هرآنچه درباره پردازنده اسنپدراگون 855 بايد بدانيد
كوالكام نامي آشنا در صنعت موبايل است كه پردازنده‌‌ها و تراشه‌هايش همه‌ساله به طيف گسترده‌اي از موبايل‌هاي هوشمند، از دستگاه‌هاي پايين‌رده گرفته تا پرچم‌داران هزار دلاري قدرت مي‌بخشند. كوالكام اواخر سال گذشته‌ي ميلادي، با پرده‌برداري از اسنپدراگون ۸۵۵ به‌عنوان نماينده‌ي اين شركت در بازار پردازنده‌هاي پرچم‌دار ۲۰۱۹، خود را براي رقابتي تنگاتنگ با بزرگاني همچون اپل، سامسونگ و هواوي آماده كرد.
اگرچه چندين ماه از زمان رونمايي اسنپدراگون ۸۵۵ مي‌گذرد؛ اما با ورود ديرهنگام و البته غيررسمي محصولات مبتني بر اين پردازنده، نظير شيائومي مي ۹ و وان‌پلاس ۷ پرو به بازار كشورمان، تصميم گرفتيم تا نگاهي عميق به مشخصات و ويژگي‌هاي اسنپدراگون ۸۵۵ داشته باشيم. در ادامه اخبار تخصصي، علمي، تكنولوژيكي، فناوري مرجع متخصصين ايران را همراهي كنيد.
اسنپدراگون ۸۵۵ دربرابر نسل قبل | ||
|---|---|---|
پارامترها / پردازنده | اسنپدراگون ۸۵۵ | اسنپدراگون ۸۴۵ |
CPU | يك هسته‌ي Kryo 485 Gold Prime با فركانس ۲.۸۴ گيگاهرتز ۳ هسته‌ي Kryo 485 Gold با فركانس ۲.۴۲ گيگاهرتز ۴ هسته‌ي Kryo 485 Silver با فركانس ۱.۸ گيگاهرتز | ۴ هسته‌ي Kryo 385 Gold با فركانس ۲.۸ گيگاهرتز ۴ هسته‌ي Kryo 385 Silver با فركانس ۱.۸ گيگاهرتز |
حافظه‌ي كش L2 | هسته‌ي Gold Prime كش ۵۱۲ كيلوبايتي هسته‌هاي Gold هركدام ۲۵۶ كيلوبايت هسته‌هاي Silver هركدام ۱۲۸ كيلوبايت | هسته‌هاي Gold هركدام ۲۵۶ كيلوبايت هسته‌هاي Silver هركدام ۱۲۸ كيلوبايت |
حافظه‌ي كش L3 | ۲ مگابايت L3 مشترك در قالب DSU ۳ مگابايت كش سطح سيستم | ۲ مگابايت L3 مشترك در قالب DSU ۳ مگابايت كش سطح سيستم |
GPU | Adreno 640 | Adreno 630 با فركانس ۷۱۰ مگاهرتز |
حافظه‌ي رم | ۴ كانال ۱۶ بيتي LPDDR4X با فركانس ۲۱۳۳ مگاهرتز پهناي باند ۳۴.۱ گيگابايت‌برثانيه | ۴ كانال ۱۶ بيتي LPDDR4X با فركانس ۱۸۶۶ مگاهرتز پهناي باند ۲۹.۹ گيگابايت‌برثانيه |
رابط حافظه‌ي ذخيره‌سازي | UFS 3.0 | UFS 2.1 |
پردازنده‌ي سيگنال تصوير | Spectra 380 يك حسگر ۴۸ يا دو حسگر ۲۲ مگاپيكسلي | Spectra 280 يك حسگر ۳۲ يا دو حسگر ۱۶ مگاپيكسلي |
ان‌كُد / دي‌كُد | 2160p با نرخ ۶۰ فريم‌برثانيه ۱۰ بيتيH.265 ،HDR10 ، +HDR10 و HLG | ان‌كُد 2160p با نرخ ۶۰ فريم‌برثانيه ۱۰ بيتي H.265 |
مودم | Snapdragon X24 LTE Cat.20 دانلود ۲۰۰۰ مگابيت‌برثانيه آپلود ۳۱۶ مگابيت‌برثانيه | Snapdragon X20 LTE Cat.18/13 دانلود ۱۲۰۰ مگابيت‌برثانيه آپلود ۱۵۰ مگابيت‌برثانيه |
فرايند ساخت | ۷ نانومتري N7 | ۱۰ نانومتري LPP |
در قلب پردازنده‌ي اسنپدراگون ۸۵۵، هسته‌هاي پردازشي جديد آرم موسوم به Cortex-A76 نقش CPU را ايفا مي‌كنند. پيش‌تر در مطالعه پي ۳۰ پرو مشاهده كرديم كه كرين ۹۸۰ به‌عنوان نخستين پردازنده‌ي مجهز به هسته‌هاي Cortex-A76 در تركيب با ليتوگرافي هفت نانومتري، عملكرد جالب‌توجهي را به نمايش مي‌گذارد؛ بنابراين مايه‌ي تعجب نيست كه وضعيت براي اسنپدراگون ۸۵۵ نيز چنين باشد.
