Snapdragon 820: amit eddig tudunk

A Qualcomm az okostelefonos processzorok piacának domináns szereplője, az iPhone-t kivéve szinte minden gyártó szinte minden termékében a cég lapkái ketyegnek. A Qualcomm azonban lassan mozdult a 64 bites processzorok felé, így az idei évben csupán egy vészmegoldásra, a Snapdragon 810-re futotta, amelyet licencelt anyagokból, villámgyorsan rakott össze. A 810 mára egyértelműen ballépésnek számít, elavult gyártástechnológiával, gyorsan melegedő (és emiatt befékező) processzormagokkal.

Nem véletlen tehát, hogy a Qualcomm és az iparági szereplők is türelmetlenül várják az új generációt - a Samsung és az Apple ugyanis már saját fejlesztésű processzorokat használ a csúcsmodellekben, ezekhez képest pedig az LG, a Motorola vagy épp a Sony a kevésbé versenyképes Qualcommokra fanyalodik. A megváltásnak ígérkező Snapdragon 820 várhatóan jövő év elején lesz elérhető telefonokban, lássuk, mit tud a vadonatúj fejlesztés!

Vágjunk a közepébe: Kryo CPU

A vállalat új, Kryo névre keresztelt processzormagjával a Snapdragon processzorok ismét szakítanak az ARM-fejlesztésű, licencelt Cortex magokkal, és a cég újra visszatér a saját fejlesztésű egységekhez. Az utasításarchitektúra persze maradt ARM, egész pontosan a 64 bites ARMv8, az implementáció azonban immár újra a Qualcomm mérnökeinek munkája.

A 64 bites Kryo CPU a gyártó ígérete szerint köröket ver a jelenlegi Snapdragon 810-re, a Qualcomm kétszeres teljesítményt és ugyancsak kétszeres energiahatékonyságot ígér a renitens Snapdragon 810 lapkákhoz képest. Az új processzor 14 nanométeres FinFET eljárással készül, kizárásos alapon a gyártópartner minden bizonnyal a Samsung - ezzel a dél-koreai cég a saját Exynos chipjei és az Apple Ax sorozat mellett a Qualcommot is megszerezte ügyfélnek. A modernizált gyártástechnológiának tudja be a gyártó, hogy az új chipek számottevően magasabb,  2,2 gigahertzes maximális órajellel jelennek meg - a Snapdragon 810-nek 1,8-2 GHz-nél volt "vége". Az még tudható, hogy a Snapdragon 820 mellé egyedi fejlesztésű interconnect kerül, a Qualcomm ugyanakkor érdekes módon gyakorlatilag semmilyen információt nem árult el a Kryo mikroarchitektúráról, így nem ismerjük a magok tulajdonságait vagy a gyorsítótárak méretét sem.

Érdekes módon a Qualcomm azt sem közölte pontosan, hogy a Snapdragon 820-ban pontosan hány mag is van, a szöveg csupán annyit tartalmaz, hogy a Kryo CPU-egység négymagos konfigurációt kap, de nyitva hagyja a lehetőséget a kiegészítő lassú magok beépítése előtt (ma jellemzően ilyen konfigurációt használ a legtöbb chip). A cég mindenesetre, ha külön magklaszterrel nem is, de szeparálja majd az eltérő erőforrásigényű feladatokat, az egyes elemek (CPU, GPU, jelfeldolgozó egység) között.

A "heterogén" megközelítés lényege, hogy a megszokott processzormagok mellett, a lapka többi részét is igába hajtja az egyes feladatok elvégzése során. Az egyes feladatok szétosztásáról a cég új, Symphony System Manager rétege gondoskodik. Ez adott esetben nem csak a CPU-magoknak, de a GPU-nak vagy akár a DSP-nek és az ISP-nek is kioszthat feladatokat, ha úgy ítéli, azok egyes számításokat energiahatékonyabban képesek elvégezni. Ezzel az AMD után a Qualcomm az első processzorgyártó, amely potenciálisan HSA-kompatibilis (Heterogenous System Architecture) chipet dob piacra - az esetleges HSA támogatás szintjéről azonban a cég egyelőre mélyen hallgat.

Érkezik az új Adreno

A 820-as lapkába kerülő Adreno 530 GPU-ról a gyártó már augusztus első felében elárult néhány részletet: az a várakozások szerint 40 százalékkal gyorsabb lesz, és ugyanennyivel kevesebbet fogyaszt majd, mint a Snapdragon 810-ben szolgálatot teljesítő Adreno 430 GPU. A grafikus egység a Renderscript, Vulkan és a megosztott virtuális memória támogatásával kiegészített OpenCL 2.0 mellett az AEP-vel (Android Expansion Pack) szerelt OpenGL ES 3.1-et és természetesen a Windows 10 Mobile által használt DirectX 12-t is támogatja, így szinte az összes ma használt API-val kompatibilis. A megosztott virtuális memória értelemszerűen a CPU-val közös heterogén programozásnál is fontos szerepet játszik.

