar no desempenho de CPU de um e vários núcleos, superando com firmeza os produtos de última geração. Existem algumas diferenças importantes no design do Snapdragon 855, mas o potencial do Cortex-A76 certamente parece impressionante.
O jogo atinge outra velocidade
Com os jogos para celular que continuam conquistando grande parte do mercado global, há boas notícias nesta última rodada de SoCs de alto desempenho. Tanto o Samsung Exynos 9820 quanto o Kirin 980 usam a mais recente GPU Arm Mali-G76, que aumentará o desempenho dos jogos.
Enquanto o Kirin 980 usa uma configuração de 10 núcleos, equivalente ao Mali-G72 de 20 núcleos, o Exynos 9820 oferece desempenho extra com uma implementação do Mali-G76 de 12 núcleos. O chipset da Samsung deve ter o melhor desempenho para os jogadores, e os benchmarks abaixo também sugerem que esse é o caso por uma certa margem.
Essa implementação também fecha a lacuna com a geração atual de gráficos Adreno. Nossa prática com o Kirin 980 confirma que o desempenho dos jogos no estádio dos telefones Snapdragon 845 atuais, às vezes um pouco à frente, às vezes atrás, mas nunca se separando. O Snapdragon 855 promete acrescentar 20% a mais à geração atual, o que mantém a frente notável ao longo de 2019. Embora a configuração do Mali-G76 MP12 dentro do Exynos 9820 dê ao Snapdragon 855 uma corrida muito apertada pelo seu dinheiro.
Em resumo, os aparelhos Snapdragon 855 oferecem o melhor desempenho de jogos deste ano, seguidos pelo Exynos 9820 e, em seguida, pelo Kirin 980. Embora todos esses SoCs sejam mais do que rápidos o suficiente para uma experiência decente na maioria dos títulos para celulares de última geração.
Melhorias de IA
O aprendizado de máquina, ou IA, como algumas pessoas chamam, também teve um grande aumento de desempenho em todos esses SoCs. Pela primeira vez, a Samsung oferece suporte a hardware de aprendizado de máquina dedicado em seu SoC com uma unidade de processamento neural (NPU) que oferece um aumento de desempenho de 7x em comparação com o Exynos 9810. A Huawei dobrou o nível de silício NPU dentro do Kirin 980, o que certamente amplia os já impressionantes recursos de "IA" da empresa.
O Snapdragon da Qualcomm há muito oferece suporte a tarefas de aprendizado de máquina, por meio de uma mistura heterogênea de CPU, GPU e DSP, em vez de hardware específico de aprendizado de máquina. Seu DSP foi projetado para matemática rápida e introduziu extensões para operações específicas, mas nunca foi um projeto de aprendizado de máquina dedicado.
Agora, a matemática do tensor de matriz de massa agora é suportada no hardware em todos os três SoCs principais.
Nesta geração, a Qualcomm parece ter escolhido o tipo de hardware extra que deseja aumentar o desempenho do aprendizado de máquina. A introdução de um processador Tensor no Hexagon 960 deve realmente ajudar a acelerar o desempenho do Snapdragon 855 em uma variedade de aplicações.
O desempenho da IA é notoriamente difícil de medir, porque depende muito do tipo de algoritmo que você está executando, do tipo de dados usado e dos recursos específicos do chip. A indústria parece ter se contentado com o produto escalar, a matriz de massa se multiplica / se multiplica como o caso mais comum de aceleração e os três chips oferecem um grande impulso ao desempenho e à eficiência energética para esse tipo de aplicação.
Para os consumidores, isso significa um reconhecimento de objetos e faces mais rápido e com maior eficiência da bateria, transcrição de voz no dispositivo, processamento de imagem superior e outros aplicativos de "IA".
Qual é o mais rápido?
Com os dispositivos finalmente em nossas mãos, pudemos observar as diferenças de desempenho entre o Snapdragon 855, Exynos 9820 e Kirin 980 um pouco mais perto.
Em termos de CPU, o Snapdragon 855 empurra o envelope de desempenho de maneiras novas e interessantes, devido à sua configuração exclusiva do núcleo da CPU e às velocidades de clock um pouco mais altas. É preciso o que a Huawei já conseguiu com o Kirin 980 e leva a idéia a outros extremos. No entanto, é o Exynos 9820 que é o chip mais interessante na frente da CPU. O núcleo de CPU personalizado da quarta geração da empresa oferece muito mais grunhidos de núcleo único do que o design baseado no Cortex-A76 encontrado no Snapdragon 855 e Kirin 980.