راهكار كوالكام براي به‌كارگيري هسته‌هاي Cortex-A76 اندكي با رقيب چيني تفاوت دارد. اسنپدراگون ۸۵۵ در مجموع از ۴ هسته‌ي A76 بهره مي‌برد كه كوالكام آن‌ها را با نام Kryo 485 Gold معرفي ميكند، اين هسته‌ها دركنار ۴ هسته‌ي Cortex-A55 نقش پردازنده‌ي مركزي اسنپدراگون ۸۵۵ را برعهده دارند؛ اما تفاوت‌هاي بين پردازنده‌ي كوالكام و كرين ۹۸۰ به فركانس كاري هسته‌ها، نوع پيكربندي حافظه‌ي كش و تغييراتي در پارامترهاي ريزمعماري بازمي‌گردد.
كوالكام براي نخستين‌بار و پس از گذر سه سال از زمان كسب مجوز «Built on Cortex Technology» (مجوزي كه به شركت‌هاي تراشه‌ساز امكان درخواست ايجاد تغيير در ريزمعماري آرم و به‌كارگيري نسخه‌ي سفارشي‌شده در محصولاتشان را مي‌دهد)، با رونمايي از اسنپدراگون ۸۵۵، جزئيات مربوط‌به تغييرات اِعمال‌شده روي ريزمعاري ARM را نيز منتشر كرد.
۴۵ درصد بهبود عملكرد CPU نسبت به گذشته
ظاهرا هسته‌هاي Cortex-A76 به‌كاررفته در اسنپدراگون ۸۵۵، پنجره‌ي «اجراي خارج از نوبت» بزرگ‌تري (الگوريتمي كه به پردازنده اجازه مي‌دهد تا دستورالعمل‌ها را براساس دسترسي‌پذيري داده‌ها و واحدها اجرا كند و بدين ترتيب از مدت غيرفعال‌بودن خود بكاهد) را در اختيار پردازنده قرار مي‌دهند. به‌انديشه متخصصين مي‌رسد كه اين پنجره‌ي بزرگ‌تر به‌لطف افزايش ابعاد بافر ROB (اين بافر در الگوريتم اجراي خارج از نوبت، امكان تحويل ترتيبي دستورالعمل‌ها را فراهم مي‌آورد) حاصل شده باشد. نسخه‌ي عادي هسته‌ي A76 از ۱۲۸ بافر دستورالعمل بهره مي‌برد، در حالي‌كه ابعاد بافر هسته‌هاي A76 سفارشي‌شده‌ي كوالكام، به‌مقدار نامعلومي افزايش يافته است.
دركنار آنچه به‌انديشه متخصصين مي‌رسد، افزايش بافر ROB باشد، كوالكام اعلام كرد كه واكش‌هاي داده (فراخواني داده‌ها توسط پردازنده، پيش از آنكه مورد نياز باشند) نيز براي بهرهوري بهتر پردازنده، بهينه شده‌اند. در حال حاضر مشخص نيست كه منظور كوالكام از واژه‌ي «بهرهوري» به بهرهوري انرژي بازمي‌گردد يا به بهرهوري در چگونگي واكشي داده‌ها اشاره دارد. ضمنا هنوز از ماهيت تغييرات به‌وجودآمده، مانند تغيير تعداد مسيرهاي واكشي داده يا تغيير نوع واكش‌ها اطلاعاتي در دست نيست.