A Gitlab mint DevSecOps platform (x) Gyere el Radovan Baćović (Gitlab, Data Engineer) előadására a november 7-i DevOps Natives meetupon.

A vállalat tesztjei alapján - amelyeket érdemes némi egészséges kétkedéssel szemlélni - a GPU egyes videofeldolgozási feladatok során akár több mint 2,5-szörös teljesítménynövekedést produkált (a gyártó nem nevezte meg pontosan milyen feladatokról volt szó) más, hasonló terhelésnél ugyanakkor nagyjából 30 százalékos volt az előrelépés, és az egység lineáris algebra terén is nagyjából ekkora fejlődést produkált. Az AnandTech szerint az elődnél több kodekhez nyújt hardveres támogatást majd a GPU, noha erről egyelőre nincs hivatalos információ.

Izmos jelfeldolgozó

A Qualcomm eddig a legtöbbet talán a Snapdragon 820-ban debütáló Hexagon 680 DSP-ről árult el a chip komponensei közül. A DSP valahol a fix- és általános funkciójú hardverek között helyezkedik el: noha rugalmasabb, mint az egyetlen feladat ellátására szakosodott célegységek, illetve programozható, csak korlátozott számú feladatot képes hatékonyan elvégezni. Arra ugyanakkor tökéletesen alkalmas, hogy egyes műveleteket levegyen a jellemzően nagy fogyasztású CPU vagy GPU válláról.

A digitális jelfeldolgozó egység a gyártó által talán legjobban hangsúlyozott funkcióját a HVX (Hexagon Vector Extensions) jelenti, amely a képfeldolgozáshoz szükséges, sokszor komoly terheléssel járó feladatok elvégzésre terveztek - ez különösen olyan alkalmazásterületeken fontos, mint a VR, AR vagy épp a gépi látás. A HVX architektúra támogatja a 32 bites fixpontos decimális műveleteket, a lebegőpontos számításokat viszont már nem - utóbbi funkció elsősorban a lapkaméret és a fogyasztás csökkentése miatt nem került be az eszközbe, ráadásul annak elsődleges feladataihoz nincs is rá szükség. Az új DSP az utólagos 4K videófeldolgozással, valamint az akár 20 megapixeles felbontáson készülő sorozatkép-feldolgozással is megbirkózik.

A Hexagon 680-at a Qualcomm egészen új memóriahierarchiával, illetve szálkezelési modellel látta el: a skaláris utasításokat négy, egyenként 500 megahertzen futó szálon kezeli, amelyek közös L1 utasítás- és adat-cache-t, illetve L2 cache-t kaptak. A DSP a kamerából érkező adatokat képes egyből az L2 cache-be streamelni, majd onnan megosztani az ISP-vel, így megspórolva a lapkán kívüli DRAM használatához szükséges energiát. Az egységben továbbá egy SMMU (System Memory Managemenet Unit) is helyet kapott, amely a CPU-val történő, másolásmentes adatmegosztást szolgálja.

A jelfeldolgozóba mindezek mellett egy különálló, alacsonyabb fogyasztású, LPI (Low Power Island) DSP egység is kerül, amely a lapka többi részét lekapcsolva is működőképes marad. Az LPI így lehetővé teszi a mobileszközökön a folyamatosan aktív szenzorok használatát, alacsony fogyasztás mellett - a cég szerint egyes területeken ez akár háromszor kisebb fogyasztást eredményezhet mint a Snadpragon 808 esetében. Ez jellemzően olyan alkalmazási területeken hasznos, mint a mindig aktív mikrofonok, vagy a fényerőt figyelő előlapi érzékelők.

Új ISP

Az ISP kapcsán a cég ismét nem volt ilyen bőbeszédű: annyit tudunk, hogy a Snapdragon 820-ba a vállalat Spectra képfeldolgozója kerül, amely egyszerre akár három 25 megapixeles kamerát is kezel. Az eszközhöz tartozó API-k továbbá olyan funkciókhoz is hoznak támogatást, mint a mélységérzékelés két kamera segítségével, illetve az újrafókuszálás vagy a képek hátterének elmosása.

A Snapdragon 820 lapkáról a cég fokozatosan csepegteti az információkat - remélhetőleg a következő hetek során a gyártó részletesebb adatokkal is szolgál majd. A Qualcomm új csúcslapkája várhatóan 2016 első felében tűnik majd fel először az okostelefonokban, esetleg táblagépekben. Jövő év elejével a lapkának nem csak saját jelenlegi, problémákkal küzdő csúcslapkáját kell túlszárnyalnia, de a Samsung kifejezetten jól sikerült chipjét, illetve az Apple a napokban érkező új processzorát is. Időközben ráadásul a MediaTek is elkezdte aránylag olcsó lapkákkal elárasztani a piacot - igaz, ez főleg belépő- és középszinten jelenthet problémát a gyártó számára. A cég mindenesetre Krait termékeivel már bizonyított, az újabb saját fejlesztésű processzormagoknak tehát megvan az esélye, hogy új szelet fogjanak a cég vitorlájába.