No entanto, devido ao uso de dois núcleos menores do Cortex-A75 para multitarefas, o chipset não acompanha o Snapdragon 855 em cargas de trabalho com vários núcleos. O Kirin 980 ainda está logo atrás do Exynos da Samsung, devido à menor velocidade geral do relógio do que seus chips rivais. O SoC, principal carro-chefe da Huawei, ainda é muito delicado, mas a duração da bateria tem sido claramente uma prioridade mais alta que o desempenho bruto. O mesmo não se pode dizer sobre os núcleos de CPU personalizados, sedentos de energia e francamente grandes da Samsung.
Como discutimos anteriormente, os chips gráficos Adreno 640 do Snapdragon 855 têm a maior potência de GPU dentre todos esses chips. A GPU sobrevoa as partes de Arm Mali-G76 em seus rivais por uma margem considerável no 3DMark e também vence a maioria dos testes do GFXBench (um pouco mais sobre isso em um momento). Infelizmente para a Huawei, a implementação Mali-G76 de 10 núcleos do Kirin 980 fica muito aquém de seus rivais e resultará em taxas de quadros mais lentas em títulos de ponta. Seu desempenho cai em algum lugar em torno dos carros-chefe Exynos e Snapdragon do ano passado. Isso não é lento, mas não oferece desempenho de ponta.
Antes de fechar, os aparelhos Exynos Galaxy S10 se tornaram visivelmente mais quentes do que o seu rival durante o benchmarking, para que também realizássemos alguns testes de desempenho sustentável nos chips. Os resultados não proporcionam boa leitura para o Exynos 9820, pois claramente reduz o desempenho antes dos concorrentes. Portanto, embora o Mali-G76 MP12 da Exynos dê ao Adreno 640 uma corrida pelo seu dinheiro em um teste rápido, o Snapdragon 855 oferecerá um desempenho muito melhor sustentado durante uma sessão de jogo moderada.
Demora aproximadamente 9 minutos para o Exynos 9820 diminuir o desempenho em cerca de 16%. O Kirin 980 da Huawei, com uma configuração menor do Mali-G76 MP10, mantém seu desempenho por cerca de 15 minutos. Enquanto isso, o Qualcomm Snapdragon 855 consegue manter um desempenho altamente consistente neste benchmark por aproximadamente 19 minutos. Aqui, o Exynos 9820 vê um segundo corte no desempenho. Em termos percentuais, o Snapdragon 855 reduz no máximo 31% de seu desempenho, com uma queda média de 27%. Por outro lado, o Exynos 9820 se rende até 46%, com uma queda média de 37%. O chip da Samsung está muito quente para manter seu potencial máximo de desempenho.
Em termos de recursos, a Qualcomm lança quantos SoC você desejar. LTE super rápido, suporte 5G, se você quiser, carregamento rápido, não estou totalmente convencido de que o suporte a vídeo 8K seja realmente algo que os smartphones precisarão em breve, mas também temos taxas de quadros mais altas para resoluções mais baixas, o que é ótimo. O Exynos da Samsung inclui um conjunto semelhante de recursos e um modem LTE veloz. O Kirin 980 tem você muito bem coberto também, e todos podem suportar modems 5G para smartphones high-end 2019.
LER: Os melhores processadores para smartphones de gama média de 2019
Para os jogadores, o núcleo gráfico Adreno 640 da Qualcomm lidera o campo. Para a maioria das aplicações, o Mali-G76 da Arm é mais do que rápido o suficiente, mas quem procura desempenho extremo e de primeira linha pode querer optar por um aparelho com Snapdragon no próximo ano.
No geral, todos esses chips são impressionantes e aumentam o desempenho e, mais importante, a eficiência energética para outro nível. A mudança para 7nm, ou 8nm no caso da Samsung, é uma boa notícia para a duração da bateria, se nada mais. Além disso, estamos entrando em uma era de projetos de cluster de CPU exclusivos e interessantes e recursos de aprendizado de máquina. A tecnologia SoC para smartphones continua a inovar a um ritmo impressionante.