در حالي‌كه پردازنده‌ي كرين ۹۸۰ از طراحي ۲+۲، شامل دو هسته‌ي بهينه‌شده براي فركانس‌هاي بالا و دو هسته‌ي بهينه‌شده براي بهرهوري بالاتر براي هسته‌هاي A76 بهره مي‌برد، مهندسان كوالكام براي اسنپدراگون ۸۵۵ طراحي ۳+۱ را در انديشه متخصصين گرفته‌اند.
قدرتمندترين هسته‌ي پردازشي اسنپدراگون ۸۵۵ كه كوالكام آن را Kryo 485 Gold Prime مي‌نامد، با فركانس ۲.۸۴ گيگاهرتزي كار ميكند و ۵۱۲ كيلوبايت كش L2 در اختيار دارد. هركدام از هسته‌هاي بزرگ ديگر با نام Kryo 485 Gold و فركانس ۲.۴۲ گيگاهرتزي از ۲۵۶ كيلوبايت كش L2 بهره مي‌برند. انتظار مي‌رفت تا كوالكام با بهره‌گيري از طراحي كلاستر DynamIQ آرم، همراهي از فركانس‌ها و سطوح ولتاژ متفاوت را به پردازنده‌ي پرچم‌دار خود بياورد؛ اما هسته‌ي Prime فاقد سطح ولتاژ اختصاصي است و با سه هسته‌ي بزرگ ديگر از يك سطح ولتاژ مشترك استفاده ميكند.
چينش ۴+۳+۱ هسته‌ها با هدف بهبود عملكرد تك‌هسته‌اي انتخاب شده است
در طيف گسترده‌اي از سناريوها، نظير وب‌گردي، تنها يك ترد بزرگ فعال است؛ بنابراين احتمالا تركيب ۳+۱ نسبت به حالت ۲+۲، عملكرد و بهرهوري بهتري را ارائه خواهد داد؛ اما از آنجا كه هسته‌هاي بزرگ اسنپدراگون ۸۵۵ از سطوح ولتاژ مجزايي بهره نمي‌برند، بدين ترتيب در عمل شاهد بهبودهاي چشم‌گيري نخواهيم بود. در نتيجه، پردازنده‌ي هشت هسته‌اي اسنپدراگون ۸۵۵ به‌ميزان زيادي از دستيابي به بهرهوري انرژي پيش‌بيني‌شده بازمي‌ماند؛ چرا كه هر دو گروه هسته‌هاي بزرگ (۳+۱) همواره بيش از نياز خود ولتاژ دريافت خواهند كرد، حتي اگر يكي از دو گروه بتواند با ولتاژ بسيار كمتر نيز به فعاليت خود ادامه دهد.
براساس ادعاي كوالكام، پردازنده‌ي اسنپدراگون ۸۵۵، تا ۴۵ درصد بهبود در عملكرد CPU را نسبت به اسنپدراگون ۸۴۵ ارائه مي‌دهد؛ اما در كمال تعجب اين شركت هيچ‌گونه آماري را درباره‌ي ميزان بهرهوري انرژي پردازنده‌ي مركزي اسنپدراگون ۸۵۵ به‌اشتراك نگذاشت. كوالكام مدعي است كه پردازنده‌ي جديدش در زمينه‌ي سرعت اجراي اپليكيشن‌هاي روزمره نظير جيميل، فيسبوك، گوگل مپ يا توييتر نسبت به دو رقيب هفت نانومتري A12 اپل و كرين ۹۸۰ هواوي، عملكرد بسيار بهتري دارد.
حافظه‌ي كش اشتراكي كمتر؛ نقطه‌ضغف اسنپدراگون ۸۵۵ مقابل كرين ۹۸۰
هسته‌هاي كم‌مصرف Cortex-A55 با فركانس ۱.۸ گيگاهرتز كار مي‌كنند و هركدام از آن‌ها از حافظه‌ي كش ۱۲۸ كيلوبايتي L2 بهره مي‌برند. بدين ترتيب به‌انديشه متخصصين مي‌رسد كه اسنپدراگون ۸۵۵ از حيث هسته‌هاي كوچك، تفاوتي با اسنپدراگون ۸۴۵ ندارد و شركت سازنده از ليتوگرافي هفت نانومتري پردازنده تنها براي بهبود بهرهوري انرژي اين هسته‌ها استفاده كرده است.
درحالي‌كه رقيب چيني حافظه‌ي كش L3 اشتراكي ۴ مگابايتي را براي كرين ۹۸۰ تدارك ديده، كوالكام در كمال ناباوري، از اين حيث تغييري نسبت به گذشته ايجاد نكرده است و اسنپدراگون ۸۵۵ از ۲ مگابايت حافظه‌ي كش اشتراكي سطح L3 بهره مي‌برد.
براساس اعلام كوالكام، واحد پردازش گرافيكي به‌كاررفته در اسنپدراگون ۸۵۵، موسوم به آدرنو ۶۴۰، حدود ۲۰ درصد بهبود عملكرد را نسبت به نسل گذشته تجربه ميكند. تراشه‌ساز آمريكاي مدعي است كه پردازنده‌ي جديدش، ۵۰ درصد واحد محاسبه و منطق (ALU) بيش‌تري براي محاسبات FP32 و FP16 دارد.
كوالكام براي نمايش ميزان بهينگي GPU در اسنپدراگون ۸۵۵، مقايسه‌اي بين عملكرد اسنپدراگون ۸۴۵ و ۸۵۵ حين اجراي بازي PUBG با نرخ ۴۰ فريم‌برثانيه ترتيب داد كه براساس آن، شاهد ۲۸ درصد كاهش مصرف انرژي در متخصصي‌هاي گرافيكي يكسان هستيم.
واحد پردازش آدرنو ۶۴۰ از بازي‌هاي HDR و مبتني بر «رندرينگ فيزيكي» (راهكاري براي مدل‌سازي بهتر و واقع‌گرايانه‌تر نور در محتواي گرافيكي) همراهي ميكند. پايپ‌لاين‌هاي اين پردازنده‌ي گرافيكي با عمق رنگ ۱۰ بيتي و فضاي رنگي Rec ۲۰۲۰ سازگاري دارد.
۲۰ درصد بهبود عملكرد GPU نسبت به گذشته
كوالكام در جريان رويداد معرفي اسنپدراگون ۸۵۵، اعلام كرد كه توسعه‌دهندگان ازطريق موتورهاي Unity و Unreal 4 مي‌توانند موادي حقيقي را كه توسط شركت‌هايي همچون Quixels و Allegorithmic از داده‌هاي علمي ايجاد شده‌اند، در طراحي محيط‌هاي بازي و واقعيت افزوده به‌كار گيرند تا بدين ترتيب پارامترهايي همچون سختي سطوح، انعكاس صدا، نورپردازي و درك عمق به واقعيت نزديك‌تر باشد.
به‌لطف ماژول آدرنو ۶۴۰، پردازنده‌ي قدرتمند كوالكام براي نخستين‌بار از فرمت‌هاي HDR10+ و دالبي‌ويژن نيز همراهي خواهد كرد و دستگاه‌هاي مبتني بر اين پردازنده نيز امكان اجراي بازي‌ها با نرخ ۱۲۰ فريم‌برثانيه و پخش ويديوهاي ۳۶۰ درجه‌ي 8K را خواهد داشت.
بلوك پردازنده‌ي سيگنال ديجيتال (DSP) به‌كاررفته در اسنپدراگون ۸۵۵ موسوم به هگزاگون ۶۹۰، علاوه‌بر آنكه بهبودهايي را نسبت به نسل گذشته تجربه ميكند، ويژگي‌هاي جديدي را نيز در بطن خود دارد. بلوك DSP جديد از ۴ پايپ‌لاين برداري 1024b بهره مي‌برد كه نسبت به هگزاگون ۶۸۰/۶۸۵ افزايش ۱۰۰ درصدي را نشان مي‌دهد. از سوي ديگر، عملكرد پايپ‌لاين‌هاي اسكالر نيز ۲۰ درصد بهبود داشته است كه احتمالا به تغييرات ريزمعماري يا افزايش فركانس بازمي‌گردد.
شتاب‌دهنده‌ي تانسور + DSP = موتور هوش مصنوعي كوالكام
نكته‌ي جالب‌توجه درباره‌ي DSP جديد، اضافه‌شدن شتاب‌دهنده‌ي تنسور اختصاصي به آن است. اين شتاب‌دهنده به نسخه‌اي ساده‌شده از يك واحد MAC (واحدي در پردازش سيگنال ديجيتال كه حاصل‌ضرب دو عدد را محاسبه كرده و به يك انباشتگر اضافه ميكند) در موتورهاي شبكه‌ي عصبي شركت‌هاي ديگر شباهت دارد و نخستين نسل از موتورهاي استنتاج يادگيري ماشين كوالكام به‌حساب مي‌آيد، هرچند كه تراشه‌ساز آمريكايي آن را چهارمين نسل از «موتور هوش مصنوعي» خود مي‌داند (پيش‌تر اين نام براي استنتاج يادگيري ماشين روي CPU، GPU و DSP استفاده مي‌شد).
يكي از محدوديت‌هايي كه كوالكام در معماري‌هاي پيشين با آن مواجه بود، به ناتواني DSP در پردازش بارهاي محاسباتي مرسوم خود دركنار محاسبات استنتاجي يادگيري ماشين بازمي‌گردد. اكنون شركت سازنده تأييد ميكند كه در اسنپدراگون ۸۵۵، واحد تنسور جديد مي‌تواند هم‌زمان با واحد‌هاي برداري و مستقل از آن‌ها فعال باشد. بدين ترتيب تسك‌هاي مربوط‌به پردازش تصوير به موازات تسك‌هاي استنتاجي انجام خواهند شد و پردازنده‌ي جديد كارايي بسياري بهتري در پردازش‌هاي مربوط‌به يادگيري ماشين خواهد داشت.
دركنار واحد‌هاي برداري و تنسور، ماژول جديد Voice Assistant AI مشاهده مي‌شود كه نقش آن شتاب‌دهي به پردازش‌هاي رايج هوش مصنوعي در دستيار‌هاي ديجيتال، همچون بايدو و گوگل اسيستنت خواهد بود.
اسنپدراگون ۸۵۵ نسخه‌ي ارتقا‌يافته‌اي از پردازنده‌ي سيگنال تصوير (ISP) اسپكترا ۳۸۰ را نيز در بطن خود دارد كه به‌مدد واحد سه‌هسته‌اي Computer Vision، توان پردازشي آن بهبود يافته است. كوالكام ادعا ميكند كه اين واحد مي‌تواند تا ۴ برابر بيش از گذشته در وظايفي همچون دسته‌بندي و تفكيك سوژه، تشخيص عمق (با نرخ ۶۰ فريم‌برثانيه)، ردگيري حركت در واقعيت افزوده و لرزش‌گيري تصوير، بهرهوري انرژي داشته باشد. ضمن اينكه ضبط ويديوهاي 4K HDR نيز نسبت به اسنپدراگون ۸۴۵، تا ۳۰ درصد مصرف انرژي كمتري خواهد داشت.
اسنپدراگون ۸۵۵ براي دستيابي به 5G به مودم مجزا نياز دارد
پردازنده‌ي اسنپدراگون ۸۵۵ در بطن خود مودم اسنپدراگون X24 را دارد كه امكان برقراري اتصال LTE Cat.20 با سرعت دانلود بالغ بر ۲ گيگابيت‌برثانيه را فراهم مي‌آورد. ارتقاء سرعت به‌مدد تجميع ۷ برابري حامل‌هاي LTE با 4x4 MIMO و 256QAM حاصل شده است. مودم جديد براي نخستين‌بار در زمينه‌ي آپلود نيز براي دستيابي به سرعت ۳۰۰ مگابيت‌برثانيه‌اي با تجميع ۳ برابري حامل‌هاي LTE از 256QAM همراهي ميكند.
متأسفانه اسنپدراگون ۸۵۵ به‌تنهايي از اينترنت نسل پنجم همراهي نمي‌كند و براي دستيابي به 5G به مودم اكسترنال اسنپدراگون X50 اتكا دارد. پردازنده‌ي جديد كوالكام در صورت تركيب‌شدن با مودم X50 از هر دو فناوري mmWave و sub-6 GHz 5G NR همراهي خواهد كرد. اسنپدراگون ۸۵۵ با يك چيسپت كمبوي واي‌فاي اكسترنال با استاندارد جديد Wi-Fi 6 و استاندارد ۶۰ گيگاهرتزي Wi-Gig 802.11ay سازگاري دارد.
هم انديشي ها